Kosztujący około miliarda euro nowy zakład produkcyjny jest największą pojedynczą inwestycją w ponad 130-letniej historii firmy Bosch. W Dreźnie produkowane będą półprzewodniki, wykorzystywane m.in. w branży motoryzacyjnej.

Oficjalnie otwarta 7 czerwca 2021 r. w Dreźnie fabryka Bosch, ma być najnowocześniejszym na świecie zakładem wytwarzającym półprzewodniki. Zastosowane zostaną tam wysoce zautomatyzowane maszyny i zintegrowane procesy, wykorzystujące sztuczną inteligencję (Al). Fabrykę, która ma stać się wzorowym przykładem realizacji wizji Przemysłu 4.0 otwarto w obecności (wirtualnej) kanclerz Niemiec, Angeli Merkel, wiceprzewodniczącej Komisji Europejskiej Margrethe Vestager i prezydenta Saksonii Michaela Kretschmera.

Produkowane w Dreźnie półprzewodniki będą stosowane w branżach takich jak transport, produkcja, energia odnawialna czy opieka zdrowotna.

– Dla firmy Bosch półprzewodniki są podstawową technologią i strategicznie ważne jest, aby samodzielnie je opracowywać i produkować. W Dreźnie z pomocą sztucznej inteligencji wzniesiemy produkcję półprzewodników na wyższy poziom. To nasza pierwsza fabryka AIoT: w pełni skomunikowana, oparta na danych, samooptymalizująca się od samego początku. – powiedział dr Volkmar Denner, prezes zarządu Robert Bosch GmbH.

Nowa fabryka Bosch za miliard euro

W nowym zakładzie produkcyjnym Bosch może znaleźć zatrudnienie nawet 700 osób. Cała inwestycja szacowana jest na ok. miliard euro. Koszty zostaną pokryte nie tylko ze środków własnych koncernu Bosch, ale także z funduszy lokalnych i unijnych. Już teraz, na terenie obiektu, który docelowo będzie liczył 72 000 mkw. pracuje 250 osób.

Fabryka rozpocznie produkcję już w lipcu – o pół roku szybciej niż zakładały pierwotne plany. Pierwsze półprzewodniki, które zjadą z taśm produkcyjnych, trafią do elektronarzędzi Bosch. Półprzewodniki, wykorzystywane w branży motoryzacyjnej będą wytwarzane w Dreźnie od września. Firmie zależy na tym, by samemu produkować te ważne z punktu widzenia dzisiejszej technologii elementy, i uniezależnić się od konieczności kupowania ich od zewnętrznych producentów.

Czym są półprzewodniki i do czego się je wykorzystuje?

Półprzewodnik to w dużym uproszczeniu materiał, który w określonych warunkach może być izolatorem, a w innych przewodnikiem prądu. Półprzewodniki to jedne z najmniejszych, ale i najważniejszych elementów elektronicznych, kluczowych dla rozwoju szeroko pojętej informatyki. W postaci mikroprocesorów można znaleźć je w niemal każdym urządzeniu elektronicznym – w smartfonach, telewizorach czy opaskach fitness. Od pewnego czasu są one niezbędne także przy produkcji samochodów.

W 2016 r. w każdym nowym pojeździe na świecie znajdowało się średnio ponad dziewięć układów scalonych firmy Bosch, m.in. w sterowniku poduszek powietrznych, układzie hamulcowym i systemie wspomagania parkowania. W roku 2019 liczba ta wynosiła już ponad 17. Innymi słowy, ich liczba w ciągu zaledwie kilku lat wzrosła mniej więcej dwukrotnie. Eksperci spodziewają się, że w nadchodzących latach nastąpi najsilniejszy wzrost w zakresie systemów wspomagania kierowcy, infotainment oraz elektryfikacji układu napędowego. Inwestując w nową fabrykę, Bosch reaguje na rosnące zapotrzebowanie na półprzewodniki. Badania potwierdzają wzrost popytu na półprzewodniki: jeszcze w 1998 roku, według ZVEI, wartość mikroelektroniki w nowym samochodzie wynosiła 120 euro. Do 2018 roku wartość ta wzrosła do 500 euro, a w 2023 roku ma przekroczyć 600 euro. Oznacza to, że półprzewodniki są obszarem wzrostu również dla Bosch.

Półprzewodniki w samochodach – wymagania

W przypadku samochodów, półprzewodniki muszą charakteryzować się szczególną wytrzymałością. Są bowiem narażone na liczne przeciążenia: wibracje, skrajne temperatury itp. Z tego powodu rozwój półprzewodników wykorzystywanych w motoryzacji jest trudniejszy niż w przypadku innych zastosowań. Bosch posiada wieloletnie doświadczenie w tym zakresie, a fabryka w Dreźnie pozwoli uzupełnić te kompetencje.

Fabryka Bosch w Dreźnie – wzorcowy przykład Przemysłu 4.0

Od momentu wprowadzenia technologii 200-milimetrowej w 2010 roku, firma Bosch zainwestowała ponad 2,5 mld euro w fabryki półprzewodników w Reutlingen i Dreźnie. Do tego dochodzą miliardy euro zainwestowane w rozwój mikroelektroniki. Tak duże inwestycje zwracają się dzięki budowanej dzięki nim przewadze konkurencyjnej nad resztą rynku i innowacjom. Maszyny produkcyjne w Dreźnie będą w szerokim zakresie korzystać ze sztucznej inteligencji. Będą też w pełni skomunikowane, przez co prace związane z utrzymaniem produkcji będą mogły być prowadzone z odległości 9 tys. km.

– Dzięki połączeniu sztucznej inteligencji i internetu rzeczy tworzymy podstawę do ciągłego doskonalenia produkcji w oparciu o dane. Sztuczna inteligencja jest kluczem do dalszej poprawy procesów produkcyjnych i jakości półprzewodników, a także do osiągnięcia wysokiego poziomu stabilności procesu – powiedział dr Volkmar Denner.

W każdej sekundzie generowane są dane produkcyjne odpowiadające 500 stronom tekstu. W ciągu jednego dnia – ponad 42 milionów stron. Dane te są następnie analizowane przy pomocy sztucznej inteligencji. W tym procesie samooptymalizujące się algorytmy uczą się, jak na podstawie danych dokonywać przewidywań. W ten sposób procesy produkcyjne i konserwacyjne mogą być analizowane w czasie rzeczywistym. Algorytm sztucznej inteligencji może wykryć nawet najmniejsze anomalie w produktach. Te anomalie są widoczne na powierzchni płytki półprzewodnikowej w postaci określonych typów błędów zwanych sygnaturami. Ich przyczyny są natychmiast analizowane, a odchylenia od procesu korygowane, zanim mogą wpłynąć na niezawodność produktu. To z kolei oznacza, że produkty półprzewodnikowe mogą być szybko przekazywane do produkcji na szeroką skalę. Klienci z branży motoryzacyjnej nie muszą więc przeprowadzać czasochłonnych testów, które byłyby konieczne przed rozpoczęciem produkcji seryjnej w zakładzie starszej
generacji. Dzięki sztucznej inteligencji można również zoptymalizować prace konserwacyjne. Algorytmy mogą precyzyjnie przewidywać, czy i kiedy część maszyny produkcyjnej lub robota wymaga konserwacji lub regulacji. Innymi słowy, taka praca nie jest wykonywana według sztywnego harmonogramu, ale dokładnie wtedy, gdy jest to potrzebne – przed pojawieniem się problemów.

Fabryka w Dreźnie istnieje nie tylko w świecie rzeczywistym, ale i wirtualnym. Podczas budowy wszystkie części fabryki i wszystkie istotne dane konstrukcyjne dotyczące zakładu jako całości zostały zapisane cyfrowo i zwizualizowane w trójwymiarowym modelu. Tak zwany “cyfrowy bliźniak” obejmuje około pół miliona obiektów 3D, w tym budynki i infrastrukturę, systemy zaopatrzenia i utylizacji, kanały kablowe i systemy wentylacyjne oraz maszyny i linie produkcyjne. Dzięki temu firma Bosch może symulować zarówno plany optymalizacji procesów, jak i prace remontowe bez ingerencji w bieżące operacje.

Również prace konserwacyjne w fabryce w Dreźnie wykorzystują zaawansowaną technologię: dzięki okularom informatycznym i rzeczywistości rozszerzonej prace konserwacyjne przy maszynach można przeprowadzać nawet zdalnie. Innymi słowy, prace konserwacyjne w Dreźnie mogą być wykonywane np. przez eksperta z azjatyckiego zakładu budowy maszyn bez konieczności jego przyjazdu do Drezna. Dzięki wbudowanej w okulary kamerze obrazy są przekazywane do innej części świata, a ekspert w czasie rzeczywistym przeprowadza pracownika, który jest na miejscu, przez proces konserwacji. Technologia ta odegrała również kluczową rolę w uruchomieniu maszyn, które udało się przeprowadzić pomimo ograniczeń w podróżowaniu związanych z koronawirusem.