半導体工場のMESとデータベース設計のER(Entity Relationship)図

半導体工場のMESにおいて、データベース（DB）は最も重要かつ複雑な部分です。

実際の商用MESでは数千〜数万のテーブルが存在しますが、その「核（Core）」となる主要な5つのテーブルと、その関係性（ER(Entity Relationship)図の構造）に絞って解説します。

これを理解すれば、MESがどうやってデータを保持しているかの全体像が見えます。

Contents

1. MESデータベースの「核」となる5つのテーブル

MESのデータは大きく分けて

「マスタデータ（定義）」と

「トランザクションデータ（実態・履歴）」の2種類があります。

① 装置テーブル (M_EQUIPMENT)

役割: 工場にある全ての装置のリスト。
主なカラム:
- EQ_ID (PK): 装置ID (例: ETCH-01)
- EQ_TYPE: 装置の種類 (例: DryEtcher)
- STATE: 現在の状態 (IDLE, RUN, DOWN) ← リアルタイムで更新される
- LOCATION: 設置場所

② プロセスフロー定義 (M_PROCESS_FLOW & M_STEP)

役割: 「どの順序で、何をするか」という手順書。通常はヘッダ（フロー全体）と明細（ステップ）に分かれます。
主なカラム (Stepテーブル):
- FLOW_ID (PK): フローID
- STEP_SEQ (PK): 順番 (10, 20, 30…)
- STEP_NAME: 工程名 (例: Gate_Etch)
- RECIPE_ID: 使用するレシピ名
- TARGET_EQ_TYPE: どの種類の装置を使うか (リンク用)

③ ロット情報 (T_LOT / WIP)

役割: 「今」工場にあるウェーハ（ロット）の状態。最も頻繁に更新（UPDATE）されるテーブルです。
主なカラム:
- LOT_ID (PK): ロット番号
- CURRENT_FLOW_ID: 従っているフロー (FK)
- CURRENT_STEP_SEQ: 今どこにいるか (FK)
- STATUS: 状態 (WAITING, PROCESSING, HOLD)
- QTY: 枚数 (25枚など)

④ 処理履歴 / トランザクションログ (H_TXN_HISTORY)

役割: 「いつ、誰が、何をしたか」の全記録。絶対にUPDATEされず、INSERT（追記）のみ行われます。ここがビッグデータになります。
主なカラム:
- TXN_ID (PK): 一意の履歴ID
- TIMESTAMP: 日時
- LOT_ID: 対象ロット
- ACTION: 操作内容 (TrackIn, TrackOut, Move)
- EQ_ID: 使用した装置
- USER_ID: 操作者

これらのテーブルがどう繋がっているか、関係性を整理します。

一般的なWebアプリのDB設計とは異なる、MES特有の難しいポイントがあります。

問題: 365日24時間、秒単位で数千のロットが動くため、H_TXN_HISTORY テーブルはすぐに数億行を超え、検索が遅くなります。
解決策: パーティショニング (Partitioning) を使います。「2024年1月分」「2月分」というように物理的にテーブルを分割し、古いデータは安いストレージ（アーカイブ）へ逃します。

問題: レシピやフローは頻繁に改善されます。「今日の朝10時まではVer.1で、10時以降はVer.2で流したい」という要求があります。
解決策: 単に上書き更新するのではなく、VERSION_NO と ACTIVE_FLAG を持ち、「現在有効なバージョンはどれか」を厳密に管理する設計が必要です。

工場 > エリア (Bay) > 装置群 (Group) > 装置 (Equipment) > チャンバー (Chamber)
装置といっても、「4つの部屋（チャンバー）を持つ装置」の場合、MESは「チャンバーAは故障中だが、チャンバーBは使える」といったレベルまで管理する必要があります。ここの正規化設計が腕の見せ所です。