從搬運工到智能體:格創東智賦能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——并非接到中央系統指令,而是收到前方10米處小車發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,它自主規劃出一條繞行路徑,同時將決策同步給周邊設備;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化調整夾爪,確保晶圓零損傷。這不是科幻場景,而是格創東智OHT天車智能體(OHT Agent)的日常操作。
當邊緣計算、多模態傳感感知與AI算法深度融入傳統天車,半導體物流的“空中搬運工”正升級為具備環境感知、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)的效率與可靠性邊界。
一、從“執行終端”到“智能體”:
OHT天車的進化邏輯
傳統OHT天車本質是“中央控制系統的執行終端”:依賴MCS(物料控制系統)和OHTC(智能天車控制系統)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產線需處理每天超10萬次晶圓搬運任務,設備響應延遲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,而傳統天車的機械誤差已逼近工藝極限。
格創東智OHT天車智能體的突破在于構建“感知-決策-執行”閉環,讓天車從“被動執行”變為“主動協同”。
●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、周邊設備、自身機械性能等多維度數據;
●決策層:邊緣控制器本地化處理數據,結合AI算法自主生成最優路徑、動態調整運行參數;
●執行層:OHT操作系統實時進行動作控制,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”
OHT天車的智能體化,始于對環境與自身的“全知全能”。格創東智為天車打造的完整傳感器矩陣如同為其裝上 “眼睛、耳朵和神經末梢”,同時,每一款傳感器都針對半導體潔凈室環境進行了特殊優化。
環境感知傳感器
●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,為路徑規劃提供實時障礙物數據;
●視覺相機+AI識別:高速工業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局部組網,實現高效、安全的本地決策。
設備狀態感知傳感器
●電流/電壓/溫度傳感器:實時監測電機運行參數,當電流波動超±5%或溫度升至60℃時,自動降低負載并通知調度系統,避免突發停機;
●力反饋傳感器:集成在FOUP抓取機構,檢測抓取力(精度±0.1N),當載具輕微變形時,動態調整夾持力度,防止晶圓滑移。
●慣性傳感器(IMU):實時監控小車的運動姿態,邊緣控制器依據IMU數據以毫秒級別的頻率對小車運行狀態進行實時調節。
三、邊緣控制:
智能天車的“小腦”,實現本地化實時決策
如果說傳感器是“五感”,邊緣控制器就是天車的“小腦”——在本地完成數據處理與決策,擺脫對中央系統的依賴,這是智能體化的核心突破。
●低延遲決策:傳統天車的路徑調整需經“傳感器→天車→OHTC→天車”鏈路,延遲常超100ms。邊緣控制器將處理節點部署在天車本地,數據處理延遲壓縮至10ms以內。
●離線自治能力:當AMHS中央網絡中斷時,傳統天車會立即停機。而邊緣控制的天車可通過傳感器監測自身狀態,以及無線通信傳感器和周邊天車形成的局部網絡,基于本地存儲的軌道地圖與任務隊列,繼續執行已接收的搬運指令。
●能耗優化:邊緣控制器結合實時任務量與設備狀態,動態調整運行參數。比如空載返程時,自動降低電機轉速以減少能耗;根據軌道坡度提前調整驅動力矩,避免急加速/急減速,既降低振動,又節省能耗。
四、AI算法:
智能天車的“大腦”,驅動自主進化
傳感器與邊緣控制構建了智能體的“硬件基礎”,而AI算法則賦予其“思考能力”,實現從“數據到決策”的跨越。
●動態路徑規劃:基于強化學習訓練的路徑算法,可實時優化行駛路線。當某區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據,構建設備健康度評估體系。比如對驅動電機的振動數據進行頻譜分析,識別早期故障特征;基于歷史維護記錄與運行參數,自動生成個性化保養計劃,提高平均無故障運行時間(MTBF)。
●群體智能協同:多臺天車通過邊緣節點的分布式協同算法,實現群體優化。當某區域天車負載過高時,自動將部分任務調度至空閑天車;當某臺天車突發故障時,周邊天車自動分擔其未完成任務,并調整路徑避開故障區域,確保產線物流中斷。
與此同時,格創東智與香港大學強強聯合,成立工業AI聯合實驗室,持續探索調度算法、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“智能網絡”:
重塑半導體物流生態
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線里的智能體。格創東智OHT天車智能體的價值不止于單臺設備的性能提升,更在于通過“設備互聯+數據互通”構建智能物流網絡,與格創東智CIM系統深度融合,為半導體工廠帶來系統性變革:
●良率提升:因搬運導致的晶圓污染率、振動相關裂片率都會降低,從而提升晶圓良率;
●效率優化:天車系統整體吞吐量提升,機臺等待物料時間減少,晶圓年產能增加;
●成本降低:預測性維護使維修成本下降,能耗優化年節省電費超百萬元;
●柔性升級:支持8吋/12吋晶圓混線生產的動態調度,縮短產線切換時間。
未來,隨著數字孿生、5G通信、更先進AI模型的融入,格創東智OHT天車智能體將實現更高階的能力——例如通過數字孿生模擬不同調度策略的效果,提前優化路徑;結合工廠能源管理系統,在用電高峰自動調整運行節奏,平衡生產與能耗。這場“空中搬運工”的智能革命,正成為半導體制造業邁向“黑燈工廠”的關鍵一步,而格創東智將持續以 “AI+CIM+AMHS” 整體解決方案,重新定義智能制造的效率邊界,助力中國半導體產業實現自主可控高質量發展。

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