SIMULAÇÃO DE SISTEMAS AUTOMATIZADOS DE TRANSPORTE INTERNO DE MATERIAIS: ESTUDO DE CASO NA INDÚSTRIA DE SEMICONDUTORES

Abstract

Os rápidos desenvolvimentos e avanços tecnológicos na indústria de fabricação de semicondutores elevam a importância da utilização ideal dos recursos. Relatórios indicam que o custo de manuseamento dos materiais representa entre 20-50% do custo total de manufatura, razão pela qual as novas fábricas de wafers de 300mm dão tanta ênfase ao aumento do rendimento e à redução dos tempos de ciclo, objetivos atingidos através de um desenho correto dos sistemas de transporte interno de materiais. Devido ao peso e ao tamanho dos lotes de wafers de 300mm, os sistemas automáticos de transporte de produtos são ferramentas cruciais para atingir tais objetivos.Neste projeto, desenvolvido numa fábrica de semicondutores, foi construído um modelo de simulação de eventos discretos para analisar o comportamento atual do transporte de produtos entre 3 grandes áreas produtivas para os primeiros 3 meses do ano, assim como para as metas produtivas das próximas 34 semanas. Esta análise demonstrou que o método atual de transporte, que segue uma lógica mizusumashi, é bastante ineficiente e não vai conseguir dar resposta ao aumento da procura previsto no futuro próximo. Desta forma, foram estudados 3 métodos de transporte alternativos, método de revisão periódica com intervalos fixos, método de revisão contínua e método de táxi. Os principais resultados sugerem que o método mais indicado para o sistema atual e para a procura futura é o método de táxi, obtendo reduções significativas no tempo de ciclo dos lotes assim como no número médio de lotes em espera para serem transportados. Adicionalmente, foi criada uma aplicação em Streamlit que, para qualquer nível de procura, sugere o melhor método a ser adotado, servindo também de base para o estudo futuro da automatização total dos transportes inter-área da fábrica.

The fast-paced developments and technological advances in the semiconductor manufacturing industry raise the importance of optimal resource utilization. Reports indicate that material handling systems represents between 20-50% of total manufacturing cost, which is why the newer 300-mm wafers fabs put so much emphasis on increasing yield and reducing cycle times, objectives achieved through correct design of internal transport systems. Given the weight and size of wafer lots, automated material handling systems are crucial tools to achieve these goals.In this project, developed at a semiconductor factory, a discrete-event simulation was built to analyse the current behaviour of product transportation between 3 large productive areas for the first 3 months of the year, as well as for the production targets for the next 34 weeks. This analysis showed that the current transportation method, which follows a mizusumashi logic, is quite inefficient and will not be able to meet the expected increase in demand in the near future. This way, 3 alternative transport methods were studied, periodic reviewing method, ceaseless reviewing method and taxi method. The main results suggest that the most suitable method for the current system and for future demand is the taxi method, achieving significant reductions in wafer lots cycle time as well as in the average number of wafer lots waiting to be transported. Additionally, an application was created in Streamlit that, for any level of demand, suggests the best method to be adopted, also serving as a basis for studying the total automation of the factory’s interbay transport in the future.