Exasol成功案例:透過整體測量及數據管理優化企業流程

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Semikron Elektronik Gmbh & Co. KG是功率半導體的領先製造商,Semikron必須應對半導體製造業典型的壓力:全部市場區隔的價格壓力和技術進步的巨大壓力。越來越短的研發及產品生命週期需要高度創新並始終如一的高品質要求。Semikron必須掌握所有方面的創新管理及競爭產品中創新。

困難

Semikron需要對所有品質數據存檔,線上搜尋資料的可用性及追蹤整條生產鏈中材料移動和傳遞訊息的能力。

解決方案

Exasol的分析資料庫可以與Solvtec和Zeitsprung的軟體結合一起使用。

效益

統一測量方法和過程的數據,為客戶提供標準分析節省大量時間的證據。

「Exasol是唯一在專案預算內能夠將給定的資料量,大幅縮短回應時間的資料庫供應商,並通過了概念驗證。我們的標準分析評估時間可以從一個月要幾天減少到只需幾小時。」– Gerhard Zapf, Group Leader IT Applications SEMIKRON International GmbH

背景

該公司開發標準功率半導體軟體及定制系統和解決方案,例如晶體管、控制系統、系統專用冷卻解決方案、冷凝器和專用控制器軟體。根據市場研究機構IMS的說法,它是二極體和閘流半導體模型領域的市場領導者,佔有全球市場的30%。

生產過程在半導體行業的典型生產過程中,特殊芯片安裝在陶瓷基板上(Direct Copper Bonding­—DCB),並被置於電子控制器或傳感器已經整合完成好的智能模塊(IPMs)中。IPMs構成了電力電子系統製造的基礎,功率半導體主要用於工業驅動系統、風力和太陽能發電廠,混合動力、電動車以及電源。

挑戰

在半導體產品製造過程中會產生大量的測量和生產流程數據、材料移動和遞送的資訊。2007年,Semikron理解到有必要針對特殊的測量數據歸檔,建立靈活的系統解決方案,以確保測量數據有效的儲存、分析及追溯性,在新的合約中客戶也提出了關於數據歸檔的具體要求。

該項目有三個主要的目標:封存所有在指定存貨期間售出產品的品質KPI,確保根據合約和商品編號在線提供所有存檔數據,並根據個別特徵進行搜尋,並提供材料相關的訊息,以在整個生產鏈中實現無縫追溯。

有效率的測量數據、數據管理和更快的數據分析將大幅的優化Semikron的商業流程。

解決方案

為什麼選擇Exasol

Semikron決定採用Exasol因為它的高效能,鑒於當時市場上標準系統的供應商(例如Manufacturing ExecutionSystem—MES)無法確保資料需求量的在線可用性,因此Semikron尋找了一種替代方案,以確保在規定的儲存範圍內銷售的產品具有可追溯性,還可以對個別特徵和商品搜索的後設分析,除此之外,在MES環境中的諸多功能對當時的Semikron來說並不需要。總而言之,總擁有成本(TCO)應該是合理的,並且還須將系統簡單地整合到現有的基礎架構中。

當Exasol在2008年12月首次聯繫Semikron時,已經確定使用基於內存技術的Exasol高效能資料庫可以優化流程鍊。一個根據一整年實際數據的概念認證,直接展示了預期中的性能改善結果。查詢時間用不同的數據量和群集配置來分析,Exasol資料庫是可以規模化但不會因為數據量持續增長而發生問題,以及可以進行多層的後設分析。另一方面,每個專業部門有各自的數據分析要求,應該給他們不同的選項來分析數據。線上測量數據的搜索還需要一個關聯型資料模型,能夠解壓縮數據並對其標準化,Semikron為此開發了自己的加載過程,該過程允許來自各種生產系統的原始數據進行編譯、標準化,並最終提供給位於德國的中央伺服器使用。同時,流程和品質管理領域的專家Solvtec和Zeitsprung公司開發了用於導出數據的分析軟體,例如:QS-STAT。

Exasol與Semikron在2010年簽訂了合約,測試階段結束後,Semikron將每個生產區域的系統連接到現場系統。2010年,德國和斯洛伐克的所有測量系統均在一年內完成連結。專案結束後,後續系統將按照標準運行。

至今,已經有五個國際地點和六十個測量系統連接到Exasol的高效能資料庫,例如,當現在在斯洛伐克開啟功率半導體模組和系統時,可以確保第一步輸入的異構測量和過程數據標準化,並儲存在國際伺服器上。第二步,將這些標準化數據從國際伺服器傳輸到德國中央伺服器,解壓縮並上傳到Exasol的資料庫。這些數據隨時可以分析查詢並製成報表,Semikron的系統包括3+1台獨立電腦(節點),這些電腦在群集中鏈接。與標準資料庫系統相比,群集體系結構明顯提升解決方案的效能,群集中的數據會自動分發,從而可以在計算過程中利用最佳硬體資源,在此過程,Exasol將所有訊息以列保存而不是用行,資料庫系統可以自由決定理想的系統配置。

Semikron為保證品質和控制其生產過程,需要的分析有兩種:其一,報告可以安全且靈活的被回收,但是生產中產生的資料包含不能和Exasol直接相容的格式,例如典型的分析程序QS-STAT。Zeitsprung必須為這些應用程式開發特別的輸出外掛,Zeitsprung專門從事生產環境中的訊息平台,外掛能夠控制特殊格式,從資料庫中將數據導出為文件然後當作分析的基礎。

SEMIKRON的好處

透過使用Exasol,製造商成功創建了統一的測量和過程數據檔案,可以在規定的儲存期限內追溯銷售功率半導體組件的生產和品質等關鍵效能指標,隨時對得到的測量數據進行預防性後設分析(統計過程控制),而不會造成任何訊息消失。

專業部門如製程和品管工程師,受益於其部門的獨立性,能夠輕鬆的創建標準和後設報告,除此之外,現在可以透過一個組件上的所有數據得到生產驗證,Exasol的高效能資料庫可以根據企業的需求靈活的擴展。當更多的流程系統連接起來,Semikron將在不遠的未來收穫Exasol帶來的好處。