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Spezifikationen eines zukünftigen objektorientierten, verteilten und offenen Fertigungssteuerungssystems für die deutsche Halbleiterindustrie haben sieben deutsche Halbleiterhersteller gemeinsam mit dem Fraunhofer IPA unter dem Dach der BMBF-Initiative »Smart Fabrication« (SF) im Verbund »CIM« (Computer Integrated Manufacturing) entwickelt.
Die heute in der deutschen Halbleiterindustrie eingesetzten Fertigungssteuerungssysteme (engl. MES) haben zum Großteil ihren Ursprung in den 80er Jahren. Sie sind monolithisch und inflexibel hinsichtlich neuer Produktionsanforderungen; vorhandene Schnittstellen sind für benutzerspezifische Erweiterungen nicht komfortabel genug. Gleichzeitig muß aber gerade die Halbleiterproduktion wegen des sehr dynamischen und instabilen Marktes und der enormen Investitionskosten für eine Fertigungslinie wirtschaftlich produzieren. Eine moderne MES ist die Grundvoraussetzung hierfür.
Sieben deutsche Halbleiterhersteller (Bosch, Elmos, Siemens, SMST, Temic Semiconductors, Thesys und ZMD) haben sich darum gemeinsam mit dem Fraunhofer IPA unter dem Dach der BMBF-Initiative »Smart Fabrication« (SF) im Verbund »CIM« (Computer Integrated Manufacturing) in den Jahren 1996 bis 1998 zusammengeschlossen, um neue MES-Konzepte zu erarbeiten. Ausgangsbasis waren Vorarbeiten von Sematech, die in den USA mit ihrem objektorientierten CIM-Framework US-Bedürfnisse insbesondere von Großunternehmen betrachtet haben. Typisch für die deutsche Halbleiterfertigung sind jedoch eine flexible Fertigung, hohe Prozeß- und Produktvielfalt und kleinere Losgrößen. »Smart Fabrication CIM« hat die Ergebnisse des amerikanischen Projekts auf die Verhältnisse der deutschen, meist mittelständischen Industrie übertragen, für sie evaluiert, modifiziert und ergänzt. Das Ziel waren austauschbare Softwaremodule, die mit modernen IT-Konzepten zukunftsfähig sind. Sie sollen die Performance-Indikatoren der Halbleiterfertigung verbessern, von der Durchlaufzeit über die Umweltverträglichkeit und die Produktionskosten bis zur Prozeßvielfalt.
Wegen ihrer heterogenen DV-Landschaften mit vielen Alt-Systemen erweist es sich für die Firmen nicht nur als enorm schwierig und aufwendig, ihre DV-Landschaft zu pflegen, sondern auch ihre Systeme an neue Anforderungen anzupassen. Bei den Firmen im Verbund kamen die Programmierschnittstellen ihrer MES besonders schlecht weg. Hier herrrscht ein großer Bedarf an neuen Systemarchitekturen, die einfach erweiterbar, wiederverwertbar und offen sind. Genau solche Architekturen können durch ein objektorientiertes CIM Framework geschaffen werden. Im BMBF-Projekt entstanden für einige Anwendungen einfache Prototypen: Beispielsweise ein Fab-Infosystem, mit dem sich Durchlaufzeit, Ausbeute (Yield) und Durchsatz von Produkten im Halbleiter-Frontend ermitteln lassen. Diese Applikation wurde in Java gemeinsam von Thesys, Bosch und Temic Semiconductors erstellt. Das gesamte Framework bearbeitet aus insgesamt zwölf verschiedenen Arbeitspaketen Themen von A wie »Analyse Engine« bis Z wie »Zellenautomatisierung«. Es entstanden Modelle in den Bereichen »Material Management«, »Factory Management«, »Schedule Management«, »Specification Management« und »Machine Control«.
Als Ergebnis seiner Arbeit bietet der Verbund mittlerweile eine Fülle von beispielhaften Problemlösungen für Fertigungssteuerungsaufgaben, die auf die Verbesserung der Performance-Indikatoren ausgelegt sind. Das entwickelte objektorientierte »Smart Fabrication CIM Framework« (http://www.smartfab.de) kann als Anforderungskatalog für die Implementierung oder Evaluierung neuer MES-Software herangezogen werden. International fließen die Ergebnisse des Projekts in die Standardisierungsbemühungen des »SEMI Task Force CIM Framework« ein (http://semi-tf-cim-framework.ipa.fhg.de/). Hier konnte im März 1999 erstmals der erste Standard (SEMI E 81, Standard for CIM Framework Domain Architecture) aus einer ganzen Reihe zu diesem Thema international etabliert werden. Die Fraunhofer IPA-Entwicklung »InFrame® - MES Integration Platform«, basiert auf diesen Industriestandards. Der Einsatz dieser Integrationsplattform ermöglicht den Unternehmen die zukünftige Migration zu einer modernen und framework-basierten Systemarchitektur.
Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Nobelstraße 12, 70569 Stuttgart
Dipl.-Ing. Thomas Kaufmann
Telefon 0711/970-1239, Telefax 0711/970-1007, e-mail tsk@ipa.fhg.de
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Informationstechnik, Maschinenbau
überregional
Forschungsergebnisse
Deutsch
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