科技揚(yáng)帆，制造起航。智能制造的發(fā)展使產(chǎn)業(yè)快速變革，眾多制造企業(yè)、傳統(tǒng)工廠紛紛入局，但礙于沒有成熟的方案與經(jīng)驗(yàn)，在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的路上“磕磕碰碰”。
“懂行”的華為與領(lǐng)航動力聯(lián)合開發(fā)的MES系統(tǒng)助力工廠和車間完成生產(chǎn)管理網(wǎng)、工業(yè)控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集傳輸，全面助力企業(yè)在制造自動化、工藝數(shù)據(jù)采集、品質(zhì)管控、良率提升、大數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域達(dá)到業(yè)界先進(jìn)水平。
本期#∑co時(shí)間#，華為與領(lǐng)航動力聯(lián)合講解，就當(dāng)前制造業(yè)存在的痛點(diǎn)進(jìn)行深入解讀，助力傳統(tǒng)制造工廠向數(shù)字化工廠轉(zhuǎn)變，重塑制造行業(yè)價(jià)值鏈，幫助制造企業(yè)創(chuàng)新商業(yè)模式，提高企業(yè)與產(chǎn)品競爭力。
1、華為半導(dǎo)體電子制造數(shù)字化解決方案
華為中國政企智能制造半導(dǎo)體電子行業(yè)解決方案經(jīng)理艾小平介紹到，半導(dǎo)體處在電子制造的上游，正面臨諸多嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，如需求個(gè)性化、交付準(zhǔn)時(shí)化、產(chǎn)能建設(shè)、專業(yè)知識管理、安全生產(chǎn)、高效生產(chǎn)等。因此，我們需要合理地引入ICT新技術(shù)來幫助半導(dǎo)體電子制造迎接挑戰(zhàn)。
華為聚焦于底層聯(lián)接和智能計(jì)算，一直在參與新技術(shù)的研發(fā)，推動新技術(shù)在各個(gè)行業(yè)的落地。同時(shí)，華為也是一個(gè)體量龐大的電子制造企業(yè)，在內(nèi)部也早就開始了新技術(shù)的應(yīng)用探索。
隨著公司的不斷發(fā)展，華為制造主要面臨以下挑戰(zhàn)：交付壓力不斷增加、上市周期不斷縮減、產(chǎn)品工藝日益復(fù)雜、制造模式用戶定制、生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大。
面對以上挑戰(zhàn)，華為最終確定了制造數(shù)據(jù)化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略關(guān)鍵——產(chǎn)品數(shù)據(jù)流、企業(yè)價(jià)值流、智慧實(shí)物流三流合一。利用高新技術(shù)，推行數(shù)字化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，是當(dāng)前制造企業(yè)應(yīng)對挑戰(zhàn)，逐步達(dá)成業(yè)務(wù)目標(biāo)的必由之路。
數(shù)字化工廠總體業(yè)務(wù)架構(gòu)
在上圖右側(cè)是各個(gè)層級追求的目標(biāo)：多層級聯(lián)動、全流程貫通、多業(yè)務(wù)協(xié)同、少人化生產(chǎn)。
數(shù)字化工廠總體技術(shù)架構(gòu)
為了支撐數(shù)字化工廠業(yè)務(wù)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，華為還提出了技術(shù)架構(gòu)，共分為五層，現(xiàn)場設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸、集成平臺、業(yè)務(wù)組件和業(yè)務(wù)應(yīng)用。
除了擁有完善的數(shù)字化工廠總體架構(gòu)之外，華為還在生產(chǎn)制造全流程采用了AI能力。例如，場內(nèi)車輛智能調(diào)度、設(shè)備智能維護(hù)、移動機(jī)器人環(huán)境監(jiān)測、理貨方案仿真優(yōu)化等。
艾小平舉例表示，在生產(chǎn)問題智能診斷方面，華為打造了智能診斷模型，通過模型開發(fā)了在線自助求助平臺，診斷準(zhǔn)確率已經(jīng)達(dá)到70%，真正實(shí)現(xiàn)了從專家經(jīng)驗(yàn)到自動推薦的轉(zhuǎn)變；在生產(chǎn)質(zhì)檢方面，通過機(jī)器視覺的方式來取代人眼查看，目前已經(jīng)在華為松山湖生產(chǎn)中心使用；在移動機(jī)器人環(huán)境數(shù)字化檢測方面，采用AGV平臺將數(shù)據(jù)采集處理、導(dǎo)航控制、電池供電與充電、無線通信等系統(tǒng)于一身，支持自主巡航與數(shù)據(jù)采集。
在包裝運(yùn)輸方案仿真、作業(yè)視頻智能分析方面，基于華為EI平臺智能算法，系統(tǒng)可自動輸出預(yù)估的柜型柜量、提貨路線、貨量、車輛利用率、重心偏移情況、裝載方案等，仿真計(jì)算結(jié)果以3D展示，所見即所得。
以上是華為自身的數(shù)字化制造實(shí)踐，那么是否也可以提供給外部客戶呢？答案是肯定的。在華為半導(dǎo)體行業(yè)方案場景方面，華為聚焦在生產(chǎn)、研發(fā)、園區(qū)、安全、供配電和辦公等六大子場景。
生產(chǎn)制造系統(tǒng)分為兩大業(yè)務(wù)模塊，生產(chǎn)控制模塊和生產(chǎn)大數(shù)據(jù)模塊，用AI賦能制造。例如華為聯(lián)合行業(yè)頭部ISV推出的生產(chǎn)AI質(zhì)檢解決方案，聚焦生產(chǎn)場景和運(yùn)維場景，采用云邊協(xié)同構(gòu)建智能工廠解決方案。
在研發(fā)領(lǐng)域，華為在EDA仿真具備以下優(yōu)勢：高性能NAS讓仿真時(shí)間縮短，OceanStor Dorado V6對位型號比業(yè)界友商性能提升20%；高可靠NAS實(shí)現(xiàn)7X24不中斷仿真，領(lǐng)先的RAID2.0+、八壞七架構(gòu)、NAS雙活方案全面保障仿真業(yè)務(wù)7X24不中斷；QoS服務(wù)質(zhì)量控制避免資源搶占，QoS限制不同項(xiàng)目組的OPS和帶寬，避免項(xiàng)目組之間資源搶占及相互干擾，資源有效利用。
不僅如此，為了保障研發(fā)數(shù)據(jù)安全，華為還可以提供研發(fā)桌面云解決方案，其支持多操作系統(tǒng)，廣泛的移動端，同時(shí)還支持PC利舊，瘦終端靈活選擇。
在園區(qū)方面，華為可提供智慧園區(qū)整體解決方案，將訂單數(shù)據(jù)、貨物數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)、人員數(shù)據(jù)、車輛數(shù)據(jù)等諸多數(shù)據(jù)進(jìn)行打通，實(shí)現(xiàn)在一張屏上做到業(yè)務(wù)的狀態(tài)可視、事件可控、業(yè)務(wù)可管。
在安防領(lǐng)域，華為聚焦視覺感知數(shù)據(jù)密集型邊緣場景,提供最佳智能視頻云解決方案，以云服務(wù)為核心，構(gòu)筑“端邊云”協(xié)同解決方案和最佳商業(yè)模式，構(gòu)建開放、有粘性、可運(yùn)營的智能安防解決方案。
在FAB網(wǎng)絡(luò)安全方面，華為提出了微隔離方案，網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計(jì)維度包括：分區(qū)分域隔離，所有需要從OA進(jìn)入FAB的流量需要在數(shù)據(jù)交互區(qū)進(jìn)一步檢測和隔離；通過沙箱運(yùn)行分析檢測未知文件威脅；通過旁路的探針提取元數(shù)據(jù)，給大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)做高級威脅分析；通過誘捕系統(tǒng)主動誘捕潛在威脅。
在供配電方面，華為可提供半導(dǎo)體產(chǎn)線UPS5000全場景解決方案，擁有高密度和模塊化設(shè)計(jì)，采用無中線設(shè)計(jì)，讓客戶大大節(jié)約了初始投資。
在行政、辦公領(lǐng)域，華為可提供WeLink辦公平臺，實(shí)現(xiàn)語音、視頻、數(shù)據(jù)無縫融合，讓公司內(nèi)外部人員順暢，有效聯(lián)接溝通。
2、領(lǐng)航磐石智能制造解決方案
領(lǐng)航動力大數(shù)據(jù)事業(yè)部技術(shù)總監(jiān)辛琳分別從智能制造的基石-CIM系統(tǒng)和智能制造的前瞻-大數(shù)據(jù)兩個(gè)部分介紹了領(lǐng)航磐石智能制造解決方案。
辛琳以一個(gè)工廠CIM系統(tǒng)的簡單雛形為例，導(dǎo)入CIM解決方案分為三個(gè)階段：階段一精細(xì)化管理；階段二設(shè)備效率最優(yōu)化；階段三全自動化工廠。辛琳表示，智能制造解決方案是一個(gè)持續(xù)演進(jìn)的過程。
在階段一精細(xì)化管理方面，設(shè)備自動化模塊（EAP）具備以下功能：實(shí)時(shí)采集設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)，工藝數(shù)據(jù)，測量數(shù)據(jù)；控制設(shè)備行為；收集產(chǎn)品和載具作業(yè)信息，聯(lián)動MES系統(tǒng)，驗(yàn)證設(shè)備/載具/產(chǎn)品/工藝步驟；選擇/驗(yàn)證當(dāng)前Recipe ID，Recipe內(nèi)容上傳到配方管理模塊(RMS), 從RMS下載到設(shè)備；定時(shí)通知，聯(lián)動保養(yǎng)系統(tǒng)；為監(jiān)控大屏提供實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，Alarm數(shù)據(jù)。
設(shè)備自動化模塊（EAP）支持多種協(xié)議，其優(yōu)勢在于可實(shí)時(shí)管理和監(jiān)控各設(shè)備的運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)制程風(fēng)險(xiǎn)減少損失，提高生產(chǎn)管理的智能化水平，減少人力消耗，提高產(chǎn)品良率。
在設(shè)備保養(yǎng)系統(tǒng)（EPM）方面，我們實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)巡檢保養(yǎng)無紙化，做到了線邊倉統(tǒng)一管控，自動關(guān)聯(lián)保養(yǎng)、維修庫存精確管控；匯總每月領(lǐng)料數(shù)據(jù)，比對實(shí)際發(fā)料、ERP領(lǐng)料；在精細(xì)化耗用分析方面，實(shí)現(xiàn)了關(guān)聯(lián)保養(yǎng)、維修，匯總各設(shè)備耗用量，分析設(shè)備耗用集中性，尋找耗用成本過高設(shè)備，針對性降低庫存占用。
在制造執(zhí)行（MES）方面，我們研發(fā)了眾多功能、如工藝設(shè)定、預(yù)約操作、標(biāo)簽管理、監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)、Q-Time管控、挑選操作等等。
在階段二設(shè)備效率最優(yōu)化方面，配方管理模塊(RMS) 具備以下功能：集中存儲和管理Recipe Body。Recipe內(nèi)容比對，確保每批產(chǎn)品使用正確的Recipe內(nèi)容；支持Recipe上傳；Golden Recipe可以部署到相同類型設(shè)備；記錄Recipe修改歷史，使用歷史，版本歷史；歷史查詢，用戶權(quán)限管控。Applied RMS具有高可用性，高可靠性，負(fù)載平衡，可以實(shí)現(xiàn)在線部署。
在派工系統(tǒng)（RTD）方面，根據(jù)工廠目標(biāo)（如及時(shí)交貨、周期時(shí)間、瓶頸利用率等）設(shè)置和啟勱生產(chǎn)活動和說明，最終實(shí)現(xiàn)把正確的物料在正確的時(shí)間放在正確的位置。其用途是RTD (Real Time Dispatching) 派工控制系統(tǒng)，MES的子系統(tǒng)，負(fù)責(zé)根據(jù)MES生產(chǎn)需求，向MCS發(fā)送調(diào)度（搬送）指令以及監(jiān)控物料數(shù)據(jù)。其特點(diǎn)是及時(shí)性，系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控自動化設(shè)備物料狀況，自動生成物料搬運(yùn)指令；無需/減少人工干預(yù)，系統(tǒng)支持全自動和半自動兩種模式生成搬運(yùn)指令。
在MCS系統(tǒng)方面，MCS調(diào)度系統(tǒng)，負(fù)責(zé)根據(jù)相應(yīng)的指令生成方，從物料起點(diǎn)搬運(yùn)物料至物料終點(diǎn)的控制系統(tǒng)。其具備多類型搬運(yùn)設(shè)備的對接經(jīng)驗(yàn)，多種導(dǎo)航類型的AGV對接經(jīng)驗(yàn)，在執(zhí)行過程可做到全指令跟蹤，便捷的log查詢，快速定位異常點(diǎn)，各個(gè)功能的模塊化，僅需適當(dāng)配置即可實(shí)現(xiàn)自動搬運(yùn)的場景應(yīng)用。
MCS系統(tǒng)的核心功能包括倉庫管理、存儲優(yōu)化、多路徑規(guī)劃、多任務(wù)分配、交通動態(tài)管理等等。MCS調(diào)度系統(tǒng)兼容OHT、OHS、Stocker、磁導(dǎo)航激光導(dǎo)航、二維碼導(dǎo)航自動智能動態(tài)計(jì)算路線路線動態(tài)編輯快捷方便。系統(tǒng)支持所有設(shè)備客戶端不服務(wù)端模式切換大大提高設(shè)備的兼容性、支持對接自定義協(xié)議設(shè)備。
在SPC系統(tǒng)方面，SPC是應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)收集制程中的各個(gè)關(guān)鍵階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并調(diào)整制程，從而達(dá)到改進(jìn)與保證質(zhì)量的目的。
在功能上，通過設(shè)置管制圖，MES程序?qū)⑸蠄?bào)的量測信息與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)設(shè)定的信息匹配，以便量測值與量測類型對應(yīng)；將這些信息傳遞給SPC程序；然后對管制圖進(jìn)行分析，并對超規(guī)產(chǎn)品進(jìn)行預(yù)約hold，在產(chǎn)品出賬時(shí)將其hold，以供產(chǎn)線人員檢查原因，避免損失，還可處理大數(shù)據(jù)量SPC的上報(bào)與查詢。
在階段三全自動化工廠方面，Run To Run（R2R）可減少OOS，提高Cpk，改進(jìn)質(zhì)量，提高良率，優(yōu)化工藝。
在全自動化（無人化）方面，全自動可以被描述為無需人工干預(yù)即可實(shí)現(xiàn)物料派送和加工。全自動是通過使用和集成多個(gè)計(jì)算機(jī)集成制造（CIM）相關(guān)的軟硬件系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。全自動三個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)是自動決策、自動執(zhí)行和自動物料處理。AMA實(shí)際上是扮演“操作人員”的角色，串聯(lián)生產(chǎn)作業(yè)流程，除支持正常的跑貨流程外，AMA還會處理一些異常場景。
此外，辛琳還與大家分享了智能制造的前瞻-大數(shù)據(jù)方面的內(nèi)容，缺陷偵測系統(tǒng)(FDC)是一個(gè)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控的方法論和系統(tǒng)，主要用來偵測設(shè)備工藝潛在問題，在影響大量產(chǎn)品之前及時(shí)采取措施 (Notify/HoldLot/HoldEQP)；挖掘FDC數(shù)據(jù)中的有用信息來發(fā)現(xiàn)設(shè)備瓶頸,解決設(shè)備問題進(jìn)而提升整體效能；幫助提高設(shè)備工藝的穩(wěn)定性以提升良率和設(shè)備稼動率。
辛老師舉例表示，客戶發(fā)現(xiàn)WOOPE（Wafer out of Pocket Errors）導(dǎo)致晶圓破裂，晶圓破損導(dǎo)致工具組不按預(yù)期的PM停機(jī)，WOOPE發(fā)生在事后，通常無法恢復(fù)（晶圓已經(jīng)破損）。那么，利用FDC監(jiān)測RTP工藝內(nèi)部壓力，在發(fā)生WOOPE前偵測壓力波動。模型經(jīng)過調(diào)優(yōu)可對壓力波動異常能有效檢出，可以應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。這樣的好處在于可有效的避免損壞晶圓，避免對產(chǎn)品造成沖擊，同時(shí)避免不必要的PM停機(jī)時(shí)間。
工廠是否需要大數(shù)據(jù)平臺呢？大數(shù)據(jù)平臺承擔(dān)了一個(gè)企業(yè)知識庫的角色。大數(shù)據(jù)平臺可以提前發(fā)現(xiàn)問題、監(jiān)控關(guān)鍵指標(biāo)、建立知識模型，通過大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)和實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，打造品質(zhì)智能分析平臺。工程師將有更多的時(shí)間學(xué)習(xí)新的品質(zhì)分析知識，發(fā)現(xiàn)和解決新的問題后，建立新模型以完善知識庫，促成品質(zhì)分析良性循環(huán)鏈。
3、寫在最后
如今，新一代信息技術(shù)與制造業(yè)的深度融合，帶來了影響深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)變革，大規(guī)模個(gè)性化定制、全球協(xié)同設(shè)計(jì)、基于物理信息系統(tǒng)的智能工廠正在重塑產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈，形成新的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)、商業(yè)模式和經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。未來，華為將攜手全球合作伙伴基于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、IoT等技術(shù)幫助制造行業(yè)客戶重塑制造行業(yè)價(jià)值鏈，創(chuàng)新商業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)新的價(jià)值創(chuàng)造。
