德国工业4.0之旅-- 一辆装满书呆子的货车 -- 博世 Reutlingen Wafer Fab
当我们满载着书呆子们在德国南部参观学习工业4.0时，我们参观的第一家工厂是位于罗伊特林根的博世 wafer fab RtP1 。令人印象深刻。让我告诉你我们的发现:
工厂
位于罗伊特林根的博世晶圆厂，顾名思义，生产晶圆。它们被用于芯片传感器上。世界上大约90%的移动电话都有来自这家工厂的传感器。与所有晶圆厂一样，有着一个高度复杂的物流，大约800个步骤产生一个波次，并且物流路线回流多次，包括在近东那里有一个循环。工厂里有多条晶圆生产线，我们查看了直径200毫米的晶圆生产线。他们也有一条150mm线和一条MEMS(微机电系统)线。芯片有7到34层。晶圆上最小的结构约为240nm，比只有7nm的高端计算机芯片大得多，但对于传感器来说已经足够了。由于分辨率较大，成品率也要好得多，约94%-99.9%的好芯片。他们还制造微型机器作为传感器的一部分。
他们面临的最大挑战之一是，他们建造了新的200mm晶圆厂，扩展到智能手机传感器，开始使用许多外部合作伙伴。同时在三个方向(新工厂、新供应商、新客户)改变他们的商业模式非常困难。
像大多数晶圆厂一样，精度是至关重要的，即使是很小的因素，比如附近道路上卡车的隆隆声，甚至是风，都会改变结果。因此，工厂有一个大的基础，实际上是一个建筑中的建筑，在那里，外部建筑保护内部建筑避免受风。
洁净室实际上分为两个区域。处理晶圆的内芯是一个1级洁净室，颗粒<10，每立方米小于0.1µm。在这周围是机器所在的第二个区域。这是一个2级无尘室，每立方米颗粒少于100个。晶圆片通过两个区域之间的开口直接进入机器。如图所示。
就精益的发展而言，仅仅从外面的走廊往里看是很难得到一个好的理解的。我们的导游提到，精益和工业4.0相互配合得很好。
工业4.0的印象
博世的工业4.0模型有七个关键要素，如下所示。其中6个围绕着中心的“关键人物”，这对工会来说非常重要。
显然，RFID芯片几乎与所有东西都相连，在每一步都要检查，以确保产品是它们应该是的样子。
晶圆厂具有高度的可追溯性，每一块芯片都可以追溯到它的生产地点和时间。全面追溯的决定是在2017年做出的，目的是为了提高质量。他们给了我们一个例子，他们注意到芯片缺陷的轻微增加。根据晶圆的位置和缺陷的性质，他们可以在近东的供应商那里追踪机器的可能来源，那里有一个特定的螺丝可能错位了。当他们告诉供应商时，供应商认为他们疯了……但他们是对的。这个系统每天产生大约50GB的数据。他们的理念是“虚拟世界中的很多是必要的，但是越少越好。”
他们有一个R2R (Run to Run)系统，在机器之间进行通信，以优化性能。例如,如果一台机器检测到一层稍厚的公差限制,信息被发送到下一个机器，增加腐蚀1秒,并传送回上一个设备，减少涂层时间2秒，调整机器的动作。实现这一点需要大量工作，算法是由一个4人团队编码的(目前还不是人工智能)实现的。因此，这个R2R系统只包含最相关的机器。这大大减少了晶圆厂内部的返工。
他们也在工厂中广泛使用机器人，机器人做了大约50%的晶圆处理工作。这也是一个渐进的变化。他们从永久安装在一个位置的机器人开始。然后，他们在2014年推出了滑轨机器人(“HERO rails”)。最后，他们在2017年开始使用完全自主的机器人(“HERO fab”)和自主导航机器人(“SCOUT”)。为了让人们习惯机器人，他们最初只是让机器人在主要通道上移动。这让工人建立了对机器人停下来的能力的信任，而不是辗过工人。为了进一步使它们成为家庭的一部分，他们给它们取了人类的名字(玛格丽特、宝拉、罗伯特、伊娃……罗伯特·博希的孩子)。
他们还使用RTD (Real Time Dispatcher)，这是一种基于规则和人工智能调度的混合，实时优化生产调度并确定优先级。目标包括生产线平衡、客户优先级、交付日期、瓶颈管理和质量。这对于晶圆厂复杂且反复的物料流动是相当棘手的。然而，据他们测量，工人遵循这一顺序的时间只有80%，而且经常使用与人工智能建议的顺序不同的顺序。事实证明，人类有时能比人工智能更好地发现问题并理解系统，通过改变序列，人类的表现超过了人工智能。我想我们人类仍然有能力与人工智能竞争🙂。它们还需要人类的聪明才智来推动持续改进，而计算机仍然无法做到这一点。
总的来说，这是一个非常好的工厂，拥有很多先进的技术。我的下一篇文章将着眼于Kärcher，一家德国家庭和工业清洁设备制造商，以及西门子。
中国机械学会认证工业工程师,上海精益六西格玛委员会专家委员，亚马逊物流中国ACES项目经理，亚马逊认证六西格玛黑带（ASAT),艾默生电气认证 “Lean Champion",米其林轮胎认证“工业工程师”。在价值管理,流程设计与优化,精益六西格玛,精益数字化转型,精益供应链,精益仓储物流,精益服务业.在压缩交付周期,减少库存,提高生产效率等方面，拥有多年的卓越运营机制建设及企业绩效提升的实战经验。