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摘 要：MES将生产过程与信息化有效结合，具有实时管控生产状况、快速查找分析问题、提升信息回应速度的三大应用特点，对于优化生产工艺、节约制造成本、缩短生产周期、提高产出效率等 效果显著，得到了国家政策的大力支持和推广。
关键词：MES；生产管理；半导体
TP27 文献标识码：A 文章编号：2095-1302(2014)08-0087-03中图分类号：
0 引 言
随着日益激烈的市场竞争和客户需求的多样化，半导体制造企业必须适应信息化时代特点，将生产工艺制造过程与信息化有效结合，实现在线控制，从而优化生产工艺，降低成本，缩短周期，提高质量，提供差异化产品和服务。
MES即是为实现以上目标而专门设计的生产控制软件系统，能够根据宏观数据计划，指挥生产现场的过程控制系统进行生产，对现场信息进行工艺管理、物流管理、质量管理、生产进度跟踪管理、设备运行监督及控制等生产管理和调度执行。当前，MES在半导体制造行业中已成为提高企业核心竞争力的主要组成部分，是半导体制造企业必不可少的核心系统。
1 MES的定义
MES（Manufacturing Execution System，制造执行系统/生产实施系统）是面向车间的生产过程管理与实时信息系统。它主要解决车间生产任务的执行问题[1]。
MES将生产活动进行优化，可提供从订单投入到产品完成的整个过程所需的信息。MES将生产现场发生的信息正确、实时地向现场操作者或管理者报告，通过及时地应对生产环境，减少无附加值的生产活动，从而提高生产效率，改善生产条件，减少库存周转、按要求准时出货、增加生产毛利及现金流量等效益；同时，在企业与供应链之间提供一个双向的生产信息流，通过MES能够“透明地看到”制造现场，并根据制造现场的变动，及时制定工程计划，实时下达作业指示，进而准确预测交货期，安排调整加班计划等。2 MES的发展历程
20世纪80年代末，美国的先进制造研究机构（AMT）首先提出MES的概念；1992年，美国成立以宣传MES思
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收稿日期：2014-04-29
想和产品为宗旨的贸易联合会，即MES国际联合会（MESA International）1997年，MESA发布修订后的6个关于MES；的白皮书，对MES的定义与功能、MES与相关系统间的数据流程、应用MES的效益、MES软件评估与选择以及MES发展趋势等问题进行了详尽的阐述；1999年，美国国家标准与技术研究所（NIST）在MESA白皮书的基础上，发布有关MES模型的报告，将MES有关概念标准化。
国内工业信息化基本上是沿着西方工业国家的轨迹前进。最早的MES是20世纪80年代宝钢建设初期从西门子公司引进；90年代初期，开始对MES以及ERP进行跟踪研究、宣传或试点，而且曾经提出了 管控一体化”“，“人、财、物、产、供、销”等颇具中国特色的CIMS、MES、ERP、SCM等概念，但仅限于总结、归纳、宣传、坚持或者提炼、提升还不够，发展势头不快。
从2002年开始，国家863科研计划已将MES系统作为重点发展项目，并出台了具体的扶持办法，从战略高度上给予重视，确定了“工业化带动信息化、信息化促进工业化”的发展战略[2]。目前，几乎绝大多数大学和工业自动化研究单位，甚至于国家、省、市级政府主管部门都开始跟踪、研究MES。从中央到地方，从学会到协会，从IT公司到制造生产厂等，都卷入到MES热潮之中。3 MES功能模块
目前半导体业界广泛使用的MES系统主要包含13个子模块，其各部分功能概述如表1所列。 4 MES应用分析
从生产实际效果来看，在半导体制造行业引入MES系统，可有效地降低工艺设备误操作、减少生产线的在制品数量、缩短生产周期，从而提高设备利用率、提升产品质量与合格率、达到增加产出、增加销售收入的目的。
对于半导体制造企业来讲，MES生产应用可归纳为以下
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Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.智能处理与应用Intelligent Processing and Application表1 半导体生产管理中MES系统的模块功能一览表序号１模块名称工厂模块化配置（ＭＤＬ）功能概述建立与实际一致的生产线模型，把整个生产线以区域概念（Ａｒｅａ）进行布局
功能具体描述①根据实际的两班或三班的作业方式定义生产线班次信息，计算作业员的产出效率。②定义原因代码（Ｒｅａｓｏｎ Ｃｏｄｅ），如暂停批次需要作业员选择一个暂停原因，这些原因就来源于Ｒｅａｓｏｎ Ｃｏｄｅ。①设备状态（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｓｔａｔｅ）： ②设备能力（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）③设备属性（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ａｔｔｒｉｂｕｔｅ）④设备类型（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｔｙｐｅ）⑤设备组（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）⑥设备对象（Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｏｂｊｅｃｔ）
⑦设备具备版本控制（Ｖｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）①属性（Ａｔｔｒｉｂｕｔｅ）②规则（Ｒｕｌｅ）③操作步骤（Ｓｔｅｐ）
④工艺路线（Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｐｌａｎ）⑤产品（Ｐｒｏｄｕｃｔ）
①系统属性（Ｓｙｓｔｅｍ Ａｔｔｒｉｂｕｔｅ）②客制化属性（Ｃｕｓｔｏｍ Ａｔｔｒｉｂｕｔｅ）③批次模板（Ｌｏｔ Ｔｅｍｐｌａｔｅ）
④交易模板（Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ Ｔｅｍｐｌａｔｅ）①测量规格（Ｍｅａｓｕｒｅ Ｓｐｅｃ）②数据采集计划（ＥＤＣ Ｐｌａｎ）用于定义显示ＳＰＣ图的基本对象：①控制图模板（Ｃｈａｒｔ Ｔｅｍｐｌａｔｅ）②控制图（Ｃｈａｒｔ）
①用户权限（Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｒｉｎｇ）： ②用户组（Ｕｓｅｒ Ｇｒｏｕｐ）： ③用户（Ｕｓｅｒ Ｐｒｏｆｉｌｅ）：①行事历设定
②机台维护保养计划③机台维护保养管理④操作工当机登记⑤技术员维修登记⑥记录技术维修结果
核心模块备注２
设备模块化配置（ＥＱＰ）
用于管理生产线设备
３
工艺流程配置
（ＰＲＰ）定义生产中的工作流程
（Ｗｏｒｋ Ｆｌｏｗ）
４
在制品追踪配置 （ＷＩＰ）设备数据收集模块（ＥＤＣ）统计制程管制
（ＳＰＣ）用户权限配置
（ＯＰＲ）
在制品管理、料号管理与工艺路径
管理
定义数据采集的基本对象提供即时超标控制线警告、超标控
制动作和统计分析图表。用于管理系统的用户和权限
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设备预防保养
（ＰＭ）
提供设备预保养与零部件的管控。
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报表与数据存储物料清单管理
（ＢＯＭ）
①ＭＥＳ数据库与报表数据仓储分开——确保ＭＥＳ运作效能②近期实时复制数据从ＭＥＳ 到数据仓储——快速响应 ③汇总数据表目的——容易生成报表包含同料号之间的结构信息及相关属性，以及主料与替代料信息及各种料号的一些属性信息等
①在各工序可显示该工序所需物料情况
②在各工序可允许用户输入该工序实际使用物料情况
③提供物料消耗报表，追溯物料消耗与批次，订单，产品等的关联
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生产工单管理
（ＷＯ）
①创建工单 ——根据客户信息的订单产生内部业务通知单；根据不同的工单类型，将所需的直接材料物料投入到系统中。
②释放工单 ——当批次产品入库到Ｗａｆｅｒ Ｂａｎｋ区域并完成来料检验（ＩＱＣ）后，根据生产计划释放工单；若客户的一个批次需要做一个或多个产品，在释放工单时，将选择对应批次的Ｗａｆｅｒ，并产生预定义的控制批号。①创建／修改／删除光罩②定义光罩状态③光罩位置管理④光罩入库⑤光罩出库
⑥光罩历史纪录查询⑦光罩申请／归还
①管理原材料批次接收，储存，使用过程。②管理原材料批次存储位置和位置变更。③原材料批次历史纪录查询。
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光罩管理（Ｒｅｔｉｃｌｅ）
１３仓库管理
几个方面：
导入MES系统，生产管理单位（1）实时管控生产状况：
能够实时管控在制品的生产状况，为管理阶层实时提供各种生产和质量报表；
应用工程数据采集EDC模块和（2）快速查找分析问题：
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品质分析报表，快速找出制程存在的主要问题与产品主要缺陷，进而加以改善，达到产品质量提升的目标；
对于在制程中所产生的各种品（3）提升信息回应速度：
质相关纪录，可在客户查询时即时回复，针对批次或物料的追溯，在系统中有明确的历史纪录，以节省未来查询时的反应
Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.智能处理与应用Intelligent Processing and Application表2 MES实施效果统计分析一览表序号１２３４５６
改善效果缩短制造周期时间降低或消除资料进入的时间
减少在制品（ＷＩＰ）降低或排除转换间的文书工作改善产品质量，降低缺陷密度排除书面作业和蓝图作业的浪费
统计数据平均降低：３５％，降低幅度：１０～８０％平均降低３６％，降低幅度：０～９０％；
近乎一半的报告中，反应有５０％以上的降低幅度
平均降低：３２％，降低幅度：０～１００％平均降低：６７％，降低幅度：０～２００％平均降低：２２％，降低幅度：０～６５％平均降低：５５％，降低幅度：０～１００％；在６２％的反应里，有７５％以上减少
5 结 语MES的运用，可将企业的生产制造、经营管理与信息化相融合，推进企业管控一体化建设，实现对生产全过程的有效提醒、迅速反馈、质量控制、可追溯性，易于远程办公、经验传承；不仅可以节约成本、提高产出效率、经济效益明显，而且搭建了工业和信息化交流的综合平台，以信息化指导现代工业
速度。品管可藉由上述资讯于短时间内追溯生产品质资讯以回应客诉，并汇总品质报表以供管理阶层审查。
根据美国MESA协会的调查统计，MES实施对生产、经营、管理、产品等方面的提升效果显著，表2所列是MES实施效果统计分析表。
由上述分析可知，将MES信息系统应用于生产制造活动全过程，实现工业化与信息化的有效融合，可以通过及时、准确的信息，指导、启动、响应并记录生产活动的各个环节，从而能够对生产条件的变化做出迅速响应，减少非增值活动，缩短生产周期，提高生产制造过程的质量与合格率。同时，MES还可以改善设备投资回报率，有助于加快库存周转、实现及时交货、提高收益和现金流等绩效。
生产全过程，将进一步缩小国内外技术差距，因此得到了国家政策的大力支持和推广。
参 考 文 献
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科技大学，2012.[2].M E S 技 术 发 展 趋 势 及 国 内 外 发 展 现 状[EB/OL]. [2012-06-13 ]. http://wenku.baidu.com/link?url=EYeYlOlxxRBPQMNb5
3UdSqJf6JzzGm5gH3Fds5qM3Dn0uzSW6O-w0jtPFMb2yKJ7ciDx4ENC5pa4reA1bKEyB-CPHrBfCGsPz76XN1eBsVy.
[3]潘美俊，饶运清. MES现状与发展趋势[J]. 中国制造业信息化， 2008（9）: 47-50.
[4]何月华. 半导体行业MES的研究与应用[D]. 上海：上海交通大学，2007.
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作者简介：耿凯鸽男，河南洛阳人，工程师。主要从事大功率半导体器件制造。（1984—），
（上接第86页）
人员安排进行必要的培训，以避免由此带来的风险。3.3 投资成本
投资成本包括以下几部分，它们是系统软硬件采购成本、系统集成成本、业务模式、管理方式、人员安排成本、人员培训成本以及系统维护成本。4 结 语
通过对船舶企业电能智能化应用的深入研究，可以深刻感受到此应用鲜明的特点。
首先，采用先进的系统架构体系和基于3G的网络通讯技术设备，可以做到配置和技术应用的先进；其次，在经济和实用性方面，智能化设备管理以实用性为原则，充分利用现代化信息技术、移动通讯技术，在系统整体设计、硬件软件选型时结合企业现有系统实际情况，确定了合理、高性价比的建设方案。
本电能智能化应用系统的软件和硬件平台均采用模块化设计与开发，具有良好的可扩充、扩展能力，能够非常方便地进行系统升级和更新，以适应今后业务的不断发展，并提供与ERP系统的数据接口。另外，由于主干网和数据通讯多采
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用无线通讯技术和3G通讯技术，减少了复杂的人工布线，以便于管理和维护。
依据某船舶集团的发展现状和未来发展规划，作者采用“总体规划、分步实施”的原则，项目前期可通过具备实施条件的区域先上，再逐步向其它生产线扩展，将实现企业每条生产线的电能智能管理，使企业实现‘电能有计量、考核有依据’。
下一步，笔者将研究与现有ERP平台进行整合，有效地进行信息资源共享，为船舶企业信化向智能化发展添砖加瓦。
参 考 文 献
[1] 杨瑞霞．基于GPRS电力无线抄表系统的设计与实现[J]．电测与仪表，200730-32．（12）：
[2] 里吉斯．通用分组无线业务人（GPRS）技术与应用[M]．北京：民邮电出版社，2004．
[3] 唐亮. SAP接口技术研究与开发[D].上海：同济大学，2006.[4] 陈赜．ARM嵌入式技术实践教程[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2005．[5] 程广河，郝风琦，张让勇，等．嵌入式环境中的软件构件化研究[J].计算机技术与发展，2007，17139-141．（9）：
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