Mithilfe einer Analyse-Software überwacht die Deutsche Solar ihre Qualitäts- und Prozessparameter. Die Standard-Regelkarten wurden dank der Programmierschnittstelle an die besonderen Gegebenheiten angepasst. So werden die Anforderungen des komplexen Fertigungsprozesses erfüllt.
Die Produktionsprozesse bei der Deutschen Solar reichen vom Beschichten keramischer Kokillen über die Kristallisation des Siliziums bis hin zur Fertigung der Wafer. Eine entscheidende Rolle spielt dabei die Qualitätssicherung.
Grundlage für alle Auswertungen sind die Rohdaten. Soll eine Analyse durchgeführt werden, muss vor allem bekannt sein, wie die Daten beschaffen sind. Wie entstehen die Daten? Welche Unsicherheiten und Toleranzen existieren im Messprozess? Handelt es sich um Roh- oder bereits bearbeitete Daten? Oft hilft ein Blick in die Rohdaten, um entscheidende Hinweise für die Verarbeitbarkeit der Informationen zu bekommen.
Um das Datenverständnis zu verbessern, setzt die Deutsche Solar die Enterprise-Lösung Statistica von Statsoft als produktives SPC-System (statistische Prozessregelung) ein.
Derzeit werden rund 50 Qualitäts- und Prozessparameter produktiv überwacht. Dazu zählen unter anderem:
- elektrische Kenngrößen (zum Beispiel spezifischer elektrischer Widerstand, Ladungsträgerlebensdauer)
- geometrische Daten (zum Beispiel Säulenbreite, Fasenlängen, Waferdicke)
- Defekte (zum Beispiel Kristalldefekte, Ausplatzer, Einschlüsse, Mikrorisse)
Anforderungen wuchsen stetig an
In Laufe der Arbeit innerhalb des bereichsübergreifenden SPC-Teams wuchsen die Anforderungen an die Qualitäts- und Prozessregelkarten jedoch stetig an. Die Standard-Regelkarten, welche Statistica mitliefert, mussten daher funktionell erweitert werden. Aus diesem Grund wurde ein neuer Weg eingeschlagen: Die Möglichkeit, die Karten mit Hilfe der Statistica-Entwicklungsumgebung zu programmieren, wurde intensiv getestet und letztendlich favorisiert.
Vorteile sind unter anderem:
- Erweiterung der Darstellungsmöglichkeiten und des Funktionsumfangs
- individuelle und sehr differenzierte Alarmkontrollen
- Erhöhung der Effizienz beim Erstellen der Karten (anfangs zwar zeitaufwändige Entwicklung; später jedoch schnelle Duplizierung)
- Mehrfachnutzung von aufwändigem Programmcode
- Verringerung der Fehleranfälligkeit
- deutlich effizientere Fehlersuche
Über das Objektmodell von Statistica lassen sich alle wesentlichen Eigenschaften einer Regelkarte in ein selbst entwickeltes Makro einbauen, ohne dass alle Berechnungsverfahren neu programmiert werden müssen. Das Objektmodell als Grundgerüst, sowie abgespeicherte Makros der von Statistica als Standard bereitgestellten Regelkarten ermöglichen einen schnellen effizienten Einstieg in die Eigenentwicklung.
Regelkarten und Alarmierungen wurden standardisiert, in externe Dateien auf ein Netzlaufwerk ausgelagert und in einem Objektkatalog dokumentiert. Die Anbindung der so entstandenen Nutzerbibliotheken erfolgt im Kopf des Makros. Durch eine makrointerne Versionsnummer sind Änderungen jederzeit nachvollziehbar. Im Fehlerfall besteht die Möglichkeit, auf ältere Versionen zurückzuspringen.
Anwender erhält zusätzliche Informationen
Zur Anzeige von stichprobenbezogenen Zusatzinformationen innerhalb der Regelkarte wurde ein Makro-Event genutzt. Dies wird im konkreten Fall beim Überfahren des Datenpunktes mit der Maus ausgelöst und lädt beispielsweise eine nutzerdefinierte Grafik von einem Netzlaufwerk.
In einem speziellen Anwendungsfall benötigen die Ingenieure zur Beurteilung der Datenpunkte zahlreiche zugehörige Prozesskurvenverläufe. Die zugrunde liegende Datenbankabfrage ist sehr zeitintensiv. Deshalb wurde ein Enterprise Task aufgesetzt, der die Daten zyklisch abfragt, die Grafik erstellt und diese auf dem Netzlaufwerk speichert. Dies kann beispielsweise nachts geschehen, wenn die Datenbanklast relativ niedrig ist. Da der Nutzer die fertige Grafik vom Laufwerk lädt, hat er nun sofortigen Zugriff auf die gewünschten Daten und muss nicht parallel nach langem Warten mehrere Dateien öffnen, um manuell an die erforderlichen Informationen zu gelangen.
In einem anderen Beispiel wurden ebenfalls zeitintensive Prozesse in Einzeltasks ausgegliedert: Zur Beurteilung eines Sprühprozesses wird ein Test durchgeführt. Die anfallenden Rohdaten werden mit Statistica validiert und für die statistische Analyse vorbereitet. Das Ergebnis der Auswertung wird wieder in die Datenbank zurückgeschrieben und dient als Datengrundlage für die Prozessregelkarte. Das Sprühbild wird bei Bedarf als PDF-Datei geladen und direkt zum zugehörigen Punkt in der Regelkarte angezeigt.
Statistica ist dank der zur Verfügung gestellten Programmierschnittstelle ein Werkzeug, mit dem sich Regelkarten an die speziellen Bedürfnisse der Nutzer anpassen und gegebenenfalls durch zusätzliche Algorithmen, Darstellungen und Funktionen ergänzen lassen. Der Mehrwert lässt sich sowohl in der Einsparung zeitlicher Ressourcen als auch in der Motivationssteigerung der Mitarbeiter messen.
Nur eine auf die Bedieneranforderung zugeschnittene Qualitätsregelkarte sichert eine effektive Umsetzung der statistischen Prozessregelung in der Produktion. Herkömmliche SPC-Systeme sind bezüglich dieser sehr differenzierten Anforderungen in einem komplexen, mehrstufigen Fertigungsprozess oft nur eingeschränkt nutzbar, da der Nutzer oft seine eigenen Einflussmöglichkeiten auf entstehende Fehler nicht erkennt. ■
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