Fabricantes de bombas Edwards y Fraunhofer implementan tecnologías digitales para la fabricación inteligente en condiciones reales

Sala limpia Fraunhofer-EMFT

Bomba Edwards-1800

El Centro de Excelencia en Sistemas Conectados Seguros Múnich (SVS, http://www.svs.bayern) ha establecido una cooperación estratégica con el fabricante de bombas de vacío Edwards en el ámbito de la Fabricación Inteligente. El objetivo de la colaboración es crear una caracterización de rendimiento ampliada para el Mantenimiento Predictivo/Inteligente de los dispositivos subfab como referencia para aplicaciones de Industria 4.0 en condiciones reales. El centro de excelencia de la Sociedad Fraunhofer ofrece a las empresas asociadas en los campos de Industria 4.0, movilidad conectada y Salud Inteligente/Hogar un entorno interdisciplinario y orientado a la aplicación para la investigación sistemática.

El centro de excelencia proporciona, en el marco del proyecto, un entorno de sala limpia durante el período de cooperación acordado.

Edwards colabora con los institutos Fraunhofer AISEC, Fraunhofer EMFT y Fraunhofer ESK, que reúnen su conocimiento experto en redes de sensores seguras y confiables en el Centro de Excelencia en Sistemas Conectados Seguros. La colaboración abarca investigación, desarrollo y evaluación de tecnologías específicas de sensores y IoT con el objetivo de generar y asegurar datos de alta calidad para análisis profundos. En el centro está la investigación de la correlación entre el comportamiento del proceso y de las bombas, que será controlada en el entorno de sala limpia de Fraunhofer EMFT. La plataforma de datos EdCentra más reciente de Edwards jugará un papel clave en este proceso.

Investigación de escenarios de Industria 4.0

El enfoque de la colaboración entre SVS y Edwards se centra en la implementación de Mantenimiento Predictivo o Inteligente en aplicaciones específicas de la producción de semiconductores. Para ofrecer soporte de servicio eficiente y efectivo para equipos de alta calidad, en este caso bombas de vacío en un entorno de fabricación de semiconductores, las técnicas de Mantenimiento Predictivo son imprescindibles para detectar el estado de los dispositivos y su correlación con las condiciones del proceso.

La línea de componentes de semiconductores de 200 mm CMOS (semiconductor complementario de óxido metálico) de Fraunhofer EMFT, junto con el conocimiento acumulado de los empleados en la fabricación de semiconductores, proporciona el entorno óptimo para monitorear el equipo y su rendimiento, así como para validar la analítica y las soluciones de aprendizaje automático. La experiencia de Fraunhofer ESK y AISEC en tecnologías de comunicación seguras permite desarrollar soluciones seguras y flexibles para fábricas conectadas. Los pasos de implementación dentro del proyecto incluyen, por ejemplo, el desarrollo de un sistema de sensores en el entorno de sala limpia de Fraunhofer EMFT para recopilar datos de diferentes fuentes dentro de la infraestructura, así como la preparación de una red de nodos sensores conectados, incluyendo una infraestructura segura de Internet de las Cosas (IoT).

Mantenimiento inteligente y cognitivo

Se utilizan técnicas novedosas de aprendizaje automático para detectar anomalías en los datos de sensores. Para ello, se requiere la fusión de datos de múltiples sensores para la combinación y reconocimiento de patrones, así como algoritmos de software para detectar estados de inestabilidad específicos. El proceso de Mantenimiento Predictivo se mejorará mediante la investigación de nuevos algoritmos de aprendizaje automático, basados en datos recopilados por sensores ubicados sobre y debajo del suelo de la sala limpia. De esta manera, se podrán predecir el rendimiento futuro y posibles anomalías.

Otro aspecto importante es el uso de comunicaciones inalámbricas seguras y altamente confiables entre dispositivos, considerando factores como consumo de energía, ancho de banda, volumen de datos y la singularidad del entorno de fabricación de semiconductores. Se implementará una conexión segura para intercambiar datos, modelos de aprendizaje automático y estado de los dispositivos en tiempo real entre ubicaciones seguras: en el sitio, en la línea CMOS de Fraunhofer EMFT, de forma remota en la nube o en la central de Edwards. Este enfoque no solo simplifica la reducción de los tiempos de respuesta en el servicio, sino también el desarrollo y despliegue de modelos analíticos. El objetivo es proporcionar una nueva arquitectura de referencia que esté en línea con los requisitos de Industria 4.0 y que, al mismo tiempo, esté adaptada a las necesidades específicas de propiedad intelectual de los fabricantes de semiconductores.

Para atender a clientes que operan a nivel global, los datos de sensores de diferentes instancias dentro de la fábrica podrán almacenarse en un espacio de datos seguro, que puede escalarse desde una sola herramienta hacia arriba. El acceso a estos datos y su movimiento estarán restringidos mediante la aplicación de derechos de acceso uniformes y políticas diferenciadas.