Skalierung und Komplexität in intelligenten Fabriken
Wie verändert das IoT die Fertigungslandschaft? Unternehmen stehen heute vor der Notwendigkeit, sich weiterzuentwickeln, insbesondere in präzisionsorientierten Branchen wie der Halbleiterproduktion. Während der Pandemie haben Industrieunternehmen, die proaktiv in Technologie investiert haben, den Abschwung nicht nur besser überstanden, sondern sind auch gestärkt daraus hervorgegangen, verglichen mit Unternehmen, die ihre Ausgaben für Technologie reduziert haben. Da die Fertigungsabläufe immer komplexer werden, sind Konnektivitätsinnovationen für einen dauerhaften Erfolg von größter Bedeutung. Entdecken Sie, wie ATEN-Lösungen Ihnen den Weg ebnen können.
Größe des Marktes für intelligente Fabriken in USD bis 2032
280
Im Jahr 2022 überstieg der Markt für intelligente Fabriken 110 Mrd. USD und wird voraussichtlich von 2023 bis 2032 mit einer durchschnittlichen Wachstumsrate von 9 % wachsen, angetrieben durch die Nachfrage nach Automatisierung, um qualitativ hochwertige und zuverlässige Produkte zu gewährleisten. 1
Investing in Robotics & Automation by 2024
62
According to Deloitte, 62% of top manufacturers are investing in robotics and automation to accelerate production, cut costs, and address labor shortages. 3
Zunahme der Edge-to-Cloud IT/OT-Konvergenz bis 2024
60
IDC prognostiziert, dass bis 2024 60 % der Hersteller Edge-OT-Daten mit Cloud-Analysen als Standard-Standortrichtlinie zusammenführen werden, da sie diese integrierten Daten als entscheidend für den Betrieb betrachten. 2
Digitaler Zwilling Asset Management Schub in 2023
50
Laut IDC werden im Jahr 2023 20 % der neuen Fertigungsanlagen vorkonfigurierte digitale Zwillinge verwenden, um die Analyseergebnisse für den Gesamtbetrieb und die Prozesse um 50 % zu beschleunigen. 4
Trends
Digitale Zwillinge optimieren die Produktionsabläufe
Die Echtzeit-Überwachung von Abläufen und Anlagen ist von entscheidender Bedeutung, aber es ist auch wichtig, Produktionsabläufe zu simulieren und zu beobachten, um Probleme schnell zu erkennen. Digitales Twinning nutzt Daten von Sensoren und IoT-Geräten, um virtuelle Nachbildungen zu erstellen, in denen kostengünstige Analysen und Tests durchgeführt werden können. Die Ergebnisse können dann zur Verbesserung von realen Systemen und Produktionsprozessen eingesetzt werden. 1
5G-Integration erschließt neue Möglichkeiten
5G-Netze in intelligenten Fabriken ermöglichen nicht nur digitale Zwillinge und Automatisierung, sondern verbessern auch die Sicherheit und Effizienz. Im Vergleich zu älteren Netzen ermöglicht 5G eine effektivere Fernüberwachung und -wartung der Systeme. Außerdem ebnet es den Weg für die breite Nutzung von Technologien wie VR und AR. Da sich die Fertigung weiterentwickelt, ist es wichtig, jetzt eine Strategie für die 5G-Integration zu entwickeln. 2
Zunehmende Betonung von ESG und Nachhaltigkeit
Die Hersteller minimieren den Einsatz fossiler Brennstoffe und setzen auf erneuerbare Energien, um ihren Weg zu Netto-Null-Emissionen zu beschleunigen. Die Rückverfolgbarkeit ist ein zentrales Thema, da die Unternehmen versuchen, die Herkunft ihrer Produktkomponenten zu überprüfen. Da die Verbraucher eine ethische und nachhaltige Produktion bevorzugen, ist dies nicht nur ein moralischer Imperativ, sondern auch eine wirtschaftliche Notwendigkeit. 3
Integrierte Lösungen machen Automatisierung zugänglich
Die heutige Spitzentechnologie bietet ein großes Potenzial für die Automatisierung von Fertigungsanwendungen, aber die anfänglichen Kosten für die Implementierung sind hoch. Um diese finanziellen und personellen Herausforderungen abzumildern, bieten viele Anbieter modulare, erschwingliche Lösungen an, die in bestehende Anlagen integriert werden können oder als eigenständige Mikrofabriken fungieren, wodurch die Automatisierung leichter in Gang gesetzt werden kann. 4
Herausforderungen
Bei der Entwicklung von Zutrittsmanagementsystemen für Produktionslinien gibt es viele Herausforderungen:- Räumliche Beschränkungen und veraltete Ausrüstung
Große Halbleiterfabriken erstrecken sich oft über riesige Flächen, was eine effiziente Überwachung vor Ort zu einer schwierigen Aufgabe macht. Die vorhandenen Maschinen, die teuer und schwer zu ersetzen sind, verfügen oft nicht über eine Internetverbindung. - Sterilität und Zugänglichkeit
Die Hightech-Produktion, insbesondere die Herstellung von Wafern, erfordert eine makellose Umgebung. Diese strenge Sauberkeitsanforderung schränkt die Häufigkeit des Zutritts für die Überprüfung und Wartung der Anlagen ein. - MES-Integration und betriebliche Komplexität
Während ein flexibles Manufacturing Execution System (MES) für die Aufrechterhaltung der Qualität und die Senkung der Kosten von entscheidender Bedeutung ist, kann die Integration von übermäßig vielen Prüfgeräten das Managementsystem überfordern. Dies kann zu komplizierten Rezepturabläufen führen, die anfälliger für Fehler sind. - Restriktive Software-Protokolle für Maschinen
Viele Erstausrüster von High-End-Maschinen in Produktionslinien verbieten die Installation zusätzlicher Software, was die Anpassungsfähigkeit einschränkt. - Rahmen für die Steuerung & Notfallprotokolle
Ohne lokalisierte Prioritätseinstellungen ist die Steuerung in Notfällen weniger effizient. Dies unterstreicht, wie wichtig eine ausgefeilte Steuerung ist, die in kritischen Situationen geschickt reagieren kann. - Netzintegrität und Cybersicherheitsbedenken
Die Implementierung von Fernüberwachungssoftware birgt potenzielle Schwachstellen für Cyberangriffe. Außerdem besteht die Befürchtung, dass diese Implementierungen die Maschinenleistung und damit die Produktionskapazität beeinträchtigen könnten.
ATEN hat eine Reihe von RCM-Lösungen entwickelt, um den vielfältigen Herausforderungen in High-Tech-Produktionsumgebungen zu begegnen. Diese wurden sorgfältig entwickelt, um eine nahtlose, anpassungsfähige und effektive Verwaltungsschnittstelle für Produktionssteuerungssysteme und Qualitätsprüfungsverfahren zu bieten.
Große Halbleiterfabriken erstrecken sich oft über riesige Flächen, was eine effiziente Überwachung vor Ort zu einer schwierigen Aufgabe macht. Die vorhandenen Maschinen, die teuer und schwer zu ersetzen sind, verfügen oft nicht über eine Internetverbindung.
Die Hightech-Produktion, insbesondere die Herstellung von Wafern, erfordert eine makellose Umgebung. Diese strenge Sauberkeitsanforderung schränkt die Häufigkeit des Zutritts für die Überprüfung und Wartung der Anlagen ein.
Während ein flexibles Manufacturing Execution System (MES) für die Aufrechterhaltung der Qualität und die Senkung der Kosten von entscheidender Bedeutung ist, kann die Integration von übermäßig vielen Prüfgeräten das Managementsystem überfordern. Dies kann zu komplizierten Rezepturabläufen führen, die anfälliger für Fehler sind.
Viele Erstausrüster von High-End-Maschinen in Produktionslinien verbieten die Installation zusätzlicher Software, was die Anpassungsfähigkeit einschränkt.
Ohne lokalisierte Prioritätseinstellungen ist die Steuerung in Notfällen weniger effizient. Dies unterstreicht, wie wichtig eine ausgefeilte Steuerung ist, die in kritischen Situationen geschickt reagieren kann.
Die Implementierung von Fernüberwachungssoftware birgt potenzielle Schwachstellen für Cyberangriffe. Außerdem besteht die Befürchtung, dass diese Implementierungen die Maschinenleistung und damit die Produktionskapazität beeinträchtigen könnten.
ATEN RCM-Lösungen
Das Verständnis der Feinheiten von Produktionslinien ist entscheidend für die Maximierung der Effizienz und die Gewährleistung eines reibungslosen Betriebs. Das RCM von ATEN (Fernsteuerung und -überwachung) sind nicht nur Werkzeuge, sondern strategische Aktivposten. Die Vorteile, die unsere Lösungen für die Produktionsumgebung mit sich bringen, sind unter anderem:- Sicherheit und Effizienz:
Deutliche Verringerung der Häufigkeit, mit der das Personal sensible Bereiche wie die Produktionslinie oder Reinräume betreten muss, wodurch das Kontaminationsrisiko minimiert und die Prozesse rationalisiert werden. - Ganzheitliche Überwachung:
Der Panel-Array-Modus™ ermöglicht die gleichzeitige Überwachung mehrerer Maschinen und bietet einen integrierten Überblick über die gesamte Produktion, was für eine rasche Entscheidungsfindung unerlässlich ist. - Schnelles Handeln im Notfall:
Echtzeit-Notfallreaktion und Alarmüberwachung stellen sicher, dass alle Anomalien oder Störungen sofort erkannt und behoben werden, wodurch Ausfallzeiten und potenzielle Verluste minimiert werden. - Intelligente Steuerungsmechanismen:
Die sofortige Steuerung der Priorisierung stellt sicher, dass die Ressourcen optimal zugewiesen und kritische Prozesse bevorzugt behandelt werden. - Robuste Sicherheitsprotokolle:
Unsere Lösungen sind mit fortschrittlichen Authentifizierungs- und Autorisierungsmaßnahmen ausgestattet, die sicherstellen, dass nur befugtes Personal Zugriff hat und sensible Daten und Abläufe geschützt werden.
In der schnelllebigen Welt der Produktionslinien, in der jede Sekunde und jede Entscheidung zählt, stehen die Lösungen von ATEN als Leuchtturm für Zuverlässigkeit und Effizienz.
Deutliche Verringerung der Häufigkeit, mit der das Personal sensible Bereiche wie die Produktionslinie oder Reinräume betreten muss, wodurch das Kontaminationsrisiko minimiert und die Prozesse rationalisiert werden.
Der Panel-Array-Modus™ ermöglicht die gleichzeitige Überwachung mehrerer Maschinen und bietet einen integrierten Überblick über die gesamte Produktion, was für eine rasche Entscheidungsfindung unerlässlich ist.
Echtzeit-Notfallreaktion und Alarmüberwachung stellen sicher, dass alle Anomalien oder Störungen sofort erkannt und behoben werden, wodurch Ausfallzeiten und potenzielle Verluste minimiert werden.
Die sofortige Steuerung der Priorisierung stellt sicher, dass die Ressourcen optimal zugewiesen und kritische Prozesse bevorzugt behandelt werden.
Unsere Lösungen sind mit fortschrittlichen Authentifizierungs- und Autorisierungsmaßnahmen ausgestattet, die sicherstellen, dass nur befugtes Personal Zugriff hat und sensible Daten und Abläufe geschützt werden.
ATEN-Lösungen in Aktion
Remote Management + Robotik-Prozessautomatisierung (RPA) für OEM-Halbleiterfertigung
Ein OEM-Halbleiterhersteller benötigt für die Qualitätssteuerung und -prüfung eine genaue Aufzeichnung der Betriebseinstellungen und Prozessdaten. Das Fehlen einer SECS/GEM-Schnittstelle in den derzeitigen Anlagen führt jedoch zu manuellen Datenübertragungen und Inspektionen, was das Risiko menschlicher Fehler birgt. Das Unternehmen sucht ein mit seinem MES kompatibles automatisiertes Steuerungssystem, das in der Lage ist, automatische Prüfungen durchzuführen, Notfälle zu handhaben, Testrezepte zu verwalten, Daten zu sammeln und Systemprotokolle zu führen, um die Produktion zu rationalisieren und die Präzision zu verbessern.
| Anforderungen | Die ATEN-Lösung |
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Fernüberwachung und -steuerung für umfangreiche Reinraumoperationen
Die Steuerung und Verwaltung großer Reinraumanlagen kann aufgrund ihrer schieren Größe und der Unannehmlichkeiten beim Betreten und Verlassen dieser kontrollierten Umgebungen eine große Herausforderung darstellen. Ein führender Hersteller mit einer weitläufigen Anlage, die zahlreiche Reinräume umfasst, hatte mit hohen Wartungskosten und Ineffizienzen zu kämpfen. Das Unternehmen benötigte ein hochentwickeltes Fernüberwachungssystem, das alle Vorgänge umfassend überwachen und die Reaktionszeiten verkürzen konnte. Darüber hinaus wurde eine zentrale Steuerung gesucht, die den gleichzeitigen Fernzugriff von Administratoren zur effizienten Problemlösung und Serververwaltung ermöglicht.
| Anforderungen | Die ATEN-Lösung |
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Digitale Transformation für PC-Tests und Multi-view Monitoring in der IPC-Fertigung
Im Rahmen seiner Initiative zur digitalen Transformation suchte ein Hersteller von Computerperipheriegeräten/IPC nach einer volldigitalen KVM-over-IP-Lösung. Damit sollten die PCs in der weitläufigen Anlage fernüberwacht werden, auf denen verschiedene Testprogramme auf mehreren Linien laufen. Einige Linien konzentrierten sich auf das Testen von Prototyp-Designs und Vorproduktionsmustern, während andere auf die Systemintegration für OEM-Bestellungen oder Build-/Configure-to-Order-Aufgaben ausgerichtet waren. All diese Vorgänge erforderten strategische Testmethoden, PC-Diagnosetools, Hilfsmittel zur Fehlerbehebung und Dienstprogramme zur Datenlöschung, um eine stabile Leistung der Computerhardware zu gewährleisten. Daher wurde eine Lösung benötigt, die IT und OT nahtlos zusammenführt und ein ganzheitliches Servermanagement gewährleistet.
| Anforderungen | Die ATEN-Lösung |
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Optimierung des Facility Managements für Anlagenreinigung und Beschichtungsprozesse
Ein führendes Unternehmen, das sich auf Reinigungs- und Beschichtungstechnologien für Anlagenteile in den Bereichen Halbleiter, Bildschirme und Solar-Photovoltaik spezialisiert hat, suchte eine umfassende Facility-Management-Lösung. In einer solchen SPS-gesteuerten Produktionslinienumgebung gibt es eine nahtlose Integration zahlreicher Geräte und Software. Ihr primäres Ziel ist die Überwachung und Automatisierung von Produktionsprozessen und die Optimierung des Einsatzes und der Wiederverwendung von kostenintensiven Geräten. Ein effektives Management dieses Systems erfordert die kontinuierliche Überwachung von Leistungsmessern, wassergekühlten Kühlern, Staubabscheidern und Wäschern. Darüber hinaus ist es von entscheidender Bedeutung, die SPS-Geräte direkt vom Kontrollraum der Anlage aus zu überwachen und zu steuern, zusammen mit den FFU-Steuerungscomputern, um den Betrieb zu vereinfachen und rechtzeitige Reaktionen zu gewährleisten.
| Anforderungen | Die ATEN-Lösung |
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Montage, Vorbereitung und IT-Wartung für Gaming-PC-Produktionslinie, Europa
Ein bekannter Computerhersteller, der sich auf vorgefertigte Gaming-PCs spezialisiert hat, suchte nach einer Fließbandlösung, um die Vorbereitungsprozesse in seinem Werk mit mehr als 300 Arbeitsplätzen zu optimieren.
Die Mitarbeiter müssen viele Computer während eines Prozesses konfigurieren und einrichten, der die Montage, das Flashen und Konfigurieren des BIOS, die Installation des Betriebssystems, das Scannen der Komponenten für die Qualitätskontrolle und das Testen umfasst. Dabei handelt es sich um sich wiederholende Vorgänge, die extrem zeitaufwändig sind.
Sie suchten nach einer USB 3.0-Lösung mit hoher Datenübertragungsrate, um mehrere Geräte gleichzeitig zu konfigurieren, anstatt mit einem einzelnen Gerät arbeiten zu müssen.
| Anforderungen | Die ATEN-Lösung |
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Kritische Überwachung für Montagewerk & Reinraum, Plattenfertigung, Südkorea
Ein weltweit tätiger Hersteller von LCD-Panels verfügte über mehrere Fertigungs- und Modulmontagewerke, deren kritische Überwachungs- und Steuerungssysteme aufgerüstet werden mussten, um den Wettbewerbsvorteil zu erhalten. Die Produktionsanlagen sind extrem teuer und erfordern den Einsatz von Ingenieuren in drei Schichten für einen 24/7-Vollzeitbetrieb, wobei zwei Ingenieure das Steuerungssystem für die einzelnen Anlagen handhaben, einer im Reinraum der Fabrik für den Betrieb vor Ort und der andere im Kontrollraum für die Fernüberwachung.
Der Vorgesetzte benötigte eine Lösung, die ihm einen vorrangigen Zugriff ermöglicht, so dass er die Fernsteuerung von Bereichen übernehmen kann, ohne zusätzliches Personal zu benötigen, um die Effizienz zu verbessern und gleichzeitig die Personalkosten zu senken.
| Anforderungen | Die ATEN-Lösung |
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Zugang zum SCADA-System mit mehreren Arbeitsstationen für die CNC-Bearbeitung, Italien
Ein italienisches Unternehmen, das computergesteuerte numerische Steuerungen (CNC) mit mehreren Bedienerkonsolen entwickelt und baut, wollte ein SCADA-PC-System mit Zugriff von 5 verschiedenen Bedienerkonsolen bauen. Alle Konsolenarbeitsplätze mussten mit einem Touchscreen und einer Tastatur mit Touchpad ausgestattet sein und durften ausschließlich zur Steuerung von Werkzeugmaschinen verwendet werden.
Der SCADA-PC, auf dem die CCKM KVM over IP Matrix Manager Software installiert ist, ermöglicht oder beschränkt den Zugriff von jedem Arbeitsplatz während eines Zeitraums von mindestens 10 Minuten. Eine Automatisierungs-SPS verwaltet die Ports. Dies alles geschieht über eine Maschine-zu-Maschine-Kommunikation und setzt Arbeitskräfte für zusätzliche Aufgaben frei, während gleichzeitig präzise Ergebnisse auf einer wiederholbaren Basis ermöglicht werden.
| Anforderungen | Die ATEN-Lösung |
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Konventionelle Produktionslinie (R)
- Konventionelle Industrien
- Lebensmittelherstellung / Lebensmittelverarbeitung
- Automobilherstellung
- CNC-Produktionslinie
Funktion im Fokus: KVM-over-IP-Flexibilität
Im Bereich der konventionellen Industrien können wir bemerkenswerte Sektoren wie die Lebensmittelherstellung und -verarbeitung, die Automobilherstellung und CNC-Fertigungsstraßen beobachten. Diese Industrien sind wichtige Pfeiler unserer modernen Wirtschaft und spielen eine zentrale Rolle bei der Gestaltung unserer täglichen Erfahrungen.
Ein zentrales technologisches Merkmal, das die Effizienz und Sicherheit in diesen Bereichen erhöht, ist KVM over IP Agility. Dieses System ermöglicht den Fernzugriff und damit die komfortable Überwachung von Prozessen und Abläufen von praktisch jedem Ort aus. Es bietet nicht nur einen höheren Komfort, sondern stellt auch die Sicherheit der Bediener in den Vordergrund, so dass diejenigen, die die Produktionsprozesse überwachen, keinen unnötigen Risiken ausgesetzt werden. Darüber hinaus bietet diese Funktion Zugriff auf BIOS-Niveau und garantiert so eine tiefgreifende Steuerung des Systems. Um die Zuverlässigkeit und Betriebszeit zu erhöhen, ist das System mit Duale Power und LAN-Redundanz ausgestattet, so dass der Betrieb auch im Falle unerwarteter technischer Herausforderungen reibungslos weiterläuft.
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Semi-Smart-Produktionslinie (C)
- Technologiehersteller
- PCB-Fabrik
- Gerätehersteller
- IDM – Hersteller von integrierten Designs
- Computerperipheriegeräte, IPC-Hersteller
Funktionen im Fokus: RCM & RCMMS
Die RCM-Serie, die die Modelle KE, KN und CN umfasst, bietet ein umfassendes Angebot, das auf verschiedene Bedürfnisse zugeschnitten ist, von Budgetüberlegungen bis hin zu Installationsumgebungen, die die Komplexität der Verkabelung und die Effizienz der Verwaltung berücksichtigen. Das Herzstück dieses Systems ist RCMMS, eine spezielle Software für die zentrale Verwaltung des RCM-Einsatzes. Diese Software verfügt über eine Reihe von Funktionen.
- Der Panel-Array-Modus ermöglicht die Echtzeit-Überwachung mehrerer Maschinen oder Geräte und gewährleistet so Daten und Einblicke aus erster Hand über alle Geräte vor Ort.
- Der Fernzugriff macht die physische Anwesenheit an der Produktionslinie überflüssig, wenn Anomalien an der Ausrüstung auftreten, und ermöglicht die Steuerung des Betriebs aus der Ferne.
- Durch die Einbeziehung von RPA-Skripten (Robotic Process Automation) werden Routineabläufe automatisiert und Aufgaben so geplant, dass sie bei Bedarf ausgeführt werden können. Dies spart nicht nur Zeit, sondern macht auch manuelle Eingriffe an der Produktionslinie überflüssig.
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High-Tech-Produktionslinien (M)
- High-Tech-Hersteller
- Halbleiterhersteller / Waferherstellung
- Wafer-Sonden, Wafer-Verpackung
Funktionen im Fokus: RCM API (Software-Anpassung) & Industrie 4.0
Die Hightech-Fertigung, insbesondere in den Bereichen Halbleiter- und Waferherstellung, entwickelt sich rasant, wobei Unternehmen wie TSMC, UMC und Wafer-Probe- und Packaging-Spezialisten wie ASE eine Vorreiterrolle spielen. Ein wichtiger Punkt für diese Hersteller ist die Integration fortschrittlicher Funktionen wie die RCM-API, die die Systemintegration erleichtert, indem sie eine nahtlose Anpassung an das bestehende Produktionslinienmanagementsystem des Herstellers ermöglicht. Diese API beschränkt sich nicht nur auf die Integration, sondern verfügt auch über Funktionen wie RPA, OCR, Bildvergleich und Farberkennung. Darüber hinaus ist der Vorstoß in Richtung Industrie 4.0 mit der Implementierung unbemannter Fabriken, verbesserter Maschinenlaufzeit und Betriebszeit, die zur Verbesserung der OEE (Overall Equipment Effectiveness) beitragen, und der Entwicklung der digitalen Zwillingstechnologie offensichtlich.
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