Einsatz der Raptor Diagnostic Suite bei Infineon Technologies

Schon über 50% Effizienzsteigerung bei der Bearbeitung von Qualitätsproblemen. Und es geht weiter!

Industriepartner
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Von manueller Bearbeitung zu intelligenter Assistenz und automatischer Entscheidung

Die Raptor-Technologie ist seit Ende 2017 bei Infineon Technologies erfolgreich im operativen Einsatz. Der Aufwand zur Bearbeitung von Qualitätsproblemen wurde seitdem bereits um mehr als 50% verringert.

Die Problematik

Die Halbleiterindustrie ist ein Industriezweig mit besonders sensiblen Produktionsabläufen, die sich im Nanometer-Bereich und in Reinräumen abspielen. Ihre Fertigungslinien und Prozesse gehören mit zu den komplexesten und am höchsten automatisierten Produktionsprozessen überhaupt. Die Fertigung der Chips ist äußerst sensibel und stellt höchste Anforderungen an Anlagen, Umgebung, Prozesse und die beteiligten Personen.

Bereits minimale Abweichungen und kleinste Störungen können schwerwiegende Auswirkungen auf den Produktionsprozess und die zu produzierenden Chips haben. Trotz des hohen Automatisierungsgrades treten in der Produktion immer wieder schwierige Problemsituationen auf, die schnelle Eingriffe und Problemklärungen erfordern sowie umgehende Entscheidungen verlangen. Dies erweist sich insbesondere bei hochgradig automatisierten Fertigungs- und Verarbeitungslinien mit vielen, dynamisch ineinandergreifenden Prozessschritten bei oft unklaren Fehlerbildern als schwierig.

Behandlung von Qualitätsproblemen

Wegen der geringen Strukturgrößen bestehen bei der Bearbeitung von Wafern hohe Anforderungen an die Qualität der Herstellungsprozesse und der Fertigungsumgebung. Z.B. können auf die Wafer gelangte Partikel, Risse, Kratzer u.v.a. die Eigenschaften der Bauelemente erheblich beeinträchtigen und führen fast immer zu ausbeute-mindernden Defekten.

Aus diesem Grund werden während des gesamten Herstellungsprozesses immer wieder Wafer-Inspektionen durchgeführt. Werden Anomalien erkannt, müssen diese schnellstmöglich behandelt werden, u.a. durch folgende Schritte:

Um hierbei effizient und effektiv vorzugehen sowie schnelle und richtige Entscheidungen zu treffen, ist tiefes Wissen über die Herstellungsprozesse und deren Zusammenspiel sowie über die Funktionsweise der Anlagen und das Entstehen von Defekten nötig. Dieses Wissen entsteht oft erst im Laufe der Zeit durch Erfahrungen aus aufgetretenen Situationen.

Bisherige Vorgehensweise

Bisher wurden zur Unterstützung der Fachkräfte lediglich Textdokumente - sogenannte Entscheidungshilfen - verwendet. Diese Dokumente enthalten neben textuellen Anweisungen auch Bilder und Werte aus früheren Situationen und sollen bei der Durchführung von Untersuchungen Hilfestellungen für zu treffenden Entscheidungen bieten.

Die Erstellung dieser Dokumente ist aufwendig und kompliziert und ihre Nutzung durch die Fachkräfte in der Linie mühsam, weil diese sich durch die Inhalte arbeiten und die für die Situation passenden Textteile ermitteln müssen. Viele Tätigkeiten wie Datenbeschaffung, Aktionen anstoßen, Protokollierung etc. müssen manuell und oft in verschiedenen Systemen erledigt werden. Das macht es nicht nur schwer, "den gedanklichen Faden" auf dem Weg zur Problemlösung - auch über Wartezeiten und Schichtübergaben hinweg - zu behalten, sondern ist auch zeitaufwendig, fehleranfällig und u.U. unvollständig.

Zielsetzungen und Anforderungen

Das übergeordnete Ziel von Infineon bestand darin, die Prozesse für die notwendigen Problembehandlungen in der Produktionslinie zu digitalisieren und deutlich effizienter zu gestalten. Dabei sollte ein möglichst hohes Automatisierungspotential erschlossen werden. Nach zwei erfolgreich durchgeführten Pilotprojekten fiel die Entscheidung zugunsten der Raptor Diagnostic Suite.

Aufgrund heutiger Fortschritte in der Informatik, insbesondere auf den Gebieten der KI und ML, machte sich Infineon 2014 auf die Suche innovativer Technologien mit intelligenten und lernfähigen Pröblemlösungsansätzen, denn man hatte erkannt, dass klassische Ansätze, die z.B. Entscheidungsbäume verwenden, der hohen fachlichen Komplexität nicht gerecht werden können. Neben verschiedenen Produkt-Evaluierungen und hauseigenen Versuchen wurde 2015 auch ein Projekt zur Erprobung der vielversprechenden Raptor Diagnostic Suite gestartet, welches mit drei Prototypen nachweislich gute Erfolge verzeichnete. Besonders positiv fielen dabei folgende Punkte auf:

Folgende Teilziele wurden definiert:

Aufgrund der oft sicherheitskritischen Einsatzzwecke der produzierten Chips und des 24/7-Produktionsbetriebs waren stets die hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit, Genauigkeit, Hochverfügbarkeit, Stabilität, Performance und Nachvollziehbarkeit einzuhalten.

Realisierungsschritte

Um die Raptor-Technologie bei Infineon einzuführen, waren folgende Schritte erforderlich:

  1. Technische Integration der Raptor-Suite in die IT-Systemlandschaft inkl. Failover-Instanzen, die bei Ausfall automatisch übernehmen

  2. Infineon-spezifische Erweiterungen einiger Raptor-Systemkompomenten

  3. Anbindung des Raptors an den internen Messaging-Bus zur Kommunikation mit anderen Systemen

  4. Bereitstellung benötigter Services

    • zur automatischen Datenbeschaffung,

    • zur automatischen Auslösung von Aktionen und

    • zum automatischen Versand von Benachrichtigungen

  5. Schulung der Ingenieure und Modellierung der Diagnoseaufgaben mit Raptor Atlas (in höherer Qualität als die existierenden Entscheidungshilfen)

  6. Test der Wissensbasen (Diagnoseanwendungen)

  7. Einführung von Raptor Onyx in der Linie und Schulung der Fachkräfte

Bisherige Ergebnisse

In der Linie existiert nun eine intelligent arbeitende Diagnoseassistenz, welche die Fachkräfte zielgerichtet und effizient durch die Bearbeitung führt und ihnen viele Entscheidungen und Tätigkeiten abnimmt. Die Arbeits- und Ergebnisübergaben bei Schichtwechsel wurden enorm vereinfacht und standardisiert. Insgesamt können sich die Fachkräfte nun auf die Tätigkeiten und Beurteilungen konzentrieren, die ganz bestimmte menschliche Expertise erfordern.

In der Linie existiert nun eine intelligent arbeitende Diagnoseassistenz, welche die Fachkräfte zielgerichtet und effizient durch die Bearbeitung führt und ihnen viele Entscheidungen und Tätigkeiten abnimmt. Die Arbeits- und Ergebnisübergaben bei Schichtwechsel wurden enorm vereinfacht und standardisiert. Insgesamt können sich die Fachkräfte nun auf die Tätigkeiten und Beurteilungen konzentrieren, die ganz bestimmte menschliche Expertise erfordern.

Damit wurden folgende Ziele erreicht:

Teilziel 1: DIGITALISIERUNG DER DIAGNOSE

Das im Hause und in den Köpfen vorhandene Diagnosewissen wurde in strukturiertes Wissen transformiert und dabei qualitativ erweitert.

  1. Das Wissen ist damit konserviert und operativ nutzbar.

  2. Die Qualität der (automatisch getroffenen) Diagnosen wurde signifikant erhöht.

  3. Alle Vorgänge werden lückenlos und einheitlich protokolliert.

Dieser Prozess wird weiter fortgesetzt.

Teilziel 2: HOCHGRADIGE AUTOMATISIERUNG

Viele Aufgaben und Arbeitsschritte wurden bereits automatisiert, darunter z.B.:

  1. die Erzeugung von Diagnoseaufträgen,

  2. die Ausführung von Verwaltungs- und Datenbeschaffungstätigkeiten,

  3. das Auslösung von Aktionen,

  4. der Versand von Benachrichtigungen,

  5. das Treffen strategischer Entscheidungen zur Vorgehensweise (autonome Entscheidungsfindung) sowie

  6. die vollständige Protokollierung aller Schritte.

Die gesamte Prozesssteuerung einschließlich der Entscheidungen über die weitere Vorgehensweise (durch den dynamisch erzeugten Diagnoseablauf) liegt nun komplett beim Raptor. Der Grad der Automatisierung hängt damit nur noch von der Verfügbarkeit von Services ab. Eine Vollautomatisiserung ist hierdurch in greifbarer Nähe.

Die gesamte Prozesssteuerung einschließlich der Entscheidungen über die weitere Vorgehensweise (durch den dynamisch erzeugten Diagnoseablauf) liegt nun vollständig beim Raptor. Der Grad der Automatisierung hängt damit nur noch von der Verfügbarkeit von Services ab. Eine Vollautomatisiserung ist hierdurch in greifbarer Nähe.

Teilziel 3: AUSWERTEN UND LERNEN

Die Auswertbarkeit von Aufträgen und Sitzungen wurde deutlich verbessert (bzw. überhaupt erst ermöglicht) hinsichtlich der

  1. aufgetretenen Fehler und Defekte,

  2. ihrer Ursachen und Häufigkeiten sowie

  3. der zugrunde liegenden Zusammenhänge.

Dies bildet die Grundlage für weitere Schritte zur kontinuierlichen Optimierung der Diagnoseabläufe durch automatische Lernprozesse.

Gesamtziel: Effizienzsteigerung in der Linie
All diese Maßnahmen haben zu einer deutlichen Effizienzsteigerung in der Linie geführt. Die Bearbeitungszeiten wurden um mehr als 50% verringert; und weitere Verbesserungen sind schon absehbar. Die Folge ist, dass hierdurch die Produktion von Ausschuss drastisch verringert werden konnte und erhebliche Kosten eingespart werden - in zweierlei Hinsicht: weniger Ausschuss und weniger Ressourcen bei der Bearbeitung.

Gesamtziel: EFFIZIENZSTEIGERUNG IN DER LINIE

Diese Maßnahmen haben zu einer deutlichen Effizienzsteigerung in der Linie geführt.

Die Bearbeitungszeiten wurden um mehr als 50% verringert; und weitere Verbesserungen auf dem Weg zu einer hochgradig automatischen intelligenten Bearbeitung sind schon absehbar.

Damit konnten die Produktion von Ausschuss schon deutlich verringert und durch Ressourcenreduzierung erhebliche Kosten eingespart werden.

Durch die Verknüpfung des Raptors mit anderen Systemen ergibt sich automatisch auch eine engere Verzahnung der Diagnoseprozesse mit anderen Produktions- und Planungsprozessen.

Weitere Informationen

Über dieses Vorhaben haben Semantis und Infineon auch auf den Produktionstagen 2019 berichtet. Schauen Sie sich gerne die Unterlagen des gemeinsamen Vortrags an. Detaillierte Informationen zum Einsatz einer intelligenten, lernfähigen und automatisierbaren Smart Maintenance-Technologie in der Halbleiteridustrie finden Sie im gemeinsam von Semantis und Infineon im Rahmen der 13. Diagnosetagung 2019 veröffentlichten Paper. Gerne können Sie sich auch direkt bei Infineon über den erfolgreichen Einsatz der Raptor-Technologie informieren. Wir stellen gerne einen Kontakt her.

Über dieses Vorhaben haben Semantis und Infineon 2019 auch auf verschiedenen Tagungen berichtet. In der Rubrik Publikationen finden Sie unser gemeinsames Paper. Sprechen Sie uns an, wenn Sie nähere Informationen wünschen. Wir stellen auch gern einen Kontakt zu Infineon her.

Inspiriert?

Sprechen Sie mit uns. Wir beraten Sie gerne über Einsatzszenarien der Raptor-Technologie in ihrem Unternehmen, nicht nur für die Produktion, auch für den Service im Feld oder im After Sales. Auch wenn die Prozesse in ihrem Unternehmen weniger komplex oder nur gering automatisiert sind, ergeben sich vielfältige Nutzungspotentiale.

Für Sie geeignet?

Auch wenn die Prozesse in ihrem Unternehmen weniger komplex oder wenig automatisiert sind, ergeben sich oft vielfältige Nutzungspotentiale. Sprechen Sie mit uns darüber. In vielen Fällen kann auch die Problembearbeitung einfacher Produktionsprozesse oder eines einfachen Produkt-Service verbessert und beschleunigt werden. Allein durch die Operationalisierung des Diagnosewissens ihrer Experten und der Nutzung der intelligenten Entscheidungsassistenz des Raptors können Sie ihr bestes Wissen konservieren und unternehmensweit nutzbar machen.
Erproben Sie die Raptor Diagnostic Suite und überzeugen Sie sich selbst von ihrem Potential.

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Production Line at Infineon

Das SagT INFINEON TECHNOLOGIES

Technologisch Richtung Smart Maintenance

„Mit Semantis haben wir einen Partner gefunden, der uns die nötige Technologie zur Beherrschung komplexer Problemstellungen liefert. Die Raptor Diagnostic Suite ermöglicht der Qualitätssicherung und Instandhaltung das über viele Jahre gesammelte Wissen zu sichern und durch innovative leistungsfähige KI-Verfahren die operativen Entscheidungsprozesse zu verbessern und zu beschleunigen. Mit der lernfähigen und automatisierbaren Smart Maintenance-Lösung sehen wir uns für die Zukunft unserer vernetzten Fabrikprozesse sehr gut gerüstet.“

Falk Z., Service Manager, Infineon Technologies

Moderne Abbildung von Fachwissen

„Mit Hilfe der Autorenumgebung Atlas lassen sich vielfältige Fehlerszenarien abbilden, wie wir es von keinem anderen System kennen. Sogar unbekannte Fehler können dabei berücksichtigt werden. Von großem Vorteil ist, dass nichts programmiert werden muss, sondern die Experten in ihrer Fachsprache die jeweiligen Sachverhalte aus objektiver Sicht modellieren können. Alles kann in wiederverwendbaren fachlichen Objekten repräsentiert werden, wodurch Redundanzen und Pflegeaufwand reduziert und gleichzeitig Einheitlichkeit und Standardisierung geschaffen werden. Mit der integrierten Diagnose-Simulation können die Wissensbasen auch getestet werden.“

Frank B., Lead Engineer Defect Density Engineering, Infineon Technologies

Intelligentes Assistenzsystem in der Fertigung

„Bei Erkennung von Abweichungen/Anomalien wird heute automatisch ein Raptor-Auftrag erzeugt. Mit dem Laufzeitsystem Onyx können wir das Problem dann untersuchen. Es führt uns gezielt und schnell zur Ursache und auch durch die Behebung des Problems und stellt dazu alle nötigen Informationen bereit, und zwar einheitlich und zur Situiation passend. Bisher musste man viele Werte händisch zusammentragen. Das erfolgt jetzt größtenteils vollautomatisch. Das System trifft auch Entscheidungen selbstständig, welche Daten nötig und wie diese zu verwerten sind. Das spart enorme Zeit und hat den Vorteil, dass wir uns auf die Durchführung der Maßnahmen und die Beurteilung der Ergebnisse fokussieren können. Besonders effizient ist jetzt auch der Schichtwechsel geworden, weil Onyx alles selbst- und vollständig protokolliert und sich Sitzungen einfach pausieren und wieder fortsetzen lassen.“

Daniel K., Line Expert, Infineon Technologies

Ausgereifte integrierfreudige Software-Technologie

„Einfach zu verwendende Konfigurationsoptionen erlauben eine flexible und schnelle Integration der Raptor Diagnostic Suite in unsere Systemlandschaft. Durch modellierbare Kommunikationsobjekte lässt sich schnell und einfach die Kommunikation mit anderen Systemen herstellen, die ebenfalls an den Kommunikationsbus angekoppelt sind. Hinsichtlich Stabilität, Performance und Ausfallsicherheit erfüllen die Software-Komponenten die hohen Anforderungen unserer 24/7-Produktion. Migrationen bestehender Daten im Rahmen von System-Updates werden ebenso unterstützt.“

Marcus B., IT Specialist, Infineon Technologies

Veröffentlichungen

ZU DEN PUBLIKATIONEN

Treffen Sie uns

Möchten Sie mehr über die innovative Raptor-Diagnose- und Maintenance-Technologie erfahren oder diese einmal live erleben?
Treffen Sie uns z.B. auf den folgenden Veranstaltungen. Wir freuen uns auf Sie.
Gerne nehmen wir auch eine Einladung entgegen und kommen für eine Demo zu Ihnen.

Darmstadt, 16. - 17. September 2020

Industry Space Days 2020
ESA VIRTUAL EVENT

Im Rahmen dieses ESA Events werden wir uns mit anderen Teilnehmern der 'Space Community' über Herausforderungen und technologische Möglichkeiten aktueller und zukünftiger Space-Projekte austauschen und Ideen für gemeinsame Projekte und Partnerschaften diskutieren.

zur Veranstaltung
München, 12. - 13. Oktober 2020

17. CTI Conference - Automotive Diagnostics
ABGESAGT

Auf der 17. internationalen CTI Conference - Automotive Diagnostics in München diskutieren wir im Rahmen einer Podiumsdiskussion zum Thema "Could service diagnostics be replaced by AI?". Dabei geht es um die zukünftige Rolle der KI im Fahrzeug-Service und um greifbare Visionen.

zur Veranstaltung
Dresden, 20. - 21. Oktober 2020

14. Diagnosetagung 2020

Seit vielen Jahren sind wir auf der Diagnosetagung in Dresden vertreten. Wir bieten Ihnen Einblicke in die aktuellen Entwicklungen der Raptor-Technologie für den Einsatz im Feld und in der Produktion. Bei einer Live-Demo können Sie sich über die Einsatzmöglichkeiten informieren.

zur Veranstaltung
Nürnberg, 1. - 2. Dezember 2020

Tagung Instandhaltung 2020

Prädiktive Instandhaltung ist ein hochaktuelles Thema. Deep Learning schafft hier neue Möglichkeiten. Aber erst hybride KI-Systeme, die wissensbasierte Techniken mit Verfahren aus ML kombinieren, sind geeignet, um praxisgerechte Lösungen für den operativen Einsatz bereitzustellen.

zur Veranstaltung
Bonn, 17. - 19. Februar 2020

Instandhaltungstage 2020

Es erwartet Sie ein aktueller Vortrag mit dem Thema "Predictive Maintenance – It's for real". Predictive Maintenance ist derzeit im Trend und gerade ein absoluter Hype. Alle reden darüber, aber kaum einer macht es. Nur wenige arbeiten wirklich an ernsthaften Lösungen.

zur Veranstaltung
Würzburg, 27. - 29. November 2019

Industrietage 2019

Wir sind vorraussichtlich mit einem praxisnahen Vortrag vertreten, in dem wir Ihnen aufzeigen, welche bedeutende Rolle Smart Maintenance-Systeme für die Schaffung einer Smart Factory haben und welches Potential die Raptor-Technologie im Umfeld komplexer Produktionsprozesse hierzu bietet. Kommen Sie auf uns zu und informieren Sie sich über die Einsatzmöglichkeiten in Ihrem Unternehmen.

zur Veranstaltung
Dresden, 7. - 8. und 13. - 15. Mai 2019

Danke an alle Interessenten

Vielen Dank für Ihr Interesse an der Raptor-Technologie und die spannenden Gespräche mit Ihnen auf der Diagnosetagung und den Produktionstagen. Wir hoffen, dass Ihre Fragen nach unseren gemeinsamen Vorträgen mit Infineon, bei der Live-Demo am Stand und bei der Werksführung bei Infineon für Sie beantwortet wurden. Falls noch nicht oder falls Sie bereits Projektideen haben, kommen Sie gerne auf uns zu.

Dresden, 7. - 8. Mai 2019

13. Diagnosetagung 2019

Wir sind als Aussteller sowie mit einem gemeinsamen Vortrag mit unserem Industriepartner Infineon Technologies vertreten. Erhalten Sie einen ersten Überblick über das Potential und den Mehrwert, welchen die Raptor-Suite im Umfeld komplexer Produktionsprozesse erbringt und informieren Sie sich an unserem Stand bei einer Live-Demo über die Einsatzmöglichkeiten für Ihr Unternehmen.

zur Veranstaltung
Dresden, 13. - 15. Mai 2019

Produktionstage 2019

Wir sind mit einem gemeinsamen Vortrag mit unserem Industrie-Partner Infineon Technologies vertreten. Erfahren Sie mehr über den erfolgreichen Einsatz der Raptor-Suite in der Halbleiterindustrie und informieren Sie sich über die Einsatzmöglichkeiten für Ihr Unternehmen. Sichern Sie sich auch einen der begrenzten Plätze der am 15.5. stattfindenden Werksführung bei Infineon Dresden.

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Vergangene VERANSTALTUNGEN

Falls Sie nicht die Gelegenheit hatten, uns auf den vergangenen Veranstaltungen zu treffen, senden wir Ihnen gerne die Vortragsunterlagen zu.
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