數(shù)字化互聯(lián)，高度自動(dòng)化生產(chǎn)

在10，000平方米無塵車間中，約100臺(tái)機(jī)器和生產(chǎn)線都實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化互聯(lián)，并通過中央數(shù)據(jù)庫(kù)與復(fù)雜的建筑設(shè)施進(jìn)行連接。為此，博世鋪設(shè)了300公里的數(shù)據(jù)線，為每臺(tái)機(jī)器實(shí)時(shí)記錄多達(dá)1，000個(gè)數(shù)據(jù)渠道，并轉(zhuǎn)至工廠服務(wù)器。德累斯頓晶圓廠的集中式數(shù)據(jù)架構(gòu)是新工廠最大優(yōu)勢(shì)之一。

總而言之，其生成的生產(chǎn)數(shù)據(jù)相當(dāng)于每秒500頁(yè)的文本。在短短一天之內(nèi)，數(shù)據(jù)就超過4200萬頁(yè)，重達(dá)22公噸。豐富的數(shù)據(jù)能夠幫助工廠在任何時(shí)候都精準(zhǔn)地確認(rèn)每個(gè)晶片在生產(chǎn)過程中的位置、下一步動(dòng)向以及何時(shí)到達(dá)。晶圓通過全自動(dòng)系統(tǒng)從一臺(tái)機(jī)器運(yùn)送至另一臺(tái)機(jī)器。該系統(tǒng)搭載FOUP（前開式晶圓傳送盒） 的單盒。每個(gè)FOUP最多可運(yùn)送25個(gè)晶片，無需任何人工運(yùn)輸。

首個(gè)智能物聯(lián)網(wǎng)（AloT）工廠

德累斯頓晶圓廠是博世集團(tuán)首個(gè)智能物聯(lián)網(wǎng)工廠。智能物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合了人工智能（AI）和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）。依托于智能物聯(lián)網(wǎng)，博世為以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的持續(xù)改進(jìn)為生產(chǎn)奠定了良好根基，并為工業(yè)4.0設(shè)定全新標(biāo)準(zhǔn)。人工智能可用來評(píng)估晶圓廠中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。例如，人工智能算法可以檢測(cè)到產(chǎn)品中出現(xiàn)的微小異常。這些異常在晶圓片表面以特定錯(cuò)誤圖案形式（又被稱為標(biāo)記）出現(xiàn)。在這些異常影響產(chǎn)品可靠性之前，專家就立即對(duì)原因進(jìn)行分析，并及時(shí)糾正過程偏差。這是進(jìn)一步改善制造工藝和半導(dǎo)體質(zhì)量以及實(shí)現(xiàn)較高水平穩(wěn)定性的關(guān)鍵。同時(shí)，這也就意味著半導(dǎo)體產(chǎn)品可以快速地進(jìn)入量產(chǎn)階段。

此外，人工智能算法可以精確預(yù)測(cè)制造機(jī)械和機(jī)器人是否需要及何時(shí)進(jìn)行維護(hù)或調(diào)整。換句話說，這類工作并不按照嚴(yán)格的時(shí)間表，而是能夠預(yù)判問題并及時(shí)處理。人工智能還應(yīng)用于生產(chǎn)調(diào)度，可以在工廠中約100臺(tái)機(jī)器上引導(dǎo)晶圓歷經(jīng)數(shù)百個(gè)處理步驟，從而節(jié)省時(shí)間和成本。

“數(shù)字孿生工廠”

德累斯頓有兩個(gè)晶圓廠，一個(gè)在現(xiàn)實(shí)世界，一個(gè)在虛擬數(shù)字世界。專家稱之為“數(shù)字孿生”。在施工過程中，工廠的所有部分以及與工廠相關(guān)的全部施工數(shù)據(jù)都以數(shù)字化形式記錄下來，并以3D（三維）模型可視化?！皵?shù)字孿生”囊括了約一百萬個(gè)3D對(duì)象，包含建筑物、基礎(chǔ)設(shè)施、供應(yīng)及處置系統(tǒng)、電纜管道、通風(fēng)系統(tǒng)以及機(jī)械和生產(chǎn)線。工廠的每一制造過程及單個(gè)晶圓都有其相應(yīng)的“數(shù)字孿生”。由此，博世能夠模擬流程優(yōu)化計(jì)劃并進(jìn)行相應(yīng)升級(jí)改造工作，無需干預(yù)正在進(jìn)行的操作。此外，任何新機(jī)器需要交付給工廠兩次：一次在現(xiàn)實(shí)世界中，一次作為數(shù)據(jù)模型。

借助智能眼鏡

博世德累斯頓工廠應(yīng)用了AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)）。得益于智能AR眼鏡和平板電腦，用戶能夠看到疊加在現(xiàn)實(shí)環(huán)境之上的數(shù)字化內(nèi)容。例如，博世開發(fā)的一款A(yù)R應(yīng)用程序允許將來自晶圓廠的能源數(shù)據(jù)顯示在建筑物的虛擬模型中，從而優(yōu)化制造機(jī)械的碳足跡。智能眼鏡還可以幫助施工計(jì)劃的進(jìn)行，未來可能成為位于數(shù)千英里之外的專家們對(duì)機(jī)器和系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)的重要助手。

即將引入5G技術(shù)

為了讓機(jī)器與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸更為靈活，德累斯頓晶圓廠即將引入5G移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)。工廠早已為5G技術(shù)的應(yīng)用作好準(zhǔn)備：在建設(shè)之初就將5G基礎(chǔ)設(shè)施要求納入考量。

實(shí)現(xiàn)碳中和

環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展在第一天就成為德累斯頓晶圓廠的優(yōu)先事項(xiàng)。這是晶圓廠能夠從一開始就將實(shí)現(xiàn)碳中和的緣由。為達(dá)成這一目標(biāo)，博世可以借鑒在羅伊特林根姊妹工廠中所積累的經(jīng)驗(yàn)。例如，羅伊特林根工廠的主要能源供應(yīng)完全由綠色電力和天然氣提供。此外，先進(jìn)的能源管理可確保其實(shí)現(xiàn)制造過程中的最佳功耗。

編輯：jq