前言

EAP（Equipment Automation Program，设备自动化程序）是半导体晶圆厂CIM系统的核心模块，负责MES与设备之间的通信与控制。很多工程师想学EAP，却不知道从何入手。本文从零开始，手把手教你搭建一个可用的EAP系统。

一、EAP在CIM架构中的位置

CIM（Computer Integrated Manufacturing）系统分为4层：

• Level 4：企业层（ERP/CRM/SCM）
• Level 3：制造执行层（MES/MCS/EAP）
• Level 2：过程控制层（APC/SPC/FDC）
• Level 1：设备层（Equipment/Tool）

EAP位于Level 3，是MES与设备的"翻译官"。设备说的是SECS/GEM语言，MES说的是业务语言，EAP负责翻译。

二、EAP核心功能

2.1 设备通信（SECS/GEM）

• S1F1/S1F2：心跳检测（Are You There）
• S2F41/S2F42：远程命令（Host Command）
• S5F1/S5F2：报警上报（Alarm Report）
• S6F11/S6F12：事件上报（Event Report）

2.2 状态机管理

• OFF-LINE → ON-LINE → LOCAL → REMOTE
• 状态转换必须符合SEMI E58标准
• 只有REMOTE状态才能接收Host命令

2.3 Recipe管理

• Recipe上传/下载
• Recipe参数校验
• Recipe版本管理

三、从0到1搭建EAP系统（Python实现）

3.1 项目结构

EAP_System/

├── secs_handler.py   # SECS/GEM消息处理

├── equipment.py     # 设备对象模型

├── state_machine.py # 状态机

├── recipe_manager.py # Recipe管理

├── mes_interface.py # MES接口

└── main.py           # 主程序

3.2 核心代码实现（关键片段）

（完整代码已包含在下载包中，这里展示核心片段）

# ===== secs_handler.py =====

import socket

import struct

from enum import Enum

class SECSMessage:

    """SECS消息封装类"""

    def __init__(self, stream, function, data=None):

        self.stream = stream

        self.function = function

        self.data = data

    def pack(self):

        """打包为字节流"""

        # SECS-II 消息格式

        header = struct.pack(">HB", self.stream, self.function)

        if self.data:

            return header + self.data

        return header

class SECSHandler:

    """SECS/GEM处理器"""

    def __init__(self, equipment_id):

        self.equipment_id = equipment_id

        self.state = "OFF-LINE"

        self.socket = None

    def connect(self, host, port=5000):

        """连接Host（MES）"""

        self.socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)

        self.socket.connect((host, port))

        self.state = "ON-LINE"

        print(f"EAP连接到MES：{host}:{port}")

    def send_s1f1(self):

        """发送S1F1：Are You There"""

        msg = SECSMessage(1, 1)

        self.socket.send(msg.pack())

        print("发送S1F1心跳检测")

3.3 设备状态机实现

（完整状态机代码见下载包）

四、EAP与MES接口设计

4.1 REST API设计

MES通过REST API与EAP通信：

• POST   /api/equipment/start   # 开始加工
• POST   /api/equipment/stop    # 停止加工
• GET    /api/equipment/status  # 查询状态
• POST   /api/recipe/upload    # 上传Recipe

4.2 数据上报格式

EAP → MES 数据上报（JSON格式）：

{

  "equipment_id": "ETCH-001",

  "timestamp": "2026-06-06T21:00:00",

  "event": "PROCESS_START",

  "params": {

    "lot_id": "ABC123",

    "recipe": "ETCH_P50"

  }

}

五、实施建议

1. 先用SECS/GEM模拟器测试（推荐CIMControlFramework）
2. 连接真实设备前，务必在Offline模式下测试
3. Recipe管理先实现基础的上传/下载，再迭代高级功能
4. 状态机必须严格遵守SEMI E58标准
5. 日志！日志！日志！重要的事情说三遍

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