ความท้าทาย
การขาดแคลนชิปทั่วโลกเร่งความต้องการในการเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตเวเฟอร์ สำหรับ Keysight Technologies ซึ่งเป็นผู้ผลิตอุปกรณ์และซอฟต์แวร์ทดสอบและวัดผลอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ โอกาสนี้จึงถูกเปิดกว้างเพื่อรองรับความต้องการที่เพิ่มขึ้นโดยการพัฒนากระบวนการผลิตเวเฟอร์ให้ดีขึ้น
ทีมวิศวกรของเขาได้หันมาใช้การจำลองเพื่อช่วยให้บรรลุความเป็นเลิศในกระบวนการ พร้อมกับวิสัยทัศน์ระยะยาวที่จะสร้างดิจิทัลทวินแบบจำลองที่ขับเคลื่อนด้วยการจำลอง ซึ่งได้รับข้อมูลแบบเรียลไทม์และอยู่ร่วมกับโรงงานการผลิต (หรือเรียกสั้นๆว่า fab) เพื่อการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง
Phase แรกของโครงการมุ่งเน้นไปที่การผลิตเวเฟอร์เป็นหลัก ส่วน Phase สองมีกำหนดจะครอบคลุมสายการผลิตที่เกี่ยวข้อง ซึ่งมีขั้นตอนเชื่อมโยงกับการผลิตเวเฟอร์ ผลลัพธ์สุดท้ายคือการสร้างดิจิทัลทวินที่ขับเคลื่อนด้วยการจำลอง เพื่อการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในทุกขั้นตอนของกระบวนการผลิต ตั้งแต่ต้นจนจบ
“ผู้มีส่วนได้ส่วนเสียเริ่มเข้าใจถึงพลังของโมเดลการจำลองนี้และกำลังขอทำกรณีศึกษาเพื่อช่วยให้พวกเขาเข้าใจผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงที่เสนอในด้านอัตราผลผลิตและต้นทุน นอกจากนี้ การจำลองยังช่วยให้ผู้จัดการของการปฏิบัติการเข้าใจถึงผลกระทบของการเปลี่ยนลำดับงานหรือจำนวนงานที่เริ่มต้นในด้านอัตราผลผลิตและวันที่เสร็จสิ้น”
Rick Ruthnick
วิศวกรกระบวนการ, Keysight Technologies
พวกเขาทำมันได้อย่างไร?
Keysight ต้องการระบุและกำจัดอุปสรรคหรือคอขวดใดๆ ที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพในโรงงานการผลิตของตนเองเพื่อให้บรรลุเป้าหมายในระยะยาวสำหรับการเติบโตอย่างต่อเนื่อง
ทีมวิศวกรมีไอเดียเกี่ยวกับสิ่งที่อาจเป็นอุปสรรคต่ออัตราผลผลิตรวมถึงจำนวนอุปกรณ์ที่ซ้ำซ้อน การจัดลำดับงาน และจำนวนพนักงานในสถานที่ แต่พวกเขาไม่ต้องการที่จะเปลี่ยนแปลงโครงสร้างการวางผังโรงงานโดยไม่ทดสอบในสภาพแวดล้อมดิจิทัลก่อน
โดยการใช้ Simul8 ทีมงานได้เน้นจุดที่สามารถเพิ่มอัตราผลผลิตได้ในเครื่องมือเฉพาะในโรงงาน โมเดลนี้ช่วยให้พวกเขาทบทวนกระบวนการภายในโรงงานอย่างต่อเนื่อง และมีการทำการเปลี่ยนแปลงเพื่อเพิ่มอัตราการผลิตของดี
ความซับซ้อนของโครงการ
การผลิตเวเฟอร์ประกอบด้วยขั้นตอนต่อๆกันมากถึง 700 ขั้นตอน ซึ่งเปลี่ยนทรายให้กลายเป็นแผ่นเซมิคอนดักเตอร์ที่สามารถเตรียมสำหรับไมโครชิปและโฟโตวอลเทอิกส์ สิ่งนี้เป็นงานละเอียดอ่อนที่เกี่ยวข้องกับการประสานงานระหว่างแรงงานและเครื่องจักรทางเทคนิค
แต่ละขั้นตอนในสายการผลิตมีความสัมพันธ์และต้องเพิ่งพากันและกัน และแผ่นเซมิคอนดักเตอร์ที่ผลิตเสร็จแล้วต้องสมบูรณ์โดยปราศจากความเสียหายหรือตำหนิ
อย่างไรก็ตาม จากขนาดของการดำเนินงานแปลว่ามีความเสี่ยงที่จะเกิดการรบกวนในการผลิต ซึ่งอาจเกิดจากเครื่องจักรหยุดทำงาน ความพร้อมของพนักงาน และปริมาณงานที่ยังไม่เสร็จสิ้น (WIP) หรือคือจำนวนสินค้าที่ยังไม่เสร็จในคลังสินค้า การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ต่อสภาพปัจจุบันอาจส่งผลกระทบต่อระดับผลผลิตของ Keysight ได้
“ถ้ามีเครื่องจักรใดล้มเหลว ก็สามารถทำให้การดำเนินงานช้าลงอย่างรุนแรงและเพิ่มต้นทุนของเรา โดยการใช้ประโยชน์จาก Simul8 เราได้รับมุมมองที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับคอขวดที่อาจเกิดขึ้นในสายการผลิต เพื่อให้เราสามารถปรับแต่งสิ่งจำเป็นได้ล่วงหน้าและหลีกเลี่ยงปัญหา”
Jacob Ehlers
วิศวกรปฏิบัติการ, Keysight Technologies
วิธีการดำเนินการ
ทีมผู้เชี่ยวชาญด้านการจำลองของ Keysight ทำงานร่วมกับ Simul8 เพื่อสร้างโมเดลการจำลองแบบสมบูรณ์สำหรับการผลิตเวเฟอร์ของ Keysight โมเดลนี้ได้รับการทบทวนและปรับปรุงกว่าสามรอบเพื่อเสริมคุณสมบัติให้มากขึ้น ซึ่งรวมทั้ง Chamber Modeling แบบกำหนดเอง การกำหนดเครื่องมือแบบคู่เพื่อดักจับระบบซ้ำซ้อน และการปรับปรุงคุณสมบัติของโมเดลให้สามารถแสดงผลลัพธ์ในระยะเวลาที่สั้นลง
รอบแรกเน้นไปที่นโยบายการจัดการการผลิต ซึ่งรวมถึงการประเมินจำนวนพนักงานที่เหมาะสมในโรงงาน และการระบุว่าสายการผลิตสามารถรับมือกับการเพิ่มหรือลดของ WIP ได้อย่างไร ต่อมาเป็นการวิเคราะห์เชิงลึกของกระบวนการของแต่ละเครื่องจักร ก่อนที่จะดำเนินการตรวจสอบการประกอบและสำรวจการใช้เครื่องมืออยากมีประสิทธิภาพ รวมถึงผลกระทบต่อประสิทธิภาพการผลิต
ด้วยการใช้ Simul8 ทีมงานได้เน้นจุดที่สามารถเพิ่มอัตราผลผลิตได้ในแต่ละเครื่องมือในโรงงาน โมเดลนี้ช่วยให้พวกเขาสามารถทบทวนกระบวนการภายในโรงงานอย่างต่อเนื่อง และดำเนินการเปลี่ยนแปลงเพื่อเพิ่มอัตราการผลิต หนึ่งในกระบวนการที่ถูกระบุว่ามีคอขวดคือการโฟโตลิโธกราฟี ซึ่งเกี่ยวข้องกับการกัดกรองลายของวงจรไฟฟ้าบนพื้นผิวเวเฟอร์ ด้วยเครื่องมือลิโธกราฟี
น่าเสียดายที่ Keysight พบปัญหาเกี่ยวกับเวลาที่เครื่องลิโธกราฟีสามารถทำงานได้เต็มที่ (uptime) และเวลาตอบสนองของซัพพลายเออร์ต่อคำร้องขอซ่อมบำรุง ซึ่งใช้เวลาถึงสามวันก่อนจะได้รับคำตอบ และต้องรออีกเจ็ดวันกว่าจะมีวิศวกรเดินทางมาถึงเพื่อดำเนินการซ่อมแซม เวลาที่ไม่สามารถยอมรับได้สำหรับความต้องการของ Keysight ด้วยการใช้การจำลอง พวกเขาสามารถเจรจาการปรับปรุงสัญญาการบำรุงรักษากับซัพพลายเออร์เพื่อช่วยลดเวลาที่เครื่องหยุดทำงานได้
การจำลองการผลิตเวเฟอร์ช่วยให้ Keysight เข้าใจผลกระทบของลำดับความสำคัญ ขนาดล็อต และปริมาณ WIP ในโรงงานได้ดีขึ้น ทั้งยังช่วยให้พวกเขากำหนดโครงสร้างที่เหมาะสมกับความต้องการในการผลิต ระบุจุดล้มเหลวสำคัญ และวิเคราะห์ผลตอบแทนจากการลงทุนในค่าใช้จ่ายด้านทุน นอกจากนี้ ยังใช้ในการทบทวนความต้องการด้านพนักงานและระบุช่องว่างในการรองรับ
การจำลองนี้จะช่วยให้ทีมงานสามารถทบทวนข้อมูลต่าง ๆ เช่น
- จำนวนพนักงานที่ต้องการ
- ความซ้ำซ้อนของเครื่องมือ
- การตรวจสอบ KPIs สำคัญ เช่น เวลาทำ ระยะเวลาวงจรการผลิต และ อัตราผลผลิต
- ผลกระทบของ WIP
- ผลกระทบของขนาดล็อต
“การจำลองทำให้เราได้มองเห็นโครงสร้างลำดับความสำคัญในโรงงานผลิตของเราอย่างเป็นเอกลักษณ์ ช่วยสนับสนุนการตัดสินใจเกี่ยวกับโครงสร้างที่เหมาะสมที่สุดเพื่อให้บรรลุ KPIs สำคัญ”
Jacob Ehlers
วิศวกรปฏิบัติการ, Keysight Technologies
ขั้นตอนต่อไปสำหรับ Keysight Technologies คืออะไร
แม้ว่าการจำลองจะถูกใช้อย่างแพร่หลายสำหรับการพัฒนากระบวนการและการปรับปรุงในกระบวนการผลิตและโลจิสติกส์ของ Keysight โครงการนี้ถือเป็นกรณีการใช้งานที่ซับซ้อนที่สุดเท่าที่เคยมีมา และยังมีศักยภาพในการสร้างผลตอบแทนการลงทุน (ROI) ที่ใหญ่ที่สุดอีกด้วย
ขั้นตอนถัดไปคือการขยายการจำลองไปยังพื้นที่การผลิตอื่น ๆ ที่เชื่อมโยงกับสายการผลิตเวเฟอร์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการตั้งแต่ต้นจนจบ การถูกป้อนข้อมูลแบบเรียลไทม์จะช่วยให้โครงการพัฒนากลายเป็นดิจิทัลทวินที่ขับเคลื่อนด้วยการจำลอง ซึ่งอยู่เคียงข้างโรงงานจริง และสามารถทำนายผลลัพธ์ได้อย่างแม่นยำ รวมทั้งแนะนำมาตรการแก้ไขที่จำเป็น
ทีมงานจะใช้ดิจิทัลทวินเพื่อจำลองสภาวะปัจจุบัน แล้ววิเคราะห์แนวโน้มในสัปดาห์ถัดไปเพื่อค้นหาข้อจำกัดหรือคอขวดในสายการผลิต กว่าจะมาถึงจุดนี้ได้ ทีมกำลังแก้ไขรูปแบบของข้อมูลที่จำเป็น หลังจากได้แสดงการจำลองต้นฉบับในหอประชุมของบริษัท ทีมงานจำลองของ Keysight จะเข้ารับหน้าที่นำเสนอการนำดิจิทัลทวินไปใช้ในระดับคณะกรรมการบริษัท เพื่อส่งเสริมแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดที่สามารถนำไปใช้ได้ทั่วทั้งธุรกิจ นอกจากนี้ ยังมีแผนก่อตั้งศูนย์แห่งความเป็นเลิศด้านการจำลองอยู่ภายในบริษัท โดยแสดงให้เห็นว่าการใช้เทคโนโลยีนี้เป็นสิ่งสำคัญต่อการเพิ่มประสิทธิภาพการดำเนินงานและความเป็นเลิศในกระบวนการ
Simul8 คือการคิดเชิงภาพเพื่อการปรับปรุงกระบวนการ Simul8 ทำงานอย่างรวดเร็ว รองรับการทำงานร่วมกัน และถูกออกแบบมาเพื่อช่วยในการตัดสินใจ ค้นพบว่า Simul8 จะเปลี่ยนวิธีการปรับปรุงกระบวนการของคุณได้อย่างไร
บทความต้นฉบับ : Keysight Technologies use simulation-powered digital twin to increase ROI on capital expenditures
ต้นฉบับนำมาจาก Minitab Blog, แปลและเรียบเรียงโดยปณิธิ เสนีวงศ์ ณ อยุธยา,
บริหารจัดการ SCM Blog โดยปณิธิ เสนีวงศ์ ณ อยุธยา บริษัท โซลูชั่น เซ็นเตอร์ จํากัด ตัวแทน Minitab ในประเทศไทย
เพิ่มเติมเกี่ยวกับบริษัท Minitab
Minitab ช่วยให้บริษัทและองค์กรต่างๆ สามารถมองเห็นแนวโน้มของข้อมูล, แก้ปัญหาและค้นพบประเด็นสำคัญจากข้อมูลเชิงลึก โดยนำเสนอชุดโซลูชั่นที่ครอบคลุมทุกด้านและดีที่สุดสำหรับซอฟต์แวร์ในระดับเดียวกัน ที่ใช้สำหรับการวิเคราะห์ข้อมูลและการปรับปรุงกระบวนการ
ด้วยวิธีการที่เป็นเอกลักษณ์ และการนำเสนอซอฟต์แวร์และบริการแบบองค์รวม Minitab ช่วยให้องค์กรเข้าถึงกระบวนการตัดสินใจในส่วนที่ช่วยผลักดันให้เกิดความเป็นเลิศทางธุรกิจได้ดีขึ้น ความง่ายในการใช้งานที่โดดเด่นกว่าใครมีส่วนช่วยให้ Minitab สามารถทำให้การเข้าถึงข้อมูลเชิงลึกเป็นเรื่องที่ง่าย ทีมงานของ Minitab ซึ่งประกอบด้วยผู้เชี่ยวชาญทางด้านการวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้ผ่านการอบรมมาเป็นอย่างเข้มงวด จะช่วยให้ผู้ใช้งานมั่นใจว่าจะได้รับประโยชน์สูงสุดจากการใช้งานวิเคราะห์ข้อมูลและพร้อมที่จะให้คำปรึกษาตลอดเวลาที่ใช้งานเพื่อนำไปสู่การตัดสินใจที่ดีขึ้น รวดเร็ว และแม่นยำ
เป็นเวลากว่า 50 ปีที่ Minitab ได้ช่วยองค์การต่าง ๆ เพิ่มรายได้ ควบคุมและลดต้นทุน เพิ่มคุณภาพ เสริมสร้างความพึงพอใจของลูกค้า และเพิ่มประสิทธิภาพ ธุรกิจและองค์นับหมื่นทั่วโลกใช้ Minitab Statistical Software®, Companion by Minitab®, Minitab Workspace®, Salford Predictive Modeler® and Quality Trainer® เป็นเครื่องมือช่วยในการค้นพบและปรับปรุงความบกพร่องในกระบวนการ