Aide à la décision pour l’automatisation de la manutention dans une unité de fabrication de semi-conducteurs

Decision support for the automation of material handling in a semiconductor manufacturing facility

• Auteur / Autrice : Ali Ben-Salem
• Direction : Galliam Claude Yugma
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Genie industriel
• Date : Soutenance le 14/06/2018
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Ingénierie Santé (Saint-Etienne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CMP SFL
• Jury : Président / Présidente : Nathalie Sauer
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nathalie Sauer, Bernard Grabot, Khaled Hadj Hamou, Valeria Borodin, Jacques Pinaton
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bernard Grabot, Khaled Hadj Hamou

Mots clés

Mots clés contrôlés

Manutention

Semiconducteurs

Systèmes d'aide à la décision

Mots clés libres

Aide à la décision

Fabrication de semi-conducteurs

Système de manutention

Modélisation et simulation

Decision support

Semiconductor manufacturing

Material handling system

Modeling and simulation

Résumé

Dans cette thèse, nous fournissons une aide à la décision pour un projet d’intégration d’un système de manutention automatisé (ou Automated Material Handling System (AMHS)) dans une unité de fabrication de semi-conducteurs d’ancienne génération (wafer fab 200mm). Les travaux sont réalisés en collaboration avec l’entreprise STMicroelectronics à Rousset. Étant donné que ce type d’unité de fabrication n’a pas été initialement conçu pour avoir une manutention automatisée, le challenge consiste à proposer un AMHS efficace pour améliorer la flexibilité et la productivité. Du côté industriel, vue l’ampleur financière et technique, une attention particulière doit être accordée à ce projet afin de garantir sa réussite.Sur un niveau stratégique, nous avons proposé une méthodologie pour fournir les lignes directrices du projet d’automatisation de la manutention. Cette méthodologie garantie une intégration efficace et structurée de l’AMHS dans la globalité de la wafer fab. Ensuite, nous avons abordé la définition d’une méthode d’aide à la décision pour le déploiement de l’AMHS dans les déférents ateliers de production de l’unité de fabrication.Dans la dernière partie de la thèse, sur un niveau tactique, le travail a été orienté vers l’automatisation de la manutention en local en considérant un seul atelier de production à la fois. Ainsi, une méthodologie pour développer une conception "optimisée" et robuste d’un AMHS dans un atelier existant et fonctionnel a été proposée en se basant sur une approche de modélisation et simulation.Les travaux de recherche menés dans cette thèse ont été appliqués sur le cas de STMicroelectronicsà Rousset.

In this thesis, we provide a decision support for an Automated Material Handling System (AMHS) integration project in a legacy semiconductor manufacturing facility, called 200mm wafer fab. The work is carried out in collaboration with the company STMicroelectronics in Rousset. Since this type of manufacturing facility was not originally designed to have an automated handling, the challenge is to provide a relevant AMHS to improve flexibility and productivity. On the industrial side, given the financial and technical scale, special attention should be given to the project to ensure its success.At a strategic level, we proposed a methodology to provide the guidelines for the handling automation project. This methodology ensures an efficient and structured integration of the AMHS in the whole wafer fab. Then, we provided a decision support method to the AMHS deployment in the different workshops.In the last part of the thesis, on a tactical level, the work was directed towards the handling automation in a local vision by considering only one production workshop at a time. Hence, a methodology for developing an "optimized" and robust AMHS design in an existing and functional workshop was proposed based on a modeling and simulation approach.The research works carried-out in this thesis have been applied to the case of STMicroelectronics in Rousset.