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MeÌthode d'analyse de donneÌes pour le diagnostic a posteriori de deÌfauts de production - Application au secteur de la microeÌlectronique
Controlling the performance of a manufacturing site and the rapid identification of quality loss causes remain a daily challenge for manufacturers, who face continuing competition. In this context, this thesis aims to provide an analytical approach for the rapid identification of defect origins, by exploring data available thanks to different quality control systems, such FDC, metrology, parametric tests PT and the Electrical Wafer Sorting EWS. The proposed method, named CLARIF, combines three complementary data mining techniques namely clustering, association rules and decision trees induction. This method is based on unsupervised generation of a set of potentially problematic production modes, which are characterized by specific manufacturing conditions. Thus, we provide an analysis which descends to the level of equipment operating parameters. The originality of this method consists on (1) a pre-treatment step to identify spatial patterns from quality control data, (2) an unsupervised generation of manufacturing modes candidates to explain the quality loss case. We optimize the generation of association rules through the proposed ARCI algorithm, which is an adaptation of the famous association rules mining algorithm, APRIORI to integrate the constraints specific to our issue and filtering quality indicators, namely confidence, contribution and complexity, in order to identify the most interesting rules. Finally, we defined a Knowledge Discovery from Databases process, enabling to guide the user in applying CLARIF to explain both local and global quality loss problems.La maĂźtrise du rendement dâun site de fabrication et lâidentification rapide des causes de perte de qualitĂ© restent un dĂ©fi quotidien pour les industriels, qui font face Ă une concurrence continue. Dans ce cadre, cette thĂšse a pour ambition de proposer une dĂ©marche dâanalyse permettant lâidentification rapide de lâorigine dâun dĂ©faut, Ă travers lâexploitation dâun maximum des donnĂ©es disponibles grĂące aux outils de contrĂŽle qualitĂ©, tel que la FDC, la mĂ©trologie, les tests paramĂ©triques PT, et le tri Ă©lectriques EWS. Nous avons proposĂ© une nouvelle mĂ©thode hybride de fouille de donnĂ©es, nommĂ©e CLARIF, qui combine trois mĂ©thodes de fouille de donnĂ©es Ă savoir, le clustering, les rĂšgles dâassociation et lâinduction dâarbres de dĂ©cision. Cette mĂ©thode se base sur la gĂ©nĂ©ration non supervisĂ©e dâun ensemble de modes de production potentiellement problĂ©matiques, qui sont caractĂ©risĂ©s par des conditions particuliĂšres de production. Elle permet, donc, une analyse qui descend au niveau des paramĂštres de fonctionnement des Ă©quipements. LâoriginalitĂ© de la mĂ©thode consiste dans (1) une Ă©tape de prĂ©traitement pour lâidentification de motifs spatiaux Ă partir des donnĂ©es de contrĂŽle, (2) la gĂ©nĂ©ration non supervisĂ©e de modes de production candidats pour expliquer le dĂ©faut. Nous optimisons la gĂ©nĂ©ration des rĂšgles dâassociation Ă travers la proposition de lâalgorithme ARCI, qui est une adaptation du cĂ©lĂšbre algorithme de fouille de rĂšgles dâassociation, APRIORI, afin de permettre dâintĂ©grer les contraintes spĂ©cifiques Ă la problĂ©matique de CLARIF, et des indicateurs de qualitĂ© de filtrage des rĂšgles Ă identifier, Ă savoir la confiance, la contribution et la complexitĂ©. Finalement, nous avons dĂ©fini un processus dâExtraction de Connaissances Ă partir des DonnĂ©es, ECD permettant de guider lâutilisateur dans lâapplication de CLARIF pour expliquer une perte de qualitĂ© locale ou globale
A post-hoc Data Mining method for defect diagnosis - Application to the microelectronics sector
La maĂźtrise du rendement dâun site de fabrication et lâidentification rapide des causes de perte de qualitĂ© restent un dĂ©fi quotidien pour les industriels, qui font face Ă une concurrence continue. Dans ce cadre, cette thĂšse a pour ambition de proposer une dĂ©marche dâanalyse permettant lâidentification rapide de lâorigine dâun dĂ©faut, Ă travers lâexploitation dâun maximum des donnĂ©es disponibles grĂące aux outils de contrĂŽle qualitĂ©, tel que la FDC, la mĂ©trologie, les tests paramĂ©triques PT, et le tri Ă©lectriques EWS. Nous avons proposĂ© une nouvelle mĂ©thode hybride de fouille de donnĂ©es, nommĂ©e CLARIF, qui combine trois mĂ©thodes de fouille de donnĂ©es Ă savoir, le clustering, les rĂšgles dâassociation et lâinduction dâarbres de dĂ©cision. Cette mĂ©thode se base sur la gĂ©nĂ©ration non supervisĂ©e dâun ensemble de modes de production potentiellement problĂ©matiques, qui sont caractĂ©risĂ©s par des conditions particuliĂšres de production. Elle permet, donc, une analyse qui descend au niveau des paramĂštres de fonctionnement des Ă©quipements. LâoriginalitĂ© de la mĂ©thode consiste dans (1) une Ă©tape de prĂ©traitement pour lâidentification de motifs spatiaux Ă partir des donnĂ©es de contrĂŽle, (2) la gĂ©nĂ©ration non supervisĂ©e de modes de production candidats pour expliquer le dĂ©faut. Nous optimisons la gĂ©nĂ©ration des rĂšgles dâassociation Ă travers la proposition de lâalgorithme ARCI, qui est une adaptation du cĂ©lĂšbre algorithme de fouille de rĂšgles dâassociation, APRIORI, afin de permettre dâintĂ©grer les contraintes spĂ©cifiques Ă la problĂ©matique de CLARIF, et des indicateurs de qualitĂ© de filtrage des rĂšgles Ă identifier, Ă savoir la confiance, la contribution et la complexitĂ©. Finalement, nous avons dĂ©fini un processus dâExtraction de Connaissances Ă partir des DonnĂ©es, ECD permettant de guider lâutilisateur dans lâapplication de CLARIF pour expliquer une perte de qualitĂ© locale ou globale.Controlling the performance of a manufacturing site and the rapid identification of quality loss causes remain a daily challenge for manufacturers, who face continuing competition. In this context, this thesis aims to provide an analytical approach for the rapid identification of defect origins, by exploring data available thanks to different quality control systems, such FDC, metrology, parametric tests PT and the Electrical Wafer Sorting EWS. The proposed method, named CLARIF, combines three complementary data mining techniques namely clustering, association rules and decision trees induction. This method is based on unsupervised generation of a set of potentially problematic production modes, which are characterized by specific manufacturing conditions. Thus, we provide an analysis which descends to the level of equipment operating parameters. The originality of this method consists on (1) a pre-treatment step to identify spatial patterns from quality control data, (2) an unsupervised generation of manufacturing modes candidates to explain the quality loss case. We optimize the generation of association rules through the proposed ARCI algorithm, which is an adaptation of the famous association rules mining algorithm, APRIORI to integrate the constraints specific to our issue and filtering quality indicators, namely confidence, contribution and complexity, in order to identify the most interesting rules. Finally, we defined a Knowledge Discovery from Databases process, enabling to guide the user in applying CLARIF to explain both local and global quality loss problems