“換腦重生”趕超世界一流，探秘中國首個自主可控半導(dǎo)體顯示智能工廠

　　蘇州華星光電技術(shù)有限公司(以下簡稱:蘇州華星)是全球半導(dǎo)體顯示領(lǐng)域的領(lǐng)跑者,其前身為韓國三星顯示蘇州工廠。經(jīng)過中資收購,現(xiàn)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(jī)集成制造系統(tǒng))系統(tǒng)國產(chǎn)化替代項目圓滿收官,首個全面部署自研CIM系統(tǒng)的半導(dǎo)體顯示智能工廠就此誕生,標(biāo)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(shù)有限公司攜手蘇州工業(yè)園區(qū)國有資本投資運(yùn)營控股有限公司,聯(lián)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?fù)瓿珊?蘇州華星將主要生產(chǎn)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(chǎn)品,持續(xù)擴(kuò)大TCL乃至中國在中、大尺寸顯示業(yè)務(wù)領(lǐng)域的競爭力。

　　變身后的蘇州華星,為了在國內(nèi)和國際市場競爭中保持競爭優(yōu)勢,需要進(jìn)一步提升新品推出效率、提高產(chǎn)品品質(zhì)并降低生產(chǎn)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(dǎo)體智能工廠生命級軟件”的CIM系統(tǒng)對生產(chǎn)的影響最為關(guān)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(shù)據(jù)模型的預(yù)測性分析、給出決策意見都由系統(tǒng)完成,通過讓制造自動化、集成化、系統(tǒng)化來提高生產(chǎn)效率。

　　然而,同國內(nèi)許多先進(jìn)制造業(yè)工廠一樣,受限于國外軟件的高昂價格、低效服務(wù)和陳舊的技術(shù)框架,蘇州華星CIM系統(tǒng)更新迭代的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上企業(yè)發(fā)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(tǒng)媲美的自有CIM系統(tǒng),才能支撐新一輪的發(fā)展與壯大。在此背景下,與蘇州華星同屬TCL、國內(nèi)領(lǐng)先的制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型科技企業(yè)格創(chuàng)東智與其聯(lián)手,立志攜手攻破這個難題。

　　變道超車,自主可控帶來競爭優(yōu)勢

　　半導(dǎo)體CIM系統(tǒng)涵蓋設(shè)備管理、生產(chǎn)管理及品質(zhì)管理三大領(lǐng)域,包括30多套核心系統(tǒng)與上百套子系統(tǒng)。業(yè)內(nèi)人士稱,CIM系統(tǒng)需要在實際工廠環(huán)境中演練驗證,再加上半導(dǎo)體工藝流程極為復(fù)雜,產(chǎn)品生產(chǎn)要經(jīng)過上千臺設(shè)備,上百道工序,對控制系統(tǒng)的智能化及算法能力要求極高,因此國內(nèi)該領(lǐng)域的研發(fā)工作一直進(jìn)展緩慢。

　　面對挑戰(zhàn),蘇州華星與格創(chuàng)東智充分發(fā)揮各自優(yōu)勢——蘇州華星對半導(dǎo)體制造有深刻的認(rèn)知和豐富經(jīng)驗,格創(chuàng)東智作為工信部評定的國家級雙跨工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,具有成熟的工業(yè)軟件開發(fā)能力,特別是在半導(dǎo)體CIM方面積累深厚。

　　雙方聯(lián)合研發(fā)的新CIM系統(tǒng),不僅達(dá)到其替代的進(jìn)口系統(tǒng)的水準(zhǔn),多個高階功能上線后表現(xiàn)還更加出色,充分滿足了生產(chǎn)管理與運(yùn)營需求。

　　“全新的CIM系統(tǒng)讓工廠自動化率達(dá)到了國內(nèi)頂尖水準(zhǔn),徹底擺脫了對國外軟件系統(tǒng)的依賴。CIM系統(tǒng)完全自主可控之后,系統(tǒng)技術(shù)框架更為先進(jìn)、系統(tǒng)升級迭代變得更加高效,這將有力支撐蘇州華星的產(chǎn)能擴(kuò)充及數(shù)字化轉(zhuǎn)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(yù)計將同步實現(xiàn)綜合人均產(chǎn)值提升和生產(chǎn)成本下降,產(chǎn)品將具有更強(qiáng)的全球競爭力。”蘇州華星總經(jīng)理鞠霞介紹。

　　以半導(dǎo)體制造最為關(guān)注的品質(zhì)優(yōu)化為例,工廠可通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)對生產(chǎn)過程中的缺陷原因進(jìn)行更智能的分析,有效解決了傳統(tǒng)依靠人工經(jīng)驗判斷的痛點(diǎn),提高了產(chǎn)品品質(zhì),優(yōu)化了投入產(chǎn)出過程。

　　在柔性制造方面,蘇州華星能夠按需批量生產(chǎn)定制產(chǎn)品,通過實時共享數(shù)據(jù),快速應(yīng)對需求波動,精確控制產(chǎn)量,進(jìn)而降低運(yùn)營成本。此外,通過車間規(guī)劃升級改造,設(shè)備對應(yīng)力范圍擴(kuò)大,產(chǎn)品形態(tài)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(chuàng)舉,“換腦手術(shù)”無感切換

　　除了攀爬研發(fā)的高山,此次CIM系統(tǒng)切換上線的過程中,亦攻克了諸多難關(guān)。

　　在常規(guī)建廠期,前期產(chǎn)能不高,CIM系統(tǒng)上線后通常會有3個月左右的時間過渡,可以陸續(xù)提升系統(tǒng)完善度與穩(wěn)定性。然而留給蘇州華星新舊系統(tǒng)的過渡時間為“零”——需要在工廠持續(xù)保持滿產(chǎn)的狀態(tài)下完成新系統(tǒng)上線,實現(xiàn)無感知“換腦”,這極大地考驗著交付團(tuán)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(tǒng),否則會造成產(chǎn)品數(shù)據(jù)錯亂,設(shè)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(fù)。工廠每天的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高達(dá)幾百萬,哪怕停產(chǎn)一天也損失慘重。為順利完成這些挑戰(zhàn),我們必須全面、深入理解業(yè)務(wù)場景,制定靈活實用的技術(shù)方案以及精細(xì)化管理項目。”格創(chuàng)東智交付團(tuán)隊IT負(fù)責(zé)人瞿杰華介紹。

　　兩年里,新舊系統(tǒng)替換之路走得穩(wěn)健扎實。上百套流程、上千個業(yè)務(wù)流程與上萬個系統(tǒng)功能,從孿生建設(shè)到虛擬現(xiàn)實驗證,大量的業(yè)務(wù)場景模擬,大批量投產(chǎn)驗證……在漫長而復(fù)雜的部署與實施過程中,蘇州華星與格創(chuàng)東智項目團(tuán)隊最終實現(xiàn)了百余個系統(tǒng)切換零失敗,新系統(tǒng)上線即支撐工廠滿產(chǎn)的目標(biāo)。

　　2021年4月,蘇州華星和格創(chuàng)東智完成了數(shù)百個MIS基礎(chǔ)IT系統(tǒng)交割;2022年3月31日,m10模組工廠MES系統(tǒng)切換完成,并達(dá)成切換后即時滿產(chǎn)的任務(wù);2022年9月23日,t10 fab工廠MES系統(tǒng)切換完成,標(biāo)志著歷時兩年的國產(chǎn)化CIM系統(tǒng)替代項目圓滿成功。

　　“全新的CIM系統(tǒng)擁有完整知識產(chǎn)權(quán)、全鏈技術(shù)能力,可實現(xiàn)自主可控升級迭代。制造企業(yè)與軟件企業(yè)聯(lián)手研發(fā)的模式,為國產(chǎn)軟件的跨越式發(fā)展趟出了一條成功路徑。無感知切換的成功經(jīng)驗又示范了一種智能工廠轉(zhuǎn)型升級的新模式。這是一件值得我們自豪的事,也標(biāo)志著我們中國企業(yè)的自主研發(fā)能力和項目管理能力均達(dá)到了較高水平。”格創(chuàng)東智CEO何軍表示。

　　趕超燈塔,爭做中國數(shù)字領(lǐng)航“排頭兵”

　　近日,工信部印發(fā)的《關(guān)于組織開展2022年新一代信息技術(shù)與制造業(yè)融合發(fā)展試點(diǎn)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(shù)字領(lǐng)航”企業(yè)方向。“數(shù)字領(lǐng)航”企業(yè)將聚焦全要素、全流程、全生態(tài)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,以技術(shù)實力強(qiáng)、業(yè)務(wù)模式優(yōu)、管理理念新、質(zhì)量效益高為行業(yè)轉(zhuǎn)型標(biāo)桿,探索制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型新路徑。

　　“蘇州華星從設(shè)備控制層軟件、制造執(zhí)行層軟件、品質(zhì)控制層軟件等一系列核心生產(chǎn)軟件入手,將生產(chǎn)管理系統(tǒng)的信息進(jìn)行融合,實現(xiàn)了資源動態(tài)管控、精益生產(chǎn)優(yōu)化、智能在線檢測、設(shè)備動態(tài)管理、質(zhì)量精準(zhǔn)追溯等全業(yè)務(wù)流程閉環(huán)管理,將傳統(tǒng)孤立的各個系統(tǒng)徹底整合為一套系統(tǒng),在工廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中極具代表性。無論是在業(yè)務(wù)價值、創(chuàng)新價值、技術(shù)能力方面,都足以比肩甚至超越燈塔工廠,為工廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型示范成功經(jīng)驗。”SEMI信息控制標(biāo)委會中國分會聯(lián)席主席、半導(dǎo)體智能制造行業(yè)專家丁險峰博士表示。

　　蘇州華星自研智能工廠系統(tǒng)的落成,不僅助力蘇州華星實現(xiàn)智能生產(chǎn)、提升競爭力以應(yīng)對未知挑戰(zhàn),更為中國制造業(yè)數(shù)字化、智能化升級開辟了一條新的示范路徑,為做大做強(qiáng)做優(yōu)數(shù)字工廠提供了標(biāo)桿案例,成為推動制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的行業(yè)智慧力量。