西門子半導體MES套件V8 SPC功能

文章來源：APS研究

2021-05-19

作者：丁豐

西門子MES系統

導讀 ( 文/西門子數字工業軟件、丁豐 )

Opcenter Execution Semiconductor（之前稱為 Camstar Semiconductor Suite）半導體套件可以有效地取代傳統孤立的制造系統，以滿足半導體制造不斷變化的苛刻要求。

MES系統SPC模塊

在西門子的MES半導體套件（Opcenter Execution Semiconductor），集成了SPC功能模塊（Statistical Process Control 統計過程控制），可以提供在線SPC和離線SPC監控，以概率統計學為基礎，用科學的方法分析數據，經過SPC規則判定是否超標（通常使用尼爾森規則），在系統中定義SPC的數據源和采集數據（通過SQL定義），配置不同的SPC圖形（計量和計數）呈現，通過Statit Software e-Server服務接口得到SPC圖形，針對違反SPC規則的可以觸發批量暫停批次Hold，機臺狀態變更，觸發異常事件等動作，并提供了SPC歷史記錄查詢功能。

圖例：半導體套件SPC配置步驟

半導體套件SPC配置步驟

SPC Rule規則

SPC規則是定義SPC的判定規則，系統初始化包含了13種SPC規則，比如尼爾森規則，根據數據的趨勢來預測未來是否存在質量風險，SPC就像房屋中的煙霧探測器：只要這種裝置備有電池，并且被正確安置以及旁邊有人監聽，那么它就可以提前發出警報使你有足夠時間阻止房屋起火，若變量X服從正態分布,那么,在±3σ范圍內包含了99.73% 的數值，無論產品或服務質量水平的總體分布是什么，其抽樣數據的分布（每個抽樣值都是從總體的一個抽樣的均值）在當樣本容量逐漸增大時將趨向于正態分布

圖例：SPC規則頁面

Nelson rules尼爾森規則

? 'n1' — 1 point below CL –3*sigma or above CL + 3*sigma

? 'n2' — 9 of 9 on the same side of CL

? 'n3' — 6 of 6 increasing or decreasing

? 'n4' — 14 alternating up/down

? 'n5' — 2 of 3 below CL –2*sigma or above CL + 2*sigma, same side

? 'n6' — 4 of 5 below CL –sigma or above CL + sigma, same side

? 'n7' — 15 of 15 between CL –sigma and CL + sigma

? 'n8'— 8 of 8 below CL– sigma or above CL + sigma, either side

SPC Chart圖形

SPC圖形一般來說可以分為計量和計數類型，用戶可以根據統計的數據類型選擇配置對應的圖形，可以配置SPC圖的對應參數信息（UCL，CL，LCL等信息）

計量圖：Xbar-R圖（均值－極差圖）、Xbar-S圖（均值－標準差圖）、X-R（中位數圖）

計數圖：P圖（不合格品率圖）、np圖（不合格品數圖）、c圖（不合格數圖）、u圖（單位產品不合格數圖）

GC：正態分布圖

圖例：如何選擇合適的SPC圖

圖例：SPC Chart圖定義

SPC Connect 數據源

SPC數據庫連接參數，需要在ODBC中配置對應的數據庫連接DSN設置（32位），一般設置為ODS或WIP數據庫，有些時候指向的是自動化設備數據的EDC數據庫，設置好數據源之后配置對應的查詢SQL查詢Query來計算相關的數據

圖例：ODBC中配置數據庫DB連接

圖例：SPC數據庫連接配置

SPC Query數據查詢

SPC的數據抽樣值，需要通過SQL查詢來定義，比如某設備的參數采集點作為抽樣數據，分組的平均值，分組的標準差等，對應到MES的歷史數據查詢表的字段，或者說設備數據庫EDC的對應數據表和字段

圖例：SPC Query數據查詢頁面

SPC Setup配置

SPC的設置，配置對應的Chart圖（類型以及尺寸）以及數據源信息，配置SPC宏，配置SPC的參數列表信息，在明細Details可以配置多張SPC圖在同一個頁面顯示，配置SPC規則，配置SPC的違反規則的動作，在MES系統中，我們可以通過兩種方式觸發SPC，一種為數據采集WIP Data同時綁定SPC觸發，另一種是在線SPC方式人工觸發。