半导体制造是一个资金高度密集、流程高度复杂的加工过程 。随着市场的迅速发展  ，IC封装技术和工艺也不断更新换代 。集成电路制造系统是目前公认的最为复杂的制造系统  ，而IC封装生产系统又是其中相对复杂的部分  ，因为相比较圆片制造过程而言  ，其还存在生产批量的分解、合并等等问题  ，目前IC封装技术正朝着低功耗、小尺寸、高速度、高集成度方向发展  ，新型的封装设计、封装工艺、封装设备不断涌现  ，未来几年  ，半导体封装测试企业面临的外部cq9传奇电子的竞争也将愈演愈烈 。这对生产线的产能平衡和生产计划与控制等提出了更高的要求  ，而且  ，集成电路的生产制造需要巨大的资金投入  ，主要包括设备和原材料  ，再加上设备的生产能力对于混合产品的生产比较敏感  ，因此  ，在集成电路制造企业中  ，如何安排最优化的生产计划以提高设备的利用率、降低库存和制造周期  ，就成为了一个非常困难的过程  ，但同时也成为企业保证其竞争优势的极具挑战性的工作任务 。

半导体的加工过程主要分为四步（如图1所示）：圆片的制造和检测及芯片的封装和测试  ，其中圆片的制造和检测通常被称为前道工序  ，主要加工过程包括化学清洗、平面光刻、离子注入、金属沉积/氧化、等离子体/化学刻蚀等  ，检测完的圆片被送到封装和测试厂进行后道工序的加工、主要加工过程包括贴片、环氧固化、电性能测试、激光刻饰、焊球粘结等  ，前道和后道工序的加工一般在不同的工厂进行 。

半导体产业在国内起步较晚  ，对其生产控制的研究甚少  ，国外对前道圆片制造厂的生产计划与控制研究比较成熟  ，而对封装测试厂的研究很少  ，本文以英特尔上海芯片组（Chipset）工厂的封装和测试生产线为例  ，对车间库存管理系统进行研究并加以实施 。

2 工厂库存管理系统分析比较

库存管理是车间生产管理的重要部分  ，一套好的库存管理方案能在很大程度上提升车间运作水平  ，如提高产量、降低生产周期、降低制造成本  ，反之亦然 。

库存管理归类起来有两大系统  ，即推动式和拉动式系统  ，推动式系统  ，如制造资源计划（Manufacture Resource Planning  ，MRPII）或其他需求测试方法  ，按预先制定的提前期  ，用无限能力排产法编制作业计划和投放物料 。

拉动式系统通常有看板（Kanban  ，日语是卡片的意思）系统和CONWIP（CONstant Work－In－Process）系统  ，物料投放需求信息是随生产线库存状态的改变而传递的 。看板系统是被广泛认知的一种拉动式系统  ，看板系统使用一套卡片来严格控制每两个加工中心的库存  ，每两个加工中心的卡片数量是预先确定的  ，卡片数量对应库存数量  ，系统中总的库存被控制在卡片总数以内  ，只有当加工中心有排队物料并且持有授权生产的卡片（由下道工序传递来的）  ，该道工序才能开始生产  ，图1是看板系统示意图  ，每个卡片授权上道工序生产并传送给下道工序  ，例如第一和第二道工序间的卡片从被接受加工的批料中腾出后变授权第一道工序前的批料接受工序1的加工  ，并触发原材料的投放 。看板系统保证了较低的库存  ，各工序只生产后工序所需的物料  ，避免了不必要的生产  ，避免和减少了非急需库存 。

CONWIP系统的核心是建立生产线的库存水平  ，当实际数量达到或超出该水平时  ，停止物料投放进入系统  ，cq9传奇电子称这种协议为CONWIP  ，因为它规定只有当制成品流出系统时  ，新的物料才可以投入  ，这样系统中总的再制品库存接近一个定值（CONstant）  ，如图2所示  ，CONWIP系统没有规定每两道工序间的卡片数量  ，只有系统需求且又有卡片授权时  ，也就是有成品离开系统时  ，物料就可以投放进入系统  ，相对看板系统而言  ，CONWIP系统不控制单独工序前的物料、但系统中总的数量是定常的  ，一旦原材料授权进入CONWIP"黑匣子"便在系统内自由流动  ，而且会相对多地自然聚集在瓶颈工序前面 。

实践证明  ，CONWIP系统提供了一种有效而灵活的库存管理方法  ，CONWIP系统的实施能够缩短生产周期  ，减小生产周期波动偏差  ，降低库存水平  ，此外  ，CONWIP系统还具有它固有的稳定性和自适应调节型  ，然而在半导体封装测试车间实施并保持CONWIP系统需要考虑哪些因素呢？下面将阐述CONWIP系统的优势、采用及实施方案 。

3 CONWIP系统的优势

CONWIP系统通过物料投放的控制使整个车间的在制品库存保持一个定常水平  ，Hopp和Spearman指出[2]  ，从建模角度看  ，CONWIP系统就像一个闭环排队系统  ，工件在系统内部不确定地流动 。

首先  ，拉动式系统相对于推动式系统而言  ，其优点如下：

（1）库存水平  ，（也是拉动式系统物料投放的触发点）是直观的、看得见的  ，而推动式系统下的生产计划是和未来一段时间内的产能相关联的  ，但该产能不是很直观  ，而且会随生产线的实时状态而改变的  ，因此预先制定的计划往往是不准确的；

（2）拉动式系统保持相对少的库存达到相同的产出；

（3）拉动式系统库存水平保持的差错概率要比推动式系统计划的物料投放差错概率小得多；

（4）当条件允许时  ，拉动式系统有助于提前生产 。

其次  ，CONWIP系统比其他拉动式系统有更多优点：

（1）CONWIP系统实施起来更简便  ，整个生产线只需要设置一套卡片  ，而看板系统每道工序前都要设一套卡片；

（2）CONWIP系统更能适应不断改变的产品品种；

（3）CONWIP系统能够适应由于产品不同或机器意外故障造成的生产瓶颈漂移  ，因为它的固有属性之一就是工件会自然聚焦到实际瓶颈工序前  ，而总的库存数量不变；

（4）CONWIP系统能减轻各工序劳动力数量的压力  ，这是由其灵活的生产节奏控制而决定的 。 因此  ，一个设计良好的CONWIP系统可以减少生产周期及其波动  ，降低库存成本  ，减轻生产线劳动力数量的压力  ，对于生产线上的任何变化能够更敏捷和灵活地作出反应 。而且由于库存降低  ，质量缺陷更易于暴露或被检测出来 。

4 CONWIP系统的采用

如前所述  ，拉动式系统比起推动式系统来  ，有着不可代替的优势  ，而且  ，在很多情况下  ，CONWIP系统胜于看板系统  ，但是在实际应用中  ，有时一套系统适合这个工厂并不一定会适合另一个工厂  ，那么如何为一个工厂选择一套合适的在制品库存管理系统呢？要回答这个问题  ，cq9传奇电子要考虑很多因素  ，如：

产品品种结构及其变化频率；

生产线具有简单重复的加工路径还是有多种加工路径；

生产线可靠性和机器故障频率高低；

生产线的瓶颈多少和瓶颈漂移情况；

原材料和零部件供应商的交货时间；

工厂劳动力数量的灵活性 。

带着这些问题  ，cq9传奇电子对英特尔上海封装测试厂进行分析  ，试图建立一套适合该工厂的库存控制系统  ，该厂生产线由三十多道工序组成  ，某些关键工序机器故障难以预测  ，产品品种通常有几十种  ，有多条加工路径  ，每种产品每周需求量都有变化  ，而且每种产品的瓶颈分布不同  ，生产线有多个瓶颈  ，而且相对设计来说  ，瓶颈经常漂移；根据设计产能  ，生产线通常由250－300台机器组成  ，因此每个机台的操作工不能保证任何时间都到位 。

考虑这些因素以及综合前面的分析  ，CONWIP系统比看板或者其他推动式系统更适合半导体封装测试工厂车间库存控制  ，例如  ，由于卡片设置的问题  ，看板系统不适合该工厂多品种多加工路径的制造cq9传奇电子  ，而CONWIP系统却能很好地适应这一条件  ，机器的不稳定性和制造瓶颈的漂移也给MRP推动式系统的生产计划带来麻烦 。造成库存过多或不均  ，而CONWIP系统却能根据生产线现状灵活地应对  ，CONWIP系统还有助于提前生产一定的库存而避免产能闲置  ，但看板系统缺乏这样的机动性 。

5 CONWIP系统标准库存数量估测

CONWIP系统被采用作为在制品库存控制方法后  ，接下来的任务是设置标准库存水平参数  ，同时满足产出和生产周期的目标要求  ，目前有多种方法获取该标准库存水平  ，如计算机仿真或其他算法 。然而库存水平对于生产控制不是非常敏感  ，只要库存水平足以达到预期产出而且又不是很高  ，生产系统就会运作良好  ，估测标准库存水平最简单有效的是以历史统计数据作为起始点  ，cq9传奇电子可以从一道加工工序或整套生产线开始  ，如果cq9传奇电子选择整个加工路径作为CONWIP系统闭环区间  ，首先确定一个可行的生产周期（CT）和单位时间产量  ，如瓶颈工序的单位时间产量RB  ，然后采用利特尔法则（Little's law）计算标准库存水平（Standard WIP Level）：

WIP＝Rb×CT

该计算结果可以作为起始库存水平  ，可以随时间逐渐修订调整  ，理想状况下的生产周期（CT）等于工件加工时间  ，没有工件排队时间  ，实际上这是不可能的  ，因为每道工序、每个机台的产能相差各异  ，很难保证一批工件离开一道工序时  ，上道工序的工件cq9传奇电子到达 。因此总有一定数量的待加工工件等待在工位前避免机器停工待料 。因此加工周期通常都包括加工时间和排队等待时间 。通常  ，当一条生产线从推动式系统转变为CONWIP拉动式系统时  ，cq9传奇电子不能太乐观估计生产周期  ，因为这样会导致起始库存水平太低而最终影响系统产量 。

CONWIP系统卡片的形式可以是实体卡片  ，由每个生产批次承载  ，也可以也是电子信息存在于生产控制计算机内  ，计算机即时显示生产线所有库存位置、数量、型号等信息  ，生产一线人员根据预定的标准库存水平来决定物料投放和生产节拍控制  ，生产控制中心实时监控库存情况  ，如有偏差及时给予纠正指令 。

6 CONWIP系统性能表现

CONWIP系统的引进与建立  ，明显改善了车间生产周期和库存水平  ，图4显示  ，采用CONWIP系统后生产周期在六个月内降低了20％  ，库存同样降低了16％  ，如图5所示 。 CONWIP系统有利于生产线上人力资源的优化安排且允许物料按照规律自由地流动  ，这些都是由该系统本身具有的优越性决定的 。

总之  ，CONWIP系统不仅改善车间生产周期和库存水平  ，而且会给车间作业和生产控制带来灵活性 。

7 降低在制品库存水平

生产周期和库存水平控制是一项重要的生产制造指标  ，一套好的库存水平系统以及低库存水平可以带来很多好处：首先  ，确定的标准库存水平可以有效限制物料投放  ，让订单暂时停留在纸上而不是在车间里  ，这样可以减少占用宝贵的车间空间  ，减少质量缺陷和返工率进而带来直接效益  ，其次  ，低库存水平相应地缩短生产周期  ，如图5所示  ，这是符合利特尔法则 。

cq9传奇电子可以采取下列步骤来实施降低库存的过程：

（1）首先实施按照利特尔法则计算出标准库存水平；

（2）采集各工序设备使用率并且确认使用率最高的工序；

（3）采集各工序物料排队时间并且确认排队时间最长的工序；

（4）开始降低设备使用率最高或排队时间最长的工序的库存水平  ，进而达到降低整个系统库存水平的目的；

（5）返回步骤（2）重复该程序  ，直到对预定产出有影响为止 。

再次参考图5  ，该车间引用CONWIP系统后的第一个月平均在制品库存是750×103组芯片  ，通过不断削减库存同时观察对产量的影响  ，第二个月库存是690×103组  ，随后的四个月稳定在680×103组芯片 。

8 结论

至此  ，cq9传奇电子分析比较了CONWIP系统和看板系统及推动式的优劣  ，CONWIP系统在半导体封装测试车间相对其他系统的适用性  ，还进一步阐述了怎样实施CONWIP系统以及不断改进的策略 。这些方案的应用都由实际结果所验证  ，被证明是有效而可靠的 。