职称论文
摘要：浅析半导体生产企业备品备件管理的目的性和内容， 介绍备品备件的分类及重要备件缺乏时的应急措施等内容。以半导体行业中设备备件管理作为研究对象， 对业内备品备件管理模式进行了探讨， 并据此提出合理化建议。
关键词：半导体生产企业； 备品备件； PM易耗件； 应急措施； 管理模式；
Abstract:This paper analyzes the purpose and content of the spare parts management of semiconductor manufacturing enterprises, and introduces the classification of spare parts and the emergency solution for the lack of important spare parts. This paper takes the management of equipment spare parts in the semiconductor industry as the object of study, analyzes the advantages and disadvantages of the spare parts management in the industry, and puts forward the rationalization proposals accordingly.
Keyword:semiconductor manufacturing enterprises; spare parts; PM consumable parts; emergency measure; management model;
目录
1引言.................................................................1
2公司备件管理组织结构.................................................................2
3备品备件的分类管理.................................................................3
3.1 -般通用备品备件的管理.................................................................4
3.2周期性备品备件管理.................................................................4
3.3机台突然故障配备的备品备件管理.................................................................4
3.4经过overhaul,自助/外协维修后再次使用的备品备件管理.................................................................4
3.5备件采购计划的制定.................................................................4
4共享设备库中的备品备件.................................................................5
4.1设备供应商提供免税仓库备品备件清单.................................................................6
4.2以设备制造厂商作为各半导体生产厂家的连接桥梁，分享同类型机台的厂家信息.................................................................6
4.3拥有同类型设备的半导体厂家各自达成共识分享备件库存信息.................................................................6
5结束语.................................................................7
文内图表.................................................................8
图1备件管理组织结构.................................................................8
表1备件采购提前期分类.................................................................8
图2半导体生产厂家备件共享展示图.................................................................8
参考文献.................................................................9
1 引言
半导体行业隶属于电子信息产业， 属于硬件产业。由于近年来我国半导体产业如雨后春笋般崛起， 半导体产品的利润也从原来的"暴发户"降格为"平民", 各大半导体生产企业纷纷挖掘产能来弥补价格落差带来的困境。要使得半导体生产设备满负荷、高质量地正常运行， 半导体生产设备的备品备件管理是其中一个重要环节。备件一般分为两类， 一类是制造企业为了保证不间断生产进行预先采购和贮备的零部件相关产品， 一类是企业为保证售后服务所采购储备的零部件产品[1];对于半导体企业来说需要管理的主要是第一类备件， 本文以中微掩模电子有限公司 （下文简称中微掩模） 为例探讨了半导体公司生产设备备件管理问题。公司备件主要包括周期性更换的耗材类备件、机台重要备件以及通用类备件。中微掩模是一家从事0.13μm水平掩模制作和服务的专业公司， 随着市场发展， 公司订单迅速增加， 设备机台已趋于满负荷运转， 因此， 公司在追求市场份额和销售量的同时也需要对备件管理给予足够的重视。为了建立一套合理高效的备件系统， 我们需要了解公司备件的特点， 主要有以下3点。
（1） 多样性；组成机台设备的零部件众多， 而且价值差异大， 这些特点增加了对备件的管理难度。
（2） 不确定性；除了周期性需要更换的备件可以做到精确掌控， 其他可以造成机台宕机的关键性备件的更换周期难以确定。
（3） 渠道单一性；公司关键设备的备件主要由维保厂商提供， 因此采购周期较长。
备品备件管理主要实现3点目标： （1） 通过对设备备品备件的采购、翻新和库存以增加机台稳定性、延长机台使用寿命； （2） 当机台出现故障或问题时， 确保必要的备件在手， 从而减少机台的宕机时间； （3） 减少备件库存费用。我们根据公司生产的特性建立备件管理控制系统并定期按照以上3点进行回顾。
2 公司备件管理组织结构
由于公司备件存在多样性、不确定性的特点， 因此备件管理系统需要多个部门协同完成。公司备件主要组织结构如图1所示。
图1 备件管理组织结构
（1） 计划采购部， 负责备件和零部件的采购， 接受由工程组提出的备件采购申请， 评估采购计划并负责和供应商沟通， 保证交货周期。
（2） 工程组， 工程组设备工程师负责替换备件， 并保证设备正常开机；工艺工程师负责设备开机后的工艺调整和工艺验收并完成验收报告；采购计划专员根据需求负责确定备件储存定额， 做好备件月度计划、季度计划以及年度计划预测。
（3） 质量保障部， 负责确保备件可用性以及备件的质保售后。
3 备品备件的分类管理
设备备品备件的管理首先是备品备件的分类管理。设备备品备件分类为需要和不需要的备品备件；不需要的备品备件应该及时清理 （磨损损坏了的备件、升级过后不再用的备件等） ;需要使用的备品备件可以根据备品备件的使用特性再次分类为：
（1） 周期性更换的备品备件[2];
（2） 以防机台突然故障配备的备品备件[2];
（3） 一般通用备品备件 （螺丝、螺母、电阻、电容等） [2];
（4） 经过overhaul, 自助/外协维修后可以再次使用的备品备件[2].
3.1 一般通用备品备件的管理
一般通用的备品备件完全可以由最大/最小库存量来控制， 而最大库存量根据使用情况进行持续优化， 最小库存量根据使用情况和订购周期来决定。
3.2 周期性备品备件管理
首先需要制订出PM计划和PM备件更换清单， 根据机台使用情况及工艺要求， 细分到每周、每2周、每月、每季度、半年、年度维护计划和更换备品备件清单。执行已经制订好的PM计划和备品备件更换清单的同时， 需要有一个持续改进项目围绕着PM计划和备品备件更换。
对于PM计划， 需要设备工程师、工艺工程师、操作技术员全员参加， 在PM周期内设备工程师需要关注和记录PM易耗件随着使用时间的延长影响设备的各项重要参数；工艺工程师需要关注和记录PM易耗件随着使用时间的延长， 设备的各项工艺参数是否影响产品质量；操作技术员需要关注、记录和向设备/工艺工程师反映设备的各种异常及影响生产效率等的问题。有了这些PM周期内设备运行状态的记录， 工艺工程师可以根据PM易耗件的使用情况， 随时调整工艺参数以满足产品要求；设备工程师根据PM易耗件的使用情况， 可以优化PM周期， 优化和调整更换备件清单。
对于PM更换备品备件清单优化项目， 可以分为两个部分， 一部分从节约备品备件成本出发， 设备备品备件通常分为OEM和SECOND SOURCE, 每个半导体生产厂家都在竭尽全力分析比较和寻找价格低廉、性能优异、使用寿命长的备品备件；另一部分需要设备工程师和工艺工程师精诚合作， 在满足产品工艺要求的前提下， 优化工艺参数以降低设备运行负荷， 从而延长部分PM易耗件的使用寿命。
所以周期性更换备品备件管理不是让计划一成不变， 而是需要全员参与， 通过不断优化备品备件质量和设备、工艺技术参数， 达到改善和延长PM周期、降本增效的目的。
3.3 机台突然故障配备的备品备件管理
通常把价格昂贵的备品备件和以防设备突然故障而预留库存的备件划为一类， 对于这类备品备件的请购必须有充分的机台历史数据、平时点检发现的异常及种种因素汇总分析来支撑申请这类备品备件的理由。
对于设备已经出现异常或设备由于备品备件异常已经需要工艺限制才可以允许设备运行的情况下， 可以立即请购备件， 安排时间更换。由于大生产的需要， 不允许生产机台长时间宕机， 这需要设备工程师对设备架构、备品备件使用寿命、备件订购周期等有着精准的了解， 且机台属于关键设备， 可以适量请购库存以备急需。
3.4 经过overhaul, 自助/外协维修后再次使用的备品备件管理
半导体生产设备中的机械手臂、真空泵、控制/驱动电路板等备品备件出现异常或故障后， 由于价格昂贵和经过维修维护后可以再次使用的特性， 通常可以根据故障类型、复机要求强弱等情况分别对待；可以在现场紧急维修维护， 进行备品备件置换， 有库存备品的则可以进行自主/外协维修维护等。
3.5 备件采购计划的制定
采购计划的制定关键在于采购提前期， 采购提前期是指供应商下达订单后直到供应商将货物送达的时间。引入ABC分类法对备件进行分类， 用于制定采购计划。ABC分类法又称帕累托分析法[3,4,5], 最先由意大利经济学家帕累托提出。ABC分类法的本质在于"关键的少数， 次要的多数".因此运用基于采购提前期的ABC分类法来制定采购计划是科学有效的。中微掩模大部分部件都能在一周之内到货， 供货相对稳定， 但是某些关键类部件由于采购渠道单一， 因此采购提前期很长， 排序后的A、B、C分类如表1所示。根据备件不同的采购提前期制定部件采购计划有利于优化备件库存量， 保证半导体生产设备满负荷、高质量地正常运行。
表1 备件采购提前期分类
4 共享设备库中的备品备件
随着半导体生产厂家越来越多， 备品备件的供应商和维修维护厂商也越来越多， 并且越来越专业， 设备备品备件预留库存的管理工作也需与时俱进。设备工程师在管理好责任设备的同时， 需要多接触、多了解OEM/SECOND SOURCE供应商手中的备品备件现货库存清单、周边维修维护厂商的能力优劣等， 从而优化公司内部备品备件库存， 减少备件费用的积压。
在设备备品备件管理过程中， 往往会遇到出现故障的备品备件在我们意料之外， 紧急订购备件及紧急修理所耽搁的时间将严重影响生产部门的计划；这时需要设备管理者采取关键设备备件缺乏的应急措施， 行业共享库存可以大概率解决这个棘手的问题。
有些半导体龙头企业为了高效地生产以满足客户要求， 甚至可以购买整台同类型设备在旁作为备品备件之用， 有些可以购置除设备框架外的所有零部件， 对于这些半导体生产企业就不存在备件缺乏的问题。但是国内大多数半导体厂家还没有这个实力来搁置如此庞大的库存资金， 这就需要和一些资金和实力比较雄厚的厂家进行备品备件库存共享[6].这样可以通过管理层面的沟通和协商以解应急之需， 也可以通过OEM/SECOND SOURCE供应商及维修维护厂商作为桥梁来联系解决。
4.1 设备供应商提供免税仓库备品备件清单
日益追求设备在线率的半导体生产厂家尽可能地要求设备供应商在工厂附近的保税区设置备品备件仓库， 虽然设备供应商绝大部分备品备件是为实力雄厚的半导体生产厂家准备的， 但实力中下的半导体厂家也能够搭上这趟顺风车， 作为减少备件库存费用的一个手段。因此我们需要随时了解供应商保税仓库里的备品备件清单， 使之成为有效的共享备件库存[7].
4.2 以设备制造厂商作为各半导体生产厂家的连接桥梁， 分享同类型机台的厂家信息
设备制造厂商有着每一个类型设备在各大半导体厂家的数量、状况等信息， 因此我们可以借助设备制造厂商这条纽带， 联系各大半导体制造厂家共享应急库存备件种类、数量等信息；每家半导体制造厂家上传库存备件， 深度整合建立云库存系统及云库存系统平台的备品备件调配系统等应该是每个厂家乐意为之的；即使目前还没有建立共享备件库存的链接， 还是可以通过设备制造厂商和其他半导体厂家协商调解备件短缺问题。
4.3 拥有同类型设备的半导体厂家各自达成共识， 分享备件库存信息
每个半导体制造厂家资金实力、备件管理模式不可能相同；但是大家的目标是一致的， 都在争取设备在线率最大化。因此建立应急备件共享库存不仅可以互通有无， 做到应急备件齐全， 还可以减少备件库存积压， 真正做到双赢。
图2 半导体生产厂家备件共享展示图
在半导体生产龙头企业中， 半导体生产企业的设备管理模式基本趋于成熟和程序化， 严格按标准程序执行就可以把设备的备品备件管理得有条不紊。在刚起步且资金面不宽裕或无盈利且预算紧迫的中小型半导体生产企业就会出现截然不同的局面， 设备备件管理的流程可以标准化， 但是实际执行需要设备管理者和设备工程师综合考虑维护生产计划、维修维护成本等因素， 然后决定是库存备件、宕机后紧急购买新品备件， 还是紧急维修维护损坏的备品备件， 或是采取共享备件库存等方法， 让设备恢复正常运行。这些可供考虑的因素需要前期已经做了准备及做出评估才可以给出一个相对合理的方案。
设备备品备件的管理需要综合公司内部生产产量的计划、工程师对设备的了解、日常检查、维修维护历史记录， 并熟悉和了解外部OEM/SECOND SOURCE供应商、维修维护厂商的能力， 以及共享备件库存的建立等等。
5 结束语
本文重点针对中小型半导体生产厂家的设备备品备件管理， 提出个人观点。设备管理者/工程师需要充分发挥主观能动性， 对所管辖的设备需要深入了解， 对周边厂家有哪些同类型设备、OEM/SECOND SOURCE供应商对所管辖的设备能够帮助多少、维修维护厂商的能力等需要做一详细的分析和记录， 对备品备件库存优化、备件缺乏时应急措施的实施都有很大的帮助， 从而为企业做出个人贡献。
参考文献
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