適用單片集成電路封測線的生產計劃管理系統

富 琪

（中國電子科技集團公司第四十七研究所，沈陽110032）

1 引言

2018年以來，國內電子行業面臨嚴峻的國際形勢，促使業內各單位相應的生產計劃管理不得不進行改進和增強，尋找適合本單位本部門的方式方法以應對這種形勢。根據電子元器件企業的多品種小批量等特點，對比分析常見的生產計劃管理系統，結合單芯片集成電路封測生產線的實際，探尋合適的生產計劃管理系統，并舉例說明生產管理系統的實際應用。

2 單芯片集成電路封測生產線的特點

多品種小批量是電子元器件企業的普遍特點，其主要特征為[1]:

1)產品專用性強，如某一集成電路只有單一一方或少數幾方采購單位，且客戶需求量較少，大部分產品每年只進行幾個月的生產，甚至有些產品若干年只生產一兩個批次；

2)工藝階段性明顯，以封測線為例，生產流程分為封裝、測試、檢驗等幾個明顯階段；

3)工藝過程離散，如單芯片集成電路封裝有多種封裝形式，封裝過程的各個環節又有多種工藝對應，如粘片過程有真空燒結、合金粘片、導熱膠粘片等多種工藝；

4)生產組織主要采用訂貨裝配型，即根據訂貨情況在生產前完成原料采購并組織生產；

5)生產組織方式按照工藝專業化原則，零件移動一般按工藝順序方式。

3 常用的生產計劃管理方法

具有代表性的生產計劃管理理論有：物料需求計劃（Material Requirements Planning，MRP）/制造資源計劃（Manufacture Resource Planning，MRPII）/企業資源計劃（Enterprise Resource Planning，ERP）、準時制生產方式（Just In Time，JIT）、最優生產技術（Optimized Production Technique，OPT）、約束理論（Theory Of Constraints，TOC）等。這些系統大致可分為三類，根據實際情況，三類系統各有優缺點[2-3]。

3.1 MRP/MRPII/ERP

此三項計劃方式因其內在關聯實為一個完整的統一體，其構成定義如下：

MPR：基于單位經營目標制定生產計劃，圍繞物料轉化來組織制造資源，實現按需求準時生產。通過產品出產時間和數量進化，根據工序順序反推出所有零部件的投入產出時間和數量進而確定對制造資源所需要的時間和數量，由此圍繞物料的轉化組織制造資源，實現準時生產。

MRPII：在MRP的基礎上，把企業的各種活動加以統一考慮。

ERP：MRPII經過擴充與進一步完善。

這種方法優點在于中長期計劃能力，注重前期規劃，適合一個單位年初的整體宏觀策劃。但是這種方法需要提前設定參數，而多品種小批量的生產特點使提前設定的參數很可能與實際不符合，而且這種方法通過事后反饋進行生產控制，會導致控制滯后。最終會產生計劃與實際脫離，以至于無法完成計劃或者只能完成部分計劃的結果。所以在使用本方法進行整體規劃時需要更具約束力執行力的生產計劃管理方法進行細化。

3.2 TOC

TOC[4]是OPT技術的發展和延續，考慮計劃期內的系統資源約束，先用有限能力排產法安排評級上加工工序的生產作業進度計劃，再以瓶頸工序為基準，把瓶頸工序之前、之間、之后的工序分別按拉動、工藝順序、推動的方式排定，并進行一定優化，最后設置緩沖、繩子等，使非瓶頸計劃與瓶頸資源上的工序同步。最后打破系統約束，周而復始。

這種方法的優點是充分利用瓶頸，以瓶頸為核心，使系統性能最優。不預先設定提前期，以瓶頸為基準編制計劃，提前期隨實際變化而變化。但這種方法同時增加了生產管理難度，對管理人員有較高要求，需要對生產線有足夠了解、能夠充分識別瓶頸。瓶頸識別偏差會導致后續工作的偏差。這種方法對長期決策缺少指導和幫助。

3.3 JIT

JIT只在需要的時候生產需要的數量，通過徹底排除浪費來實現最大利潤目標，通過看板管理方式，按照無限能力排產法，逐道工序地倒序傳遞生產中取貨指令和生產指令。

這種方法優點在于避免了不必要的生產，工序間的問題反映敏感，能夠及時反饋問題并進行改善。但是這種方法缺少整體計劃性，容易受到中間某環節影響。這種方法的重點在于交貨日期和數量上，可能導致哄搶資源。因此這種方法適合車間工序間的計劃協調，不適用于更上層的管理層次，其對穩定性和平衡性的高要求，也不適合以多品種小批量為特點的單芯片集成電路封測生產線，所以需要有上一層機構進行統籌管理其計劃的協調。

4 計劃管理系統

上述三類方法各有優缺點，通過具體的對比分析，可以將不同的生產管理系統結合使用，形成功能更完備的生產管理系統[5-7]。根據單芯片集成電路封測生產線多品種小批量的特點，可以將生產計劃管理系統分為三個層次[8]，這三個層次分別對應適合三類生產計劃管理系統的理念，統籌其優點，形成適用于單芯片集成電路封測生產線的綜合計劃管理系統，其流程示意圖如圖1所示。

圖1 綜合計劃管理系統流程簡圖

上層機構：由單位的機關職能部門組成，適用于MRP的管理概念，根據市場部門的訂貨需求，考慮物資采購、財務預算、庫存等方面，確定物資投入和產品產出的時間和數量，制定中長期計劃，如形成半年計劃、年計劃等，協助單位首要領導進行單位整體長期的計劃管理；

中層機構：由單位的運營部門組成，適用于TOC的管理概念，承接上層機構的中長期計劃，根據車間實際情況進行具體計劃運營安排，評估確定生產線的實際產能，確定近期生產線上瓶頸工序，根據瓶頸去制定前后工序的詳細生產計劃，同時在運營過程中負責進行人員或物資的協調，防止下層作業部門為完成計劃任務造成資源哄搶或互相影響，并在出現新瓶頸時及時調整生產計劃，并反饋到上一層級；

下層機構：由單位的車間等作業部門組成，適用于JIT的管理理念，負責計劃的具體執行，各個車間根據運營部門的具體計劃進行工序間的排產、領料。在不同品種產品的資源利用上需受到上一層的協調管理。

5 實際應用

以某兩個項目為例，X1項目需供貨135只，X2項目需供貨275只，客戶要求某年4月10日前供貨。物料已準備充足。按照GJB548B中B級執行檢驗標準，客戶無特殊要求。

機關部門基于MRP形成年度計劃：X1項目生產150只，X2項目生產300只，3月30日前完成。

運營部門基于TOC制定詳細計劃，具體計劃內容如表1所示。

表1 基于TOC概念的詳細計劃及說明

基于表中情況，進行產品瓶頸分析如下：

1、因人員不足封裝過程中的粘片前鏡檢，成為生產瓶頸；

2、人員設備不足，兩個項目共用同一測試人員和機臺，測試機時存在沖突可能性；

3、對供貨預期不足，兩個項目老煉能力分別為150只，X2項目需要兩次老煉。

根據年計劃和生產線實際，預判瓶頸工序，推動拉動前后工序，要求封裝部門提前開始生產，并安排錯位生產，制定封裝、測試、檢驗等細化節點，使機時相互錯開。

封裝、測試、檢驗等車間部門根據細化節點，以JIT方法，倒推每一工序節點，并按照生產需求取料。與此同時在計劃執行過程中，運營動態監管生產線的運行。

6 結束語

生產計劃管理系統是工廠型企業管理系統重要組成部分，尋找并使用優秀的生產管理系統是產品按期交貨，穩定生產，降低生產成本和提高生產效率的重要保障。將其應用到半導體集成電路生產，有助于各新老產品研發進展與品質控制，以及科研項目的順利完成。