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向智而行,走进江苏省先进级智能工厂 | 第五期:半导体集群篇(2)

发布时间:2025-09-23
来源:江苏工信
作者:江苏工信

高集成智能封测数字化孪生工厂

江苏长电科技股份有限公司



建设背景















随着半导体市场的快速增长,中国芯片成品制造行业也取得了长足的进步。新技术如5G通信、汽车电子、人工智能和高性能计算的迅速发展,对集成电路产品和技术的需求不断增长。但行业存在周期性调整,如何在业内保持竞争优势是公司面临的重大课题之一。市场和客户对我司提出了更高水平的智能制造要求,促使高集成、自调度的柔性化工厂的建立。

在原有智能化装备、网络等设备设施建设的基础上,长电科技智能工厂以信息化平台、自动化装备、智能化应用为核心要素,注重顶层规划,实施“纵向、横向全方位整合”的策略,围绕供应链上下游协同、仓储物流管理、生产过程管理、产品全生命周期管理、质量管理五大环节,实现端到端能力需求推导协同制造应用架构,推动新技术在智能制造中的应用。


主要做法















自2016年起,公司逐步实现自动化、智能化、数字化发展,至 2023 年完成数字化孪生工厂建设。在此期间,公司引进智能回流机、AOI在线检测装备、AGV&AMR 物流机器人等业内多台高端装备,自研MES、PDM、JQMS、JSRM、SPC、PLM、EPM(设备管理)、AMHS(自动物流运输系统)、SCM(供应链关系管理)等,结合SAP、CIM、CRM 等,打造大数据集成平台,通过IT与IT间、IT与OT间的互联互通,实现设计生产服务闭环、制造设备智能管控、生产过程在线优化、产品全生命周期追溯、供应链上下游协同优化。具体分为四个阶段:

(1)生产全面信息化管控:通过 RMS 程序管理,ALARM自动报警等模块统一集成 CIM 制造管理平台,EAP 设备智能管控、MES 及 SPC、OCAP、JQMS 质量管理等陆续上线,使得生产节点、物料、产品质量可控可追溯。通过对生产资源和过程的全流程管控,智能化取代人力,生产率大幅提升,错误率降低。

(2)智慧物流:公司研发自动运输系统 AMHS,利用AGV、AMR 装备,结合智能立库、电子料架 eRack 硬件建设,根据采集到的实时派工 RTD 信息,实现物料的自动转运。

(3)大数据分析决策能力:利用数据湖+消息队列,引入数字孪生、仿真模型等新技术,构建以产能调配、运营优化、资源协同的数字孪生工厂,打造实时可视、分析模拟及决策能力,实现公司生产运营协同与资源的最优配置。

(4)产品全生命周期与供应链优化协同:以 SCM 为核心,协同 JSRM、CSR、CRM、JQMS 等,实现与上下游供应链设计、生产、物流、质量等信息的无缝对接。以数字化的技术和应用拓展上下游服务渠道、延伸服务触角、提升服务质量,打造弹性供应链管理体系,应对市场的不确定性。


成效与亮点















通过智能工厂的建设,生产效率提升至96%;大数据平台的建设,消除信息孤岛,订单准时交付率提高到98%;产品质量优化系统的建设,实现原料、在制品、成品间的数据流动,打造产品全生命周期管理,产品良率高达99.95%(全球顶级水平);结合供应链协同架构,融入绿色可持续发展理念,进一步优化价值链。智能工厂的建设,实现智能化运营,提升企业核心竞争力,奠定公司在全球的行业领军地位。在芯片封测领域实现了多个技术突破,具体表现在:

(1)数据湖:建设容纳海量数据的数据湖,提供灵活的数据访问和分析工具,支持多维度的质量分析和工艺改进研究,显著提高数据处理效果。 

(2)仿真:精确建模芯片封装设计和工艺流程,优化封装设备布局和工艺参数,减少试错成本;构建数字孪生模型,实时模拟并预测生产情况。 

(3)人工智能:利用机器学习算法和深度学习模型,对收集到的工厂各环节数据进行挖掘和分析,预测生产情况并优化,例如根据加工序列和设备状态,动态规划搬运任务,实现智能调度;根据上下游供应链材料情况,建立模型进行评分,实现采购决策优化。

智慧供应链建设满足风险管控需求,适应企业全供应链管理扩展需求,创新管理手段,提供高效、透明、合规、完善、统一的运营与监控平台。完善供应链全流程管理,服务工厂智能化生产,打破业务壁垒,形成快速响应市场能力。提升集成电路上下游企业的协作度,使来料合格率提升 7.95%,物流成本下降了 21.82%,采购费用率下降 20%,订单配送周期下降33.33%,为集成电路产业集群提供了极具参考意义的范式。


经验与教训















(1)建设经验

在建设智能工厂的初步设计阶段,就制定了清晰的智能工厂蓝图,明确自动化、数据化、智能化目标,并划分优先级且分阶段投入,例如先实现核心封装工序自动化(如贴片、键合),再打通MES系统与设备数据接口,最后引入AI进行工艺优化与预测性维护,避免了“一步到位”的风险。

在前期就认识到“精准采集”是核心挑战,设备的互联互通是基石,需要实现设备数据(OEE、参数、报警)的实时、精准采集与分析。通过统一通信协议(如SECS/GEM、OPC UA),部署边缘计算网关,并建立强大的数据平台,成功整合了来自不同品牌、不同年代设备的异构数据流,为后续分析优化打下坚实基础。其间部门旧设备的整合,造成了不少麻烦。

坚定“数据驱动”作为决策依据,打通数据孤岛后,数据价值开始释放。利用SPC进行实时工艺监控,显著降低了批次性异常;基于历史数据的预测性维护模型,将关键设备意外停机时间减少了30%以上;通过大数据分析优化工艺参数,良率得以稳步提升。

(2)建设教训

过度追求“无人化”。在部分环节过度追求“黑灯工厂”,忽视了工艺的复杂性与柔性需求。例如,在一些高度依赖经验的环节,强行全自动化反而导致出错率上升。应进行严谨的ROI和可行性评估,优先自动化重复、危险、高精度需求环节,循序渐进地按步推动“少人化”“无人化”作业。

忽视数据治理与网络安全。初期只重视数据采集,忽视数据质量(如命名规范、单位统一)、安全存储及权限管理、不同软件间的安全兼容,导致后期分析困难或存在泄漏、篡改风险。必须同步建立完善的数据治理体系和网络安全防护策略(如工业防火墙、访问控制)。


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