ERP w fabryce półprzewodników

Cemat Silicon produkuje płytki krzemowe, z których produkuje się podzespoły elektroniczne na zamówienia seryjne i indywidualne. W tej firmie wdrożono oprogramowanie ERP - Microsoft Dynamics.

Firma wywodzi się z centralizowanego kombinatu, który miał za zadanie produkować materiały półprzewodnikowe dla dawnego obszaru RWPG. Po rozpadzie bloku wschodniego firma wydzieliła się, tworząc szczególne przedsiębiorstwo - produkujące materiały do podzespołów elektronicznych. Zamówienia te pochodzą z zagranicy, przy czym bardzo rzadko są to produkty w seriach, zazwyczaj jest to realizacja konkretnego zamówienia zgodnie ze specyfikacją. Chociaż przedsiębiorstwo nie miało zaawansowanej infrastruktury IT, jego mocną stroną była część technologiczna związana z produkcją.

W takim przedsiębiorstwie działał system finansowo-księgowy (FIKS), który obsługiwał księgę główną i środki trwałe, przy czym nie było żadnego sposobu integracji z innym oprogramowaniem, a cała warstwa zarządcza była niedoinwestowana. Wyspa spowodowana brakiem zintegrowanego systemu sprawiała, że szacowanie kosztów dla każdej partii było problematyczne, zarządzanie zapasami w magazynie nie było optymalne, nie istniała możliwość raportowania stanu zamówień wszystkich klientów, a raporty, takie jak wiekowanie należności, wykonywane były ręcznie i dość długo. Chociaż dane z produkcji były gromadzone, nie miały przełożenia na finanse firmy w jednej aplikacji, gdyż były to informacje techniczne, ilościowe i jakościowe dotyczące produkcji i nie miały połączenia z magazynem, zarządzaniem zamówieniami i współpracą z klientami.

Zobacz również:

Wdrażamy ERP

Od 2008 r. firma ma nowego właściciela, jest nim duńska firma Topsil Semiconductors. Przedsiębiorstwo to korzysta z systemu ERP Microsoftu, ale nadal działa w starszej wersji aplikacji, gdyż oprogramowanie zostało dostosowane do potrzeb organizacji. Cemat Silicon poszedł inną drogą, analizując procesy biznesowe i dokonując ich optymalizacji także pod kątem wykorzystania oprogramowania w możliwie niezmienionej formie. Dzięki temu podczas wdrożenia opracowano nowy model działania niektórych obszarów przedsiębiorstwa, ponadto dzięki minimalizacji zmian, firma uniknie kosztownych modyfikacji oprogramowania szytego na miarę w przyszłości.

"Prace przedwdrożeniowe polegające na analizie i opisie istniejących procesów oraz opisie nowych procesów trwały ok. 6 miesięcy. Dzięki czasowi poświeconemu na analizę procesów w listopadzie ubiegłego roku wdrożenie zostało zakończone zgodnie z terminem. Ze względu na zmieniony sposób wyceny produkcji trzeba było dokonać pewnych korekt w taki sposób, aby bilans otwarcia w nowym systemie zgodził się z bilansem zamknięcia w systemie FIKS. Od stycznia przedsiębiorstwo pracuje już w nowym systemie ERP. Ze względu na konieczność dostosowania niektórych funkcjonalności do systemu firmy Topsil, która posiada silnie zmodyfikowaną aplikację w starszej wersji, wdrożenie przekroczyło planowany budżet, ale zmieściło się w czasie" - mówi Robert Walasek, dyrektor finansowy Cemat Silicon SA.

Liczymy koszty od sztuki i cyklu

Ponieważ każda partia wykonywanych płytek krzemowych może być inna, różne będą również koszty produkcji każdej sztuki. Różnice mogą dotyczyć nie tylko materiałów, ale także robocizny i mediów zużytych do zrealizowania zamówienia. Jeśli specyfikacja techniczna danej partii płytek zakłada grubszą warstwę epitaksjalną, oznacza to, że płytki takie muszą dłużej przebywać w odpowiednich urządzeniach i ich produkcja będzie charakteryzować się większymi kosztami. Podobnie wydajność produkcji dla płytek o niestandardowej grubości, które mogą podlegać cięciu przez piłę tarczową, może różnić się znacznie od wydajności płytek o standardowej grubości, które są cięte za pomocą piły drutowej. Różnorodność procesu produkcji rzutuje na koszty, w dotychczasowej uproszczonej metodzie rozliczania kosztów produkcji nie udało się wykonać tych obliczeń w dokładniejszy sposób.

Największymi kosztami stałymi produkcji są płace, czynsz i media (np. energia elektryczna), gdyż nawet jeśli produkcja jest prowadzona na niewielką skalę, w pomieszczeniach musi być utrzymywana odpowiednia temperatura i czystość powietrza. Wdrożenie nowego systemu z możliwością dokładniejszej kontroli kosztów pozwoliło na wprowadzenie rachunku kosztów zmiennych, a przez to na bardziej agresywną politykę cenową w sytuacji niewykorzystania pełnych mocy produkcyjnych.

"Wprowadzenie dokładnego rozliczania kosztów umożliwiło wykrycie zamówień realizowanych poniżej kosztów produkcji. Takich zamówień było około 10%, zatem podjęto niezwłocznie działania, mające na celu renegocjację umów. Chociaż istotnych efektów finansowych spowodowanych wdrożeniem nowego modelu rozliczania pracy, kosztów i finansów przedsiębiorstwa jeszcze nie widać, wiemy na pewno, że finanse przedsiębiorstwa stały się bardziej przejrzyste dla zarządu, który może na bieżąco monitorować np. stan realizacji zamówień oraz ich rentowność" - mówi Robert Walasek.

Wprowadzenie systemu umożliwiło także bieżące monitorowanie stanu zamówień przez właściciela - firmę Topsil - dla którego Cemat Silicon jest obecnie głównym podwykonawcą. Obecnie informacje na temat stanu zamówienia, zrealizowanych etapów produkcji oraz stanów magazynowych pracownicy Topsila mogą pozyskać bezpośrednio z systemu bez konieczności telefonicznych zapytań i przesyłania raportów faksem lub pocztą elektroniczną. Ułatwia to dwujęzyczny interfejs aplikacji.

Monitorujemy magazyn

Cemat Silicon należy do firm, w których znaczna część pieniędzy jest ulokowana w zapasach, zatem monitorowanie kosztów i logistyka dostaw stają się poważnym zadaniem. Dotychczas prowadzono je w sposób nieskoordynowany, bardziej intuicyjny niż sformalizowany, dlatego wdrożenie systemu obsługi magazynu oraz dostaw wprowadziło nową jakość. Dzięki rozliczeniom kosztów udało się rozpoznać umowy, które warto renegocjować, przy czym zmiany mogą dotyczyć nie tylko kwot, ale także okresów płatności, co znacząco wpływa na płynność finansową przedsiębiorstwa. Dzięki takim informacjom można szybko reagować na zmiany cen surowców i przekładać je na ceny produktów.

Zarządzamy produkcją z własnej aplikacji

Przedsiębiorstwo od dawna potrzebowało aplikacji, która przechowywałaby i przetwarzała informacje dotyczące samej produkcji. Aplikacja SIMACS zawiera wszystkie niezbędne dane, za których pomocą prowadzi się ewidencje wykonanych płytek i kryształów krzemu. Z aplikacją tą zintegrowano także niektóre przyrządy pomiarowe. Dzięki temu pomiary wykonywane na linii produkcyjnej mogą być automatycznie importowane do systemu, gdzie są przypisane do właściwej partii produktu. Aplikacja ta jest centrum informacji o produkcji; właśnie z nią zintegrowano system ERP. Integracja sprawia, że dane produkcyjne są wprowadzane głównie do tej aplikacji, a szeregowi pracownicy w dziale produkcji nie muszą być przeszkoleni w pracy z ERP, nie trzeba również kupować bardzo kosztownych licencji na dodatkowe stanowiska. Wewnątrz SIMACS wbudowano także raporty, które są niezbędne do prowadzenia produkcji.

Od bryłki krzemu do błyszczącej płytki

Proces produkcyjny zaczyna się w momencie dostarczenia krzemu polikrystalicznego w formie bryłek zwanych krustą, który jest przetwarzany na krzem monokrystaliczny przy wykorzystaniu metody Czochralskiego - wyciągania monokryształu z roztopionego polikryształu. Krzem pozyskany tą drogą musi być bardzo czysty - ilość obcych substancji liczy się w ppm (części na milion, co odpowiada 1 gram na 1 tonę) oraz ppb (części na miliard, czyli 1 miligram na 1 tonę) - ale jednocześnie odpowiednio domieszkowany za pomocą ściśle określonej ilości atomów boru lub arsenu.

Produktem wyjściowym do dalszej obróbki jest walec o żądanej średnicy zawierający krzem o żądanej czystości z odpowiednią ilością domieszek, który następnie jest cięty na płytki. Proces odbywa się albo na pile tarczowej z diamentowym ostrzem, albo za pomocą cienkiego, bardzo wytrzymałego drutu stalowego, rozpiętego między zestawem bloczków i wprawiającego w ruch ścierniwo. Pierwszy proces umożliwia wycięcie płytek o dowolnej grubości, ale jest bardziej pracochłonny, gdyż wycina się płytki sztuka po sztuce. Za pomocą drutu wycina się od razu wszystkie płytki, ale zmiana grubości cięcia wymaga wymiany elementów prowadzących drut.

Każde cięcie powoduje wprowadzenie zanieczyszczeń i uszkodzenia w strukturze materiału, należy więc taką płytkę pocienić, usuwając tę uszkodzoną warstwę. Wykonuje się to za pomocą proszku tlenku glinu, a następnie trawi chemicznie i poleruje. Płytka po polerowaniu jest gotowa do procesu nakładania warstwy półprzewodnikowej o innej charakterystyce przewodnictwa, by utworzyć złącze p-n. W procesie epitaksji taka warstwa o grubości liczonej w mikrometrach zostaje nałożona w specjalnych komorach reakcyjnych. Płytka krzemowa z nałożoną warstwą (jedną lub więcej) zostaje następnie zapakowana i wysłana do odbiorcy, przechodząc przy tym cały łańcuch rygorystycznych badań kontroli jakości.

Maciek Tkaczuk, kierownik wydziału obróbki płytek w Cemat Silicon SA wyjaśnia: "W zakładzie produkuje się krzem monokrystaliczny za pomocą metody Czochralskiego, ale właściciel, czyli firma Topsil, produkuje krzem za pomocą technologii topienia strefowego (float zone). Materiał charakteryzuje się większą rezystywnością i innymi parametrami, zatem ma nieco inne zastosowanie. Produkowane u nas lub pochodzące z zagranicy monokryształy krzemowe są cięte w Cemat Silicon na płytki, które następnie poddawane są procesom obróbki, a niektóre z nich służą jako podłoże do nakładania warstw w technologii epitaksjalnej. Gotowe płytki są wysyłane do odbiorców, którzy za pomocą litografii utworzą struktury stające się potem podzespołami - diodami, tranzystorami IGBT lub innymi podobnymi podzespołami, o różnorodnych zastosowaniach, od elementów wysokiej mocy stosowanych w energetyce po niskiej mocy elementy stosowane w sprzęcie elektronicznym codziennego użytku".