Sześć powodów: Dlaczego nowa 300-milimetrowa fabryka półprzewodników Boscha jest jedną z najnowocześniejszych fabryk chipów na świecie

Elektronicznie połączona i wysoko zautomatyzowana produkcja

Każda z około 100 maszyn i urządzeń w czyszczeniu o powierzchni 10 000 metrów kwadratowych jest elektronicznie połączona ze sobą oraz z rozbudowaną infrastrukturą budynków za pośrednictwem centrum danych. W tym celu ułożono 300 kilometrów kabli danych. Na każdą maszynę przypada do 1 000 kanałów danych rejestrowanych w czasie rzeczywistym i przesyłanych do serwera w obrębie zakładu. Ta scentralizowana architektura danych w fabryce wafli jest jedną z największych zalet nowego zakładu Bosch. Ogółem powstaje dane produkcyjne o wielkości odpowiadającej 500 stron tekstu na sekundę. W ciągu dnia odpowiadałoby to ponad 42 milionom opisanych arkuszy papieru ważących 22 tony. Na podstawie tych danych można na przykład w dowolnym momencie śledzić, gdzie znajduje się każdy pojedynczy wafer w procesie produkcji, dokąd zmierza następnie i kiedy tam dotrze. Transport wafli z maszyny do maszyny obsługuje w pełni automatyczny system transportowy z pojedynczymi pojemnikami transportowymi, zwanymi FOUP (Front Opening Unified Pod). W FOUP-ach znajduje się do 25 wafli. W ten sposób całkowicie eliminuje się ręczny transport.

Pierwsza fabryka AIoT

Zakład półprzewodników w Dreźnie jest pierwszą fabryką Bosch opartą na koncepcji AIoT. AIoT – ten termin oznacza połączenie sztucznej inteligencji i internetu rzeczy. Dzięki temu Bosch tworzy podstawy dla ciągłego, opierającego się na danych doskonalenia produkcji oraz wyznacza nowe standardy w dziedzinie Przemysłu 4.0. Tak więc wolumen danych powstających w fabryce wafli można analizować za pomocą metod sztucznej inteligencji (SI). Algorytm SI na przykład sam wykrywa nawet najmniejsze błędy, które stają się widoczne na waflach jako specyficzne wzory błędów, tzw. sygnatury. Przyczyny są natychmiast analizowane, a odchylenia od procesu niezwłocznie korygowane, jeszcze zanim wpłyną na niezawodność produktu. To klucz do dalszego ulepszania procesów produkcyjnych i jakości półprzewodników oraz osiągnięcia wysokiego poziomu stabilności procesów. Z kolei prowadzi to do szybkiego uruchomienia produkcji seryjnej półprzewodników. Algorytmy SI mogą także precyzyjnie przewidywać, czy i kiedy maszyna produkcyjna lub robot wymaga konserwacji lub korekty ustawień. Prace nie odbywają się więc według sztywnego planu, lecz dokładnie wtedy, gdy są konieczne – i na czas, zanim pojawią się problemy. Również w sterowaniu produkcją SI jest wykorzystywana do nawigacji wafli przez czasochłonne i kosztowne procesy na około 100 maszynach w zakładzie, obejmujące nawet 700 kroków.

Zakład z „cyfrowym bliźniakiem”

Zakład półprzewodników w Dreźnie istnieje w dwóch wersjach – w rzeczywistym świecie i w wersji cyfrowej – mówi się o „cyfrowym bliźniaku”. Wszystkie części fabryki oraz wszystkie istotne dane dotyczące budynków zostały już podczas fazy budowy zdigitalizowane i zwizualizowane w formie trójwymiarowego modelu. Bliźniak składa się z około pół miliona obiektów 3D – od budynków i infrastruktury, przez instalacje wodno-kanalizacyjne i energetyczne, kanały kablowe i systemy wentylacyjne, aż po maszyny i urządzenia produkcyjne. Dzięki temu można symulować optymalizację procesów, a także przebudowę bez ingerencji w bieżącą produkcję. Nowe urządzenia są zawsze dostarczane do zakładu w dwóch wersjach – w rzeczywistym świecie i w formie cyfrowych modeli.

Okiem okularów danych

Bosch korzysta w zakładzie w Dreźnie z rozszerzonej rzeczywistości (AR). Dzięki inteligentnym okularom AR lub tabletom użytkownicy mogą wyświetlać cyfrowe treści w rzeczywistym otoczeniu. Przykładowo, aplikacja AR opracowana przez Bosch umożliwia wizualizację danych energetycznych z fabryki wafli na wirtualnym modelu budynku. Pozwala to na optymalizację śladu CO₂ urządzeń produkcyjnych. Ponadto okulary danych wspierają planowanie budowy i w przyszłości będą ważnym narzędziem zdalnej konserwacji urządzeń przez ekspertów na całym świecie, którzy nie są na miejscu.

Gotowe na 5G

Aby w przyszłości jeszcze bardziej zwiększyć elastyczność przesyłu danych między maszynami a komputerami, w zakładzie półprzewodników wkrótce zostanie wprowadzony nowy standard mobilnej komunikacji 5G. Zakład jest więc od początku „gotowy na 5G”. Wszystkie niezbędne działania budowlane związane z infrastrukturą 5G zostały już uwzględnione podczas budowy.

Od początku neutralny klimatycznie

Na nowym miejscu od początku zwracano uwagę na ochronę środowiska i zrównoważony rozwój. Dlatego fabryka półprzewodników w Dreźnie od początku została ustawiona jako neutralna klimatycznie. Bosch korzysta z doświadczeń swojej siostrzanej fabryki w Reutlingen. Główne źródło energii stanowi wyłącznie energia z odnawialnych źródeł i klimatycznie neutralny gaz ziemny. Ponadto, dzięki starannie opracowanemu zarządzaniu energią, produkcja jest zoptymalizowana pod kątem zużycia energii.