Teljesen hálózatba kapcsolt, adatközpontú és önoptimalizáló: a planéta talán legújabb chipgyárát nyitotta meg Drezdában a Bosch. A magas fokon automatizált, maradéktalanul hálózatba kapcsolt gépek és az integrált folyamatok a mesterséges intelligenciával (Artificial Intelligence; AI) ötvözve okos gyárrá és az Ipar 4.0 úttörőjévé teszik a drezdai létesítményt. A csúcstechnológiával felszerelt gyárat 2021. június 7-én Dr. Angela Merkel német szövetségi kancellár, Margrethe Vestager, az Európai Bizottság ügyvezető alelnöke és Michael Kretschmer, Szászország miniszterelnöke virtuális jelenlétében adták át.
„A legkorszerűbb csúcstechnológiát felvonultató új drezdai chipgyár ideális példa arra, hogy az európai köz- és magánszféra összefogása. Az itt készülő félvezetők a szállítás, a gyártás, a tiszta energia és az egészségügyi iparágak fejlesztésében töltenek be meghatározó szerepet. A félvezetők az élvonalbeli újítások bölcsőjeként hozzájárulnak Európa versenyképességének erősítéséhez” – fejtette ki Margrethe Vestager, az Európai Bizottság ügyvezető alelnöke.
„A félvezetők nélkülözhetetlenek a Bosch részére, így a vállalatcsoportnak stratégiai fontosságú a fejlesztésük és gyártásuk. A mesterséges intelligencia segédkezésével Drezdában új szintre emeljük a félvezetőgyártást” – emelte ki Dr. Volkmar Denner, a Robert Bosch GmbH igazgatótanácsának elnöke. „Ez egyben első AIoT-gyárunk, amely már a megnyitásakor teljesen hálózatba kapcsolt, adatközpontú és önoptimalizáló megoldások alapján üzemel.” A Bosch csaknem egymilliárd eurót fordított a legkorszerűbb technológiával felszerelt üzem létrehozására, ami a társaság több mint 130 éves történetének legnagyobb önálló beruházása. A termelés már júliusban, azaz a tervezettnél hat hónappal ezelőtt beindul Drezdában. A modern üzemben előállított félvezetőket mindazonáltal a Bosch az elektromos szerszámok előállítása alatt használja. Az autóipari megrendelők részére a tervezettnél három hónappal ezelőtt, már szeptemberben megkezdik a chipek gyártását. A korszerű üzem a félvezetőgyártás meghatározó szereplője lesz, amivel a Bosch technológiai és gazdasági helyszínként is erősíti Németország pozícióját. „A korszerű chipgyár jó Európának, Németországnak és Szászországnak. Közvetlenül és közvetve nagyon sok új munkahelyet hoz létre, mégpedig egy hatalmas, feltörekvő ágazatban. Ezzel az egymilliárd euró nagyságrendű beruházással tovább erősödik ’Szilícium-Szászország’ és az egész európai félvezetőipar” – hangoztatta Michael Kretschmer, Szászország miniszterelnöke. A tartomány fővárosában funkcionáló, 72 ezer négyzetméter alapterületű félvezetőgyárban már most 250-en dolgoznak, az elképzelések alapján az üzem 700 munkatársat foglalkoztat ezután.
A Bosch egyedüli autóipari beszállítóként már az ötvenes évek óta intenzíven gondot fordít mikroelektronikával, 1958 óta maga gyártja az ehhez létfontosságú félvezetőket. A társaság reutlingeni gyára ugyanakkor 1970 óta állít elő kereskedelmi forgalomban nem elérhető, specifikus alkatrészeket. A 200 milliméteres modern műszaki megoldás 2010-es bevezetése óta a Bosch több mint 2,5 milliárd eurót fordított reutlingeni és drezdai félvezetőgyártásra, a mikroelektronikai fejlesztések mindazonáltal újabb, szintén milliárd eurós nagyságrendű beruházást igényelnek. A társaság ezzel tovább folytatja növekedési stratégiáját a félvezetők fejlesztése és gyártása kapcsán. „Ez a szakértelem a Bosch nagyszámú eminens rendszermegoldásának a kulcsa” – tette hozzá Dr. Volkmar Denner.
Az Ipar 4.0 úttörője
Önállóan gondolkodó gépek, karbantartás akár kilencezer kilométer távolságból, integrált kamerákkal ellátott szemüvegek: a drezdai a planéta talán legújabb félvezetőgyára. „A mesterséges intelligencia és a dolgok internete kombinációjának hála megteremtjük a termelés untalan és adatalapú fejlesztésének alapjait” – nyomatékosította Dr. Volkmar Denner. Mindez azt jelenti, hogy a félvezetőgyár minden adatát – származzanak a gyártóberendezésektől, az érzékelőktől vagy a termékektől – egy központi adattárolóban gyűjtik. Ennek eredményeként másodpercenként 500 gépelt oldalnyi gyártási adat áll rendelkezésre az üzemben – ami már egyetlen nap alatt is több mint 42 millió oldalt jelentene. Az adatokat ezentúl mesterséges intelligencia alapú modern műszaki megoldás hozzájárulásával értékelik, melynek alatt az önoptimalizáló algoritmusok az adatok alapján megtanulnak előrejelzéseket készíteni. A gyártási és karbantartási folyamatok mindent összevetve valós időben elemezhetők. A mesterséges intelligencia (AI) egyik algoritmusa példaként a portékák legkisebb rendellenességeit is észleli, amelyek specifikus hibaképek, úgynevezett szignatúrák révén válnak láthatóvá az elektronikai lapkák (wafer) felületén. Az okokat nyomban elemzik és a folyamatbeli eltéréseket haladéktalanul korrigálják, mielőtt még befolyásolhatnák a portéka megbízhatóságát. „A mesterséges intelligencia a kulcs a félvezetők gyártási folyamatainak és minőségének újabb javításához” – indokolta Dr. Volkmar Denner. Mindez a félvezetőtermékek sorozatgyártásának sebes beindítását is kínálja, megtakarítva az autóipari ügyfelek részére a széles körű tesztelést, ami egyébként feltétlenül létfontosságú lenne egy-egy új gyártás jóváhagyásához. A karbantartási munkák ugyancsak optimalizálhatók a mesterséges intelligencia alkalmazásával. Az algoritmusok precíz előrejelzéseket adhatnak, hogy szükséges-e – és ha igen, mikor – az egyes gyártóberendezések és robotok karbantartása vagy utánállítása. A munkák így nem rögzített ütemterv alapján zajlanak, hanem precízen akkor kerül rájuk sor, mikor is létfontosságú – még időben, mielőtt problémák merülnének fel.
„Digitális iker”: üzem duplán
A félvezetőgyár újabb különlegessége, hogy tulajdonképpen kétszeresen is van: egyszer a valós, egyszer ugyanakkor a digitális világban. A szakkifejezés erre, a „digitális iker” definíció. Az üzem minden részét, azonkívül annak minden meghatározó építési és szerkezeti adatát már az építés alatt digitalizálták és elkészítették a háromdimenziós (virtuális) modelljét. Az „ikertestvér” csaknem félmillió 3D-objektumból áll, az épületektől és az infrastruktúrától az ellátás, sőt még az ártalmatlanítás rendszerein, azonfelül a kábelezésen, a szellőzőrendszereken át, egészen a gépekig és gyártóberendezésekig. Ezzel a folyamatok optimalizálását, de akár az megváltoztatási munkálatok szimulációját is nélküle el lehet végezni, hogy be kellene avatkozni a gyártás folyamatába. A csúcstechnológia a drezdai üzem karbantartása esetén is megjelenik: az adatszemüvegek és kiterjesztett valóság (Augmented Reality) alkalmazásával akár a távolból is elvégezhető a karbantartás a gépeken. Ennek megfelelően nélküle hajthatják végre példának okáért egy ázsiai gépgyártó mesterei a drezdai karbantartást, hogy személyesen a helyszínre kellene utazniuk. Az adatszemüvegek kamerájának hála akár a fél világon át továbbíthatók a videofelvételek, és az ottani specialista a távolból valós időben vezetheti végig a Drezdában található munkatársat a karbantartás folyamatán. Ez a modern műszaki megoldás döntő szerepet játszott abban, hogy a koronavírus-járvány miatti utazási korlátozások ellenére is üzembe helyezhették a berendezéseket.
Félvezetők a jobb életminőség és a közúti közlekedés biztonságának szolgálatában
A félvezetők mikrochipek formájában csaknem az összes műszaki eszközben – okostelefonokban, televíziókban, fitneszkarkötőkben – megtalálhatók, és nélkülük a gépkocsik sem közlekedhetnének. 2016-ban a korszerű autók nemzetközileg átlagosan több mint kilenc Bosch-chipet hordoztak fedélzetükön, példaként légzsák-szabályzóegységükben, fékberendezésükben és parkolási asszisztensükben. Számuk 2019-re immáron nagyjából tizenhétre bővült, azaz mindössze egy-két éven belül csaknem megduplázódott. A legintenzívebb növekedésre a vezetéstámogató rendszerek, az infotainment és a hajtásrendszer elektromossá alakításának szakterületein számítanak a szakértők a következő évek esetén. Drezdai chipgyárával a Bosch a félvezetők iránti megnövekedett keresletre kíván reagálni. „A félvezetők a fejlődés építőkövei. A drezdai chipekkel készülő elektronikai komponensek olyan alkalmazásokat tesznek lehetővé, akárcsak az automatizált és az erőforrásokat kímélő járművezetés, ugyanakkor a lehető leghatékonyabb utasvédelem” – mutatott rá Harald Kröger, a Robert Bosch GmbH igazgatótanácsának tagja. Az igények növekedését a kutatások is megerősítik: 1998-ban egy új gépkocsiban még 120 euró értéket képviselt a mikroelektronika, miközben 2018-ban ez a mutató már 500 eurót jelent, 2023-ban mindazonáltal várhatóan a 600 eurót is meghaladja (forrás: ZVEI). A félvezetők gyártása Bosch részére is kiemelten releváns szektor.
A félvezető-szaktudás, mint versenyelőny
„A gépjármű-chipek a félvezetőtechnika csúcsterületét jelentik, mivel a gépkocsik tekintetében ezeknek a kis építőelemeknek különösen robusztus kialakításúaknak kell lenniük” – mondta Harald Kröger. A chipek a jármű egész élettartama alatt erős rezgésnek és hőmérsékleti ingadozásoknak – néha jóval fagypont alatt, máskor jóval a víz forráspontja felett – kitett alkatrészek, így felettébb megbízhatónak kell lenniük. Az autóipari félvezetők fejlesztése így összetettebb feladat, mint más alkalmazások tekintetében, és olyan jellegzetes tudást, emellett tapasztalatot igényel, amelyre a Bosch évtizedek alatt tett szert. A válllalatcsoport fejlesztői és mérnökei jól ismerik az autók mikroelektronikai alkatrészeinek fizikai alapelveit, ami olyan baleset- és környezetvédelmet szolgáló rendszerek kialakítását is biztosítja, amelyeket a cég fejleszt és kreál. „Ez a kettős erő, vagyis a chip- és a rendszer-szaktudás kombinációja, stratégiai fontosságú a Bosch részére” – hangoztatta Harald Kröger. A Bosch azonfelül az elektronika és a szoftverek területén számára elérhető rendszerismereteivel is kiegészítheti a félvezetők fejlesztése és gyártása jelentette erősségeit. Ezzel lehetővé válik a készítmények untalan fejlesztése, azok minőségének biztosítása, emellett a költségoptimalizálás.
„Szilícium-Szászország”: Európa legnagyobb mikroelektronikai termelési színtere
A Bosch jó néhány lehetséges helyszínt vizsgált meg az egész világon, és azt követően döntött arról, hogy félvezető gyárát Szászországban, Drezda mellett építi fel. „Szilícium Szászország” Európában a legnagyobb, a világon mindazonáltal az ötödik legfontosabb mikroelektronikai termelési színtér. Minden harmadik Európában készített chip itt készül, amihez a régió ideális feltételekkel szolgál. „Az üzem színtere és építése ugyancsak jól érzékelteti, hogy Szászország szakavatott és kvalifikált mestereivel, ezenkívül az évtizedek alatt kiépült, nem mindennapi hálózatával a high-tech termelés egyik leglényegesebb színtere” – nyomatékosította Michael Kretschmer, Szászország miniszterelnöke. Mint kijelentette még, Drezda fantasztikus infrastruktúrával büszkélkedhet, minden simán elérhető a tájékról és közlekedési hálózata szintén pompás. Az autóipari beszállítók, szolgáltató vállalkozások mellett itt legelőnyösebb technológiai szakértelemmel büszkélkedhető egyetemek és kutatási intézmények is vannak. „Drezdában a korszerű vállalkozói szellem akadémiai kiválósággal és előretekintő iparpolitikai felelősségvállalással találkozik” – húzta alá Harald Kröger. „A Bosch így tudatosan döntött úgy, hogy ebben a régióban valósítja meg több mint 130 éves történetének legnagyobb beruházását.”