引言:隨著5G時代的到來,智能終端成為集5G通信、柔性顯示、高端制程芯片等于一體的復雜精密電子產(chǎn)品典型代表。同時,智能終端產(chǎn)品快速迭代、多品種小批量、趨于復雜組成及豐富的功能,也對終端制造生產(chǎn)線提出了更加柔性、數(shù)字化、精益與智能化的要求。中興通訊作為“數(shù)字經(jīng)濟的筑路者”,充分發(fā)揮自身既懂生產(chǎn)、又懂信息技術的優(yōu)勢,持續(xù)深耕“數(shù)字化”與“柔性化”融合的智造解決方案創(chuàng)新實踐,不斷完善工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設,搭建具有中興特色的“云管端”生產(chǎn)架構,積極探索創(chuàng)新技術應用與成果轉(zhuǎn)化,打造基于數(shù)字化驅(qū)動的數(shù)字化終端智能制造工廠,提升生產(chǎn)效率與質(zhì)量。
一、項目概況
項目背景
中興通訊作為全球領先的ICT綜合通信解決方案提供商,在供應鏈數(shù)字化轉(zhuǎn)型與終端智能工廠建設過程中,也面臨著電子制造行業(yè)通用的問題:
1)生產(chǎn)過程中無法做到物料精細化管理、智能終端全生命周期物料可追溯性較差,自動化程度不高,作業(yè)精密化不足、大部分工位依賴人工作業(yè),生產(chǎn)效率低,質(zhì)量不穩(wěn)定。
2)生產(chǎn)架線效率及云化測試普及率相對較低,5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的潛力開發(fā)較少。
3)終端產(chǎn)品更新?lián)Q代快,需要生產(chǎn)設備具備強大的兼容能力,并能快速實施升級改造。
4)生產(chǎn)過程中各個工位的數(shù)據(jù)較為分散,形成多個信息孤島,無法將各個工位完全關聯(lián)。
5)數(shù)字化程度較低,無法實時獲取有效的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù),并將異常信息自動推送給相應的平臺/人員。
6)工作協(xié)同效率低,很多是線下溝通或者依賴孤立的系統(tǒng),缺少統(tǒng)一的數(shù)字化工具和平臺。
如何快速有效的解決上述痛難點問題,即成為企業(yè)的重中之重,也是難點所在。
2. 項目簡介
西安中興通訊終端科技有限公司(中興通訊子公司)以數(shù)字化轉(zhuǎn)型為契機,不斷豐富創(chuàng)新技術應用,完善工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,研發(fā)出基于“云管端”的智能制造工廠整體解決方案并在此基礎上進行應用拓展:搭建優(yōu)化生產(chǎn)測試軟件自動下發(fā)云平臺,利用云架構進行參數(shù)自動下發(fā),大大提升了架線效率;開發(fā)實現(xiàn)了全球物料追溯系統(tǒng),統(tǒng)一引入物料采購的最小單位唯一碼(即REELID,下文統(tǒng)一用REELID指代最小單位唯一碼),替代原有物料批次碼管理方式,實現(xiàn)單板生產(chǎn)物料與供應商信息及供應商生產(chǎn)批次信息的追溯貫通;開發(fā)多維度產(chǎn)線電子運營平臺系統(tǒng)(側(cè)重于“云”端實現(xiàn)),該平臺分別從SMT、單板測試、組裝、包裝等幾個維度,從可視到運營,分別針對線體、車間、人力、質(zhì)量實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時運營平臺,實現(xiàn)事管人、預警+消紅點閉環(huán)管控機制,推進業(yè)務流、信息流融合。
3. 項目目標
1)解決供應鏈數(shù)字化轉(zhuǎn)型中提出的六個問題(具體見項目背景)
2)生產(chǎn)效率提升10%,換線效率提升50%,產(chǎn)品不良率降低20%,對于生產(chǎn)管理自動化工序提升至50%,系統(tǒng)覆蓋數(shù)據(jù)提升至80%,智能管理流程覆蓋100%.
3)知識產(chǎn)權方面,申請國家發(fā)明專利2項,發(fā)表高水平論文不少于2篇
二、項目實施概況
1. 項目總體架構和主要內(nèi)容
1)西安中興通訊終端科技有限公司(中興通訊子公司)依托大數(shù)據(jù)、信息安全、5G、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等方面的技術優(yōu)勢與幾十年電子制造技術沉淀,以數(shù)字化轉(zhuǎn)型為契機,不斷豐富創(chuàng)新技術應用,完善工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,研發(fā)出基于“云管端”的智能制造工廠整體解決方案并建設基于數(shù)字化驅(qū)動的終端智能制造工廠(如圖1所示)。同時,中興通訊樹立高端制造品牌,構建技術領先、成本領先、質(zhì)量優(yōu)異的核心競爭力,逐步實現(xiàn)數(shù)字化、智能化、綠色化,節(jié)能減排,引領行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
圖1 西安中興通訊終端科技有限公司(中興通訊子公司)終端智能制造整體方案設計模型
在數(shù)字化測試及數(shù)據(jù)傳輸設計方面,西安中興通訊終端科技有限公司通過分布式精準云實現(xiàn)“云隨需生”,通過確定性精準網(wǎng)實現(xiàn)“網(wǎng)隨云動”,輔以5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中多樣化的“管道”確保數(shù)據(jù)通訊高質(zhì)高效,打造精準“云管端”生產(chǎn)管控綜合方案,并聯(lián)合運營商和行業(yè)伙伴廣泛開展商業(yè)實踐,加速行業(yè)創(chuàng)新。
在私有云架構搭建完成的基礎上,優(yōu)化生產(chǎn)測試軟件自動下發(fā)云平臺,利用云架構進行參數(shù)自動下發(fā),大大提升了架線效率。選取了視覺MMI測試系統(tǒng)進行改進,針對原來的每個站位需要花錢買license的工位進行技術改進,最終實現(xiàn)只需要云端一個license認證即可的方案,節(jié)省了單個工位購買license的費用。
在技術方案方面,團隊結合云計算技術,重點研究云測試方案以及5G網(wǎng)絡架構下多信息融合邊緣計算、數(shù)據(jù)分析及系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化等核心技術;另外為了確保生產(chǎn)過程中物料精細化管理、智能終端全生命周期物料可追溯,開發(fā)實現(xiàn)了全球物料追溯系統(tǒng),統(tǒng)一引入物料采購的REELID,替代原有物料批次碼管理方式,實現(xiàn)單板生產(chǎn)物料與供應商信息及供應商生產(chǎn)批次信息的追溯貫通;同時開發(fā)多個可視化運營平臺協(xié)助管理,保證生產(chǎn)的實時情況反饋無死角,利用大數(shù)據(jù)、AI、數(shù)字孿生等技術,實現(xiàn)生產(chǎn)運營可視與輔助決策,創(chuàng)新建設終端智能制造工廠。
全球物料追溯系統(tǒng)主要功能:
A、實現(xiàn)基于REELID的物料供應鏈管理方式。
從物料采購維度,針對所有供應商,統(tǒng)一物料采購的REELID,替代原有物料批次碼管理方式。
B、實現(xiàn)單板生產(chǎn)物料與供應商信息及供應商生產(chǎn)批次信息的追溯貫通。
完成從多系統(tǒng)之間的物料、供應商、品牌、物料批次以及REELID之間的數(shù)據(jù)系統(tǒng)接口改造和數(shù)據(jù)統(tǒng)一。在生產(chǎn)系統(tǒng)中,能夠及時準確獲取物料REELID相關的所有信息,實現(xiàn)基于REELID的生產(chǎn)過程物料防錯和物料數(shù)據(jù)追溯管理(如圖2所示)。
C、實現(xiàn)單板PCB代碼與所使用的物料的REELID信息的追溯貫通和可視。
在生產(chǎn)過程管理的MES系統(tǒng)中,實現(xiàn)在SMT貼片生產(chǎn)過程的PCB掃碼、物料上料以及生產(chǎn)設備的數(shù)據(jù)采集和關聯(lián),以及生產(chǎn)過程的物料使用情況追溯可視。
圖2 全流程物料追溯系統(tǒng)整體方案
通過云管端架構的數(shù)字化終端智能制造工廠創(chuàng)新實踐,研發(fā)落地多維度電子監(jiān)控運營平臺(如圖3所示),在自身實踐的基礎上,也將成熟方案向行業(yè)復制推廣,推動行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。同時基于云平臺的AI知識庫+大模型方案也在開發(fā)過程中。
圖3 智能看板系統(tǒng)示意圖
2. 應用場景
如圖4所示,公司內(nèi)部基于私有云架構搭建了“云管端”的智能制造工廠整體解決方案,使得后續(xù)所有應用可以基于云架構部署。
圖4 中興終端制造基于“云管端”的云測試綜合方案設計模型
架線降本提效:
搭建優(yōu)化生產(chǎn)測試軟件自動下發(fā)云平臺,支持多平臺軟件自動下發(fā)與自動配置(如圖5所示)。利用云架構進行參數(shù)自動下發(fā),大大提升了架線效率。針對原來的每個站位需要花錢買license的工位進行技術改進,最終實現(xiàn)只需要云端一個license認證即可的方案,節(jié)省了單個工位購買license的費用。
圖5 云平臺自動下發(fā)流程圖
生產(chǎn)及物料管控:
基于云架構,開發(fā)引入了物料管理系統(tǒng)(如圖6所示),實現(xiàn)單板生產(chǎn)物料與供應商信息及供應商生產(chǎn)批次信息的追溯貫通,確保生產(chǎn)過程中物料精細化管理、智能終端全生命周期物料可追溯。
關鍵工位的采集數(shù)據(jù)都與板號關聯(lián),基于設備實時聯(lián)機實現(xiàn)產(chǎn)品在制工序全程閉環(huán)制程控制、高精度的單板物料追溯、SPI/AOI檢測信息追溯、實現(xiàn)(印刷機、前后AOI、SPI和整SMT段)良率、直通率的統(tǒng)計管理,工位的作業(yè)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)報警、故障報警等等。
圖6 產(chǎn)線生產(chǎn)流程圖
實時全方位監(jiān)控:
開發(fā)多個可視化運營平臺(如圖7所示)協(xié)助管理,保證生產(chǎn)的實時情況反饋無死角,利用大數(shù)據(jù)、AI、數(shù)字孿生等技術,實現(xiàn)生產(chǎn)運營可視與輔助決策,創(chuàng)新建設終端智能制造工廠。同時基于云平臺的AI知識庫+大模型方案也在開發(fā)過程中。
圖7 多維度電子運營平臺成品展示
開發(fā)基于本地知識庫的大模型
在云端合并多個知識庫,開發(fā)基于langchain架構的本地知識庫大模型(如圖8),并關聯(lián)阿里的通義千問大模型,實現(xiàn)了基本FAQ的問答。目前已經(jīng)上架公司自有的OA系統(tǒng)。員工查找知識更加快捷方便,提高工作效率10%以上。
圖8 基于本地知識庫的大模型運維方案
3、其他亮點
該實踐案例基于業(yè)界領先技術的創(chuàng)新應用,已終端智能制造領域落地實施,并獲得了多項榮譽(如圖9所示)。
圖9 近期榮譽
三、下一步實施計劃
1. 試點先行,逐步推廣
完成“云管端”框架下3--5個應用的落地。結合AI新質(zhì)生產(chǎn)力及大模型應用,不斷挖掘新應用場景,新增5--10個應用落地并推廣到我司其他工廠。
2. 數(shù)字化平臺集成,向上下游企業(yè)推廣
結合我司的成功應用案例,以數(shù)字化工廠云平臺為基礎,以終端智能制造為起點,向上下游企業(yè)輻射,實現(xiàn)裝備制造全業(yè)務流程、全價值鏈的數(shù)字化協(xié)同。
3.建立制造裝備制造行業(yè)的云數(shù)據(jù)共享賦能平臺
打造裝備制造產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)賦能的工業(yè)大數(shù)據(jù)應用創(chuàng)新平臺;形成裝備制造業(yè)智能化升級、服務化轉(zhuǎn)型、創(chuàng)新性設計的新一代信息技術創(chuàng)新應用共享服務平臺,助力我國裝備制造業(yè)技術融合與產(chǎn)業(yè)升級。
四、項目創(chuàng)新點和實施效果
1. 項目先進性及創(chuàng)新點
1)創(chuàng)新提出基于“云管端”的生產(chǎn)“云測試”測試方案(架構如圖10所示),將研發(fā)中正在推廣的“云測試”方案經(jīng)過改良運用到生產(chǎn)測試當中,并且可以實現(xiàn)自動化、大規(guī)模的測試?!霸茰y試”對于生產(chǎn)測試來說就是實現(xiàn)把數(shù)據(jù)采集放在客戶端,把數(shù)據(jù)計算分析放在服務器端,測試結果由服務器端計算出來再傳遞給客戶端。在“云測試”實現(xiàn)的同時,實現(xiàn)了工藝、測試軟件、配置參數(shù)通過云端自動下發(fā),節(jié)省技術員現(xiàn)場支持及配置的大量工作量,同時提高了產(chǎn)品測試質(zhì)量。
圖10 生產(chǎn)云測試架構(部分傳輸已經(jīng)升級為光纖通信方案)
2)創(chuàng)新的開發(fā)出基于“云管端”的全球物料追溯系統(tǒng)(如圖11所示)。該平臺實現(xiàn)對激光打碼機、錫膏印刷機、SPI、貼片機、前AOI、回流焊爐、后AOI等工位各項數(shù)據(jù)采集功能。同時通過單板段導入REELID追溯系統(tǒng),實現(xiàn)物料端到端可視與追溯。關鍵工位的采集數(shù)據(jù)都與板號關聯(lián),實現(xiàn)產(chǎn)品在工廠各個工位的生產(chǎn)(包括不良維修操作)履歷查詢及產(chǎn)品中各個物料全方位追溯(包括出廠售后等其生命周期各個環(huán)節(jié)),所有關鍵追溯全面覆蓋。該平臺為智能工廠實現(xiàn)無紙化工藝、精準物料管控與自動化工藝管理打下基礎,同時大幅提升了產(chǎn)品質(zhì)量。
圖11 全流程物料管理平臺示意圖
3)創(chuàng)新的基于“云管端”上開發(fā)了多維度產(chǎn)線電子運營平臺系統(tǒng)(如圖12所示,側(cè)重于“云”端實現(xiàn))與基于本地知識庫的大模型運維系統(tǒng)。該平臺分別從SMT、單板測試、組裝、包裝等幾個維度,從可視到運營,分別針對線體、車間、人力、質(zhì)量實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時運營平臺,實現(xiàn)事管人、預警+消紅點閉環(huán)管控機制,推進業(yè)務流、信息流融合。同時,管理者還可以通過運營平臺掌握產(chǎn)線實時生產(chǎn)動態(tài),細化了管理顆粒度,也可以及時組織協(xié)調(diào)處理產(chǎn)線異常,大幅提升了管理水平,提高了生產(chǎn)效率。基于本地知識庫的大模型運維系統(tǒng)可以實現(xiàn)本地大模型的訓練學習,實現(xiàn)AI運維問答,大幅提升員工解決問題的效率。
圖12 多維度電子運營平臺整體方案架構
2. 實施效果
1)本方案技術成果已在中興通訊西安5G智能工廠、深圳智能工廠成熟落地應用,并向中興通訊五大制造基地批量復制推廣?;凇霸乒芏恕钡摹霸茰y試”生產(chǎn)測試方案技術應用,極大提升了生產(chǎn)測試效率,在“云測試”實現(xiàn)的同時,實現(xiàn)了工藝、測試軟件、配置參數(shù)通過云端自動下發(fā),大幅提升測試技術員的架線效率,節(jié)省測試技術員1/3?;谌蛭锪献匪菹到y(tǒng)的實現(xiàn),實現(xiàn)單板生產(chǎn)物料與供應商信息及供應商生產(chǎn)批次信息的追溯貫通,解決了生產(chǎn)中各工位的信息孤島問題,同時保證物料可全球追溯,大大提升了產(chǎn)品質(zhì)量。多維度產(chǎn)線電子運營平臺系統(tǒng)的開發(fā)實現(xiàn)了多角度產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化,不論從管理顆粒度還是實時監(jiān)控要求上都上了一個大臺階。
2)隨著終端智能制造工廠的不斷成熟,西安中興通訊終端科技有限公司將逐步把完善的智能工廠數(shù)字化整體解決方案推向市場,服務我國上百家智能制造電子企業(yè)。西安中興通訊終端科技有限公司以數(shù)字化驅(qū)動建設數(shù)字化終端智能制造工廠,在傳統(tǒng)智能工廠建設的基礎上,融入了云化、數(shù)字化、柔性化的設計理念,在省人提效的同時滿足快速迭代、定制化的需求,極大提升了智能工廠的柔性與可持續(xù)能力,同時在知識產(chǎn)權方面申請國家發(fā)明專利4項,發(fā)表高水平論文4篇。公司終端智能制造各項指標提升如下:生產(chǎn)效率提升12%,換線效率提升95%,產(chǎn)品不良率降低40%,對于生產(chǎn)管理自動化工序提升至85%,系統(tǒng)覆蓋數(shù)據(jù)提升至95%,智能管理流程覆蓋100%,同時兼容300+機型共線生產(chǎn)。
3)西安中興通訊終端科技有限公司在實施自身數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級的同時,也總結了一套可復制推廣的企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型方案。部分成果已在外協(xié)工廠投入使用,復制移植落地迅速,取得了很好的經(jīng)濟效益。西安中興通訊終端科技有限公司基于云管端架構的數(shù)字化終端智能制造工廠創(chuàng)新實踐,孵化了一批創(chuàng)新應用解決方案,可在工業(yè)制造、冶金鋼鐵、礦山、電力、交通等多個行業(yè)進行復制推廣,助力行業(yè)用戶數(shù)字化轉(zhuǎn)型,打造標桿項目。
項目申報單位:中興通訊股份有限公司
聯(lián)系人及聯(lián)系方式: 李晨陽 13649279657 li.chenyang@zte.com.cn / yangzi_02@163.com