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?“換腦重生”趕超世界一流,探秘中國首個自主可控半導體顯示智能工廠

   2022-11-07 2510
核心提示:經過中資收購,現為TCL華星全資控股工廠。2022年9月23日,隨著其全棧CIM(計算機集成制造系統)系統國產化替代項目圓滿收官,首個全面部署自研CIM系統的半導體顯示智能工廠就此誕生,標志著蘇州華星智能制造水平再上一個新臺階。

蘇州華星光電技術有限公司(以下簡稱:蘇州華星)是全球半導體顯示領域的領跑者,其前身為韓國三星顯示蘇州工廠。經過中資收購,現為TCL華星全資控股工廠。2022年9月23日,隨著其全棧CIM(計算機集成制造系統)系統國產化替代項目圓滿收官,首個全面部署自研CIM系統的半導體顯示智能工廠就此誕生,標志著蘇州華星智能制造水平再上一個新臺階。

把時間撥回到兩年前。2020年8月,TCL華星光電技術有限公司攜手蘇州工業園區國有資本投資運營控股有限公司,聯合收購了具備世界一流制造水平的三星顯示蘇州工廠。收購完成后,蘇州華星將主要生產加工并銷售32吋至65吋超高清、曲面、窄邊框等中、大尺寸高端液晶顯示器(TFT-LCD)面板及模組產品,持續擴大TCL乃至中國在中、大尺寸顯示業務領域的競爭力。

變身后的蘇州華星,為了在國內和國際市場競爭中保持競爭優勢,需要進一步提升新品推出效率、提高產品品質并降低生產成本。而這些升級需求,也對工廠智能制造的要求越來越高,其中號稱“半導體智能工廠生命級軟件”的CIM系統對生產的影響最為關鍵。CIM是一個智能化的過程,各平臺對信息的收集、分析、決策,到二次分析、大數據模型的預測性分析、給出決策意見都由系統完成,通過讓制造自動化、集成化、系統化來提高生產效率。

然而,同國內許多先進制造業工廠一樣,受限于國外軟件的高昂價格、低效服務和陳舊的技術框架,蘇州華星CIM系統更新迭代的速度遠遠跟不上企業發展及市場變化。

對于蘇州華星而言,必須擁有與國際一流CIM系統媲美的自有CIM系統,才能支撐新一輪的發展與壯大。在此背景下,與蘇州華星同屬TCL、國內領先的制造業數字化轉型科技企業格創東智與其聯手,立志攜手攻破這個難題。

變道超車,自主可控帶來競爭優勢

半導體CIM系統涵蓋設備管理、生產管理及品質管理三大領域,包括30多套核心系統與上百套子系統。業內人士稱,CIM系統需要在實際工廠環境中演練驗證,再加上半導體工藝流程極為復雜,產品生產要經過上千臺設備,上百道工序,對控制系統的智能化及算法能力要求極高,因此國內該領域的研發工作一直進展緩慢。

面對挑戰,蘇州華星與格創東智充分發揮各自優勢——蘇州華星對半導體制造有深刻的認知和豐富經驗,格創東智作為工信部評定的國家級雙跨工業互聯網平臺,具有成熟的工業軟件開發能力,特別是在半導體CIM方面積累深厚。

雙方聯合研發的新CIM系統,不僅達到其替代的進口系統的水準,多個高階功能上線后表現還更加出色,充分滿足了生產管理與運營需求。

“全新的CIM系統讓工廠自動化率達到了國內頂尖水準,徹底擺脫了對國外軟件系統的依賴。CIM系統完全自主可控之后,系統技術框架更為先進、系統升級迭代變得更加高效,這將有力支撐蘇州華星的產能擴充及數字化轉型變革。特別是在制造周期、交貨周期、良品率等方面提升效益明顯,我們預計將同步實現綜合人均產值提升和生產成本下降,產品將具有更強的全球競爭力?!碧K州華星總經理鞠霞介紹。

以半導體制造最為關注的品質優化為例,工廠可通過生產數據對生產過程中的缺陷原因進行更智能的分析,有效解決了傳統依靠人工經驗判斷的痛點,提高了產品品質,優化了投入產出過程。

在柔性制造方面,蘇州華星能夠按需批量生產定制產品,通過實時共享數據,快速應對需求波動,精確控制產量,進而降低運營成本。此外,通過車間規劃升級改造,設備對應力范圍擴大,產品形態更加多樣化,更能適合未來多品種小批量的客戶訂單需求。

全球創舉,“換腦手術”無感切換

除了攀爬研發的高山,此次CIM系統切換上線的過程中,亦攻克了諸多難關。

在常規建廠期,前期產能不高,CIM系統上線后通常會有3個月左右的時間過渡,可以陸續提升系統完善度與穩定性。然而留給蘇州華星新舊系統的過渡時間為“零”——需要在工廠持續保持滿產的狀態下完成新系統上線,實現無感知“換腦”,這極大地考驗著交付團隊的多項目群管理能力。

“必須要一次性成功切換30多套核心系統,否則會造成產品數據錯亂,設備無法稼動,全廠癱瘓,在有備案的情況下也至少需要80小時以上全面恢復。工廠每天的運轉費用高達幾百萬,哪怕停產一天也損失慘重。為順利完成這些挑戰,我們必須全面、深入理解業務場景,制定靈活實用的技術方案以及精細化管理項目?!备駝摉|智交付團隊IT負責人瞿杰華介紹。

兩年里,新舊系統替換之路走得穩健扎實。上百套流程、上千個業務流程與上萬個系統功能,從孿生建設到虛擬現實驗證,大量的業務場景模擬,大批量投產驗證……在漫長而復雜的部署與實施過程中,蘇州華星與格創東智項目團隊最終實現了百余個系統切換零失敗,新系統上線即支撐工廠滿產的目標。

2021年4月,蘇州華星和格創東智完成了數百個MIS基礎IT系統交割;2022年3月31日,m10 模組工廠MES系統切換完成,并達成切換后即時滿產的任務;2022年9月23日,t10 fab工廠MES系統切換完成,標志著歷時兩年的國產化CIM系統替代項目圓滿成功。

“全新的CIM系統擁有完整知識產權、全鏈技術能力,可實現自主可控升級迭代。制造企業與軟件企業聯手研發的模式,為國產軟件的跨越式發展趟出了一條成功路徑。無感知切換的成功經驗又示范了一種智能工廠轉型升級的新模式。這是一件值得我們自豪的事,也標志著我們中國企業的自主研發能力和項目管理能力均達到了較高水平?!?格創東智CEO何軍表示。

趕超燈塔,爭做中國數字領航“排頭兵”

近日,工信部印發的《關于組織開展2022年新一代信息技術與制造業融合發展試點示范申報工作的通知》,首次提出打造中國自己的燈塔工廠——“數字領航”企業方向?!皵底诸I航”企業將聚焦全要素、全流程、全生態數字化轉型,以技術實力強、業務模式優、管理理念新、質量效益高為行業轉型標桿,探索制造業數字化轉型新路徑。

“蘇州華星從設備控制層軟件、制造執行層軟件、品質控制層軟件等一系列核心生產軟件入手,將生產管理系統的信息進行融合,實現了資源動態管控、精益生產優化、智能在線檢測、設備動態管理、質量精準追溯等全業務流程閉環管理,將傳統孤立的各個系統徹底整合為一套系統,在工廠數字化轉型過程中極具代表性。無論是在業務價值、創新價值、技術能力方面,都足以比肩甚至超越燈塔工廠,為工廠數字化轉型示范成功經驗?!盨EMI信息控制標委會中國分會聯席主席、半導體智能制造行業專家丁險峰博士表示。

蘇州華星自研智能工廠系統的落成,不僅助力蘇州華星實現智能生產、提升競爭力以應對未知挑戰,更為中國制造業數字化、智能化升級開辟了一條新的示范路徑,為做大做強做優數字工廠提供了標桿案例,成為推動制造業高質量發展的行業智慧力量。

 
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