Fabricant de pompes Edwards et Fraunhofer mettent en œuvre des technologies numériques pour la fabrication intelligente dans des conditions réelles

Salle blanche Fraunhofer-EMFT

Pompe Edwards 1800

Le Centre de performance Systèmes Connectés et Sécurisés Munich (SVS, http://www.svs.bayern) a établi une coopération stratégique avec le fabricant de pompes à vide Edwards dans le domaine de la Fabrication Intelligente. L'objectif de cette collaboration est la création d'une caractérisation étendue des performances pour la maintenance intelligente/prédictive des équipements de sous-sols en tant que référence pour les applications Industrie 4.0 en conditions réelles. Le centre de performance de la société Fraunhofer offre aux entreprises partenaires dans les domaines de l'Industrie 4.0, de la mobilité connectée et de la Santé intelligente / Domotique un environnement interdisciplinaire et orienté vers l'application pour la recherche systématique.

Le centre de performance met à disposition, dans le cadre du projet, un environnement de salle blanche pour la durée de coopération convenue.

Edwards collabore avec les instituts Fraunhofer AISEC, Fraunhofer EMFT et Fraunhofer ESK, qui regroupent leur expertise en réseaux de capteurs sûrs et fiables au sein du Centre de performance Systèmes Connectés et Sécurisés. La collaboration couvre la recherche, le développement et l’évaluation de technologies spécifiques de capteurs et d’IoT dans le but de générer et de sécuriser des données de haute qualité pour une analyse approfondie. Au centre de cette démarche se trouve la recherche sur la corrélation entre le comportement des processus et des pompes, qui doit être contrôlée dans l’environnement de salle blanche des semi-conducteurs de Fraunhofer EMFT. La dernière plateforme de données EdCentra d’Edwards devrait jouer un rôle clé dans ce contexte.

Recherche sur les scénarios Industrie 4.0

Le focus de la collaboration entre SVS et Edwards porte sur la réalisation de la maintenance prédictive ou intelligente dans les applications spécifiques de la fabrication de semi-conducteurs. Pour fournir un support de service efficace et efficient pour des équipements de haute qualité, dans ce cas des pompes à vide dans un environnement de fabrication de semi-conducteurs, les techniques de maintenance prédictive sont indispensables pour détecter l’état des appareils et leur corrélation avec les conditions du processus.

La ligne de composants semi-conducteurs CMOS de 200 mm de Fraunhofer EMFT, combinée aux connaissances de longue date des employés dans la fabrication de semi-conducteurs, offre l’environnement idéal pour la surveillance de l’équipement et de ses performances, ainsi que pour la validation de l’analyse et des solutions d’apprentissage automatique. L’expertise de Fraunhofer ESK et AISEC dans le domaine des technologies de communication sécurisées permet de développer des solutions sûres et flexibles pour les usines connectées. Parmi les étapes de mise en œuvre du projet figurent notamment le développement d’un système de capteurs dans l’environnement de salle blanche de Fraunhofer EMFT pour la collecte de données provenant de différentes sources au sein de l’infrastructure, ainsi que la préparation d’un réseau de nœuds de capteurs connectés, y compris une infrastructure IoT sécurisée.

Maintenance intelligente et cognitive

De nouvelles techniques d’apprentissage automatique sont utilisées pour détecter les anomalies dans les données des capteurs. À cette fin, la fusion de données provenant de plusieurs capteurs pour la reconnaissance de motifs et la détection de comportements spécifiques, ainsi que des algorithmes logiciels pour la détection de certains états d’instabilité, sont nécessaires. Le processus de maintenance prédictive sera ainsi amélioré par la recherche de nouveaux algorithmes d’apprentissage machine, basés sur des données recueillies par des capteurs situés au-dessus et en dessous du sol de la salle blanche. Cela permettra de prévoir la performance future et d’éventuelles anomalies.

Un autre aspect important est l’utilisation de communications sans fil sécurisées et hautement fiables entre les appareils, en tenant compte de facteurs tels que la consommation d’énergie, le débit de données, le volume de données et l’unicité de l’environnement de fabrication des semi-conducteurs. Une connexion sécurisée sera mise en place pour échanger en temps réel des données, des modèles d’apprentissage automatique et l’état des appareils entre des sites sécurisés : sur place, dans la ligne CMOS de Fraunhofer EMFT, à distance dans le cloud ou dans le centre de contrôle de Edwards. Cette approche simplifie, en plus de la réduction des temps de réponse en service, le développement et le déploiement de modèles analytiques. L’objectif est de fournir une nouvelle architecture de référence, conforme aux exigences de l’Industrie 4.0 et adaptée aux besoins spécifiques des fabricants de semi-conducteurs.

Pour répondre aux clients opérant à l’échelle mondiale, les données de capteurs provenant de différentes instances de l’usine peuvent être stockées dans un espace de données sécurisé, pouvant évoluer d’un seul outil à l’ensemble de l’installation. L’accès à ces données et leur circulation sont régis par l’application de droits d’accès uniformes et de politiques variées.