Anbindung von Halbleiterfertigungsautomaten an SAP NetWeaver Plattform

C. Wohanka u.a.: Anbindung von Halbleiter Fertigungsautomaten an die SAP NetWeaver Plattform Anbindung von Halbleiterfertigungsautomaten an die SAP NetWeaver Plattform Christian Wohanka, Herbert Helmstreit, Systema GmbH Regensburg und Frank Herrmann, Fachhochschule Regensburg Dipl.-Wirt.-Inf. (FH) der Technik einschließlich möglicher Mit Bild 1 soll der Ablauf von der Christian Wohanka ist Software Entwickler bei zukünftiger Entwicklungen diskutiert. Bestellung bis zur Lieferung im Falle der Systema GmbH in Als Folge wird ein neuartiger Einsatz einer Auftragsfertigung schematisch Regensburg und spezialisiert auf die System- und der SAP NetWeaver Plattform zur An- erläutert werden. Equipmentintegration in der steuerung von Halbleiter Fertigungs- Wenn eine Bestellung vom Kunden, Halbleiterfertigung. automaten vorgeschlagen und seine etwa über die B2B Schnittstelle des Evaluierung sowie Erstellung eines ERP eingeht und es sich um ein neues Prototyps wird beschrieben. Produkt handelt, wird die Produktspe- Dipl.-Phys. Herbert zifikation in einen Arbeitsplan und Helmstreit ist Software Entwickler bei der Systema Das Enterprise Ressource Planning zugehörige Fertigungsanweisungen GmbH in Regensburg und (ERP) System stellt eine von insgesamt umgesetzt. Bis das Produkt in diesem spezialisiert auf die System- und Equipmentintegration drei Ebenen eines Computer Integrated Sinne in MES definiert ist, werden Fer- in der Halbleiterfertigung. Manufacturing (CIM) Systems in einer tigungsaufträge geblockt. Bei einem Halbleiterfabrik dar. Bei den anderen bekannten Produkt kann direkt ein beiden handelt es sich um das Pro- Fertigungsauftrag vom ERP an MES duktionssteuerungssystem (MES) und ergehen. Mit einem Fertigungsauftrag Professor Dr. Frank die Fertigungsautomatisierung (FA). wird die Losgründung im MES ausge- Herrmann lehrt Infor- mationstechnik und Produktionslogistik an Bild 1: Fertigungsablauf in einer Halbleiterfabrik, stark vereinfacht. der Fachhochschule Regensburg und verantwortet diese Arbeitsgebiete am Innovationszentrum für Produktionslogistik und Fabrikplanung (IPF) an der Fachhochschule Regensburg. Zur effizienten Steuerung der Anla- gen in der Halbleiterfertigung werden zunehmen ERP-Systeme eingesetzt. Deswegen wird zunächst der Stand Kontakt: Fachhochschule Regensburg Postfach 120327 93025 Regensburg Tel.: 0941 / 943-1307 Fax: 0941 / 943-1426 E-Mail: Frank.Herrmann@ Informatik.FH-Regensburg.de © GITO-Verlag 39 Auftragsabwicklung löst und das dazu notwendige Mate- Transport und Be- und Entladen), der (entsprechend den Planungsergebnissen) rial in die Fertigung eingeschleust. Ein notwendigen Betriebsdatenerfassung übernimmt, war bislang sinnvoll, weil Planungsmodul im ERP bestimmt die und Überwachung und schließlich der nur im MES die Fertigungs-relevanten Zuteilung des Materials zu den Ferti- Abmeldung des Loses vom Arbeits- Daten in der dazu nötigen Detaillierung gungsanlagen nach Optimierungszie- schritt im MES [2, 3]. Je nach dem modelliert und vorgehalten werden und len wie Einhaltung von Lieferterminen, Automatisierungsgrad der Fertigung FA diese Daten in nahezu Echtzeit benö- Erhöhung der Auslastung oder Ver- übernimmt dabei FA die Ausführung tigt bzw. aktualisieren will. ERP Systeme, ringerung der Durchlaufzeit [1]. Die eines Arbeitsschritts ganz oder teil- insbesondere R/3, haben bisher weder Planung basiert auf der Verfügbarkeit weise. Die Kommunikation von FA den notwendigen Detaillierungs- und der Fertigungsautomaten, den anste- mit den Fertigungsautomaten erfolgt Spezialisierungsgrad geboten noch einen henden Wartungsarbeiten, aktivierten über ein standardisiertes Protokoll eventgetriebenen „Realzeit“ - Betrieb und freigegebenen Rezepten und den (SECS). Mit diesem Protokoll werden erlaubt und waren dafür auch nicht für die einzelnen Lose aktuell notwen- auch Informationen asynchron von vorgesehen. Als Systemarchitektur und digen Arbeitsschritten (Operationen). den Automaten gemeldet, die auf Komponentenmodell ergab sich damit Deswegen wird als Planungsgrundlage unterschiedlichen Ebenen zu verar- das in Bild 2 wiedergegebene Schema. der Fertigungsfortschritt vor jedem beiten sind. Während der Bearbeitung Die Kommunikation mit dem Equip- Planungslauf von MES und FA abge- können z.B. Messdaten anfallen, die ment wird durch den sog. Equipment fragt. FA kommuniziert dabei nicht an MES gemeldet werden müssen. – Server (EQS) abgewickelt, der neben direkt mit ERP, sondern nur mit MES. Die fertigen Produkte werden, wenn dem SECS Treiber die für das Equip- Ein Arbeitsschritt bedeutet die Aus- alle Operationen durchlaufen sind, von ment spezifische Konfiguration enthält. führung eines Rezepts an einem Los MES an das Inventory Management Die Fertigungs - Automatisierung eines (oder auch mehreren) auf einer An- (IM) Modul zurückgemeldet. Die Pro- Arbeitsschritts wird von dem sog. Equip- lage. Er umfasst die Auswahl des dukte können dann zum Versand be- ment – Controller (EQC) mit integrierter zu bearbeitenden Loses (entsprechend reitgestellt werden. Optional werden Workflow Engine (ebenfalls Equipment der Vorgabe des Planungsmoduls), die verdichtete Fertigungsdaten für den spezifisch) abgewickelt Initialisierung des Automaten gemäß Kunden hochgeladen. Für die Integration der Produktions- der Fertigungsvorschrift mit dem not- Das 3 Ebenen Modell, bei dem MES planung durch ERP ist es notwendig, wendigen Rezept, der Anmeldung des vor allem die Arbeitspläne verwaltet, den den Planungslauf in möglichst kurzen Loses im Arbeitsschritt im MES, der aktuellen Fertigungszustand führt bzw. Intervallen auszuführen und vor jedem Prozessierung auf der Anlage (inkl. kontrolliert und die Fertigungssteuerung Planungslauf ein korrektes Bild des Fertigungszustands in das Planungs- modul des ERP-Systems einzuspeisen Bild 2: Halbleiter IT Architektur, vereinfachtes Beispiel. [1-3]. Es ist also wünschenswert, den Automatenzustand, die Losposition im Arbeitsplan und alle anderen Faktoren so zeitnah wie möglich an das Pla- nungsmodul zu melden. Ein simul- taner Betrieb von MES-System und ERP-System erfordert eine redundante Datenspeicherung, sodass die Systeme ständig aufwändig synchronisiert wer- den müssen. Ferner werden unter- schiedliche Plattformen wie Windows, div. Unix-Derivate und VMS sowie unterschiedliche Programmiersprachen wie C, C++, COBOL, Java, VB, Small- Talk, C# eingesetzt.