中芯国际：推开质量管理的大门

作者：    来源：e制造

欢迎访问e展厅 展厅 3 管理咨询与服务展厅 企业文化, 战略管理, 生产管理/工业工程, 营销管理, 知识管理, ... 随着六西格玛理念的深入人心，SAS的商业分析也将会像Office办公软件之于文字工作者一样在广大中国工程师以及科研人员中大规模普及，到那时，中国制造也将真正成为“品质优良”的代名词 中芯国际集成电路制造有限公司(以下简称“中芯国际”)是位列世界前四大的集成电路芯片代工企业，目前在上海、北京、天津、成都等地拥有芯片厂和封装测试厂，可向全球客户提供0.35微米到45纳米芯片代工与技术服务。 作为中国内地规模最大、技术最先进的集成电路芯片代工企业，运用先进的科学分析技术进行科学管理、科学决策，保证高品质产品一直是中芯国际在信息化建设中的重点之一。 挑战：质量管理Vs.海量数据 芯片制造业在过去的5年中发生了巨大的变化，工艺日益精细复杂，晶园大小从200mm逐步发展到300mm，由此带来的是制造过程中产生的海量数据（包括反映机器状态的数据、反映产品各项性能的参数、反映产品良率的数据等）；同时，相对传统制造业而言，由于本身所拥有的高投入、高风险、工艺复杂精细的特点，芯片制造业对数据分析的要求非常高。随着日益增加的海量数据，中芯国际原有的业务分析软件已经不能满足数据分析的需求。 众所周知，全世界针对质量控制方面遵循的一个最重要理念就是6 Sigma(六西格玛)，中芯国际资深技术顾问王邕保博士告诉记者，六西格玛涉及如何利用管理手段以及统计技术来加强对质量的管控，对管理者、工程师均规定了不同的要求，而对工程师的要求突出在三个方面，一是对员工本身所需要的工作技能、技巧方面的要求；二是学会对数据进行处理；三是一定要掌握一个标准的软件。 解决之道：与SAS结缘 中芯国际从2004年就开始使用SAS公司的产品，当时是单机版的JMP软件。随着公司规模的不断扩大，中芯国际经过审慎的考虑，选择了SAS商业分析平台来解决所遇到的瓶颈。 据王博士介绍，SAS在中芯国际主要应用在如下几个方面： 第一、数据分析。如中芯国际的生产和质量部门每天都会产生大量的质量控制数据。为了加强质量控制，工程师需要对它们进行统计分析，而Excel之类最基础的统计分析软件已经无法满足工作的要求，所以就需要培养工程师能够运用SAS软件对数据进行分析。另外，人事部门的一些数据资料分析也采用了该软件。 第二、iEMS（Intelligent Equipment Monitoring System）。中芯国际利用SAS编程的功能开发了一套iEMS系统，对公司生产的机器性能加以自动化控制,这充分利用了SAS的大规模数据处理能力。 第三、数据挖掘。数据挖掘也是SAS的强项，中芯国际现在已经开始对Data Mining (数据挖掘)展开研究，希望继续挖掘出更多数据的用途，帮助公司解决质量控制方面的问题，提高业务运维水平。 SAS的魅力：图形界面，易学易用 中芯国际在其客户端采用了SAS Enterprise Guide软件。Enterprise Guide被称为商业分析领域的“瑞士军刀”，该平台为工业领域的工程师提供了一个高效，友好的图形用户界面，整合了各种图表和分析任务，使得工程师在接受简单的培训之后就能够在SAS Enterprise Guide的图形用户界面引导下，调用SAS软件的大量分析功能。 此外，它还为具有SAS编程能力的分析人员提供了一个平台，借用SAS Enterprise Guide透明访问Oracle数据库，利用SAS丰富的统计分析模块进行分析和建模，并且将结果以各种图形和报表的形式展现出来。 在SAS Enterprise Guide软件被引入中芯国际后，不仅是统计过程控制部门，良率分析部门以及公司的人力资源部门都对SAS Enterprise Guide所展现的强大的分析和图表展示功能表现出了浓厚的兴趣。 以良率分析部门为例，由于芯片产品的性能指标十分丰富，该部门需要能够对过去一段时间的产品性能数据进行分析，找出变异产生的来源。利用SAS Enterprise Guide，这一任务变得十分容易，业务分析人员在了解了良率分析部门的需要之后编写了SAS程序，短时间内就能够生成报表以及数百张高质量的图片。目前，这一分析工具已经推广到工程部门当中，工程师不需要了解SAS编程就能够在短时间内学会运行该程序，得到重要的决策分析结果和图形。 成果：大幅提高管理效率，显著减少因设备异常造成的损失 基于SAS商业分析平台，中芯国际成功开发了iEMS（Intelligent Equipment Monitoring System）——SAS解决方案，该系统的界面被设计为工程师熟悉的界面，工程师可以通过它来调用SAS平台进行一系列诸如：数据提取、数据转换、数据分析等功能，对过去积累的海量的有关机器状态的参数进行统计分析，不断优化机器参数的各种控制界限，并将分析得到的结果反馈到数据库当中。这样，有关机器的各种性能指标始终在被监控状态当中，一旦机器状态出现异常，系统就进行报警，以提醒工程师的注意。利用这一及时、有效的机器故障探测系统，中芯国际的工程师可以在第一时间发现机器出现的异常状况，将受损失的产品数量降到最低。 此外，SAS Enterprise Guide作为一种客户端应用，中芯国际人力资源部门也开始使用它作为员工满意度调查的首选分析工具，以往需要数小时才可以得到的员工满意度分析结果，在使用了SAS之后仅仅需要短短几分钟。 数据挖掘：向数据要更多有价值的信息 在中芯国际这样的大型制造型企业中，每天各个部门都面临着很多基于数据的决策，SAS Enterprise Guide作为一种基于Windows.NET的客户端应用，它友好的图形用户界面既可以满足一般工程师的常规统计分析需求，又提供了一个平台，使得业务分析人员，程序员和统计专家可以基于这个平台快速的访问数据，操作数据，进行各种复杂的分析功能，为产品分析和生产过程中的决策过程提供快速高效的分析结果。 此外，在先进的半导体公司中，数据挖掘是一种大趋势。目前，中芯国际已经开始研究探索如何利用数据挖掘技术向数据要更多有价值的信息。 据王博士介绍，要进行有效的数据挖掘，需要做好如下三方面的工作： 第一，把数据做到能够符合数据挖掘的要求。这样才能通过数据挖掘发现生产中的问题，细致到问题是来自于哪些产品，是由哪些机台生产的，是由哪些原料导致的等。 第二，要研究数据之间的关联性，因为半导体有很多种不同类型的数据，如电压、电流等是最后可能产生影响的数据。 第三，弄清可靠性的数据之间的关系是什么？显然这个关系非常复杂，决不仅仅是线性的，很难用数学公式把其写成函数的关系，况且面对的是海量的数据。 “半导体企业不缺数据，而是数据太多了。问题是如何在数据中去发现问题，理清关系，并找到解决问题的关键在哪里。数据挖掘技术涉及神经网络功能，有回归的原理，还用到决策树等，综合运用在一起，我们还有很多艰巨的工作要研究。我觉得SAS为我们敞开了一扇大门。” 王邕保博士说。 记者手记 王邕保博士曾任职于德州仪器公司十年，先后在研发部和晶元制造厂担任专职统计师，从事统计应用，质量控制，SAS软件开发等工作。2002年加入中芯国际，先后在质量和可靠性部门从事管理、科研和培训工作。专长为统计咨询、质量控制、实验设计、测量校准等。现在是资深技术顾问，中芯国际模范讲师。 据王博士介绍，在教学推广过程中，除了介绍SAS软件的相关情况与应用，还要求工程师学会基本的数据处理原理和措施，如数据的比较，对数据做假设检验的鉴定，以及进行制图、辨别、回归分析、实验设计等。经过系统的培养，还对及格的学员进行正规的分级认证并颁发证书，如第一级是初步使用SAS EG的版本；第二级是学会用SAS9.1版本做DOE（实验设计）；第三个阶段是学会SAS编程。不但鼓励工程师在生产中应用SAS，也为他们将来的成长提供有效的条件。 笔者不禁回想起1990年刚参加工作时的情景，那时候我在一家科研单位的计算中心，第一次编写的程序就是在FORTRAN中调用SAS中的统计功能为科研人员的研究数据进行统计分析。后来，我们计算中心又与统计教研室进行合作，自己编写SAS应用教程，举办培训班在科研人员中进行推广。又过了几年，SAS课程已经成为院研究生班学员的必修课程之一。 进入媒体行业，笔者也曾采访过上海宝钢，他们从开始用SAS标准讲义进行培训，到鼓励一线工程师把实际经验进行总结，编入培训讲义，再用有针对性的讲义对更多的工程师进行培训，已经向全员SAS的目标大步迈进。 不难想象，随着六西格玛理念的深入人心，SAS的商业分析也将会像Office办公软件之于文字工作者一样在广大中国工程师以及科研人员中大规模普及，到那时，中国制造也将真正成为“品质优良”的代名词。(end)

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