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 los sistemas de ejecución de fabricación (MES), pero los adaptan a la I+D en lugar de a la producción. Los PDES integran personas (con diferentes antecedentes y entidades jurídicas potencialmente diferentes), datos (de diversas fuentes), información, conocimiento y procesos empresariales.
Los beneficios documentados de los sistemas de ejecución del desarrollo de procesos incluyen:
Un sistema de ejecución de desarrollo de procesos (PDES) es un sistema que utilizan 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 de la tecnología 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 el 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 se centran en un menor volumen pero una mayor flexibilidad y libertad de experimentación. Las herramientas de un MES están más centradas 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 fallos 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 producto/mercancía fabricado. 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 firma electrónica , monitoreo de defectos y resolución, paneles ejecutivos y otras diversas soluciones de informes.
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 y pasos de integración 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 se pueden implementar en varias escalas, desde un simple seguimiento del trabajo en progreso hasta una solución compleja integrada en toda la infraestructura de desarrollo empresarial. Esta última 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 (tanto tácticos a largo como a corto plazo).
Las nuevas ideas para los procesos de fabricación (para nuevos bienes o productos o para mejorar la fabricación) suelen basarse en desarrollos y recetas anteriores que ya se utilizan, 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 anteriores de forma estructurada. La información se puede recuperar más rápidamente y los resultados anteriores se pueden tener en cuenta de forma más eficiente. Un PDES suele ofrecer medios para mostrar y buscar datos de resultados desde diferentes puntos de vista y para 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 forma de relacionar entidades que pertenecen al mismo contexto o a uno similar y de explorar la información resultante.
En la fase de ensamblaje de los pasos del proceso a los flujos de proceso, un PDES ayuda a crear, almacenar, imprimir y transferir fácilmente nuevos flujos de proceso. Al proporcionar acceso a flujos de proceso ensamblados previamente, el diseñador puede usarlos como bloques de construcción o módulos en el flujo desarrollado recientemente. 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 : limpieza antes de la deposición; después de la centrifugación del polímero, no se debe permitir una temperatura superior a 100 °C hasta que se elimine la resina) se proporciona en un formato que puede ser interpretado por una computadora como reglas. Si un experto en el dominio ingresa las reglas para los pasos de su proceso, todos los ingenieros pueden usarlas más tarde para verificar los flujos de proceso desarrollados recientemente, incluso si el experto en el dominio no está disponible. Para un PDES, esto significa que debe ser capaz de
La comprobación de las reglas de procesamiento no proporciona ninguna indicación sobre la funcionalidad o incluso la estructura del producto o dispositivo producido. En el área de fabricación de dispositivos semiconductores , las técnicas de simulación de procesos de 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. Por lo general, los resultados de la simulación se ven como 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 transferir el 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 puede 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 mediciones. Los resultados de estas mediciones a menudo se producen 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 administrar diferentes versiones de ciertos archivos, por ejemplo, informes. Junto con texto flexible y métodos de recuperación y búsqueda gráfica, 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 de información como sobre los aspectos temporales de desarrollos anteriores.
Las actividades de desarrollo en las industrias de alta tecnología son un esfuerzo cada vez más colaborativo. Esto lleva a la necesidad de intercambiar información entre los socios o transferir la propiedad intelectual de los procesos de un proveedor a un cliente. Los PDES respaldan esta transferencia al tiempo que son selectivos para proteger la propiedad intelectual de la empresa.