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长电科技数字化系统建设案例分享

Weave 2020-09-09 最新文章

江苏长电科技股份有公司信息化管理部自动化项目经理王其高

一、企业介绍

    江苏长电科技股份有限公司是中国著名的半导体封装测试企业,是集成电路封测产业链技术创新战略联盟理事长单位。公司成立于1972年,曾荣获国家重点高新技术企业、中国电子百强企业、中国半导体领军企业等称号。2003年长电科技股份有限公司在中国上海证券交易所A股上市,是中国内地半导体封测行业首家上市公司。2015年长电科技成功并购同行业的新加坡星科金朋公司,合并后的长电科技在业务规模上一跃进入国际半导体封测行业的第一梯队,拥有位于中国、新加坡、韩国的八处生产基地。2017年半导体封装行业排名跃居世界第三。长电科技注重信息化对企业发展的重要性,积极推动信息化与工业化的融合,获得省信息化与工业化示范企业等荣誉称号。

二、数字化工厂基本概念

    随着工业化的不断发展,工业1.0,2.0都带来了深远的影响,目前以“计算机信息技术”为核心的自动化工厂在半导体行业得到迅速发展,我们相信未来工业4.0也将是半导体企业发展的必然趋势。

    像长电科技一样,国内的半导体封测企业近年来实现了快速发展,但是在生产管理系统建设方面仍然存在着很多问题,比如说:生产管理系统与生产制造之间“缺少沟通”,产品设计与产品制造之间存在严重的“鸿沟”,系统之间数据缺少共享及复用,无法快速应对企业需求的变化;随着工业化和信息化“两化融合”学习和推进,长电科技在系统建设实现了平台模式,也就是形成了企业决策层,制造执行层和设备控制层的三层架构的数字化工厂基础,以MES系统为核心,对工厂内的制造资源,计划,流程等进行管控,企业层和设备控制层实时交换数据,形成决策,执行和控制等信息流的闭环。

    数字化工厂就是将生产过程“透明化”,清晰的看到,在生产前:该生产什么,怎么生产,产品工艺,物料,周期等等问题,生产过程中:产品质量管控,设备状态,生产统计,生产防错;生产后的产品出货,售后服务等等,系统之间职责明确同时又相互依赖,将形成一个全局生产管理体系。要想实现数字化工厂,就要从五个方面入手:制造资源数字化:包括设备运行状态和参数、刀具模具管理、资源能力和效率资源分析;生产过程数字化:包括产品WIP管理、生产配方名称/参数检查、各工序/订单的完工情况、准确计算OEE/COEE报表等;现场运行数字化:包括设备运行状态和运行参数、线边物料的消耗与配送、现场环境(温/湿/气/尘)管理等;物料管理数字化:包括物料库存监控、在制品管理、防产品错漏管理、生产历史追溯、BOM管理等;质量管理数字化:包括质量统计分析报表及异常报告、质检现场数据/质检设施数据、质量报表数据/统计分析数据、现场质量事故位置及性质分析等等。

三、JCET数字化工厂建设成果

    长电科技数字化系统主要有设备控制层,制造执行层以及决策层三层架构。业务控制与管理层主要包括企业资源计划管理系统ERP,负责财务管理,生产管理,采购管理,销售管理以及成本等,另外还有质量管理系统,HR系统,SRM,CRM等;制造执行系统MES作为数字化系统的核心,是介于上层企业资源计划ERP和底层的设备自动化程序EAP之间面向工厂车间管理的核心系统。其主要包含工单管理,生产排产,物料管理,在制品管理,Tooling管理等;针对目前 MES 和设备之间的“脱节”,使得工厂精益生产受到限制,阻碍了实现全厂自动化的脚步。我们通过SECSGEM,PLC,FIle等方式实现对设备进行控制,这就是我们的设备控制层,从而实现设备Recipe的管理,Recipe自动上传下载,生产过程中对设备参数进行实时校验,物料Tooling使用管理,设备数据采集,e-Mapping等功能;实现了设备自动化,从而提高了制造部操作工的效率,减少了操作工犯错的概率,防止了由于工艺参数偏差而导致的废品或次品。

    根据产品创新和市场要求不断提升,长电科技的MES系统经过不断的完善和整合,目前的MES系统提供从生产订单到产品完成的全部生产活动的优化管理,主要有:

    PDD模块:实现工厂制造要素的完整建模:包括产品BOM,产品流程,作业程序,操作指导书等,使产品制造规范化,有效指导和约束产线的所有生产活动;

    开单排产:接受ERP下达的生产指令,进行计划调整和高级排产,合理安排生产计划,提高生产效率;

    封装/测试产线模块:负责生产线的作业任务的处理,包括在制品管理,生产数据采集,完工下线,工序切换,作业监控,Tooling和备件管理等,使生产作业方式流程化;

    物料管理:负责管理工厂范围内所有物料的物流过程,包括:缺料报警,用料防错,物料配送,物料时效管控等;

    报表模块包含产品生产报表,客户报表,工程报表等;

    MES系统能够及时准确的指导,响应并记录工厂的生产活动,从而能够对生产条件的变化做出迅速的响应,提高工厂运作过程的透明度和执行效率。

    长电的制造集成管理系统CIM主要包含RMS,2D,Alert,EDC四个方面,其中RMS实现Recipe自动化管理,包括自动上传/下载和参数比对等功能,2DMark是以二维码技术为基础,为产品建立唯一身份识别码,实现产品的生产追踪和防错料等功能,Alert是利用CIM实时收集系统的报警信息,并对报警信息进行管理,EDC是生产数据收集系统,通过与设备实时通讯,收集设备相关的生产数据,CIM作为上位和下位系统核心中枢,通过工控机系统实现对设备实时通讯,获取机台实时数据,同时实现对设备的实时控制,如Mapping,Recipe自动上传下载,同时通过接口实现与MES系统数据无缝交互,给MES系统反馈设备相关的生产数据,从而MES能够完整控制生产过程,另外CIM根据用户角色不同,提供不同权限的管理功能。

    Recipe管理系统:实现对程序的自动上传/下载/对比等功能,作业过程中,OP扫描作业流程卡,系统根据流程卡信息,提取设备上的程序文件,然后根据工程师设定的WI信息完成对程序的核对或者下载,设备才能被开机作业;通过自动化方式实现程序的管理能够降低人工操作出错率,提高设备生产和人工作业效率;

    参数管理系统:测定及对比设备的性能和状态,提高系统的稳定性;

    E-Mapping管理系统:2DMark系统在来料有Mapping时,根据不同供应商提供不同的转码规则,没有Mapping自动生成Mapping文件。目前在DB/FC/WB均实现Mapping自动上传,下载功能,另外在设备不支持2Dmark功能的站点如30/MD/MK通过手动编辑功能实现Mapping管理;

    报警管理系统:报警信息主要有三方面:1.来源设备的报警信息,对设备的报警信息进行分等级管理,实时监控设备的报警信息,提供Hold设备功能;2.来源SPC系统,SPC提供关键判断数据,CIM对机台进行控制管理;3.来源MES系统,MES系统良率,修机,物料有效期等信息,判断机台是否允许作业;通过对生产过程中的报警信息的收集,提供Alarm发生频率/次数等统计报表;

    设备数据收集系统:通过对设备数据收集,实现COEE/OEE等报表展现和分析。

四、智能化工厂建设原则

    企业发展智能制造,应遵循以下基本原则:

    智能制造的目的是提高产品竞争力和质量;

    智能制造需要企业长期努力和变革;

    智能制造是运营模式的改变;

    数字化是智能制造的基础及核心。

    本文根据演讲内容整理而成,未经作者确认!

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