半导体行业标杆案例｜某半导体装备大厂：从被动运维到AI一屏掌控

半导体装备 | 设备智能监控 | 主动运维

日期标签：2026-08-11

案例背景

某半导体装备企业，注册资本亿元级。专注于半导体晶圆制造前段制程设备的研发、制造与销售，产品涵盖PVD物理气相沉积设备、ALD原子层沉积设备及高选择比刻蚀设备等，并已进入国内头部存储芯片厂商供应链。

随着PVD设备进入规模化生产和交付阶段，设备节点数量、采集变量及报警规则快速增长，传统依赖PLC编程软件和人工经验的设备监控方式已难以满足生产需求。
本项目基于CMS新一代工业SCADA平台，为客户建设PVD设备智能监控体系。项目建设周期6个月，已稳定运行超过12个月，覆盖A1–A4、C1–C5、TM等10余台工艺机台。

项目痛点

大规模高频采集压力大：PVD设备内部集成真空、加热、气体输送、电源驱动、精密传动和过程控制等多个子系统。项目采集点位超过10万个，并要求在400ms以内完成一轮采集，对数据采集、解析、存储和前端实时展示能力提出了较高要求。传统SCADA或HMI系统在高频、大规模数据场景下容易出现采集延迟、数据丢失、CPU占用升高以及界面卡顿等问题。

设备变量分散，故障排查效率低：大量DI、DO、AI、AO变量及温度、压力、流量、真空度等工艺参数分散在不同PLC和设备节点中。传统情况下，工程师需要通过PLC编程软件逐个查找寄存器和变量，难以快速掌握设备整体状态。

互锁逻辑复杂，依赖人工经验：PVD设备中的阀门、真空、温度等操作通常存在复杂的Interlock互锁条件。过去互锁条件分散在PLC程序中，主要依靠操作人员经验判断。一旦遗漏关键条件，容易造成真空破坏、腔体污染甚至设备损坏。

报警与技术资料分散：设备运行过程中会产生大量关联报警，传统报警列表只能显示报警代码和时间。工程师通常需要在PLC程序、操作手册、邮件及共享文件中反复查找原因和处理方法，导致故障定位和恢复时间较长。

解决方案

项目基于CMS工业SCADA平台构建设备智能监控体系，将设备采集、状态监控、互锁管理、报警处理和工艺参数管理统一到一个平台中。针对PVD设备特点，重点建设五大应用模块：指标监控、互锁管理、连接监控、实时告警和加热管理。

高性能数据采集针对10万+点位高频采集需求，CMS采用分布式采集架构，将采集、解析和存储进行解耦，并结合批量读取、数据缓存及时序数据存储机制，提高高并发数据处理能力。项目实际运行中实现： ●10万+点位全量采集周期<400ms ●数据吞吐量25万+条/秒 ●CPU占用率<40% ●前端状态刷新延迟<1秒 ●支持设备7×24小时连续运行同时为后续新增设备和新机型接入预留扩展空间。

统一互锁与报警管理项目将原PLC中分散的近5000条Interlock互锁规则以及超过1万条报警规则进行统一管理。操作前，系统自动检查互锁条件，对不满足的条件直接进行提示。报警发生后，工程师可以查看对应报警信息、互锁条件及处理文档，减少人工逐层排查。

浏览器统一访问平台采用B/S架构，工程师通过浏览器即可查看设备运行状态，无需在每台终端安装专用客户端。同时支持多种工业设备及PLC协议接入，为后续设备扩展提供统一的数据接入基础。

核心应用场景

指标监控：设备变量一屏查看

将原本分散在PLC中的设备变量统一呈现，对DI、DO、AI、AO以及温度、压力、流量、真空度等数据进行实时监控。工程师可以通过搜索快速定位设备变量，无需逐个查看PLC寄存器。变量查找时间由平均约5分钟缩短至10秒以内。