Los sistemas de ejecución de desarrollo de procesos ( PDES ) son sistemas de software que se utilizan para guiar el desarrollo de tecnologías de fabricación de alta tecnología, como la fabricación de semiconductores , la fabricación de MEMS , la fabricación de energía fotovoltaica , los dispositivos biomédicos o la fabricación de nanopartículas . Los sistemas de software de este tipo tienen similitudes con los sistemas de gestión del ciclo de vida del producto (PLM). Guían el desarrollo de tecnologías nuevas o mejoradas desde su concepción, pasando por el desarrollo y la fabricación. Además, toman prestados conceptos de sistemas de ejecución de fabricación (MES), pero los adaptan a la investigación y el desarrollo en lugar de a la producción. Los PDES integran personas (con diferentes orígenes y entidades jurídicas potencialmente diferentes), datos (de diversas fuentes), información, conocimientos y procesos comerciales.
Los beneficios documentados de los sistemas de ejecución de desarrollo de procesos incluyen:
Un sistema de ejecución de desarrollo de procesos (PDES) es un sistema utilizado por las empresas para realizar actividades de desarrollo de procesos de fabricación de alta tecnología. Los sistemas de software de este tipo aprovechan diversos conceptos de otras categorías de software como PLM , sistema de ejecución de fabricación (MES) y ECM , pero se centran en herramientas para acelerar el desarrollo tecnológico en lugar de la producción.
Un PDES es similar a un sistema de ejecución de fabricación (MES) en varios aspectos. El factor distintivo clave de un PDES es que está diseñado para dirigir el desarrollo de un proceso de fabricación, mientras que un MES está diseñado para ejecutar la producción en volumen utilizando el proceso desarrollado. Por lo tanto, el conjunto de herramientas y el enfoque de un PDES están en un volumen menor pero mayor flexibilidad y libertad de experimentación. Las herramientas de un MES se centran más en una menor variación, mayores volúmenes, un control y una logística más estrictos. Ambos tipos de software de aplicación aumentan la trazabilidad, la productividad y la calidad del resultado entregado. Para los PDES, la calidad se refiere a la capacidad del proceso para funcionar sin fallas en una amplia gama de condiciones, es decir, la solidez del proceso de fabricación desarrollado. Para los MES, la calidad se refiere a la calidad del bien o producto manufacturado. Además, ambos tipos de software comparten funciones que incluyen seguimiento de equipos, genealogía de productos, seguimiento de mano de obra y artículos, cálculo de costos, captura de firmas electrónicas , monitoreo de resolución y defectos , paneles ejecutivos y otras soluciones de informes diversas.
A diferencia de los sistemas PLM , los PDES suelen abordar los desafíos de colaboración e innovación con un enfoque ascendente. Comienzan con los detalles de las tecnologías de fabricación (como PPLM ), un único paso de fabricación con toda su parametrización física e integración de pasos en secuencias, dispositivos, sistemas, etc.
Otras categorías de software bastante similares son los sistemas de gestión de información de laboratorio (LIMS) y los sistemas de información de laboratorio (LIS). Los PDES ofrecen un conjunto más amplio de funcionalidades, por ejemplo, técnicas de fabricación virtual, aunque normalmente no están integrados con el equipo del laboratorio.
Los PDES tienen muchas partes y pueden implementarse en varias escalas, desde un simple seguimiento del trabajo en progreso hasta una solución compleja integrada en toda una infraestructura de desarrollo empresarial. Este último se conecta con otros sistemas empresariales como los sistemas de planificación y recursos empresariales (ERP), los sistemas de ejecución de fabricación (MES), la gestión del ciclo de vida del producto (PLM), las soluciones de supervisión, control y adquisición de datos (SCADA) y los sistemas de programación y planificación (ambos de larga duración). táctica a corto plazo y a corto plazo).
Las nuevas ideas para procesos de fabricación (para nuevos bienes/commodities o fabricación mejorada) a menudo se basan en desarrollos y recetas anteriores que ya están en uso, o al menos pueden beneficiarse de ellos. Lo mismo ocurre cuando se desarrollan nuevos dispositivos, por ejemplo, un sensor o actuador MEMS . Un PDES ofrece una forma sencilla de acceder a estos desarrollos previos de forma estructurada. La información se puede recuperar más rápidamente y los resultados anteriores se pueden tener en cuenta de manera más eficiente. Un PDES normalmente ofrece medios para mostrar y buscar datos de resultados desde diferentes puntos de vista y categorizar los datos según los diferentes aspectos. Estas funcionalidades se aplican a todos los datos de resultados, como materiales, pasos del proceso, máquinas, experimentos, documentos e imágenes. El PDES también proporciona una manera de relacionar entidades que pertenecen al mismo contexto o a un contexto similar y explorar la información resultante.
En la fase de ensamblaje, desde los pasos del proceso hasta los flujos de proceso, un PDES ayuda a construir, almacenar, imprimir y transferir fácilmente nuevos flujos de proceso. Al proporcionar acceso a flujos de procesos previamente ensamblados, el diseñador puede utilizarlos como bloques de construcción o módulos en el flujo recientemente desarrollado. El uso de bloques de construcción estándar puede reducir drásticamente el tiempo de diseño y la probabilidad de errores.
Un PDES demuestra sus beneficios reales en la fase de verificación. El conocimiento (por ejemplo, en la fabricación de dispositivos semiconductores : limpiar antes de la deposición; después del giro del polímero, no se debe aplicar una temperatura superior a 100 °C hasta que se elimine la capa protectora) se proporciona en un formato que una computadora puede interpretar como reglas. Si un experto en el dominio ingresa las reglas para los pasos de su proceso, todos los ingenieros pueden usar estas reglas más adelante para verificar los flujos de proceso recientemente desarrollados, incluso si el experto en el dominio no está disponible. Para un PDES, esto significa que tiene que ser capaz de
La verificación de las reglas de procesamiento no proporciona ninguna indicación sobre la funcionalidad o incluso la estructura del bien o dispositivo producido. En el área de la fabricación de dispositivos semiconductores , las técnicas de simulación de procesos semiconductores / TCAD pueden proporcionar una idea sobre las estructuras producidas. Para respaldar esta "fabricación virtual", un PDES puede gestionar modelos de simulación para los pasos del proceso. Normalmente los resultados de la simulación se consideran datos independientes. Para rectificar esta situación, los PDES pueden gestionar los archivos resultantes en combinación con el flujo del proceso. Esto permite al ingeniero comparar fácilmente los resultados esperados con el resultado simulado. El conocimiento obtenido de la comparación se puede utilizar nuevamente para mejorar el modelo de simulación.
Después de la verificación virtual, el dispositivo se produce en un entorno de fabricación experimental. Un PDES permite una transferencia del flujo del proceso al entorno de fabricación (por ejemplo en semiconductores: FAB ). Esto se puede hacer simplemente imprimiendo una tarjeta de ejecución para el operador o mediante la interfaz con los sistemas de ejecución de fabricación (MES) de la instalación. Por otro lado, un PDES es capaz de gestionar y documentar cambios de último momento en el flujo, como ajustes de parámetros durante la fabricación. Durante y después del procesamiento se toman muchas medidas. Los resultados de estas mediciones suelen producirse en forma de archivos, como imágenes o archivos de texto simples, que contienen filas y columnas de datos. El PDES puede gestionar estos archivos, vincular resultados relacionados y gestionar diferentes versiones de determinados archivos, por ejemplo, informes. Junto con textos flexibles y métodos gráficos de recuperación y búsqueda, un PDES proporciona el mecanismo para ver y evaluar los datos, la información y el conocimiento acumulados desde diferentes perspectivas. Proporciona información tanto sobre los aspectos informativos como sobre los aspectos temporales de desarrollos anteriores.
Las actividades de desarrollo dentro de las industrias de alta tecnología son un esfuerzo cada vez más colaborativo. Esto conduce a la necesidad de intercambiar información entre los socios o de transferir la propiedad intelectual del proceso de un proveedor a un cliente. Las PDES apoyan esta transferencia y al mismo tiempo son selectivas para proteger los derechos de propiedad intelectual de la empresa.