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Seagate 希捷: 智慧工廠AI平台-「雅典娜計畫」

出處:MIC專欄|詹文男, 李震華, 周維忠, 王義智, MIC數位轉型研究團隊

企業除了解自身亟須解決的痛點外,若必須學習與供應商共同打造最適解決方案

公司簡介
Seagate於1979年成立於美國加州,是全球主要的硬碟廠商之一,主要產品包括桌面硬碟、企業用硬碟、筆記型電腦硬碟和微型硬碟等。2014年9月,Seagate併購Avago旗下LSI的加速解決方案事業部(Accelerated Solutions Division,ASD)及快閃記憶體組件事業部(Flash Components Division,FCD)獲得企業級PCIe快閃記憶體與固態硬碟(SSD)控制器技術,進一步強化Seagate在快閃儲存領域的競爭力。

2018年Seagate參與以貝恩資本為首的美日韓聯盟入股日本東芝公司的半導體部門,以確保旗下固態硬碟產品線能獲得東芝穩定供應快閃記憶體。2018年度營收規模達112億美元。

轉型動機
Seagate對於生產過程強調垂直整合,除了部分零組件由供應鏈出貨外,其餘皆由Seagate自行生產。在製作硬碟過程中有高達1,000道工序。以磁頭滑翹(slider)的生產過程為例,是以矽晶圓(Wafer)做為原料,經過光刻處理,成為平整、輕薄的薄片,再經過分割,處理後變成磁頭滑翹,其中包括氣體流動、讀取與寫入感測器放置的方位,皆會影響整個產品良率,而上述流程都可以透過人工智慧進行優化。

Seagate全球的工廠每年生產超過十億個記錄磁頭(recording transducers),為了維持最高標準的品質,磁頭皆需經分析及測試。以Seagate位於美國明尼蘇達州諾曼戴爾(Normandale)的工廠為例,每天產出數百萬張的顯微影像相當於10 TB的資料量,工廠需先從此大量影像中,篩選出有潛在瑕疵的部分,才能將晶片組裝至硬碟上。由於需分析檢測的磁頭數量龐大,萌生應用機器學習、物聯網感測器等技術改善製程效率。

轉型方向
在製造流程中,Seagate希望能夠達到即時監控管理的效果。所謂即時,是指可能要在毫秒(millisecond)之內,就必須能夠根據產線上的情況進行決策,相較於有些決策判斷必需倚賴供應鏈製程資料,可能須歷時數小時、數週甚至數月的時間。透過與NVIDIA、HPE共同合作成立智慧工廠AI平台-「雅典娜計畫」(Project Athena),Seagate將晶圓成品影像導入機器學習,訓練AI系統分辨晶圓成品的品質,該平台部署的AI模型已經能夠做到每天可即時分析300多萬張電子顯微鏡產生的影像資料,並從中找出工程師可能忽略的小瑕疵,再回報給產線人員改善問題。透過即時處理的功能,團隊得以及早辨識並修正製程問題。問題越早發現,就能更有效地降低瑕疵品對製程及成本的影響。

Seagate將自動化設備產生的數據即時上傳至雲端,建立讓工廠設備可進行機器學習的基礎環境。Seagate從2000年起便致力於打造完整的基礎設備,迄今花了近20年,現階段Seagate生產線上所產生的數據,都可傳輸至部署在工廠裡面的伺服器進行即時運算與分析。

至於在組織設計方面,Seagate內部成立一個「資料公民科學家」(Our Citizen Data Scientist)專案計畫,一方面從各種不同面向去協助企業內不同部門的員工了解AI、機器學習等相關知識以及在內部相關場域的應用,同時尋找並培育人工智慧領域相關人才,以期能夠充分發揮數位轉型的成效。

轉型啟發
從Seagate的案例可發現業者必須先從公司自身角度思考要解決的問題為何?並且,需先確認產線製程有那些數據可以拿來作為改善或減少良率問題的發生。如此才能夠精確評估導入AI的成本效益為何,進而提高企業競爭力。而且,也可發現現階段最適合企業自身的AI解決方案,通常已非市面上的標準化方案。Seagate選擇自行與供應商共同打造適用自身工廠製程的解決方案,也意味著只憑藉供應商提供標準化方案的時代也已過去,企業除了解自身亟須解決的痛點外,若必須學習與供應商共同打造最適解決方案。

最後,從此案例也可發現,轉型絕非是一蹴可幾,Seagate是自2000年起即意識到產線設備聯網,後續在2019年進一步導入人工智慧建模進行AI檢測,能夠即時掌握產線生產情況,及早識別並修正製程問題。問題越早發現,就能更有效地降低瑕疵品對製程及成本的影響。

資料來源:資策會MIC、數位轉型力、數位轉型學院編輯整理