Big Data in der Produktion
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Big Data in der Produktion S.Rössel / 10.2016 Nicht klassifiziert. "Eigentum von Micronas. Alle Rechte vorbehalten." Big Data in der Produktion Micronas @ TDK Big Data - hilft es denn? Beispiele aus der Produktion Datenbeschaffung Datenspeicherung Organisation Nicht klassifiziert. "Eigentum von Micronas. Alle Rechte vorbehalten." 2 Micronas @ TDK Micronas Most Preferred Partner for Sensing and Control PPM Trend Seit 2016 Teil der TDK Gruppe BU Sensors Schätzwert; Weitere Feldrückläufer möglich Schwerpunkt Hall-Sensoren für Automotive Halbleiter-Fertigung ~400 Mio. Bauteile / Jahr Hoher Automatisierungsgrad Hohe Qualitätsanforderungen (Automotive) Nicht klassifiziert. "Eigentum von Micronas. Alle Rechte vorbehalten." 3 Micronas within TDK – TDK Product Portfolio TDK is one of the largest electronic components makers with broad and diversified products Film Application Products: ¥222B 19% Energy devices Passive Components: ¥576B 50% Capacitors: ¥150B 13% Applied films Film Application Products Ceramic capacitors Capacitors Aluminum Film electrolytic capacitors capacitors 13% 19% Magnetic Application Products: ¥315B 27% Recording Devices ¥220B 19% Recording heads & suspensions for HDD Recording Devices 19% Other Magnetic Application Products ¥96B 8% Power supplies Magnets Nicht klassifiziert. "Eigentum von Micronas. Alle Rechte vorbehalten." Inductive Devices Consolidated Sales: JPY1,083bn/ EUR7.8bn (FY2016) Other Magnetic Application Products 8% Inductive Devices: ¥149B 13% 13% Other Passive Components 24% Other Passive Components: ¥ 276B 24% High-frequency Piezoelectric material devices products, Circuit protection components Other Other ¥39B 3% Magnetic Sheet Sensors Big Data in der Produktion Micronas @ TDK Big Data - hilft es denn? Beispiele aus der Produktion Datenbeschaffung Datenspeicherung Organisation Nicht klassifiziert. "Eigentum von Micronas. Alle Rechte vorbehalten." 5 Big Data in der Produktion Hilft es denn? Beispiel: Predictive Maintenance Überwachung der Stromaufnahme über FDC System Erhöhte Stromaufnahme ist Hinweis auf beginnendes Motor-Problem Motorwartung nach Bedarf Nicht klassifiziert. "Eigentum von Micronas. Alle Rechte vorbehalten." 6 Big Data in der Produktion Hilft es denn? Beispiel: Prozess- Überwachung Kontinuierliches Monitoring von Prozessdaten Beispiel 1: Prozesstemperaturverlauf rot = zu hohe Abweichung nach fehlerhafter Wartung SPC nur über Mittelwert, Hüllkurve überwachen? Nicht klassifiziert. "Eigentum von Micronas. Alle Rechte vorbehalten." 7 Big Data in der Produktion Hilft es denn? Beispiel: Part Average Test Ziel: Fehlerrate << 1ppm Mehrfach-Messung der ICs (Wafer/Final) - Statische Limits auf Messparameter PAT berechnet dynamische Limits - Analyse der Verteilung und Verteilungstyp - auf einzelne Messparameter - auf Kombinationen von Parametern Nicht klassifiziert. "Eigentum von Micronas. Alle Rechte vorbehalten." 8 Big Data in der Produktion Hilft es denn? Beispiel: R2R exposure dose glass mask with structured chrome layer photoresist substrate small lines substrate substrate CD (critical dimension) measurement: smallest representable structure Nicht klassifiziert. "Eigentum von Micronas. Alle Rechte vorbehalten." wide lines 9 Big Data in der Produktion Hilft es denn? cd target, control limits, specification limits Beispiel: R2R CD-R2Rcontroller lot stepper & cluster: coat, exposure, develop opt. inspection overlay measurement calculation model parameter after track out CD step CD measurement lot data overlay-R2Rcontroller Nicht klassifiziert. "Eigentum von Micronas. Alle Rechte vorbehalten." control limits, specification limits calculation of model parameter after overlay measurement 10 Big Data in der Produktion Hilft es denn? Beispiel: Virtual Metrology Ersetzen von einzelnen Messungen durch virtuelle Messungen Reduktion von Mess-Schritten Prozess-Modell: Abdeckung von Sonderfällen (Wartung, Produkt-Mix, Maschinen-Mix) Nicht klassifiziert. "Eigentum von Micronas. Alle Rechte vorbehalten." 11 Big Data in der Produktion Micronas @ TDK Big Data - hilft es denn? Beispiele aus der Produktion Datenbeschaffung Datenspeicherung Organisation Nicht klassifiziert. "Eigentum von Micronas. Alle Rechte vorbehalten." 12 Big Data in der Produktion Datenbeschaffung Anbindung der Maschinen Halbleiter- Standard SECS/HSMS (XML ähnliches Protokoll) Steuerungs-PC mit eigenem Interface (Files etc.) Automatisierungstechnik (A/D to http, Wago, Moxa etc.) Externe Sensorik Status ca. 400 integrierte Maschinen unterschiedliche Qualität der Integration Nicht klassifiziert. "Eigentum von Micronas. Alle Rechte vorbehalten." 13 Big Data in der Produktion Datenbeschaffung Probleme bei der Maschinen Integration Zuverlässigkeit der Anbindung Qualitätsrelevant keine Auslieferung ohne vollständige Daten Aktuelle IT Technik oft ignoriert (Redundanz, Transaktionssicherheit, Resilience…) Security ist ein Problem! Aufwand sehr hoch Autoradio „redet“ sofort mit jedem Smartphone Bei Fertigungsmaschinen und MES benötigt das Tage bis Wochen WARUM? Nicht klassifiziert. "Eigentum von Micronas. Alle Rechte vorbehalten." 14 Big Data in der Produktion Micronas @ TDK Big Data - hilft es denn? Beispiele aus der Produktion Datenbeschaffung Datenspeicherung Organisation Nicht klassifiziert. "Eigentum von Micronas. Alle Rechte vorbehalten." 15 Big Data in der Produktion Datenspeicherung Das Datenvolumen explodiert - Ja, wirklich! Micronas Data Volumina SAP / MES Engineering Database (CATO) Engineering Wünsche: ~ 1 TByte ~ 10 TByte (no problem) (teuer, aber OK) Messdaten nicht mehr sampeln (aktuell 1:10, 6 Monate online in DB) Fertigungsdaten korrelieren (FAB- FDC mit Test-Yield etc.) von Prozess-Monitoring zur Qualitätsanalyse Von lokalen Überwachungsroutinen zu Qualitätsdaten Immer mehr Bilder… ~ 100 TByte (relationale DB?) Nicht klassifiziert. "Eigentum von Micronas. Alle Rechte vorbehalten." 16 Entwicklungen im DB Markt Idee: Trennung von operativen und Analyse Datenbanken NoSQL (not only SQL, nicht relational) In-Memory DB im Hauptspeicher - wahnsinnig schnell! - flüchtig - kein Index, komprimiert (bis ca. 1TByte) Kein fixes Schema Spaltenorientiert - Ein Fileblock enthält (alle) Umsätze, alle xxx => schneller Lesezugriff - DB organisiert die Redundanz => einfacher Speicher, lineare Kosten Nicht klassifiziert. "Eigentum von Micronas. Alle Rechte vorbehalten." - Key-Value store - Zeitdaten… (Optimiert für sp. Reporting) Massiv parallel - Hadoop (ggfs. mehrstufig) (Einfache Hardware, DB organisiert Redundanz) 17 Big Data in der Produktion Micronas @ TDK Big Data - hilft es denn? Beispiele aus der Produktion Datenbeschaffung Datenspeicherung Organisation Nicht klassifiziert. "Eigentum von Micronas. Alle Rechte vorbehalten." 18 Big Data in der Produktion Organisation Big Data – Erkenntnis Gewinn Data-mining oder Knowledge Discovery? Was wird benötigt? Gute Statistik Kenntnisse Gute Prozess Kenntnisse ZEIT! Big Data erfordert zusätzliche Ressourcen auf IT Seite (Maschinenintegration, DB/Storage, Analysetools) auf Anwenderseite (Engineering), KEIN NEBENJOB! Nicht klassifiziert. "Eigentum von Micronas. Alle Rechte vorbehalten." 19 END Nicht klassifiziert. "Eigentum von Micronas. Alle Rechte vorbehalten." 20
