Application à un atelier didactique

Un atelier didactique reproduisant les contraintes caractéristiques des ateliers industriels de production de composants électroniques sert de support à l’étude. Du fait même de sa taille réduite, il présente l’avantage d’être simulé en un temps CPU très court, ce qui n’eu limite pas le nombre de simulations. De plus, de par sa simplicité, il fournira des résultats d’autant plus faciles à analyser. Son utilisation, notamment au cours de la phase préliminaire de l’étude, permet de définir avec précision la méthodologie et d’obtenir des tendances.

La difficulté rencontrée lors de l’ordonnancement à court terme de cet atelier didactique concerne la conservation des contraintes spécifiques aux ateliers de fabrication de composants électroniques. Pour se rapprocher du comportement d’un atelier réel, les variables des principales grandeurs caractéristiques ont été, autant que possible, conservées, afin de pouvoir exploiter au mieux les résultats obtenus sur cet atelier et éventuellement de les extrapoler.

2.4.1 Présentation de l atelier

C o u c h e 1 C o u c h e 2 C o u c h e 3 A B E F G H I C o u c h e 4 J C o u c h e 5 K L C o u c h e 6 M N Z o n e d e P h o to l ith o g r a p h ie D C

Figure 4. Structure de l atelier didactique

L’atelier reproduit les caractéristiques des installations industrielles de production de composants électroniques et contient 14 équipements dont 12 sont de types différents. Les équipements C et D sont partagés et sollicités jusqu’à 6 fois lors d’étapes différentes du procédé d’élaboration d’un produit.

Les équipements E et F, ainsi que G et H, sont des équipements similaires placés en parallèle qui peuvent effectuer la même opération. Le nombre de lots considérés doit correspondre à une production totale comprise entre 32 et 96 lots.

2.4.2 Données de l atelier

Nous supposons que l’atelier peut, en l’état, sans modification de sa structure, être utilisé pour mettre

en uvre cinq recettes différentes de produits. Le tableau 1 décrit les étapes du processus de

production.

Pour chaque étape (numérotée de 1 à 24) sont spécifiés : la zone d’appartenance, le nom de l’étape, l’équipement concerné, les temps de traitement pour chaque produit. Quand un lot ne passe pas par une étape, la durée opératoire est nulle.

Tableau 1. Données de l atelier didactique

2.4.3 Hypothèses de fonctionnement de l atelier

Le but de ce paragraphe est de présenter les données nécessaires et les résultats fournis par une simulation de production de cet atelier. Un lot est constitué selon le standard de l’industrie microélectronique : cinquante plaquettes pour l’exemple. Nous avons retenu une politique de campagne basée sur le lancement de huit lots de produits. La représentation de l’atelier obéit au mode de fonctionnement décrit comme suit :

• Les postes de travail sont fiables à 100% et ne sont pas soumis à des maintenances

préventives

• L'atelier fonctionne 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7. Aucune maintenance n’est prévue au

cours de l’horizon de production : les postes de travail sont fiables à 100% et ne sont pas soumis à des maintenances préventives

• La production est organisée en campagnes. Une campagne correspond à un intervalle de

temps pendant lequel un ensemble de lots de produits est envoyé en production.

• Les lots d'un produit donné sont tous de la même taille. Le nombre de lots lancés par

campagne est fixé à 8 dans le cadre de cet exemple. L’enchaînement de deux campagnes consécutives se fait sans interruption.

Etape Zone Equipement Capacité Recette 1 Recette 2 Recette 3 Recette 4 Recette 5

[lots] [R1] [R2] [R3] [R4] [R5] 1 Diffusion A 1 120 120 120 120 120 2 Diffusion B 4 0 0 1000 700 850 3 Photo C 1 0 0 20 20 20 4 Gravure D 1 0 0 15 15 15 5 Diffusion E 2 500 200 500 400 300 6 Diffusion F 2 500 200 500 400 300 7 Photo C 1 20 20 20 20 20 8 Gravure D 1 15 15 15 15 15 9 Diffusion G 2 700 600 500 700 400 10 Diffusion H 2 700 600 500 700 400 11 Photo C 1 20 20 20 0 0 12 Gravure D 1 15 15 15 0 0 13 Test I 1 1 1 1 1 1 14 Diffusion J 2 350 400 500 0 0 15 Photo C 1 0 0 0 30 30 16 Gravure D 1 0 0 0 20 20 17 Diffusion K 2 0 0 0 400 500 18 Photo C 1 30 30 30 30 30 19 Gravure D 1 20 20 20 20 20 20 Gravure L 1 140 180 200 0 0 21 Métal M 1 120 120 120 120 120 22 Photo C 1 20 20 20 20 20 23 Gravure D 1 20 20 20 20 20 24 Métal N 1 20 20 20 20 20

Note : 1 lot = 50 plaquettes de silicium

• Les espaces de stockage ont une capacité suffisante, de façon à ne pas introduire de contraintes de disponibilité. (politique de stockage illimitée, tant dans l’espace que dans le temps)

• De même, les niveaux initiaux des stocks de matières premières sont suffisamment

importants pour ne pas générer de contraintes de disponibilité.

• Le regroupement, c’est-à-dire, le traitement simultané de plusieurs lots pour réaliser la

même opération de la même recette dans un même équipement, est autorisé. On charge alors autant de lots que le permet la capacité de l’équipement.

• Il n’existe pas d'ordre de priorité déterminé. Tous les lots sont affectés à chaque recette et

ils sont gérés selon la même règle de priorité, i.e., FIFO

• Le pourcentage de chaque famille (nombre de lots de chaque famille lancés dans une

campagne) peut être égal à 12,5%, 25% et 37,5% (cette variable est souvent appelée « mix » de production.

• Précisons que pour tous les résultats présentés, les quantités de produits, les capacités des

équipements et de stockage sont exprimées en nombre de lots.

• Les équipements en parallèle sont identiques sur tous les aspects.

• Les durées de la transformation pour toutes les étapes de traitement sont déterministes.

• Le temps d’intervention des opérateurs (chargement/déchargement des produits) est pris

en compte dans le temps opératoire : sur l’exemple, la ressource opérateur n’est pas modélisée.

2.4.4 Entrées du simulateur

Les entrées du simulateur représentent les caractéristiques de l’atelier ainsi que des paramètres d’exploitation. Les travaux précédents réalisés dans l’équipe ont permis de mettre en évidence l’importance de certaines variables sur des critères de performance de l’atelier [PEY92, BER99]. Nous présentons ci-après les variables retenues pour le développement du réseau neuronal ; certaines d’entres elles constitueront également des variables d’optimisation dans la suite de l’étude.

Précisons d’emblée que chaque lot ou groupe de plaquettes de silicium est identifié par un numéro de lot correspondant à sa famille. Une campagne est constituée par le lancement de plusieurs produits selon une certaine séquence.

1) NR (nombre de combinaisons de recette) : Le premier paramètre correspond au