【行业应用】集成电路行业智能制造实践方案

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技术创新，变革未来 集成电路行业智能制造实践 公司简介 生产智能化建设认识 （ 1 ）智能化建设过程与目标 （ 2 ）工业互联网平台本质及框 架 智能制造案例分享 （ 1 ）现状评估分析 （ 2 ）智能制造建设架构 （ 3 ）工业云平台融合 （ 4 ）项目效益分析 “ 智能化”工厂的方向 旨在提升制造业的智能化水平，建立具有高度灵活性和资源效率的智能工厂，集 成并整合产业价值链中包括客户、供应商、合作方、物流等所有环节，从而实现 个性化和智能化的高效生产 目标 渐进式变革 • 延续“传统意义”上的工厂自动化的广泛应用 • 深化横向和纵向集成（基于标准化和软件） • 实现从中央控制式转换到智能分布式 • 应用“大数据”分析，指导优化生产过程 “ 智能化”工厂发展过程 数字化 组织化 数据分析 工业 互联网 智能工厂 流程化、标准化生 产 无纸化工厂 ( 标识、定位 ) 电子标 签、 RFID 人机无缝集成 ( 工业物料网 ) 更多的数据获取方式、更 灵活的生产方式 行为分析 ( 大数据分析 ) 整合生产过程中的所有系 统数据、通过大数据分 析，提高生产效率，提升 产品品质 智能工厂 （柔性生产和更好的 工厂设计），设备按 需组织，按需生产 生 产 资 源 持 续 集 成 和 提 升 智能工厂实施路线图 “ 智能化”工厂的 4 个目标 生产 信息 的实 时监 控 无 纸 化 的 生 产 过 程 清 晰 的 物 料 标 识 和 追 溯 高 度 协 同 的 人 机 集 成 系 统 集成电路企业系统横向集成与纵向集成 纵向集 成通 过不同 的系统 在垂直 纬度上 集成生 产过程 要素和 过程控 制，以 达到高 效性。 纵向集 成 区域层 Devices (Motors Drives, Actuators, Sensors) 控制层 (PLCs, HMIs, IO) 设备自动化 (Work Instruction, Data Collection) Secs/Gem, Non-Secs/Gem, TCP/IP, FTP, PLC, I/O 管理执行层 Manufacturing Exec. Systems 智能 MES 系统 Real-time Man, Machine, Material, Method Interface 操作智能 (KPI Reporting) 公司层 Business Processes 实时追溯和流程控制 横向集成是指对价值链上材料、产品、能源、工艺数据等信息在公司内与不同公司间信息交换的集成。 横向集成 Supplier 材料仓储 FE 前道 WT 测试 DB 晶圆库 Assy 封装 Test 测试 DC 仓储中心 customer 集成电路企业“智能化”升级路线 无纸化 › 取代人工记录 › 系统自动搜集数据 › 材料和工具的自动确认 和跟踪 可追踪性 › 芯片和产品 › 材料和工具 › 制程分析能力 大数据分析 › 制程预前控制能力 › 机器，工具生命周期 分 析 产线和产能管控 › 提高产能和设备利用 率 › 提高生产计划和派单 能 力 通过工厂自动化和智能化 提升封测工厂的生产能力和产品质量 产品与材料的无缝识别和跟踪 无纸化设备和关键过程数据的自动采集和分析 工业互联网平台本质 数据 + 模型 = 服务 传感器 数据收集 物料网 大数据 云计算 工业软件  设备数据  产品数据  系统数据  生产数据  云端部署  优化算法  系统微服务 架构  生产工艺优化  生产资源配置优化  全生命周期服务 工业互联网平台基本架构 外观检查算 法优化 制造执行 （ MES ） 质量管理 （ QMS ） 供应链 （ SRM ） 产品管理 （ PLM ） 企业资源 （ ERP ） 能源监控系 统 应用层 平台层 网络层 终端层 设计 数据 运行 数据 维保 数据 产品 数据 客户 数据 设备 数据 订单 数据 设计云 生产云 虚拟工厂云 工业控制网络 PLC/DCS/TCPI P 监控网络工厂局域 网 管理网络 企业内网 服务网络 互联网 设备 数据采集终端 智能仪器 人员 物料 网关 智能终 端 服务层 设备故障分析 生产作业流程优化 设备工艺参数优化 生产资源配置优化 公司简介 生产智能化建设认识 （ 1 ）智能化建设过程与目标 （ 2 ）工业互联网平台本质及框 架 智能制造案例分享 （ 1 ）现状评估分析 （ 2 ）智能制造建设架构 （ 3 ）工业云平台融合 （ 4 ）项目效益分析 案例分享 - 现状评估分 析 未 接 入 人 机 料 法 环 MES 生产管理 CIM 设备自动化 QMS 质量管理 RMS/PMS 参数管理 MTMS 原辅材料 •人员之间主要依靠纸张数据交换 •生产管理没有系统 •机台没有联网 •OEE 分析主要通过人工计算 •重要 Recipe 及 Parameter 没有管 理 •人工物料检验，没有系统提供依据 •检验记录没有系统追溯 •原辅资材的消耗没有数据管理 •生产工艺参数改善周期长 •生产 SOP 、过程数据都纸质化管理 •生产流程没有系统化管理 •温湿度主要靠人工监控 •车间联系松散，无法统一进行生产安排 •能源消耗没有有效监控 案例分享 - 智能制造平 台 智 能基 础 数据中心 网络互连 安全防护 架构 虚拟存储 虚拟服务器 数据库 广域网 办公网 生产网 防火墙 入侵检测 数据加密 智能装备 智能设备 自动化产线 智能加工装备 3 D 打印机 机器手 立体仓库 堆垛机 智能物料装备 轮送设备 智能物料柜 智能检测设备 视觉检测 光电检测 推拉力测试 计量检测 智能仪表 智能采集 其他智能设备 智能工具 智能穿戴 智能产品设计 智能制造过程 智能供应链 智能产品服务 智能装备 ERP H R BPM M D M 门户系统 后勤管理系统 大数据系统 /BI 智能制造 + 互联网的智慧工厂 实现产品个性化、 设计协同化、 供应敏捷化、 制造柔性化、 服务主动化、 决策智 能化 智能技术 标准体系 产线自动 化 云计算 虚拟仿真 移动互联 物联网 A R/V R CPS 无线 通讯 智慧工 厂管理 标准体 系 生产指挥中心 SCA D A A PS M ES PL M CA D CA E 三维工艺 工艺仿真 三维显示 CRM SRM W M S 供应商管理 SLM Q M S CI M 计算机集成制造平台架构 智能上下料 A u to Lo a d 智能报警分类 A LM S 智能物料柜 M TM S 智能仓储 A GV 参数管理 PM S M id d lew a re Sta tu s A la rm Ev en t 生产相关 H SM S SECS/GEM i SECS W in d o w s 机台 通用 N o n -SECS 通 信 TCP/IP 大数据中心 智能工单 智能排产 智能派单 智能 M ES W IP 管理 设备管理 SPC 生产管理 生产监控 K PI 管理 大数据分析 质量分析 质量监控 智能追踪 质量分析 BI 智能报表 D a sh b o a rd数据挖掘 ED A 多维分析 数据抽 取 数据抽 取 分析反馈 分析反馈 日志分析 能耗管理 智能化生产 数据中心 智能排产、 拉式生产 大数据中心， 集中管 理 生产过程智能化管 智能控制 设备数据实时收集 自动化物流 智能化仓储 生产日志控制 实时日志大数据分析 智能分析 各项数据实时分析， 实时反馈结果 电子图档 2 D M a rk Recip e 管 理 RM S 智能软件 Recip e 水电气热生产能源 PLC 设备自动化平台 EA P 线边仓管理 智能控制 智能硬件 智能化的 MES 系 统 产品和过程 建模 D B W B M o ld Pla te TF Sin g l Tes t M a r k Pa ck Sa w BO M BO M BO M D u ra b l e BO M BO M 实时的 物料追 溯 产前校验 和产后追踪 Va lid a te & Co n tro l D a ta Co llecti o n Rig h t M a teria l M a g a zi n e / l i fe sp an Rig h t Step Rig h t M a ch in e M a ch i n e setu p / reci p eRig h t Pro d u ct Rig h t Peo p le Rig h t Tim e D u rab l e BO M D u rab l e BO M Tim e(s) Lo t sta tu s M a teria l Co n su m p tio n Po st Pro cess D a ta + Recip e EQ Sta te 准备 排列 进行 结束 生产数据分析看板 从制造单元角度能够实时展现生产任务计划执行情况、设备运行实时状态、设备生产效 率等指标 生产数据分析看板 从不同组织维度进行生产计划执行主题、设备运行状态主题、设备生产效率主题分析 工业云平台架构 设备、接口协议、数据收集终端、 系统、传感器、测量仪 智能制造云平台架构 数据采集层 工业 APP 层 工业 PaaS 层 IaaS 层 云 + 边缘计 算 基 于 云 的 端 到 端 解 决 方 案 微服务：将大量工业技术原理、行业知 识、模型工具等规则化、软件化、模块化 及复用化 工业 APP ：面向特定工业应用场景，通 过 调用微服务，推动工业技术、经验、 知识 和最佳时间的模型化、软件化、再 封装 通过智能制造云平台实现面向制造字化、网络 化、智能化需求，构建基于海量数据采集、汇 聚、分析的服务体系、支撑制造资源弹性供 给、高效配置的载体： 数据采集是基础： 构建精准、实时、高效的数据采集体系； IaaS 是支撑： 计算、存储网络等资源池化； 工业 PaaS 是核心： 构建一个可扩展的操作系统，为应用软件开发提 供一个基础平台； 工业 APP 是关键： 形成满足不同生产场景、不同管理需求的应用服 务体系； 工业云平台使用带来的变化 业务系统、产品系统、运行环境、 生产过程以及互联网 采集设备、生产过程、物料、 工治具等生产数据 数据来源 智能制造 智能制造 + 云平 台 汇聚到云端， 实现互联、互通、互操作 本地孤立的系统分析统计 数据使用 从描述、诊断到预测、 决策不断深入 实现资源可见、描述、分析 资源优化 高性能，最高 20000IOPS ， 满足 256M/s 吞吐性能； 可视化实时数据流程管理 数据处理依赖系统服务器 及数据库硬件配置，综合成本高 数据处理 智能制造 + 云平台效益评 估 生产工艺优化 生产工艺优化效率 70% 设备性能优化 设备综合利用率 11% 生产品质追溯 生产过程、制造因素和产品工艺参数追溯 95% 生产系统决策 生产过程系统决策代替人工决策 无纸化 车间电子表单代替纸质表单 80% 90%