編者語:

  根據廣東省智能製造生態合作夥伴行動計劃工作安排,為統籌用好各級智能製造試點示範項目成果,推廣智能製造新模式和成功經驗,省工業和信息化廳組織征集了一批基礎好、做法優、有成效、可複製推廣的智能製造推廣案例,在廳政務宣傳平台發布,供有關方麵學習借鑒,冀推動我省智能製造深入發展。

案例二

  高世代G11顯示麵板生產線網絡協同智造新模式應用

(TCL華星光電技術有限公司)

  一、企業簡介

  (一)企業基本情況

  TCL華星光電技術有限公司(簡稱“TCL華星”)成立於2009年,是一家專注於半導體顯示領域的創新型科技企業。作為全球半導體顯示龍頭之一,TCL華星以深圳、武漢、惠州、蘇州、廣州、印度為基地,擁有8條麵板生產線、4座模組廠,投資金額超2400億元。

  TCL華星積極布局下一代Mini-LED、Micro-LED、柔性OLED、印刷OLED等新型顯示技術,產品覆蓋大中小尺寸麵板及觸控模組、電子白板、拚接牆、車載、電競等高端顯示應用領域,構建了在全球麵板行業的核心競爭力。2020年,TCL華星TV 麵板出貨麵積全球第二,55吋電視麵板市占率全球第一,65吋電視麵板市占率居全球第二位;小尺寸LTPS手機麵板出貨量全球前三,交互白板出貨量第四季度全球第一;電競顯示麵板以及AMOLED柔性麵板出貨量均居全球第四。

  TCL華星始終堅持走自主創新驅動發展道路,截至2020年底,TCL華星累計專利申請數47720件,累計全球專利授權數15362件,其中發明專利超99.3%,自主專利已廣泛覆蓋美國、歐洲、日本、韓國等國家和地區。2020年,美國專利授權數5379件,首次躋身全球前五十,連續六年位居中國大陸企業前三;PCT專利公開總量2192,在中國企業內排名前三。

  (二)所屬行業及特點

  按照國民經濟行業分類(GB/T4754-2017)標準,屬於製造業行業(代碼3974)。

  (三)智能製造亮點及模式總結

  本項目是促進信息化、智能化與工業化融合的優選切入點,可有效解決其他企業、行業在實施“智能”建設過程中所遇到的技術、信息等局限問題,降低信息化、智能化應用成本,使麵板企業的智能化、信息化技術應用可以廣泛推廣與普及,更進一步促進國產軟件和設備及人工智能的應用,實現數字化、網絡化、可視化、集成化、協同化和智能化的麵板智能製造信息技術應用與發展,並將麵板企業信息化、智能化服務延伸到供應鏈的上下遊。

  本項目基於華星智能雲平台,以及國產核心智能製造裝備和人工智能技術的創新應用,實現企業間數據的相互協同、企業內軟件和智能設備的互聯互通,設備與環境的互感知,從全生產線自動化設備生產組織、感應與控製,到生產規劃和決策全流程,完成高度協同和智能的TCL華星高世代G11顯示智能工廠建設,進行網絡化製造資源協同管理,最終實現集約化生產管理的目標,以及成為國內高世代顯示麵板企業信息化、自動化、智能化的智能工廠網絡協同製造新模式應用典範。

  本項目采用國產核心智能製造裝備和人工智能技術的創新應用,實現軟件和設備的互聯互通,設備與環境的互感知,完成高度自動化、數字化、可視化、模型化、集成化、協同化、網絡化和智能化的TCL華星全球最高世代G11顯示麵板智能工廠建設。在本項目的實施中,TCL華星與國內智能製造核心軟硬件廠商聯合攻關,解決采用國外工業控製係統存在的數據頻繁轉換風險技術支持不足、采購成本高等問題,推進工業控製係統及軟件的國產化進程。同時本項目的實施也引進了國產工業機器人、自動化檢測和智能物流等裝備,進一步推動顯示行業的設備國產化進程。

  本項目的實施,不僅可以打破國外軟硬件廠商的壟斷,進一步提升智能製造核心技術裝備及短板裝備的創新能力,夯實核心支撐軟件、工業互聯網等基礎,突破核心軟硬件受製於人的局麵,同時進一步完善本土平板顯示產業鏈,促進國內麵板產業健康有序的發展,更加有助於麵板廠大幅提高設計效率、降低設計成本、提升產品的質量和競爭力。加快新型顯示產業發展對促進產業結構優化調整,實施創新驅動發展戰略,推動經濟提質增效升級具有重要意義。

  二、智能製造項目建設

  (一)項目背景

  新世紀以來,新一輪科技革命、產業變革、與我國加快轉變經濟發展方式的戰略,迎來了曆史性交彙,國際產業分工格局正在重塑,製造業作為國民經濟主體,是立國之本、興國之器和強國之基,打造具有國際競爭力的製造業是我國提升綜合國力、保障國家安全、建設世界強國的必由之路。與世界先進水平相比,我國製造業仍然大而不強,在自主創新能力、資源利用效率、產業結構水平、信息化程度和質量效益等方麵差距明顯,轉型升級和跨越發展的任務緊迫而艱巨。

  同時,我國顯示產業已實現跨越式發展,成為全球顯示產業的重要力量。未來幾年,全球顯示產業格局和競爭態勢將發生深刻變化,我國新型顯示產業也將麵臨愈加嚴酷的全球競爭。一方麵,隨著國內產業規模的擴大,必將麵臨海外軍團在知識產權方麵的正麵阻擊;另一方麵,全球上遊產業鏈,尤其是關鍵主材和裝備仍主要掌握在海外產業,必將在一定程度上限製我國產業發展,並試圖攫取更大利潤。我國新型顯示產業已進入發展的攻堅期和深水區,須著力解決麵板企業知識產權攻防體係建設、上遊產業鏈與麵板企業發展不配套、不平衡等問題,同時全力提升行業的生產效率。

  (二)實施路徑

  本項目由TCL華星牽頭,聯合國內係統廠商中電九天、華大九天、廣州科天,核心智能裝備供應商廣州旭璟、東旭光電,在標準應用推廣方麵,與第三方機構中國電子標準院以及賽迪聯合攻關實施。在TCL華星高世代G11顯示麵板生產線上率先應用和實施基於國產化的華星雲作為生產及內外業務管理平台,主要負責設備監控、物流控管以及生產、業務管理數據打通並進行數據分析。同時應用國內優秀設備廠商的工業機器人、智能檢測與裝配裝備和智能物流與倉儲裝備,以及加入智能傳感及人工智能技術的應用,構建G11顯示麵板生產線的自動化、信息化和智能化環境。將生產設備及自動化設備的運行數據、生產環境數據、原材料數據分析和管理、生產過程數據收集傳輸分析、成品及庫存數據、物流運輸和監控、客戶收付等產供銷流程串接成不中斷的數據流,實現從全生產線自動化設備生產組織與控製,到戰略規劃和決策全流程,打造高世代G11顯示麵板生產線網絡協同製造新模式應用。

  項目透過係統化的信息架構建設原則梳理、核心管理信息係統業務流程梳理、多公司及多任務廠端主數據管理規範梳理、集團式數據信息治理體係建立,整合TCL華星的信息係統,保證相關信息能及時共享和傳遞,全麵提升TCL華星運營效率。

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  圖1 華星智能製造新模式整體架構

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  圖2 華星智能雲平台示意圖

  (三)實施成效

  項目建成了TCL華星高世代G11顯示智能工廠,實現企業間數據的相互協同、企業內軟件和智能設備的互聯互通,設備與環境的互感知,從全生產線自動化設備生產組織、感應與控製,到生產規劃和決策全流程,同時項目進行網絡化製造資源協同管理,達成集約化生產管理的目標。基於該項目,申請發明專利11項,登記軟件著作權11項,獲批機器人產品認證證書1項,形成行業標準草案2項、團體標準1項(已公布)和企業標準草案1項。項目采用23種智能製造核心技術裝備,5種工業軟件,1種工業互聯網係統與裝備(IOT平台),構建智能雲平台。項目應用了1種計算機視覺的人工智能技術—自動判Code管理係統(ADC)。

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  圖3 網絡協同製造示意圖

  項目實施後取得了良好的經濟效益成果,通過新模式項目的執行,TCL華星的產品研製周期縮短,產品不良率降低,生產效率得到大幅提升,從根本上降低了企業運營成本,增強了企業市場競爭力。

  三、經驗複製推廣

  一般而言,導入智能製造係統後可為企業帶來效益的提升,但這不是一定的。是否可達成高效益,尚需搭配經驗豐富的項目成員,統合企業業務流程及公司戰略規劃,不斷完成係統架構及業務模塊,以搭建智能化的生管理係統。分階段完成企業流程的標準化、信息化、自動化和智能化,從而達到智能生產的目標。

  缺乏成熟的應用實踐和可複製模式是阻礙我國麵板產業智能製造發展的主要問題。TCL華星敢於利用國產雲平台打造網絡化製造資源協同平台,麵向全行業做出了表率,降低了其他企業開展智能製造實踐的技術門檻、投入風險和維護成本,推動麵板製造國產化信息化技術的可持續發展。另外,由於製造資源協同平台產業鏈涉及軟件開發、設備開發、係統集成以及電信運營係統等多個環節,本項目的實施與發展將對相關產業鏈條上的其他國產化軟件和設備供應商的成長產生根本的推動作用,從而最終實現以智能、信息科技帶動經濟新一輪增長的目標。

  四、體會與建議

  智能製造係統的使用不僅在企業生產的某些局部對企業產生積極的影響,同時更重要的是通過係統的使用改善了企業以下方麵的過程性能,並給企業帶來效益:

  一是提升業務的協同性:使傳統的生產過程透明化,提高企業信息集成程度,極大改善業務部門間的“協同性”。

  二是提升計劃的適應性:提高企業生產計劃的可操作性及有效性,提升計劃的精確性和適應性,可有效地配置和利用資源。

  三是提升產品成本的可控性:獲取大量準確的分步成本數據,使得企業更精確地核算和控製產品成本。

  四是提升過程績效的可衡量性:獲取大量過程實時數據,使企業對生產過程現狀了如指掌,同時,也便於企業對過程作業績效進行有依據的衡量。

  五是提升流程的持續優化性:積累了大量製造過程曆史數據,使企業可以盡快建立流程分段目標,便於企業通過對數據的分析實施流程的改進和持續優化。

  本項目實施後取得了良好的經濟效益成果,通過新模式項目的執行,TCL華星的產品研製周期縮短,產品不良率降低,生產效率得到大幅提升,從根本上降低了企業運營成本,增強了企業市場競爭力。同時,結合本項目的實施經驗,建議在後續智能製造方麵能夠繼續加大政策支持力度,通過培養及引進的方式,提供更多智能製造方麵的綜合性專家人才,以解決企業在智能製造轉型過程中的人才瓶頸。