MES의 주요 기능

MES 의 주요 기능

- 출처 : 스마트팩토리 - 제4차 산업혁명의 출발점 -  정동곤 지음/한울 아카데미

 

[제어계층]

1. 물류제어(Material Control System) 

- Carrier 및 물류설비 상태 관리 / 물류 최적 경로 및 우선 순위관리 / 반송 설비에 물류 지시

- Carrier의 이동시간을 최적화해 생산 효율을 극대화하기 위한 시스템으로 FOUP, Cassette, Mask 등의 Carrier 관리, Stocker, AGV, OHT 등의 물류설비관리 및 반송 명령 관리를 통해 완전자동화를 구현한다. 물류제어 표준 프로토콜인 IB-SEM/Stocker-SEM을 준수하며 최적 반송에 필요한 경로를 제어한다. 또한 반송 중 발생하는 예외 상황 제어 및 실시간 모니터링 기능도 가능하다. 최적경로 탐색 알고리즘 및 동적 경로탐색기능이 있으며 다운타임 최소화를 위한 Hot Deploy 및 자동 장애극복(Fail Over) 기능도 있다. AMAT사의 classMCS와 삼성SDS사의 nanoTrans가 대표적인 솔루션이다.

 

2. 설비제어(Tool Control)

- 생산 진행 정보 및 검계측 정보 수집, 설비 상태 및 이상 정보 수집, 설비 자동 운전

- 설비 표준 프로토콜을 기반으로 설비데이터를 자동 수집하고 설비 원격제어 등 공장자동화를 위해 설비와 생산실행, 설비엔지니어링 시스템 간의 인터페이스 및 제어를 수행하는 시스템이다. 워크플로를 통한 유연성 및 비즈니스 로직의 시각화 기능이 있다. 반도체 설비의 경우 표준 프로토콜인 SECS/GEM 을 준수하고 설비당 10 Trx/sec 이상의 데이터를 처리하며 다양한 설비 운영 시나리오에 대응해야 한다. 또한 설비의 무정지 운영을 위한 모니터링 및 자동 장애극복기능이 있으며, 다운타임 없이 기능 업그레이드가 가능해야 한다.

 

[실행계층]

1. 작업지시(Manufacturing Scheduling System)

- 공정 단위 생산계획 수립, 실시작 작업 우선 순위

- 생산계획에 따라 생산물량을 공정별로 할당하고 작업대상의 Work Order를 관리하는 스케줄러와 실시간으로 최적의 작업대상 Lot 또는 설비를 선정하는 Dispatcher로 구성된다. 스케줄링은 설비의 가동률, 제품 및 부자재의 수급상태, 제품의 납기 등을 고려해 최적의 작업지시를 제시하고, 제품/설비 단위로 진행 가능한 제품을 일정한 기간 동안 Work Order로 지정한다. 디스패칭은 스케줄링 결과와 디스패칭 룰을 적용해 현재 공정의 최적 Lot 또는 설비를 제시한다. 설비 단위로 진행 가능한 최적의 Lot을 할당하며 작업 완료된 Lot을 최적의 설비에 할당한다.

 

2. 생산실행(Manufacturing Operation System)

- 재공, 재고 및 공정 이력, 설비 등 리소스 관리, 제조공정 진행 및 제어

- 제조현장 자원의 실시간 정보를 수집해 이를 기반으로 제품의 투입부터 출하까지의 생산활동을 자동화하는 공장운영시스템이다. 효율적인 공장운영이 가능하도록 생산공정 및 생산자원을 통합관리하며 SEMI, MESA 및 ISA-95 등 국제표준 기능을 준수한다.

  1) 자원관리 : 설비, 인원, 공구, 금형 등 상태 및 이력 관리

  2) 데이터 수집 : 실시간으로 현장의 제조 데이터 수집

  3) WIP 관리 : 재공품의 실적 및 진도 관리

  4) 트래킹(Tracking) : 제품 및 제조이력 추적 관리

  5) 품질관리 : 검사, 불량추적, 불량이력관리

 

3. 설비엔지니어링(Equipment Engineering System)

- 설비 미세 상태 정보관리, 설비 주요 파라메터 관리, 설비공정 품질 정보 관리

- 제조활동 과정에서 발생하는 설비데이터를 포함해 수집, 활용 가능한 모든 데이터를 이용하여 설비효율을 높이고 제품의 품질을 향상시키기 위한 시스템이다. 공정제어, 설비생산성, 설비이상 감시제어가 주요기능이다.

구분	모듈명	설명	주요 기능	특징
공정제어	APC(R2R): Advanced Process Control	진행될 Lot에 대한 최적의 공정 조건값을 자동 계산해 공정조건 실시간 제어	R2R 제어 알고리즘(FB,FF) R2R 분석 데이터/차트 분석모델에 대한 모델링 기능	공정 이해도 필요
	VM: Virtual  Metrology	제품 가공시 발생되는 설비데이터를 이용해 전 제품품질을 실시간으로 예측		공정 이해도 필요
설비생산성	EPT: Equipment Performance Tracking	설비의 Event 및 Alarm 데이터를 활용해 설비효율 분석	설비효율 및 가동 데이터 수집 설비 동작 시간 분석 정보 제공 Data Modeling 및 이상 감지	대용량 데이터 처리능력 시스템 Fail Over
설비 이상 감지 제어	FDC: Fault Detection and Classification	생산설비의 오작동을 실시간 감시하기 위해 설정된 설비의 센서 값을 실시간으로 수집 계산 이상발생 판단 및 불량 분석	데이터 수집 Planning기능(DCP) 실시간 이상 감지 및 분석 설비데이터 통합 및 분산 관리	대용량 데이터 처리능력 시스템 Fail Over
	RMS: Recipe Management System	설비 Recipe, Parameter 변경 등 통합 제어 관리	설비 Recipe 실시간 비교 검증 설비 Recipe 동기화 처리 설비 Recipe 변경 이력 관리
	ECM: Equipment Constants Management	설비 성정값(Constant Value) 관리를 통한 Lot 진행 전 사고 예방	가동 상수 등록, 조회, 버전 이력 관리 설비가동상수 제어(배포, 변경) 설비가동상수 비교 및 검증
	SPC: Statistical Process Control	관리도(Control Chart) 개념에 기반을 둔 통계적 기법을 활용해 품질 이상 유무 실시간 판단	실시간 표준 공정, 품질 이상 감지 Advanced Detect Rule 기능 관리 한계선 자동 계산 및 적용

 

[분석계층]

1. 품질분석(Yield Management System)

- 수율분석, 공정 품질분석, 비정형 이미지분석, 영상분석, 비정형 설비로그 분석

- 정형분석과 비정형분석을 담당한다. 정형분석은 공정진행, 검측, 계측, 설비데이터 등 생산 현장에서 수집된 다양한 데이터를 활용해 통계적 분석을 한 후 이를 바탕으로 설비 및 제품 이상 유무 등 수율 향상을 제고한다. 비정형분석은 설비로그, 검사이미지 등 비정형 데이터를 분석해 설비 또는 제품 이상 유무를 판단한다. 대용량 데이터 처리를 위한 고속 분산처리 통계기반의 품질분석 솔루션이다.

 

2. 생산분석(Manufacturing Report)

- 생산 주요 실적 및 지표, 설비종합효율, 불량 주요 지표

- 대부분 자체적으로 개발하며 설비종합 효율, 불량 주요지표 등 주요 실적 및 지표를 리포팅한다.