硅片事業(yè)部MES系統(tǒng)研發(fā)及實施項目總結報告

『硅片事業(yè)部生產管理MES系統(tǒng)軟件項目』研發(fā)及實施總結報告報告人：楊濤二〇一四年一月目錄1. 項目概況 11.1 項目背景 11.2 項目目標 31.3 項目范圍 31.3.1 項目業(yè)務范圍 31.3.2 實施（應用）范圍 32. 系統(tǒng)總體設計 42.1 系統(tǒng)體系結構 42.2 系統(tǒng)開發(fā)及應用環(huán)境 52.3 與其它系統(tǒng)關系/接口 53. 系統(tǒng)功能 63.1 業(yè)務流程模塊 63.1.1 鑄錠管理 63.1.2 開方管理 123.1.3 機加管理 143.1.4 硅料清洗管理 193.1.5 切片清洗分選管理 203.2 業(yè)務管理模塊 273.2.1 生產計劃模塊 273.2.2 產量管理模塊 283.2.3 質量及過程管理模塊 313.2.4 錠塊片集成管理模塊 333.2.5 在制品存貨管理 343.2.6 鑄錠投料監(jiān)測管理 363.3 系統(tǒng)管理模塊 373.3.1 系統(tǒng)運行條件及參數(shù)管理 373.3.2 操作日志管理 383.3.3 用戶及密碼管理 393.3.4 內網(wǎng)在線信息溝通 404. 實施應用效果 415. 結論 42項目概況硅片事業(yè)部MES系統(tǒng)完全自我研發(fā)并獨立實施，充分結合大全硅片實際生產業(yè)務，滿足從硅料導入至硅片發(fā)貨的整個生產過程，量身定制，實現(xiàn)全過程無縫銜接與數(shù)據(jù)共享集成，整合人、機、料及業(yè)務規(guī)則，確保各工序在統(tǒng)一生產體系環(huán)境中規(guī)范業(yè)務操作，并實時監(jiān)測生產進度，質量達成以及主要物資消耗，實現(xiàn)硅片生產過程的量化管理，有力打造生產管理的數(shù)據(jù)支撐平臺。同時，兼具良好的用戶交互性與功能延展性，軟件所有界面均支持數(shù)據(jù)導出功能，便于不同部門實時采集生產過程中人、機、料信息并進行不同需求的分析，提高生產應變能力。硅片事業(yè)部MES生產管理系統(tǒng)經(jīng)歷8個月的應用，實踐證明具有良好的適宜性、集成性和交互性，這也是任何一款系統(tǒng)應用軟件是否具備實際應用價值的三大判定要素。項目背景在決定自主研發(fā)MES系統(tǒng)之前，我們曾經(jīng)打算引進上海上揚軟件公司的MES系統(tǒng)，但在調研階段，因困于某些外部因素導致項目暫停，在此階段，硅片事業(yè)部生產管理信息采集以手工錄入為主，除原已運行的ERP外，沒有其它可用于生產過程管理的軟件，但ERP只能為我們解決對物料的計劃及供應、庫存管理，生產過程則好比暗箱，各車間、各工序均有不同數(shù)據(jù)統(tǒng)計模式，相互不存在數(shù)據(jù)共享和集成，因為是手工統(tǒng)計，不免出現(xiàn)錄入錯誤和時間滯后，導致車間與部門管理者不能及進獲取準確生產數(shù)據(jù)，極大地限制了對生產過程的實進有效管理，生產中普遍出現(xiàn)的狀況是：生產進度跟蹤滯后，為了解生產情況，往往需要花較多的時間去現(xiàn)場統(tǒng)計數(shù)據(jù)，當產量提升后，現(xiàn)場流轉速度加快，管理者很難及時跟進實際生產變化的節(jié)奏。生產過程中上下工序銜接困難，下道工序不清楚前道工序產出節(jié)拍，很難提前應對異常，并有效作出本工序生產作業(yè)計劃。生產在制品流轉易出現(xiàn)混亂，尤其突出的是硅塊加工工序，在手工統(tǒng)計時期，無法隨時掌握機加在制硅塊的準確數(shù)量、重量及存放位置。缺乏對主要生產設備的運行時間監(jiān)控，統(tǒng)計分析設備停機、運行、切換時間沒有準確數(shù)據(jù)支撐，無法有效獲取計算設備利用率、稼動率的基礎數(shù)據(jù)。生產過程控制缺乏有效管理和追溯機制，無法及時獲取從硅料投入至硅片產出的全面跟蹤數(shù)據(jù)，在不同的手工錄入表單中建立鏈接實現(xiàn)困難程度較高。設立專門的統(tǒng)計員完成數(shù)據(jù)流程卡錄入，因統(tǒng)計員個人對生產情況的認知度不同再加上手工填寫的可識別性差異，導致數(shù)據(jù)錄入準確性差，同時，在數(shù)據(jù)量極大的情況下，手工輸入的EGCEL表單運行非常困難。生產車間各個班組績效考評量化困難，不能及時獲取及時的分到不同班組或個人的產量、質量、效率數(shù)據(jù)，往往到月底時才進行統(tǒng)計，日常班組、個人工作進展情況難以公示，從而很難做到事中激勵。事業(yè)部生產綜合管理信息不能及時共享和輸出，事業(yè)部管理者獲取生產信息的條件有限。項目目標通過MES的研發(fā)及實施，實現(xiàn)硅片生產過程人、機、料數(shù)據(jù)全面集成與共享，確保生產信息準確性，達到從硅料至硅片的全過程實時追溯，建立事業(yè)部生產業(yè)務數(shù)據(jù)平臺，支撐所有部門利用平臺數(shù)據(jù)開展各項業(yè)務數(shù)據(jù)分析和量化工作激勵，為改善硅片事業(yè)部的生產運作效率和質量提供輔助。項目范圍項目業(yè)務范圍MES系統(tǒng)主要對硅片生產過程產生的業(yè)務流進行管理，包含配料、鑄錠、開方、機加、切片、硅片清洗、分選及包裝、硅錠邊皮料清洗、業(yè)務綜合管理等功能模塊。實施（應用）范圍MES系統(tǒng)實施應用于硅片事業(yè)部鑄錠車間、開方機加車間、切片車間（也包括硅片清洗和分選包裝）、硅料清洗車間、生產部、質量部，同時為事業(yè)管理層、綜合管理部、公司財務部等提供生產綜合管理數(shù)據(jù)查詢。系統(tǒng)總體設計系統(tǒng)體系結構硅片事業(yè)部MES系統(tǒng)總體設計流程圖系統(tǒng)開發(fā)及應用環(huán)境硅片事業(yè)部MES系統(tǒng)采用服務器與客戶端并行架構，服務器存儲數(shù)據(jù)庫文件和負載企業(yè)應用邏輯，客戶端采用綠色版可執(zhí)行文件，容量較小，可通過郵件發(fā)布，不需要安裝，對客戶終端電腦配置無最低要求。服務器硬件：DELLR810-雙CPU-至強E7-2803，物理12核24邏輯線程，4個600G硬盤（1熱備，3存儲）。數(shù)據(jù)庫：MicrosoftSQLServer20GG?？蛻舳耍菏褂肈elphi集成開發(fā)環(huán)境開發(fā)編輯可執(zhí)行EGE綠版文件。應用操作系統(tǒng)：Windows20GG\GP\WIN7\WIN8，不適用于Linus\Android\Mac操作系統(tǒng)。與其它系統(tǒng)關系/接口與公司目前運行的ERP暫無設計接口，ERP屬于清軟平臺開發(fā)產品，考慮客戶端銜接沒有可能，只能通過ERP開放數(shù)據(jù)庫接口，MES向ERP采集物料計劃、采購訂單、庫存數(shù)據(jù)，同時硅片從MES產出入庫接入ERP。系統(tǒng)功能業(yè)務流程模塊鑄錠管理配料管理實現(xiàn)功能：根據(jù)原生硅料批次、重量及邊皮料在線中間庫數(shù)據(jù)（右側表）及其它硅料創(chuàng)建硅錠配料單，一錠一單，單號由系統(tǒng)根據(jù)既定規(guī)則自動生成，目前是“年+月+日+當天配料流水號”，比如14011501，即14年1月15日配的第1堝料，配好的硅錠料單將在配料單明細表中顯示。實現(xiàn)功能：對已配好的錠料單數(shù)據(jù)進行維護，包括：查詢、修改，刪除，可雙擊左側配料單表查看具體某一份配料單的配料明細（右側表），當該堝料在后續(xù)補裝爐后，配料單號表中會自動出現(xiàn)硅錠號，無硅錠號的說明尚未裝爐，同時，可在右側表中根據(jù)原生硅料批次號、投用邊皮料錠號和硅料類型追溯到使用的所有硅錠。實現(xiàn)功能：根據(jù)已知硅錠號循環(huán)追溯投入邊皮料的錠號，追溯層級為向前追溯30次，上圖中我們設定的目標硅錠號是HMP14012506，查詢到投用的邊皮料錠號是HMP14012803，而投用至HMP14012803邊皮料錠號是HMP13122511，以此向前類推，右側可顯示對應硅錠的電性能（電阻率、少子壽命）變化趨勢（自動關聯(lián)集成后道工序檢測結果）。另外，雙擊表中任一硅錠可查看歷史配料明細清單（右側表下）。鑄錠運行管理實現(xiàn)功能：完成鑄錠裝爐工作：根據(jù)配料單號（選擇項，前面已創(chuàng)建），選擇爐號及其它相關信息（班組、班次、使用工藝、時間等）進行裝爐，系統(tǒng)會自動判斷所選爐號是否被占用，若被占用則不能完成裝爐工作。鑄錠在線運行監(jiān)測：在裝爐時即計算出此次運行與本爐上次出錠間隔切換時間（便于監(jiān)測鑄錠爐運行效率），同時，自動更新運行時間，與實現(xiàn)鑄錠爐運行進度保持一致，鑄錠完成后勾選出爐即可。如裝爐數(shù)據(jù)有誤，允許具有高級管理權限的用戶返回裝爐前狀態(tài)進行修改。鑄錠運行過程中發(fā)生的相關情況填入對應硅錠表項中。出錠管理實現(xiàn)功能：完成鑄錠后轉鑄錠在線庫存，并開始自動計算冷錠時間，質量部授權專員對錠等級進行判定。當下道工序開方領錠后，鑄錠在線庫存被領的錠會自動去除。出錠管理表中記錄在線庫存錠的相關數(shù)據(jù)。鑄錠數(shù)據(jù)管理實現(xiàn)功能：記錄所有鑄錠歷史數(shù)據(jù)，并設定按條件查詢（硅錠號、錠等級、鑄錠工藝、錠狀態(tài)-自動關聯(lián)錠后期運行狀態(tài)），及雙條件高級查詢（所有錠相關信息均可作為查詢關索引鍵字）。開方管理實現(xiàn)功能：根據(jù)鑄錠在線庫存選擇已達到冷錠期標準的硅錠進行開方（點擊選擇紅色按紐會彈出選錠表，其中冷錠時間是自動計算的），選擇開錠規(guī)則（錠至塊編號規(guī)則，在系統(tǒng)條件設置中確定），完成后會自動生成25個硅塊進入下道工序，開方后的硅錠會出現(xiàn)在已開方表中（下表）。支持對誤操作導致的數(shù)據(jù)錯誤進行修改（特定授權專員）。機加管理機加一次檢測實現(xiàn)功能：對開方后的25個硅塊進行一次檢測，確定少子壽命、電阻率、劃出一次有效長度，根據(jù)檢測結果，判定工序轉移路徑（進入機加工、報廢處理或集中待處理），記錄人員及處理意見數(shù)據(jù)。同時，對于外發(fā)或委外加工退回的硅塊也從一次檢測添加硅塊進入處理流程。機加二次檢測實現(xiàn)功能：完成一次檢測后經(jīng)過帶鋸、倒角、平磨加工的硅塊進入機加二次檢測工序，系統(tǒng)會自動引入相應硅塊的一次檢測結果，同時，在此檢測員將二次檢測數(shù)據(jù)在線實時錄入系統(tǒng)（包括：機加設備、操作員、加工尺寸數(shù)據(jù)及各種加工異常等），完成后根據(jù)二次檢測結果確定硅塊流轉路徑（在線合格庫，報廢處理或二次集中待處理）。在線合格庫實現(xiàn)功能：經(jīng)過機加二次檢測的合格硅塊轉入在線合格庫，在此集中了硅塊所有相關信息（硅塊本身的電性能、效率類型、尺寸、損耗值、人員、設備及加工異常數(shù)據(jù)等），如果要選擇外發(fā)，則可以從這選擇需發(fā)出的硅塊，被選中的硅塊會進入硅塊發(fā)貨管理流程，轉切片工序的無需發(fā)出，通過在切片工序中配棒領料功能實現(xiàn)硅塊向切片工序的轉移。硅塊外發(fā)管理實現(xiàn)功能：當在硅塊合格庫中選擇外發(fā)后，相應硅塊會進入發(fā)出管理模塊，在外發(fā)管理表中，分別按客戶和發(fā)出時間可查詢對應硅塊發(fā)出明細，系統(tǒng)會自動匯總統(tǒng)計被選中硅塊的總量數(shù)據(jù)（總數(shù)量、總重量、總異常長度和重量等）。回收硅料管理實現(xiàn)功能：機加車間加工硅塊附屬的邊皮頭尾料及因質量異常導致報廢的硅塊或其它零星硅料，通過回收料管理子模塊向硅料清洗工序轉移并統(tǒng)計數(shù)據(jù)，實現(xiàn)三種管理方式：1、按錠歸集的邊皮頭尾料，專錠專料管理并跟蹤，2、報廢硅塊按塊記錄跟蹤，3、零星報廢硅料按日匯總記錄跟蹤。硅料清洗管理實現(xiàn)功能：按錠歸集邊皮料清洗和不按錠歸集混合料清洗，完成后發(fā)至鑄錠車間邊皮料在線庫存。切片清洗分選管理配棒管理實現(xiàn)功能：自動配棒：根據(jù)表1左側硅塊實時動態(tài)中間庫存，滿足用戶設置條件的單棒最長組合配棒，實現(xiàn)條件需要硅塊合格庫現(xiàn)場存放硅塊盡量細分，便于根據(jù)配棒清單及時找到對應硅塊。手動配棒：由切片配棒人員先到現(xiàn)場根據(jù)選擇硅塊組合配棒，完成后將數(shù)據(jù)在手配表中查詢到硅塊數(shù)據(jù)并生成配棒清單。配棒編輯：確認已配棒數(shù)據(jù)并正式提交配棒領用申請（可打印領用硅塊表單）。領棒管理實現(xiàn)功能：由機加核算員根據(jù)切片提交的配棒需求申請，確認對應硅塊信息，并確認發(fā)出硅塊轉移至切片車間。粘棒管理實現(xiàn)功能：將已配好的硅棒按用戶要求進行組刀（切片前先將各個硅棒按每兩根棒一組合成一刀硅棒，單刀組棒數(shù)可人為設定），并產生粘膠中間刀組在線庫，待切片。切片上棒管理實現(xiàn)功能：從組刀在線庫選擇對應刀組選擇切片機上機運行，右側表中顯示在線運行的切片機臺及切割相應數(shù)據(jù)，運行時間自動計算，與實際切片保持一致。切割記錄管理實現(xiàn)功能：記錄切片歷史切割信息，并可根據(jù)各項定制條件查詢。切片工藝管理實現(xiàn)功能：定制切片不同工藝參數(shù)，提供對不常用工藝的封裝，便于切片人員選擇當前工藝，切片出片數(shù)、砂、線、液單耗均根據(jù)所選切片工藝自動關聯(lián)運算。清洗分選管理實現(xiàn)功能：根據(jù)已完成的切片信息，按刀或按塊錄入清洗、分選人、機、料數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動計算質量及匯總數(shù)據(jù)。在分選生產管理模塊中，可根據(jù)時間和不同選項查詢切片數(shù)據(jù)，并追溯包裝箱單號，以確保以后客戶返回信息的追溯管理。塊至片&刀至片流程數(shù)據(jù)整合實現(xiàn)功能：實時自動整合按塊分布的切片產量、質量數(shù)據(jù)，按刀分布的產量、質量和砂、線、液單耗數(shù)據(jù)，同時包括所有人、機、料相關數(shù)據(jù)，完全支持用戶導出數(shù)據(jù)，以進行各項需求的分析。業(yè)務管理模塊將硅片全生產鏈信息進行整合，實時輸出各項生產管理指標，向生產管理人員提供綜合生產管理信息，利于及時掌握硅片各個工序生產運行狀況，對控制生產提供必要信息支撐。生產計劃模塊實現(xiàn)功能：按月度編制硅片事業(yè)部生產計劃，制定各項指標，包括鑄錠、硅塊、切片產量、質量、加工成本以及損耗等指標，編制的計劃值將作為在綜合管理模塊中系統(tǒng)自動監(jiān)測實際完成情況偏差的判定依據(jù)。產量管理模塊分別提供：鑄錠、開方、切片運行、硅片每日產量及月度累計完成數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測各工序實際完成情況與計劃偏差，每項日報數(shù)據(jù)均支持查看具體明細。質量及過程管理模塊實現(xiàn)功能：按日及月度累計匯總監(jiān)測鑄錠的質量等級，運算一級錠合格率及一、二級錠合格率，并可查看歷史數(shù)據(jù)。實現(xiàn)功能：實時監(jiān)測硅料一次利用率，并可按時間段查詢，雙擊當日可查看明細。實再功能：按不同鑄錠爐查看出爐的硅料利用率、少子壽命、平均電阻率綜合表現(xiàn)情況，同時可根據(jù)單臺鑄錠爐查看歷史數(shù)據(jù)。實現(xiàn)功能：根據(jù)錠等級綜合監(jiān)測不同等級的硅錠電性能表現(xiàn)情況，并可查看歷史記錄。錠塊片集成管理模塊實現(xiàn)功能：對錠-塊-片實現(xiàn)全面實時集成，展示某錠直到硅片的所生產、質量及產出進程。在制品存貨管理實現(xiàn)功能：實時統(tǒng)計在線硅塊存量及可用合格塊的按不同長度區(qū)分的數(shù)量及重量。鑄錠投料監(jiān)測管理實現(xiàn)功能：實時監(jiān)控鑄錠配料和出爐錠的使用原生硅料、回收硅料及提純硅料的比重，提供管理者對投料方向的控制信息。系統(tǒng)管理模塊系統(tǒng)運行條件及參數(shù)管理實現(xiàn)功能：分別可以定義：硅錠等級標準、開方機臺信息、開方班組信息、開方生成硅塊編號規(guī)則，產品質量類型、在線庫位設置及綜合參數(shù)設置，所有參數(shù)將在流程管理運行過程中作為條件使用。操作日志管理實現(xiàn)功能：實時詳細記錄所有用戶操作系統(tǒng)的內容和時間，便于在系統(tǒng)操作異常時偵查操作對象和原因。用戶及密碼管理實現(xiàn)功能：創(chuàng)建新用戶、修改用戶信息、設置權限，記錄用戶登錄IP地址，登錄次數(shù)等，用戶設置的密碼作為用戶隱私不公開（本模塊僅限擁有系統(tǒng)超級權限的管理員可操作）。同