從搬運工到智能體:格創(chuàng)東智賦能OHT天車智能進化
在半導體3nm制程工廠的潔凈車間里,一臺OHT(Overhead Hoist Transport)天車正懸掛在軌道上高速行駛。當即將抵達目標機臺時,它突然減速——并非接到中央系統(tǒng)指令,而是收到前方10米處小車發(fā)出的臨時變道信息同時傳感器也檢測到了前方的小車,于是,它自主規(guī)劃出一條繞行路徑,同時將決策同步給周邊設(shè)備;在抓取晶圓載具(FOUP)時,振動傳感器捕捉到微米級振動,邊緣控制器立即通過動力學優(yōu)化調(diào)整夾爪,確保晶圓零損傷。這不是科幻場景,而是格創(chuàng)東智OHT天車智能體(OHT Agent)的日常操作。
當邊緣計算、多模態(tài)傳感感知與AI算法深度融入傳統(tǒng)天車,半導體物流的“空中搬運工”正升級為具備環(huán)境感知、自主決策、自我進化能力的智能體,重新定義著AMHS(自動化物料搬運系統(tǒng))的效率與可靠性邊界。
一、從“執(zhí)行終端”到“智能體”:
OHT天車的進化邏輯
傳統(tǒng)OHT天車本質(zhì)是“中央控制系統(tǒng)的執(zhí)行終端”:依賴MCS(物料控制系統(tǒng))和OHTC(智能天車控制系統(tǒng))下達的固定任務和固定路徑指令,通過簡單傳感器完成定位,故障處理完全依賴人工排查。這種模式在先進制程工廠中逐漸暴露短板——3nm產(chǎn)線需處理每天超10萬次晶圓搬運任務,設(shè)備響應延遲1秒就可能導致機臺效率下降;晶圓厚度降至50μm時,0.5G的振動就會造成裂片,而傳統(tǒng)天車的機械誤差已逼近工藝極限。
格創(chuàng)東智OHT天車智能體的突破在于構(gòu)建“感知-決策-執(zhí)行”閉環(huán),讓天車從“被動執(zhí)行”變?yōu)椤爸鲃訁f(xié)同”。
●感知層:通過激光雷達、視覺相機、溫度傳感器等,實時捕捉軌道狀態(tài)、周邊設(shè)備、自身機械性能等多維度數(shù)據(jù);
●決策層:邊緣控制器本地化處理數(shù)據(jù),結(jié)合AI算法自主生成最優(yōu)路徑、動態(tài)調(diào)整運行參數(shù);
●執(zhí)行層:OHT操作系統(tǒng)實時進行動作控制,配合力反饋裝置完成柔順操作。
二、傳感器矩陣:
智能天車的“五感系統(tǒng)”
OHT天車的智能體化,始于對環(huán)境與自身的“全知全能”。格創(chuàng)東智為天車打造的完整傳感器矩陣如同為其裝上 “眼睛、耳朵和神經(jīng)末梢”,同時,每一款傳感器都針對半導體潔凈室環(huán)境進行了特殊優(yōu)化。
環(huán)境感知傳感器
●激光雷達:安裝在天車前端上下兩處,可識別10米外直徑0.5mm的異物(如脫落的螺絲),測距精度達±2mm,為路徑規(guī)劃提供實時障礙物數(shù)據(jù);
●視覺相機+AI識別:高速工業(yè)相機配合深度學習算法,精準識別軌道標識、機臺Load Port位置,定位誤差≤0.1mm,即使在潔凈室燈光變化下仍保持穩(wěn)定識別;
●無線通訊傳感器:天車上安裝不依賴WiFi的無線通訊傳感器,讓天車和天車之間在某個范圍內(nèi)局部組網(wǎng),實現(xiàn)高效、安全的本地決策。
設(shè)備狀態(tài)感知傳感器
●電流/電壓/溫度傳感器:實時監(jiān)測電機運行參數(shù),當電流波動超±5%或溫度升至60℃時,自動降低負載并通知調(diào)度系統(tǒng),避免突發(fā)停機;
●力反饋傳感器:集成在FOUP抓取機構(gòu),檢測抓取力(精度±0.1N),當載具輕微變形時,動態(tài)調(diào)整夾持力度,防止晶圓滑移。
●慣性傳感器(IMU):實時監(jiān)控小車的運動姿態(tài),邊緣控制器依據(jù)IMU數(shù)據(jù)以毫秒級別的頻率對小車運行狀態(tài)進行實時調(diào)節(jié)。
三、邊緣控制:
智能天車的“小腦”,實現(xiàn)本地化實時決策
如果說傳感器是“五感”,邊緣控制器就是天車的“小腦”——在本地完成數(shù)據(jù)處理與決策,擺脫對中央系統(tǒng)的依賴,這是智能體化的核心突破。
●低延遲決策:傳統(tǒng)天車的路徑調(diào)整需經(jīng)“傳感器→天車→OHTC→天車”鏈路,延遲常超100ms。邊緣控制器將處理節(jié)點部署在天車本地,數(shù)據(jù)處理延遲壓縮至10ms以內(nèi)。
●離線自治能力:當AMHS中央網(wǎng)絡中斷時,傳統(tǒng)天車會立即停機。而邊緣控制的天車可通過傳感器監(jiān)測自身狀態(tài),以及無線通信傳感器和周邊天車形成的局部網(wǎng)絡,基于本地存儲的軌道地圖與任務隊列,繼續(xù)執(zhí)行已接收的搬運指令。
●能耗優(yōu)化:邊緣控制器結(jié)合實時任務量與設(shè)備狀態(tài),動態(tài)調(diào)整運行參數(shù)。比如空載返程時,自動降低電機轉(zhuǎn)速以減少能耗;根據(jù)軌道坡度提前調(diào)整驅(qū)動力矩,避免急加速/急減速,既降低振動,又節(jié)省能耗。
四、AI算法:
智能天車的“大腦”,驅(qū)動自主進化
傳感器與邊緣控制構(gòu)建了智能體的“硬件基礎(chǔ)”,而AI算法則賦予其“思考能力”,實現(xiàn)從“數(shù)據(jù)到?jīng)Q策”的跨越。
●動態(tài)路徑規(guī)劃:基于強化學習訓練的路徑算法,可實時優(yōu)化行駛路線。當某區(qū)域天車密度超閾值時,自動引導新任務天車繞行,避免形成“空中堵車”;通過分析周邊天車的運行軌跡,提前預判潛在沖突并進行“預測性避讓”。
●故障預測與健康管理:通過機器學習模型分析傳感器歷史數(shù)據(jù),構(gòu)建設(shè)備健康度評估體系。比如對驅(qū)動電機的振動數(shù)據(jù)進行頻譜分析,識別早期故障特征;基于歷史維護記錄與運行參數(shù),自動生成個性化保養(yǎng)計劃,提高平均無故障運行時間(MTBF)。
●群體智能協(xié)同:多臺天車通過邊緣節(jié)點的分布式協(xié)同算法,實現(xiàn)群體優(yōu)化。當某區(qū)域天車負載過高時,自動將部分任務調(diào)度至空閑天車;當某臺天車突發(fā)故障時,周邊天車自動分擔其未完成任務,并調(diào)整路徑避開故障區(qū)域,確保產(chǎn)線物流中斷。
與此同時,格創(chuàng)東智與香港大學強強聯(lián)合,成立工業(yè)AI聯(lián)合實驗室,持續(xù)探索調(diào)度算法、智能體應用等,將加速OHT天車智能體的進化。
五、從“智能單機”到“智能網(wǎng)絡”:
重塑半導體物流生態(tài)
當OHT不再只是“跑得快”,而是“看得見、想得快、算得準”,它就從軌道上的搬運工升級為產(chǎn)線里的智能體。格創(chuàng)東智OHT天車智能體的價值不止于單臺設(shè)備的性能提升,更在于通過“設(shè)備互聯(lián)+數(shù)據(jù)互通”構(gòu)建智能物流網(wǎng)絡,與格創(chuàng)東智CIM系統(tǒng)深度融合,為半導體工廠帶來系統(tǒng)性變革:
●良率提升:因搬運導致的晶圓污染率、振動相關(guān)裂片率都會降低,從而提升晶圓良率;
●效率優(yōu)化:天車系統(tǒng)整體吞吐量提升,機臺等待物料時間減少,晶圓年產(chǎn)能增加;
●成本降低:預測性維護使維修成本下降,能耗優(yōu)化年節(jié)省電費超百萬元;
●柔性升級:支持8吋/12吋晶圓混線生產(chǎn)的動態(tài)調(diào)度,縮短產(chǎn)線切換時間。
未來,隨著數(shù)字孿生、5G通信、更先進AI模型的融入,格創(chuàng)東智OHT天車智能體將實現(xiàn)更高階的能力——例如通過數(shù)字孿生模擬不同調(diào)度策略的效果,提前優(yōu)化路徑;結(jié)合工廠能源管理系統(tǒng),在用電高峰自動調(diào)整運行節(jié)奏,平衡生產(chǎn)與能耗。這場“空中搬運工”的智能革命,正成為半導體制造業(yè)邁向“黑燈工廠”的關(guān)鍵一步,而格創(chuàng)東智將持續(xù)以 “AI+CIM+AMHS” 整體解決方案,重新定義智能制造的效率邊界,助力中國半導體產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)自主可控高質(zhì)量發(fā)展。

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