一,、項(xiàng)目簡(jiǎn)介

廈門(mén)某半導(dǎo)體企業(yè)是具有國(guó)際影響力的全色系超高亮度發(fā)光二極管外延及芯片生產(chǎn)廠商，總部坐落于美麗的廈門(mén),，產(chǎn)業(yè)化基地分布在廈門(mén),、天津、蕪湖,、泉州等多個(gè)地區(qū),，是國(guó)家發(fā)改委批準(zhǔn)的“國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程”企業(yè)、國(guó)家科技部認(rèn)定的“半導(dǎo)體照明工程龍頭企業(yè)”,，承擔(dān)國(guó)家“863”,、“973”計(jì)劃等多項(xiàng)重大課題，并擁有國(guó)家級(jí)博士后科研工作站及國(guó)家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心,。

該企業(yè)主要從事全色系超高亮度LED外延片,、芯片、化合物太陽(yáng)能電池及Ⅲ-Ⅴ族化合物半導(dǎo)體等的研發(fā),、生產(chǎn)與銷售,，產(chǎn)品性能指標(biāo)居國(guó)際先進(jìn)水平。目前擁有10000級(jí)到100級(jí)的現(xiàn)代化潔凈廠房,，上萬(wàn)臺(tái)（套）國(guó)際最先進(jìn)的外延生長(zhǎng)和芯片制造等設(shè)備,。公司憑借強(qiáng)大的企業(yè)實(shí)力，實(shí)現(xiàn)了年產(chǎn)外延片2400萬(wàn)片,、芯片3000億粒的生產(chǎn)規(guī)模,，占到國(guó)內(nèi)總產(chǎn)能的58%以上。2014年,，公司進(jìn)一步擴(kuò)大和延伸LED產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè),，在廈門(mén)投資新建的LED產(chǎn)業(yè)基地和通訊微電子器件項(xiàng)目，使公司的生產(chǎn)規(guī)模直接邁入國(guó)際頂尖行列,，并成為國(guó)際上具備規(guī)?；a(chǎn)、研發(fā)化合物半導(dǎo)體芯片能力的企業(yè),。

為適應(yīng)公司快速發(fā)展和打造LED芯片產(chǎn)業(yè)龍頭和智能化標(biāo)桿,，公司啟動(dòng)了數(shù)字化工廠戰(zhàn)略,，并選擇了北京天拓四方科技有限公司作為數(shù)字化工廠整體解決方案戰(zhàn)略合作伙伴，共同推進(jìn)戰(zhàn)略落地,，以數(shù)字化工廠業(yè)務(wù)咨詢?yōu)榛A(chǔ),，以產(chǎn)品研發(fā)和芯片制造業(yè)務(wù)主線，以信息集成為技術(shù)手段,，建設(shè)支撐產(chǎn)品生命周期全過(guò)程的數(shù)字化統(tǒng)一平臺(tái),，實(shí)現(xiàn)研發(fā)過(guò)程中管理信息、需求信息,、研發(fā)信息,、制程信息,、資源信息、制造信息、質(zhì)量信息等基于標(biāo)準(zhǔn)化的有效整合和管理,，在數(shù)字化統(tǒng)一平臺(tái)上,，建立全球研發(fā)協(xié)同體系,、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全球研發(fā)和制造的高效運(yùn)行模式,，有效提升企業(yè)的管理能力、研發(fā)能力,、制程能力,、制造能力、協(xié)同效率和快速反應(yīng)能力,，增強(qiáng)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,。

二、項(xiàng)目實(shí)施方案：
在客戶現(xiàn)行信息技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上,，以業(yè)務(wù)發(fā)展需求為導(dǎo)向,，遵循基本原則：“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一組織,、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),、統(tǒng)一平臺(tái)、統(tǒng)一管理”,，簡(jiǎn)稱“五統(tǒng)一原則”,，針對(duì)客戶戰(zhàn)略，此項(xiàng)目遵循如下實(shí)施原則：
? 業(yè)務(wù)牽引,，需求驅(qū)動(dòng)：數(shù)字化工廠建設(shè)將以工廠業(yè)務(wù)需求為發(fā)啟,，通過(guò)工程化的推進(jìn)管理模式，分階段推進(jìn)數(shù)字化工廠建設(shè),。在推進(jìn)過(guò)程中,，特別要重視需求調(diào)研和需求分析，只有完整準(zhǔn)確的需求調(diào)研才能做好數(shù)字化工廠建設(shè),。
? 統(tǒng)籌規(guī)劃,，突出重點(diǎn)：數(shù)字化工廠建設(shè)涉及的業(yè)務(wù)面廣而復(fù)雜,，而資源是有限的。在推進(jìn)數(shù)字化工廠建設(shè)過(guò)程中,，需要在一定時(shí)期內(nèi)以有限的資源,，根據(jù)統(tǒng)籌規(guī)劃和數(shù)字化工廠規(guī)劃，確保以科研生產(chǎn)管理平臺(tái)為重點(diǎn)的管理信息化建設(shè)落實(shí),。
? 注重協(xié)同,，加強(qiáng)集成：在建設(shè)數(shù)字化工廠前應(yīng)該充分考慮各系統(tǒng)之間的集成，統(tǒng)一數(shù)據(jù)源,。同時(shí)在數(shù)據(jù)共享的情況下注重各部門(mén)各業(yè)務(wù)的協(xié)同,。
? 完善基礎(chǔ)，深化應(yīng)用：在完善網(wǎng)絡(luò)與硬件基礎(chǔ)的同時(shí),，通過(guò)數(shù)據(jù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)配合,、制度約束的方式構(gòu)建扎實(shí)的數(shù)字化工廠數(shù)據(jù)基礎(chǔ),，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)展深化應(yīng)用工作，分析評(píng)估基于數(shù)字化工廠的科研生產(chǎn)管理,，從而解決瓶頸問(wèn)題,、優(yōu)化流程。
該數(shù)字化工廠項(xiàng)目實(shí)施方案包括數(shù)字化頂層設(shè)計(jì),、數(shù)字化研發(fā),、數(shù)字化制造管理和EAP機(jī)臺(tái)自動(dòng)化及落地實(shí)施。
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圖1 項(xiàng)目實(shí)施方案及框架

? 數(shù)字化頂層設(shè)計(jì)：天拓四方對(duì)客戶當(dāng)前業(yè)務(wù)模式,、業(yè)務(wù)流程,、管理瓶頸及信息化現(xiàn)狀進(jìn)行綜合診斷和優(yōu)化，同時(shí)結(jié)合行業(yè)內(nèi)標(biāo)桿企業(yè)智能制造最佳實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),，采取頂層設(shè)計(jì)與咨詢?分模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)?分階段實(shí)現(xiàn)?持續(xù)性變革管理,，這一標(biāo)準(zhǔn)化路線圖，實(shí)現(xiàn)客戶數(shù)字化工廠的頂層咨詢規(guī)劃與落地,。

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圖2 數(shù)字化工廠項(xiàng)目咨詢方法

?數(shù)字化核心解決方案：客戶數(shù)字化解決方案由數(shù)字化研發(fā),、數(shù)字化制造運(yùn)營(yíng)管理和EAP組成。首先通過(guò)PLM建立全球協(xié)同研發(fā)平臺(tái),，實(shí)現(xiàn)LED芯片研發(fā)創(chuàng)新,，然后MES構(gòu)建企業(yè)級(jí)的芯片制造管理平臺(tái)，通過(guò)這一層的MES系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)/柔性化生產(chǎn)線和的PLM和ERP連接和貫通,，最后通過(guò)機(jī)臺(tái)連線自動(dòng)化（EAP）建立工業(yè)網(wǎng)絡(luò),，實(shí)現(xiàn)設(shè)備監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集及生產(chǎn)線自動(dòng)化。

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圖3 數(shù)字化實(shí)施方案

三,、技術(shù)路線：

基于客戶構(gòu)建智能工廠的長(zhǎng)遠(yuǎn)愿景,，參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISA-95對(duì)企業(yè)架構(gòu)層級(jí)定義,，客戶數(shù)字化工廠項(xiàng)目將全面構(gòu)建各個(gè)層級(jí)的能力，分層次打造全新的數(shù)字化工廠,?？蛻魯?shù)字化工廠將通過(guò)制造評(píng)估和工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理,、全集成自動(dòng)化控制以及生產(chǎn)線的構(gòu)造,，開(kāi)展業(yè)務(wù)活動(dòng)并協(xié)同工作。

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圖4 數(shù)字化技術(shù)架構(gòu)

（1）企業(yè)層 & 管理層：主要是產(chǎn)品研發(fā)PLM和企業(yè)管理ERP層面,。尤其是應(yīng)用PLM中的數(shù)字化制造技術(shù),，實(shí)現(xiàn)工廠的數(shù)字化建模和仿真分析，并基于虛擬工廠展現(xiàn)和操控生產(chǎn),。為數(shù)字化工廠奠定基礎(chǔ),，通過(guò)產(chǎn)品全生命周期的數(shù)字制造和虛擬制造實(shí)現(xiàn)工程信息化，通過(guò)ERP和綜合管理平臺(tái)打造管理信息數(shù)字化,。車間層的技術(shù)與生產(chǎn)管控方面,，通過(guò)工藝評(píng)估、工藝設(shè)計(jì)及仿真實(shí)現(xiàn)工廠的指導(dǎo)思想的數(shù)字化,，通過(guò)工廠規(guī)劃建立支撐車間優(yōu)化和產(chǎn)線優(yōu)化,，通過(guò)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理，達(dá)到實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)訂單,、在制品,、質(zhì)量、設(shè)備利用率,、物料等全方位管控,。

（2）操作層：主要是執(zhí)行和發(fā)布各種生產(chǎn)指令；實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品,、工藝,、設(shè)備、測(cè)量?jī)x器等各種數(shù)據(jù)的傳遞和采集,。
（3）控制層 & 現(xiàn)場(chǎng)層：主要是接收操作層的指令,，來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)層的各種硬件的自動(dòng)化控制和驅(qū)動(dòng)，確保其準(zhǔn)確執(zhí)行?，F(xiàn)場(chǎng)部分主要是生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備,、工裝、工具,、測(cè)量?jī)x器和物流設(shè)施等各方面的內(nèi)容,。

四、項(xiàng)目成果：
此項(xiàng)目取得了以下八大成果：

五、幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)了：
（1）優(yōu)化業(yè)務(wù)流程,，提升業(yè)務(wù)效率：實(shí)現(xiàn)研發(fā)和制造業(yè)務(wù)一體化,、生產(chǎn)過(guò)程透明化，具有全球協(xié)同研發(fā),、制程設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化,、車間排產(chǎn)動(dòng)態(tài)化、生產(chǎn)反饋實(shí)時(shí)化的支撐能力,，實(shí)現(xiàn)知識(shí)管理，累積產(chǎn)品設(shè)計(jì)訣竅,，提高知識(shí)重用率,，支撐形成精益文化。
（2）通過(guò)全球協(xié)同研發(fā)平臺(tái),，提升產(chǎn)品創(chuàng)新管理能力：對(duì)以項(xiàng)目計(jì)劃為主線,、產(chǎn)品為核心，建立可視化的數(shù)字化協(xié)同研發(fā)環(huán)境,。實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì),、器件采購(gòu)、工藝準(zhǔn)備,、生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備和生產(chǎn)執(zhí)行進(jìn)行管理,，包括多項(xiàng)目計(jì)劃的管理、產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)度,、物資采購(gòu)進(jìn)度,、工藝準(zhǔn)備進(jìn)度、生產(chǎn)準(zhǔn)備進(jìn)度和生產(chǎn)進(jìn)度的可視化監(jiān)控,，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)管理,、集中反饋、統(tǒng)一決策的科研管理信息流處理機(jī)制,，為企業(yè)決策支持服務(wù),，有效處理多項(xiàng)目管理能力,。
（3）通過(guò)精細(xì)化的車間現(xiàn)場(chǎng)管理環(huán)境，提升數(shù)字化車間執(zhí)行能力：建立數(shù)字化制造現(xiàn)場(chǎng)管理平臺(tái),，構(gòu)建車間資源,、計(jì)劃、執(zhí)行,、控制全面管理和控制的精細(xì)化和可視化的車間現(xiàn)場(chǎng)管理和監(jiān)控環(huán)境,。實(shí)現(xiàn)包括車間生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控,、質(zhì)量管理,、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)分析、工具工裝管理,、車間數(shù)據(jù)采集,、生產(chǎn)過(guò)程管理、看板管理,、統(tǒng)計(jì)分析,、產(chǎn)品追溯管理、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)與績(jī)效管理,、報(bào)表管理等內(nèi)容管理,。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控與優(yōu)化、完善制造資源分配,、提高資源利用率,、優(yōu)化配置以及與其他系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳遞，達(dá)到生產(chǎn)前規(guī)劃,、生產(chǎn)中監(jiān)控,、生產(chǎn)后追蹤的全方位支撐，提升研究所的數(shù)字化制造能力,。

六,、實(shí)施成效及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：
項(xiàng)目為企業(yè)帶來(lái)了如下具體指標(biāo)的優(yōu)化。

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七,、數(shù)字化工廠項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：
（1）重視數(shù)字化工廠頂層設(shè)計(jì)與規(guī)劃：由專業(yè)的方案顧問(wèn)梳理與規(guī)劃頂層架構(gòu),。
（2）夯實(shí)數(shù)字化企業(yè)平臺(tái)：一方面進(jìn)行端到端價(jià)值鏈整合（整合PLM、ERP,、MES和CRM系統(tǒng),，厘清產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈實(shí)施PLM系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā),；另一方面實(shí)現(xiàn)網(wǎng)路化的縱向集成,，打造數(shù)字化工廠（實(shí)施MES/WMS系統(tǒng)，建立工業(yè)4.0的核心系統(tǒng)與框架，打通SCADA,、EAP,、WCS與MES、WMS的整合,，提升工廠的自動(dòng)化運(yùn)作程度）,。
（3）完善決策與計(jì)劃平臺(tái)：監(jiān)控/報(bào)表/看板體系完善與移動(dòng)化應(yīng)用、大數(shù)據(jù)平臺(tái)建立與整合,、先進(jìn)產(chǎn)能計(jì)劃與線上排程規(guī)劃等,。
（4）項(xiàng)目持續(xù)升級(jí)及優(yōu)化：智能工廠不是目的，其目的為提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力與質(zhì)量智能工廠,，無(wú)法一蹴而就,，需要企業(yè)長(zhǎng)期的努力與變革。