SECS/GEM-Schnittstellenintegration für Beschichtungsanlagen bei VON ARDENNE
Integration von Beschichtungsanlagen in datengetriebene Photovoltaik-Fabs
Die Automatisierung moderner Photovoltaik-Fabriken entwickelt sich zunehmend in Richtung datengetriebener Produktionsprozesse. Mit steigenden Produktionsvolumina und höheren Effizienzanforderungen wächst der Bedarf an einer durchgängigen Integration der Produktionsanlagen in die digitale Infrastruktur der Fab. Ein wichtiger Treiber dieser Entwicklung ist der Wissenstransfer aus der Halbleiterindustrie. Ingenieurteams bringen Erfahrungen aus Bereichen wie Substrat-Tracking, Prozessdatenerfassung und Produktionsanalytik in Photovoltaik-Produktionslinien ein. Dadurch rückt die systematische Erfassung und Auswertung von Prozess- und Produktionsdaten auch in der Photovoltaik-Fertigung stärker in den Fokus. Für Anlagenhersteller wie VON ARDENNE bedeutet dies, dass ihre Systeme nicht nur stabile und reproduzierbare Prozesse liefern müssen. Sie müssen sich auch nahtlos in die Automatisierungs- und IT-Landschaft einer Photovoltaik-Fab integrieren und Produktionsdaten zuverlässig an übergeordnete Systeme übermitteln.
Herausforderung
- Integration von Beschichtungsanlagen in Photovoltaik-Fabs mit hohen standardisierten Kommunikationsanforderungen
- Aufbau interner Kompetenz zur eigenständigen Bewertung von SECS/GEM-Spezifikationen
- Flexible, anpassbare Architektur für zukünftige Skalierung
Lösung
- Generische Implementierung einer standardkonformen SECS/GEM-Schnittstelle mit FabLink®
- Einsatz von OPC UA zur flexiblen und strukturierten Kommunikation
- Virtuelle Tests und Remote-Inbetriebnahme
Ergebnis
- Standardkonformes SECS/GEM-Interface zur übergeordneten Produktionssteuerung
- Einfache Skalierbarkeit auf weitere Anlagen
Standardisierte Anlagenkommunikation für die Integration in moderne Photovoltaik-Fabs
Im Zuge eines Kundenprojekts für eine Photovoltaik-Produktionslinie stand VON ARDENNE vor der Aufgabe eine neue Anlage in eine bestehende Fertigungsumgebung zu integrieren. Der Betreiber verlangte eine standardisierte SECS/GEM-Kommunikationsschnittstelle gemäß den SEMI-Standards, um die Anlage zuverlässig in seine bestehende Automatisierungs- und IT-Infrastruktur einzubinden.
In modernen Photovoltaik- und Halbleiterfabriken bildet die standardisierte Anlagenkommunikation die Grundlage für eine durchgängige Integration von Produktionsanlagen in Host- und MES-Systeme. Nur so lassen sich Prozessdaten, Produktionsparameter und Substratinformationen entlang der gesamten Fertigungslinie transparent erfassen und auswerten.
Die Spezifikationen solcher Integrationsanforderungen sind häufig sehr umfangreich und abstrakt formuliert. Gerade bei komplexen Produktionslinien mit zahlreichen Prozessschritten erfordert dies eine präzise Interpretation der Anforderungen sowie ein tiefes Verständnis der SEMI-Standards und der jeweiligen Anlagenarchitektur.
Vor diesem Hintergrund suchte VON ARDENNE nach einer Lösung, die eine zuverlässige Implementierung der SECS/GEM-Kommunikation ermöglicht und gleichzeitig genügend Flexibilität bietet, um die kundenspezifischen Anforderungen effizient umzusetzen.
Implementierung einer SECS/GEM-Schnittstelle mit FabLink® und OPC UA-basierter Anlagenintegration
Für die Umsetzung der standardisierten SECS/GEM-Kommunikation entschied sich VON ARDENNE für die Integrationssoftware FabLink®. Ziel war es, die Beschichtungsanlage zuverlässig in die Automatisierungs- und IT-Infrastruktur der Photovoltaik-Fab einzubinden und gleichzeitig eine flexible Architektur für zukünftige Erweiterungen zu schaffen.
Ein zentraler Aspekt der Systemarchitektur war dabei die Nutzung von OPC UA als Standard für den Datenaustausch innerhalb der Anlagenkommunikation. OPC UA ermöglicht eine strukturierte und technologieoffene Kommunikation zwischen Anlagensteuerung und FabLink® und schafft damit eine stabile Grundlage für die Integration in übergeordnete Fab-Systeme.
Durch den Einsatz von OPC UA konnte die Kommunikation zwischen Anlagensteuerung und FabLink® effizient umgesetzt werden. Gleichzeitig eröffnet der Standard zusätzliche Freiheitsgrade bei der Modellierung der Datenstrukturen und der Abbildung der Prozessdaten.
Strukturierte Implementierung und virtuelle Tests
Der Projektstart erfolgte mit einer Schulung des Softwareentwicklerteams von VON ARDENNE, um die Grundlagen der SECS/GEM-Kommunikation und der FabLink®- Architektur zu vermitteln. Im Anschluss wurde die umfangreiche Kundenspezifikation gemeinsam analysiert und in konkrete Implementierungsschritte übersetzt.
Zu den zentralen Aufgaben im Projekt gehörten:
Ein wesentlicher Baustein der Implementierung war die Möglichkeit, die Anlagenkommunikation bereits im Vorfeld zu simulieren. Mithilfe eines Testsystems konnten die Interaktionen zwischen Anlagensteuerung, FabLink® und Host-System bereits vor der eigentlichen Inbetriebnahme beim Endkunden überprüft und virtuell in Betrieb genommen werden. Diese virtuelle Testumgebung ermöglichte es, umfangreiche Integrationsszenarien zu durchlaufen. Ein Großteil der Tests mit dem international ansässigen Endkunden konnte remote erfolgen, was zur Kostenoptimierung beitrug.
Effiziente Integration in die Produktionsumgebung
Das Go-live der SECS/GEM-Schnittstelle im Produktionssystem erfolgte im Anschluss innerhalb kurzer Zeit. Nachdem die erste Anlage erfolgreich integriert war, konnten weitere Anlageninstallationen mit wenig Aufwand umgesetzt werden. Die einmal implementierte Kommunikationsstruktur ließ sich effizient auf weitere Systeme übertragen und in sehr kurzer Zeit in Betrieb nehmen.
Grundlage für weitere Projekte in der Halbleiter- und Photovoltaikindustrie
Die erfolgreiche Implementierung der SECS/GEM-Schnittstelle mit FabLink® bildet für VON ARDENNE eine wichtige Grundlage für zukünftige Projekte. Darüber hinaus stärkt die Erweiterung des Portfolios die strategische
Position des Unternehmens in der Halbleiterindustrie. Mit dem aufgebauten Know-how kann VON ARDENNE neue Anlagenprojekte schneller umsetzen und kundenspezifische Anforderungen effizienter erfüllen.
Gleichzeitig eröffnet die standardisierte Kommunikationsarchitektur Perspektiven für zukünftige Erweiterungen, beispielsweise im Umfeld weiterer SEMI-Standards wie GEM300. Mit der langfristigen Skalierbarkeit kommt ein weiterer Vorteil hinzu: Einmal implementierte Kommunikationslösungen können für weitere Anlagenprojekte wiederverwendet werden. Dadurch lassen sich Entwicklungszeiten verkürzen, Kosten reduzieren und Integrationsrisiken minimieren.
Fazit
Die Integration standardisierter Kommunikationsschnittstellen wird für Anlagenhersteller zunehmend zu einem entscheidenden Erfolgsfaktor in automatisierten Produktionsumgebungen. Durch die Zusammenarbeit mit
Kontron AIS und den Einsatz von FabLink® konnte VON ARDENNE eine zuverlässige SECS/GEM-basierte Anlagenkommunikation implementieren und seine Beschichtungsanlagen erfolgreich in moderne, internationale Photovoltaik-
Fabs integrieren.
Das Projekt zeigt, wie sich mit einer klar strukturierten Implementierung, fundiertem Branchenwissen und einer flexiblen Kommunikationsarchitektur auch komplexe Integrationsanforderungen effizient umsetzen lassen.
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