T-Systems-Claim-Logo
Suchen
Eine sterile Werkhalle mit Produktionsgeräten und Arbeitern in sterilen Anzügen.

Problemflut trockengelegt

Mit der Verknüpfung von Sensorik, Machine Learning, Cloud Shopfloor Intelligence und Edge Computing bringt der Chiphersteller GlobalFoundries essentielle Stabilität in die Reinstwasserversorgung seiner Halbleiterproduktion.

Artikel als PDF herunterladen

Wasser ist Leben. Alles menschliche, tierische und pflanzliche Leben ist ohne Wasser undenkbar. Aber auch in der Halbleiterindustrie − einer Branche, die derzeit weltweit boomt − spielt Wasser eine essenzielle Rolle.

Pures Wasser und Halbleiter

Ein Rohrsystem mit Ventilen, dessen Vitaldaten auf einem Tablet angezeigt werden, das jemand in der Hand hält.

Die selbstlernende IoT-Lösung stellt sicher, dass die Ventile digital überwacht und in Echtzeit als Dashboard angezeigt werden.

Die PwC-Studie „Chancen für den globalen Halbleitermarkt“ prognostiziert, dass der weltweite Umsatz im Bereich Computerchips in diesem Jahr auf 575 Milliarden US-Dollar steigen wird. Basierend auf den 481 Milliarden US-Dollar Umsatz im bisherigen Rekordjahr 2018 entspräche dies einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 4,6 Prozent. Halbleiter spielen eine wichtige Rolle in vielen täglich genutzten Geräten wie Handys, Mikrowellen, Waschmaschinen, Laptops und Autos. Ihre Herstellung erfordert eine staubfreie Umgebung und äußerst komplexe Produktionsprozesse. Dabei spielt auch Reinstwasser eine wichtige Rolle. Es muss permanent verfügbar sein.

Das gilt auch für GlobalFoundries. Mit weltweit rund 15.000 Mitarbeitern produziert das Unternehmen Mikrochips für mehr als 200 Kunden, unter anderem aus der Automobil- und Fertigungsindustrie sowie in den Bereichen Computer, Mobilfunk und Unterhaltungselektronik. Neben Produktionsstätten in den USA und Singapur betreibt das Unternehmen Europas größtes Halbleiterwerk im sächsischen Dresden. Mit einem Börsenwert von 26 Milliarden US-Dollar war GlobalFoundries einer der wertvollsten Newcomer auf dem US-Aktienmarkt, als es im vergangenen Herbst an der Technologiebörse Nasdaq notiert wurde.

Mit seinem Engagement in Forschung und Entwicklung ist das Unternehmen eine der treibenden Kräfte bei der Etablierung des Freistaates Sachsen als führendes Zentrum der Mikro- und Nanoelektronik in Europa. Dort werden u.a. 300-mm-Highend-Chips hergestellt. Zu Beginn und während des Produktionsprozesses müssen die Silizium-Wafer von jeglichen chemischen Rückständen befreit werden. Dafür kommt das Reinstwasser zum Einsatz.

„Bisher mussten die Steuerventile der Hauptversorgungsleitungen für die Reinstwasserversorgung der Fabrik, mühsam vor Ort von erfahrenem Fachpersonal auf Beschädigungen überprüft werden. Denn Beschädigungen dieser Ventile können zu Störungen in der Produktion führen. Gleichzeitig waren diese Beschädigungen unvorhersehbar. Wir mussten den Überwachungsprozess dieser Ventile digitalisieren, um Zeit, Aufwände und Kosten zu sparen“, sagt Dr. Axel Preusse, Prozessingenieur bei GlobalFoundries.

Smart Systems Hub stellt sich der Herausforderung

Grafische Anschauung der Lösung.

Gemeinsam mit T-Systems MMS und weiteren Partnern startete GlobalFoundries ein Pilotprojekt im Rahmen des Programms „Digital Product Factory“ des Smart Systems Hubs. Dieser ist einer von 12 Digital Innovation Hubs in Deutschland.

Gemeinsam mit T-Systems MMS und weiteren Partnern startete GlobalFoundries ein Pilotprojekt im Rahmen des Programms „Digital Product Factory“ des Smart Systems Hubs. Dieser ist einer von 12 Digital Innovation Hubs in Deutschland.

Die implementierte IoT-Lösung sollte von der Sensorik über die Datenvorverarbeitung in Edge-Computing-Hardware bis zur Darstellung auf Dashboards alles umfassen. Das Team musste dazu geeignete Sensoren auswählen, Machine-Learning-Algorithmen zur frühzeitigen Erkennung von Schäden implementieren und eine flexible Cloud-Plattform zur Auswertung des Ventilstatus realisieren. Ziel der Lösung war es, die Ventile rechtzeitig und vor allem ohne Produktionsstillstand zu warten.

Der passende Lösungsmix

Um den Zustand der Ventile direkt vor Ort akustisch überwachen zu können, kam die Edge-Hardware des Dresdner Sensorik-Spezialisten Sensry zum Einsatz. Die damit gewonnenen Daten wurden durch Machine-Learning-Algorithmen vorverarbeitet. An deren Entwicklung wirkte das Dresdner IoT-Startup Coderitter mit. Die von T-Systems MMS entwickelte Plattform Cloud Shopfloor Intelligence überträgt die Daten in die Cloud und stellt sie auf übersichtlichen Dashboards dar. Einen tieferen Einblick in die Lösung erhalten Sie im Video am Ende des Artikels.

Dr. Axel Preusse, Process Engineer, GlobalFoundries

Mit T-Systems MMS und dem Smart Systems Hub stand uns ein Team mit einem sehr breiten Kompetenzspektrum zur Verfügung, das intern in dieser Form nicht vorhanden ist. Das Team hat mit einem hohen Maß an Eigenmotivation an dem Projekt gearbeitet.  

Dr. Axel Preusse, Process Engineer, GlobalFoundries

Intelligente Lösung für vorausschauende Wartung

Ein Dashboard, wie es die IoT Lösung bereitstellt.

Für GlobalFoundries überwacht die datenbasierte, selbstlernende IoT-Lösung nun die Reinstwasser-Ventile digital und in Echtzeit. Übersichtliche Dashboards unterstützen dabei und entlasten das Personal. Dank Machine Learning lässt sich der Wartungsbedarf frühzeitig erkennen. Die Aussagen dazu werden dank KI ständig präziser. Zudem erlauben die Echtzeit-Daten Einblick in den aktuellen Betriebszustand, eine erhöhte Zuverlässigkeit und eine bessere Einhaltung produktionskritischer Kennzahlen.

„Mit T-Systems MMS und dem Smart Systems Hub hatten wir Partner mit einem sehr breiten Kompetenzspektrum, das in dieser Form intern nicht vorhanden war. Das Team hat mit einem hohen Maß an Eigenmotivation an dem Projekt gearbeitet“, sagt Dr. Preusse von GlobalFoundries.

Zahlreiche Vorteile

Die Ingenieure von GlobalFoundries sind nun in der Lage, Wartungszyklen für Ventile bedarfsorientiert zu planen und höchste Qualität in der Produktion zu gewährleisten, indem Defekte frühzeitig erkannt werden. Das Unternehmen profitiert von reduzierten Material- und Service-Level-Kosten für die Fehlererkennung und Wartung – während die Ressourceneffizienz steigt und Energie- sowie Rohstoffverbrauch sinken. Darüber hinaus sind weniger Wartungsarbeiten notwendig, Maschinen und Geräte leben länger.

Gut aufgestellt für die Zukunft

„Die eingesetzte Cloud Shopfloor Intelligence-Lösung in Kombination mit modernsten Sensor- und Edge-Computing-Technologien ist hochflexibel, skalierbar und ermöglicht eine einfache Integration in andere Anwendungen und Geschäftsprozesse. Wir freuen uns, dass wir GlobalFoundries bei der Lösung einer sehr anspruchsvollen Aufgabe unterstützen konnten.“ sagt Christoph Kögler, Leiter IoT & Cloud Solutions bei T-Systems MMS.

Das könnte Sie auch interessieren:

Über die Autorin

Durga Godbole ist Content Spezialistin bei T-Systems. Sie verfügt über 16 Jahre Erfahrung im Verlagswesen (Zeitungs- und Internetmedien) und im Marketing.

Wir freuen uns auf Ihr Projekt!

Gerne stellen wir Ihnen die richtigen Experten zur Verfügung und beantworten Ihre Fragen zur Erstellung, Implementierung und Wartung Ihres Digitalisierungsplans. Sprechen Sie uns an!

Besuchen Sie t-systems.com außerhalb von Germany? Besuchen Sie die lokale Website für weiterführende Informationen und Angebote für Ihr Land.