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容量建模的新方法将 TI 晶圆厂从被动验证转变为主动监控
德州仪器工业工程师 Michelle Beauchemin 访谈
德州仪器 德州仪器 (TI) 是一家领先的美国半导体公司。德州仪器拥有超过 80,000 种模拟和嵌入式处理芯片产品，是全球最全面的半导体产品组合之一。该公司的内部制造能力支撑了数十年的增长。
工业工程师 Michelle Beauchemin 于 2015 年加入 TI，担任工艺工程师。在担任工业工程现任职务后，她发现了一个机会，可以扩大统计工具和自动化的使用范围，以推动 TI 位于缅因州南波特兰的工厂实现有意义的改进。
在加利福尼亚州棕榈泉举行的 2023 年美洲探索峰会上，Michelle 与 JMP 客户联盟经理 Meg Hermes 坐下来聊天。
梅格：您说过，从加入德州仪器的第一天起，您就开始使用 JMP。
米歇尔： 我在那个职位上主要从事数据探索和少量 DOE 工作，但当时我对 JMP 及其功能并不完全了解。直到大约一年前我转到工业工程岗位时，我才决定真正深入学习。
我还想从事一个特定的项目——验证我们容量模型的一部分。起初，我的选择似乎是 Excel 或 Spotfire，但那行不通。JMP 满足了我对该项目的所有需求，因为它可以自定义。
由于有 JMP 的需求和用例，我一头扎进了其中。从那时起，很多天我甚至都没有打开 Excel，如果你在一年前问我，我根本无法想象！我现在几乎什么事都依赖 JMP。
梅格：那么，跟我讲讲模型验证吧。这一切是怎么开始的？
米歇尔： 我们的容量模型（目前是 Excel 模型）基于不同工具的处理速度。每个工具集运行各种配方，我们存储每个工具集的每个配方的速度和吞吐量数据（基本上是每小时的零件数）。这些吞吐量值会随时间而变化，无论是由于工具本身的性能下降，还是因为我们进行了有目的的更改，如果我们不随着实际流程的变化而更新模型，模型就不再准确。有时我们会添加新的配方，然后也需要记录这些速度。
从本质上讲，记录所有发生的变化，并确保模型始终具有正确的值是非常困难的。通过计算实际工艺运行中每个配方的历史吞吐量，然后获取该信息并绘制配方的分布图，我可以看到随时间推移和整个数据集的变化。
在吞吐量验证过程中，重要的是要包含大量历史处理数据，以确保我们能够捕捉到工具的最佳性能，而不仅仅是平均性能。在模型的其他地方，我们也对低效率进行了建模。但是，如果你将平均处理速度与已知的低效率相结合，那么你就会重复计算低效率。总是需要进行一定程度的手动审查，以确保我没有包括不正确的运行或非标准运行。然后有条不紊地检查每个配方，以选择在哪里划定我们想要建模的界限。使用 JSL 编写脚本使我能够自动完成数据整理过程并将结果构建到交互式仪表板中，并且我只需花几分钟设置脚本就可以对任何工具集重复此过程。
我首先对一个工具集进行了验证，结果表明我们的产能比我们想象的要高得多。我们不需要像我们想象的那样投入那么多资源来提高产量。我可以用数据向流程和工业工程团队展示这一点。
能够用令人信服的可视化来支持吞吐量验证数据确实很有影响力，因为更新数字是一个很大的变化。你必须说服很多人。
梅格：这样的发现对企业有何影响？
米歇尔： 在更新数字之前，我们计划投入时间和资源来紧急增加该工具集的容量。获得管理层的支持以根据吞吐量分析调整模型容量意味着我们可以将这些资源分配给更有影响力的改进项目。我们不必走上可能影响质量的流程变革之路。
所以，这是一个重大的决定。我必须自信地说：“根据这一分析，我们有足够的能力运行计划的启动组合，而无需对这一流程进行更改。”
梅格：您做了什么来确保您的管理层也对这一决定有信心？
米歇尔： 我首先与工艺工程师和该工具组经理分享了我的分析结果。他是 JMP 的忠实支持者。他非常擅长编写脚本，非常注重数据驱动。所以，他对我所展示的内容很感兴趣。他了解从历史过程数据构建分析的价值，在这方面他是我的拥护者。他说：“这很有意义。这真的很好。你应该继续这样做。”
我非常信任他，根据他的反馈调整我的方法。例如，他想在做出决定之前先看看不同的负载模式，当我拿到这些数据后，我们调整了我们的数字。
他对该项目的支持、提倡将其展示给更广泛的受众以及获得向管理层展示的机会非常有益。更广泛的受众也看到了将这种类型的分析扩展到其他工具集和更广泛用途的机会。
梅格：有支持者非常重要。这确实能起到很大作用。
米歇尔： 得到各级管理层的支持，进一步推动我所做的工作，这确实令人鼓舞。他们很快就理解了它的价值并给予了支持。
Meg：我们都想为这样的公司工作！我经常听到人们说“我们的领导层非常传统”，听到 TI 在公司各个层面都提倡分析，真是令人鼓舞。这就是推动创新前进的动力。
米歇尔： 自从我第一次分享我的分析以来，我从管理人员那里得到的支持和鼓励使我有时间和空间继续致力于这个项目，并不断进步和扩展它。
在评估容量时，有几个人要求我重复对其他工具集的分析。现在他们问：“我们可以验证模型吗？”当我带着分析结果回到团队时，他们说“模型是正确的”或“我们确实需要做一些活动来增加这个工具集的容量”，能得到他们的信任真是太好了。
我有数据可以直观地支持这一结论，并且信任我的流程。更不用说，我认为人们在看到 JMP 图时会信任分析。以这种格式共享数据可以赢得信任。
梅格：大规模模型验证的最终目标是什么？您如何实现这一目标？
米歇尔： 最终目标是拥有可以进行监控和验证的东西。
我必须创建一个除我之外的其他人也可以使用的验证工具，因为目前我可以使用它，但可能会有一些我做出的假设，或者 [我可以解释的] 不确定性，因为我知道它是如何构建的。我想构建一些工具来帮助其他用户确定要查看哪些点、要排除哪些点以及如何理解两者之间的差异。
从那时起，它将持续监控以检测吞吐量的变化，而不是回顾历史数据进行验证。
梅格：思维方式完全转变，从被动变为主动。这真是令人兴奋。
米歇尔： 是的。我感到非常幸运，我有充足的时间来构建一些可以展示的东西，以获得认可。现在就像是，“好吧，这是你的项目。你需要时，你可以自由地处理它。”
我也很喜欢做这件事！在工作中做某件事，然后停下来想“我不应该做这件事，我太喜欢它了！一定是哪里出了问题。”但随后你意识到，“不，这正是我应该做的。”
梅格：你拥有了梦想中的职业——这一切都是因为你接受了这个想法并付诸实践！这个故事应该会激励其他人提升他们的数据技能，并探索当你将更多的统计能力带到工作中时会发生什么。
米歇尔： 这当然是我们的目标。我们在缅因州工厂举办了一场 JMP Inspire 活动，我很高兴能够帮助策划这次活动，并把它带到我的工厂向大家展示，“你正在使用 JMP 做一些小事情。但你是否意识到你可以用它做的其他事情？”
我想鼓励我所在站点的每个人都使用 JMP 来做他们以前没有想到的事情。试着几天不打开 Excel！把所有东西都放到 JMP 中，然后试一试。
我必须说，JMP 让编写脚本变得如此简单。一旦你打破了恐惧的壁垒，看到脚本能做多少事情，它就会为你打开无限可能。我希望我能鼓励其他人也有同样的认识。
Meg：您提到了 JMP Inspire 活动，我相信 TI 也提供其他 JMP 培训机会。但培训需要投入大量时间。您如何向管理层说明培训值得工程师投入时间？
米歇尔： 我们的管理层已经非常支持JMP和使用统计数据，因此我不认为这是“提出案例”而是“这是一个让人们兴奋的机会”。
我们非常频繁地使用 JMP，即使只是为了可视化，因此管理层也非常清楚。公司自上而下提供了很多支持，帮助新员工学习和熟练使用 JMP，并帮助他们快速上手。
本周在 Discovery 峰会上，我听到了很多关于“建立数据素养文化”的讨论。但我认为德州仪器已经做到了。我们面临的挑战不是引入分析，而是确保我们保持 [领域和统计知识的最佳平衡]。随着人们退休，我们不想失去他们所拥有的技术知识。
当你刚开始职业生涯时，你会听到人们谈论分析，但你并不完全了解技术应用。很容易重复流行语而不了解其背后的实质。所以我认为我们面临的挑战是重新引入真正的技术知识作为数据素养的基础。在我自己统计知识的发展方面，我还有很长的路要走，而 Discovery Summit 帮助强调了继续沿着这条道路前进的重要性。
Meg：每个人在分析成熟度的道路上都处于不同的阶段。你可能已经走得更远了，但这并不意味着没有挑战——只是挑战不同而已。
米歇尔： 我还了解到，有些公司有统计学家或数据分析师，他们在那里提供咨询并帮助建立实验和分析结果。这绝不是我们所做的。TI 的每个人都对自己的实验设计和分析负责。我们都必须具备基本的理解水平，才能开展日常工作。
这并不是说我们没有专家——我们肯定有。我们确实有统计专家，如果您有疑问，他们很乐意为您提供咨询和帮助，但他们并非指定担任这一角色。他们是流程工程师或经理，在统计方面也有丰富的经验。
梅格：这种结构能让你提高整个组织的统计能力。
米歇尔： TI 管理层对我们工厂的分析工作给予了大力支持。我希望自己能够为维持这种分析文化做出贡献——参加 Discovery Summit，然后将学到的东西带回工厂——为我的同事提供支持，让他们有信心尝试新事物。我们只需要鼓励人们更深入地了解 JMP，我认为这将会带来很多成果。
梅格：您能否举个例子，说明一下您认为在哪些方面有机会从 JMP 中获得更多价值？
米歇尔： 自动化是一件大事。我还没有尝试过 Workflow Builder，但我发现对于那些想要自动化任务但不熟悉脚本的人来说，它有很多机会。我们都有重复的分析，有些人只是不知道从 Workflow Builder 开始自动化这些任务是多么容易。
一旦你实现了一个项目的自动化，你就会开始发现其他地方也可以使用自动化，这真的很令人兴奋。当我自动化我现在正在做的模型验证时，我体验到了这种感觉。一开始，我就觉得，“哦，天哪，我迫不及待地想把这个应用到我一直在做的所有其他项目上！”
梅格：你的热情来自哪里？是什么激励你如此积极地投入工作？
米歇尔： 日常生活中，我真的很喜欢编程。但在日常生活之外，我对工厂充满热情。我在 [TI 工厂] 以南半小时车程的地方长大，每次我在高速公路上开车经过时，都会看到这个标志。当我上中学时，我作为夏令营的一部分参观了工厂，当时我就想，“我想在这里工作。”现在我真的想了！
当你担任工艺工程职位时，很难看到全局，因为你太关注当下正在发生的事情；“我必须让这批货物动起来”、“我必须通过这项资格考试”之类的。但进入工业工程领域后，我又找回了那种热情；“我爱这家工厂。”
能够以自己的方式在工厂中发挥作用，我感到非常兴奋。我喜欢看到工厂成功的全貌，感觉自己是更大社区的一部分。
Meg：我明白了！我对 JMP 和我们这里的社区有着同样的感受，这里的人们热衷于使用数据解决问题。
米歇尔： 上周我刚和同事聊天，问他：“你喜欢拼拼图是因为你喜欢最终的结果吗？还是因为你喜欢把拼图碎片拼在一起？”他的回答是：“哦，我喜欢看到最终的结果。”
我开始思考：对我来说，这不一定是最终结果。我喜欢寻找的过程，以及找到那一小块代码后得到的回报，这对我来说很像编码。你对要做的事情有一个想法。你从几行代码开始。测试它，也许它不起作用。也许你必须修改一些东西，然后它才能起作用。然后这只是整个过程中的一个步骤。
一路上，每一次发现和成功都让我感到快乐。创造的过程和最终的作品一样令人兴奋。我很幸运能够参与这个过程，并分享结果，看看它的效果。
