减小半导体和电子产业中的风险

lihuolin958

     半导体和电子企业在采用制造执行系统(MES）方面曾经是先行者。MES在制造厂和末端设备、以及众多的电子工厂中几乎是无所不在的。这些系统的运行，几乎都需要全厂范围的实时信息。MES引导并跟踪工厂的运行，以推动具有竞争力的产品周期、较低的人力和库存成本，并提高生产率。所有的这些方面都是关键的因素，因为仍然摩尔定律没有过时，而芯片及电子产品的竞相压价还在继续。MES的基本要求在20年内未发生变化。但是，业务模式却发生了引人注目的变化，对MES的功能不断提出新的要求。

     目前，半导体和电子制造商已经属于高度分布化和全球化的企业。多数企业同时在几个国家运行。从设计、到制造、到组装和试验，物料实现跨国界的流通。成本和知识的区域性优势可以是巨大的。但是，区域之间的可视化和控制功能却往往比较薄弱。语言、时区、文化和运营条件方面的差异，也给同步活动和利润最大化带来了挑战。

     对于提供外包服务的专业化公司来说，可视化和控制功能甚至更具有挑战性。尽管外包服务已被证实是有赢利空间，但对于承包商及其客户而言，外包也增加了企业的风险。企业需要采用跨现场、跨国界和跨公司的行之有效的业务流程和信息系统，以减小风险。

     许多目前仍在使用早期一代MES的半导体和电子企业，他们必须考虑的是，在采用过时的工厂系统和定制化功能扩充时所增加的风险，是否低于升级所需的成本和精力。新一代先进的MES专门为分布式运行而创建，并借助互联网技术提高多个设备运行的可视化和控制功能，因而能降低风险。

产业风险

     半导体产业特别容易发生变化且反复无常，一直是电子产业供应链中的“强弩之末”。它们与电子企业已开展全球化的分布式经营，并经常在生产过程中采用外包协同的方式。这已使公司的可视化，减少到了实际的订单、材料和整个电子产业的过程状态。其结果是：持续的高风险。这正是2005产业指南与电子供应链协会(ESCA)联合研究报告——“恢复控制和管理风险”中的核心要点所在。

这些产业风险的形成有多种因素。第一梯队贸易伙伴以外的有限可视化，进一步加剧了整个供应链的库存责任问题。这通常是多变的市场和较短的产品寿命等多种因素综协同用的结果。为最大限度地减小库存的风险，企业需要让生产活动与需求信号保持同步。所面临的挑战是，生产周期常常比需求循环的持续时间多出更多的时间，在与全球化的物流相关联时尤其如此。

在生产要素普遍采用外包的分布式供应链之中，其它方面的挑战还包括：

•       跨越各个供应链等级、符合性跟踪和追溯的风险

•       对于成本因素的可视化，必须跟上降价的步伐

•       新产品引进的速度和能力

•       全效而持续性改进的同步化

     另一种风险是，被设计用于在技术术语和业务流程方面提供支持的核心信息系统，都发生了过时的问题。同样的调查结果表明，许多制造商并未采用最新、或最有效的协同和沟通机制。事实上，许多公司的MES已经有10-15年的历史了。通常情况下，由于生产过程普遍跨越多个国家和多个工厂，因此这些过时的系统及其缺陷，可能成为真正的问题。

     企业必须建立顺畅的流程和跨企业的信息流系统，以减小其中的一些风险并获得对生产状况及库存指标的可视化。为了在日本和其它地方，符合欧洲的有害物质回收法规(ROHS）和废弃电子和电子设备（WEEE）、以及对于类似的有害物质和寿命周期末端的跟踪要求，企业还必须对所有机构和供应商的每一产品的每一个部件制定完善精确的图谱系统。

     制造机构在半导体和电子企业中代表的是最重要的资本资产。众多企业拥有多家机构并能生产出同一款产品。它们需要理智的利用其产能来满足需求－并通过快速的对工作进行再次分配的方式对变化做出明智的反应。企业需要对他们的生产流程建立从企业角度和中心控制角度的预览。同时，每一机构的本地化需求可能略有不同。平衡这些差异可能是成功的关键所在。

     对于半导体和电子企业而言，或许最重要的是不断地改进产品和流程。持续改进的一个路经就是缩短新产品的开发周期和市场投放时间，增加产出，降低成本和减少错误。为了在市场中保持强势位置，企业必须在整个生产网络和供应链中辨别和采用最佳的惯例。所有这一切都要求表现矩阵图，分析使用适当的数据和为了满足新的要求而具备的对流程重新快速设置的功能。对于布局跨越较大的运行，不断的变化还要求近乎实时的沟通以便于活动相互间及与变化的需求之间的同步.

新一代 MES

     大多数的半导体和电子企业发现，撤掉管用的MES而用新软件系统来控制生产时，很难在成本上做出判断。尽管具有15年历史的MES可以在一些情况下知道某一单一的工厂，但是新业务环境的要求通常是这些体系所无法满足的。图３表明了其中的一些关键因素以及他们为工厂信息系统所生成的需求。幸运的是，当今的制造软件－无论称为MES还是其它名称－均可满足这些要求。

灵活性和可设置性：产品和制造流程均可让他们处于恒定快速的发展中。这为潜在的MES信息系统带来的是不断变化的要求。快速灵活的再塑性是保持竞争力的关键所在。

析用信息的获取：随着竞争的增长，每个企业必须保证，每一个工厂在其峰值运行下保持低成本和健康的利润指标。持续改进计划就显得尤为关键了。

     传统的MES系统在信息记录方面是出色的。但是，它们在实时报表，分析，运行监控和支持持续改进计划方面显得力不从心了。企业需要从它们的MES系统中取出数据进行实时的和历史运行情况的计算：跨企业的循环时间，产出和成本预览。传统的MES系统不允许简单地开发出用于营销合同项下服务内容所需精确的生产产能声明。这样一来，签署合同却很难履行合同的风险就暴露出来了。

跨机构模式：生产的核心模式必须能超越一个简单工厂进行扩张。如今，为数不多的产品－芯片，电路板或者盒子－属于简单工厂的产出内容。实现各项活动与计划的精确同步需要一个单一的“虚拟工厂”模式。跨机构模式还支持产能的规划和跨机构或者合作伙伴之间的负荷的平衡。当然，针对于全球化布局经营的集中系统也必须是多语言的。也就是说，每一个加入者都满足用户要求。如果每一个机构都具有自身独立的传统系统，要把它们同步化处理是需要额外付出巨大努力的。相互间脱节的活动所带来的风险是：产能利用效率不高；库存短缺或过剩；不具备履行承诺的能力。

以服务为导向的结构(SOA)环境：IT结构现正处于整合阶段，这允许企业在以服务为导向的结构环境中平衡和重复使用某些特定的功能。尽管很多企业目前尚不具备完全的SOA条件，但是一些领先的软件供应商已提供了前行的路径。如今，多机构产能相互沟通的方式显然是通过互联网和MXML标准协议进行的。几乎所有当前的系统都采用XML进行通讯。但是只有为数很少的传统系统采用当前这一无所不在的标准。甚至更少的几家具备SOA的功能。通过XML和SOA与其他应用和机构进行的简单双向通讯方式降低了整合的成本和后续的支持事宜。

企业的整合：企业目前所拥有的企业软件需要与工厂链接。通过XML采用以服务为导向的结构实施的双向通讯只是公式的一部分。如今的MES被特定设计为把信息进行整合然后把“实际”的信息发送给企业资源计划系统（ERP），产品寿命周期管理系统（PLM）的内在记录以及产能，订单和供应链管理（SCM）更新所用的材料状态和客户关系管理系统（CEM）。该信息不是仅按照批次方式发送（参考图4）。这平衡着企业信息系统的投资并促进顺畅的、互动性强的业务流程。从而使整个企业处于和谐状态。

便于升级和维护：随着技艺娴熟的员工的退休或者被重新分配，维护传统软件和硬件的成本持续上升。专有代码和接口方面的技艺在整体上不再是必要的。因此，这些技术将持续的衰退。先进的MES提供的是精益的客户实施，而所有的控制和升级工作均在中心服务器上执行，从而免去了逐个工厂终端查看之必要。如今的系统还采用以目标为导向的可重复使用的应用服务。这免去了更改所需的编写代码之劳作。如今的系统提供的是用户（不是编程者）用来设置系统用的积木。这对于那些正处于发展或者收购活动的企业来说属于排斥性的行为。无缝扩展系统的功能和借助微薄之力或者不借助当地的力量保证跨机构之间的恒定性可能对所有权的总成本和长期的可支持性产生巨大的影响。

设置和强制执行的工作流程：保证最佳的惯例得到遵守并不是最完美的事情，尤其是企业在其他国家开办或者收购新的机构的时候。如今的系统具有内在的工作流程引擎，便于信息、流程和工作惯例的设置。同时，还可以在过程中强制执行步骤。对于外包情况的，控制可能少一些。但是，如果承包商将数据汇报给中心的MES的话，OEM和供应链将较早得到对潜在问题的警告。

对于未强制执行的最佳惯例情况来说，这些风险的覆盖范围从非恒定的产品品质到无法预测的节拍时间、成本和结果。强制执行的工作流程还可以降低培训成本。

对变化进行判定

取代用于运行某一机构的任何关键使命的软件系统决不是一个轻而易举的企业决策。如果企业已经出色的编制了附加软件且该软件紧密的与企业传统的MES整合在一起，那么成本判断就不是一件容易的事。况且，采用过时的既满足不了IT标准、最佳工业惯例也无法取代更换成本的软件（有时还包括硬件）的风险仍存在。

一个企业案例可能包括：

•       错误、失去联系或者各机构之间活动的错误连接的风险将导致过量的库存或者短缺。

•      不具备快速将生产任务转移至另一机构处来平衡负荷的功能。这可能减少收入，创造机会和／或者增加物流成本以及导致较低的产能利用率和资产回报。

•      不能完全满足ROHS和WEEE要求的挑战，冒受EU惩罚和产品从欧洲被退回的风险。

•      各机构不具备向客户提供恒定产品和交付周期（大大缺少活动的汇总）的功能。这一点可能殃及涉及获胜算数或者导致合同项下的违约金。

•      新的机构和非英语国家的培训费用高得超出了必要的水平。

•      新产品引进（NPI）和过渡到稳定的高产出生产方面的挑战。这一点可能限制市场的一次性通过率。

•      沟通方面的问题导致较低的边际利润。这样的沟通会导致产出、时间或者产品方面的问题。

•      维持传统系统运行所需的整体拥有成本（TCO）较高，包括每一机构的专业IT技能，厂区每一装置的升级，用户培训，高的整合费用以及各个机构之间共享IT资源所遇到的困难。

降低分布式生产的风险和费用

     电子和半导体供应链中的每一家企业都饱受来自业务本质的高风险之苦－产品生命周期短、价格不断的下滑、频繁的设计变更和矩阵式的竞争压力。产品既复杂又精密，而对流程的要求变得越来越精确。

生产运行的全球化布局，无论是内包的还是外包的，已经为半导体和电子产业创造了很多新的机遇以及当地一些专家的聚集。但是，它也有进一步恶化的风险。供应链中的每一个组都承认，可视化和控制在减少。根据图5所示，确实有很多受影响的企业流程需要从工厂获取数据。

     鉴于半导体和电子制造业如今所面临的与生俱来的风险，依赖已经过时的传统MES几乎已经没有任何意义了。随着其它企业的转变，拖延对当今MES的升级可能意味着为自身带来风险。

     先进的MES通过更好地支持业内企业的战略来降低风险。这些系统可以为各机构创造出统一的平台，很容易在贸易伙伴之间共享数据且随时可以按照客户和管理者的要求提供数据。这意味着在降低生产和供应链成本和兑现承诺方面的功能较高。这些系统所管理的生产数据是企业成功的生命所在。

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