研華四部曲伴隨半導體產業打造智慧工廠 邊緣資料採集、製程監控、週邊裝置資料整合、AI整合解決方案與服務
2020/9/7
全球半導體產業競爭異常激烈，半導體廠商除須不斷追趕先進製程以維持競爭優勢，同時也要致力於推動智慧製造來增加生產力，擴大工廠產能。日前全球車廠瘋搶晶片事件更顯示出：半導體廠商如能利用智慧科技來提高產能，可以擷取更多訂單、創造更高的營收與獲利。
針對半導體產業的智慧自動化需求，研華科技以深耕30年的工業電腦軟、硬體資源，搭配整合解決方案與IoT應用創新的能力，為半導體工廠從最底層的硬體設備到最上層的AI數據分析應用，都提供相對應的整合解決方案，協助廠商解決產線上的各種繁複問題，提升生產效率，成為半導體廠商在群雄爭霸中的重要夥伴。
首部曲：產線資料採集 確保生產穩定
首部曲：產線資料採集 確保生產穩定
資料採集是半導體推動智慧化的第一哩路。對此，半導體產線會使用資料採集設備來紀錄原物料/生產訊息，並據此取得對應製程工序來進行作業，倘若資料採集設備故障，會導致產線停擺而造成嚴重的營運損失，因此半導體工廠相當重視資料採集設備的穩定性。此外，由於半導體生產製程相當長，每一個站點所接入的裝置都不一樣，因此資料採集設備對輸入／輸出（I/O）接口的支援與擴充能力也很重要。
針對上述問題，研華微型邊緣智能系統「Ei-52」不僅具備多I/O埠，其內建的WISE-DeviceOn軟體具備遠端控制與維護功能，且整合系統備份Acronis與防毒軟體McAfee，可快速還原及阻擋惡意程式攻擊，大幅減少設備當機可能導致的產線停擺風險，高穩定度特色更能滿足半導體對產線資料採集的要求
二部曲：製程環境監控 確保生產品質
二部曲：製程環境監控 確保生產品質
產線資料採集只是工廠智慧化的基礎門檻。由於黃光、蝕刻、擴散等半導體製程對環境變化相當敏感，需有完整的環境監控系統，包含溫溼度及氣壓等，才能加速推動智慧製造，因此半導體工廠內的傳統基礎設施需要加裝感應器、伺服器等智慧裝置，來達成即時監控與管理。 舉例來說，半導體封裝工廠裡的擴散製程設備，設備上使用的氣體都需要固定壓力才能正常運作，因此工廠會統一輸送氣體給每一個生產單位，由生產單位將氣體壓力降為每條產線設備所需設定的數值，這時單靠每台設備獨立監測氣壓狀態，因無法掌握源頭輸送氣體壓力是否充足，可能導致生產不穩定，造成產品良率過低。為解決該問題，客戶工廠廠導入研華搭載「DeviceOn/iEdge (Intelligent Edge Management)」工業App(I.App)的邊緣智能系統解決方案，由I.App中的「通訊協議與資料整合功能」順暢氣壓資料搜集與應用；再透過「邊緣端即時運算分析功能」在現場蒐集即時氣壓分析資訊；並經由「遠端監控與中央管理系統功能」將資訊直接呈現在產線儀表板上，讓產線人員一目瞭然掌握氣壓狀態，工廠管理者也可透過中央管控戰情室，清楚看到整個廠區的氣壓壓力是否正常輸出。兼顧每個細節的應用，可有效降低工廠因為產線設備氣壓異常導致的停機風險。
二、快速部署裝置聯網 而為加速商家導入更多創新應用，整合於EI-52系統中的Edge X是研華基於開放原始碼Edge X Foundry所開發出的資料採集軟體開發套件，內含使用者介面（UI）和開發工具包（SDK），讓商家可以更快速導入 Edge X Foundry社群上的各種創新，同時Edge X也提供非常多樣的裝置連接接口（API），節省開發者連接各種感測器、裝置設備的工作，加速邊緣裝置資料聯網部署。
三、遠端管理維運 在裝置管理上，WISE-DeviceOn的遠端設備連線、遠端自動開關、遠端監控，以及資料與設備安全性防護等多元功能，可以將數十或數百個分散在各處的機器人，集中在一個平台上管理，如此一來，就算是擁有為數眾多據點的連鎖零售商甚至是跨國零售商，都可以透過WISE-DeviceOn進行遠端監測、控制管理與維護，IT人員只要坐鎮中控室，就能一次管理大量的智慧機器人。
四、無線資料傳輸 在資料傳輸上，研華EI-52不僅支援兩咐GbE 乙太網路有線傳輸，因應機器人移動式且分散部署的特性，也可以搭載研華EWM-W189 Wi-Fi模組，透過無線網路穩定傳送資訊。而如果業者未來希望使用5G傳輸，EI-52都可以提供相對應的支援，滿足應用場域的各種資料傳輸需求。 智慧機器人在零售業的創新應用廣泛，研華EI-52以其輕巧體積並高效整合軟硬體方案的特色，可輕鬆應用到「零售AI智慧機器人系統」的特色，加速客戶邊緣資料採集聯網的相關部署。展望未來，在智慧邊緣運算系統之外，研華將持續整合資源，以及與第三方合作夥伴包括DFSI與IoT硬體裝置廠商合作，共同開發更多零售業用的IoT套裝解決方案(Solution Package)，為新智慧零售時代開創嶄新的一哩路。
三部曲：打造周邊裝置資料整合 完整生產數位化
做好設備管理的同時，半導體廠也要完成周邊裝置資料的整合，才能導入更多智慧應用。例如，無塵室有許多關鍵周邊設備，需要監控其運作狀態並匯整資料到工廠生產管理主系統，藉此提昇廠內的智慧化運作程度。這時候，各種周邊裝置搜集到的資料必須符合半導體廠標準資料通訊格式SECS/GEM。 對此，研華與專業軟體廠商合作，把各個不同設備機台所產生的資料都轉換為SECS/GEM，再由Ei-52把資料傳送到半導體廠的資料庫。緊密串連生態系夥伴並提供產業專注的整合方案，讓研華始終走在科技浪潮上，成為半導體產業導入IoT的重要推手。
四部曲：旋轉設備資料採集及預處理 加速工廠開發AI應用
依循前沿科技的演進，半導體廠的智慧製造之路，還在持續往前推進。而推動AI相關的數據分析應用，是現階段半導體廠智慧化最重要的環節。這時，可滿足大數據分析所需的強大運算能力，變得至關重要。 例如，某國際半導體廠商在產線導入機器手臂時，打算自行開發一套結合AI與大數據分析技術的預防維護系統，來即時監控機器手臂內的馬達狀態，確保馬達維持正常運作。為此，該半導體廠透過研華搭載Core i等級處理器的EIS-D150，採集馬達的電壓、電流等高頻數據(High frequency data)，並且運用EIS-D150工業級運送能力先在邊緣端對預處理巨量數據，再將原始資料轉換成頻譜圖。如此一來，該工廠數據分析師可依據頻譜圖，快速建立預防維護系統的功能模型，及早掌握馬達故障風險並事先維修，避免機器手臂忽然無法運作而導致產線停擺風險。 從上述應用可以發現，從IoT底層所需的硬體裝置到最上層的應用創新，研華的軟硬支援方案與軟體整合服務，皆可提供最精準到位的協助，加速半導體廠推動智慧製造，成功邁向工業4.0。
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