《北京京东方G8.5智能制造（智能工厂）》

作者： 南柯梦碎

发布于:2019-07-24 10:38 修改于:2019-07-24 11:31

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1、项目单位基本情况

北京京东方显示技术有限公司第8.5代薄膜晶体管液晶显示器件智能制造入选工信部2017智能制造新模式应用项目。

公司研发的国内首条第8.5代高世代TFT-LCD生产线运用先进设计软件按照最佳的工程设计、最简洁的物流模式及最小化的投资原则，自主完成厂房布局及产线设计。该项目设备自动化程度高，智能化制造系统建设完善，具备先进的智能生产、控制、检测、物流和仓储等装备和信息化管理。同时，数字化通信网路覆盖面全，拥有完备的设备通讯交互系统，网络系统为生产运营提供强有力的支撑，为公司实现智能制造提供了良好平台。

2、企业智能工厂建设主要内容

北京京东方第8.5代高世代TFT-LCD生产线综合运用MES、ERP、PLM、MCS等多种应用服务，为生产运营提供了强有力的支持，推进企业数字化设计、装备智能化升级、工艺流程优化、精益生产、可视化管理、质量控制与追溯、智能物流等方面的快速提升，实现企业设计、工艺、制造、管理、物流等环节的产品全生命周期闭环动态优化。

2.1 项目主要特点

（1）计算机智能制造系统完备

计算机智能制造系统整体以企业资源计划管理系统ERP（ Enterprise Resource Planning）系统为核心，一方面与产品全生命周期管理系统PLM（Product Lifecycle Management）互连互通，在PLM系统上使用专业的设计软件，并通过PLM系统实现产品的协同开发与创新，提高设计重用率及设计变更过程的效率；通过系统定位，在产品整个生命周期内创建、记录、维护和分享产品数据，再由PLM传输至ERP，为产品制造提供动态多维度的核心数据，从而缩短产品研制周期、降低产品不良率以及降低采购成本。PLM实施后，研发生产力提高了20%-30% ，新产品上市周期缩短25%-50%，部品数量减少10%-18%，BOM准确率提高30%-35%，变更成本降低25%-33%。

（2）设备自动化程度高，智能化改造效果凸显

在提高企业生产效率，提高产品良率，降低运营成本方面，公司于2015年启动了工艺控制中心(PCC)和卡夹尺寸自动更换系统等智能传感与控制装备；自动检测、维修、包装等 智能检测与装配装备；散屏库立体化仓储、WMS仓储管理等智能物流与仓储装备三方面关键技术装备的改造。通过关键技术装备导入和人员优化，工厂人数由9160人减少至7049人，运营成本降低23%。以32”标杆产品为例，生产周期由7.9天缩短至6.3天，生产效率提升20%以上；整体综合不良品率由5.9%降至3.4%，降低比率达42%；单位产品综合能耗由0.0139吨标煤/平方米降低至0.0118吨标煤/平方米，能源利用率提升15%；通过智能化改造实现内部运营能力全面提升，达到液晶显示行业先进水平，也为其他液晶显示行业及高端制造业企业智能化转型提供了参考方案。

（3）先进软件使用程度高

在产品设计方面，公司引进了一大批先进的 计算机辅助设计软件(CAD)及模拟软件，并已全面应用于所有产品各模块的设计中，涉及的产品尺寸范围涵盖7’’到11’’，完成产品设计多达250余款，充分体现了公司在设计方面的智能化程度。

先进设计及模拟软件的应用为提升产品设计的一次成功率、开发周期缩短、良品率提高等方面起到了积极作用。通过软件升级和模块追加，从整体情况来看，设计一次成功率在95%以上，开发天数由120天缩短至约95天，开发周期缩短20%以上。

2.2 项目实施情况

（1） 总体架构和整体技术路线

　　图1 智能制造整体方案

显示器件生产制造向生产“智造”转型是 京东方北京第8.5代薄膜晶体管液晶显示器件智能制造项目的重要任务。公司在工艺、维修、包装、监控、物流、检测等方面实现智能制造，以此降低人工成本及各项耗材费用，提高产品良率，最终实现成本降低，满足客户需求。

　　图2 智能制造架构规划

公司在现有制造能力上持续推动技术升级及改造，不断推进数字化管理、完善制造平台互联互通、信息系统兼容，全面提升 京东方整体智能化、自动化、信息化程度。建设内容具体包括如下五方面：

第一，进一步完善研发设计工具和产品生命周期管理系统，建立研发设计与工艺管理平台智能系统，提升产品验证一次性通过率，持续降低研发成本，缩短产品开发周期及量产爬坡时间，稳定产品品质。同时，建立可追溯的工艺平台知识体系，传承开发设计及工艺管理优秀经验，梳理公司核心研发、工艺数据，并逐步在集团下各地工厂推行数据标准化，为实现各工厂开发、工艺快速联动奠定基础。

第二，通过智能传感与控制、 智能检测与装配、智能物流与仓储装备等关键技术装备的集成应用，大幅提升检测装配准确度、物流传输效率，提升产线整体运营效率，使智能制造水平处于业内领先。

第三，在智能制造系统及生产运营数据信息集成方面，将进一步完善研发制造信息一体化平台，将产品设计、制造、管理等信息串联成一个整体，解决设计、制造之间相互协作效率低的问题，提高产品创新能力，对产品全生命周期数据进行全程管理，从而提高产品生产管理体系、质量管理体系和主数据管理体系的运行效率，实现产品研制全过程的技术状态的有效管理与控制，不断提升产品设计、生产、质量、维护和协同能力，满足企业管理决策的各个管理应用的需求。

第四，在 信息安全保障方面，将持续推进信息安全保障软件和系统应用，拓展桌面虚拟化技术，将桌面云系统广泛覆盖到每一名员工，将其低成本、低功耗、高安全、易管理的特性展现出来。

第五，加强与产业链上游设备、软件及材料的国内供应商协同合作，自主开发或联合研发、测试，大力推进设备、软件、材料国产化导入及推广应用，填补国内平板显示领域相关技术空白，逐步形成本土企业配套能力，共同促进平板显示产业链发展。

（2）实施方案

项目实施主要分为如下三个步骤：

1）关键技术装备导入

①智能传感与控制装备：在PCC远程控制系统方面进一步拓展，实现全部设备的PCC管理。在卡夹尺寸自动更换系统(CMC)方面，进一步提升更换精度，确保成功率达到100%，同时实现全尺寸卡夹的自动更换。

② 智能检测与装配装备：对工艺设备进行监控和控制，实现集成化管理，提升瓶颈工艺的宕机响应速度，提升设备稼动率。此外，成盒检测设备计划在通过自主开发的PC端PCC系统，对产线增加布线，构建监控网络，总分式管理，用总机实现产线VAP的良率监控、界面控制调试、文件移动&复制等功能，实现VAP开启线体提升50%~70%。模组智能标杆线将继续推进外观自动检测AOI设备、Module ID自动贴附设备、自动物流AGV导入，实现模组产线智能化升级。

③智能物流与仓储装备方面

散屏库智能立体化改造项目和WMS仓储管理系统项目均为集团内首次建设项目，第8.5代高世代TFT-LCD生产线将进一步总结经验，制定相关标准，在集团内广泛推广。

2）智能制造系统升级及推广

公司结合 计算机智能制造系统使用现状，在现有产品生命周期管理系统、生产过程数据采集与分析系统框架下完善系统功能，扩大应用范围，建立大数据管理模块，满足智能制造对信息快速、高效地收集传输、追溯应用、分析研判等管理要求。

3）网络架构优化及 信息安全保障

持续推动桌面云系统建设和全覆盖，转变员工办公方式，降低运维成本，提升办公效率和 信息安全保障能力，同时可将系统建设经验推广到整个京 东方集团。

（3） 新技术创新应用情况

1）更加关注智能制造安全可控

公司在智能制造安全可控方面，与上游企业在材料、装备上积极布局，通过二元化、国产化打破国外厂商垄断供应局面，推动了国产装备、国产材料的技术升级。此次整体智能制造的核心改造装备，如工业机器人、 智能检测、仓储等装备主要采用国内厂商的配套解决方案，设备整体的设计方案、设备制作、设备软件全部自主化和国产化，达到安全可控的要求。

2）更加关注互联互通

智能化制造系统建设的完善，首先要具备先进的智能生产、控制、检测、物流和仓储等装备，其次使用的智能制造系统、产品全生命周期管理系统（PLM）、企业资源计划管理系统（ERP）等系统运行稳定，功能可扩展性强，但最重要的是系统间互联互通，才能帮助工厂高度实现智能化、自动化运转和信息化管理。

3、工厂建设达成效果

北京京东方显示技术有限公司2015-2017年智能制造改造项目总投资2.88亿元，现已正式投入生产运营，通过本项目的实施，总体达成实现生产效率提高20%，产品不良品率降低42%，运营成本降低23%，能源利用率提升15%；通过对先进设计软件升级和模块追加，以及对PLM等系统优化和完善，开发周期缩短20%以上。具体说明如下：

（1）生产效率方面

通过智能传感与控制、 智能检测与装配、智能物流与仓储装备等关键技术装备的集成应用，北京京东方显示技术有限公司的检测装配准确度大幅提升至95%以上，物流传输效率提升50%以上，人员优化比例达23%以上，有效降低人力成本，提升产线整体运营效率。

（2）运营成本方面

设计及模拟软件的应用很大程度上确保了在设计阶段即可发现产品中可能出现的问题及缺陷并即时加以修正，提升了产品设计一次成功率、缩短开发周期。在产品设计方面，产品一次设计成功率提升至95%以上，开发天数由120天缩短至约95天，周期至少缩减20%左右。在智能物流及仓储管理方面，操作系统控制操作的信息准确性达到100%，通过智能系统自动读取数据，有效避免了人为主观判断导致的信息错误，大幅降低公司成本。

（3）国产化方面

项目的国产化装备种类覆盖率达到68%，其中模组段智能制造设备国产化率100%。

4、经验/模式总结

北京京东方显示技术有限公司的智能工厂建设在行业内起到重要的示范作用。

（1）引领国内同行业向智能制造迈进

作为国内首条第8.5代高世代TFT-LCD生产线，从原材料投入到产出成品需要经过数以千计的工序，整体布局、设计均对后续国内液晶显示产线建设起到了引领作用，更是为国内液晶显示高世代线建厂提供了丰富的经验。

京东方设备自动化程度高，智能化制造系统建设完善，数字化通信网路覆盖面全，将引领推动新型显示器件产业向智能制造迈进。

（2）引领传统型制造业向自动化、信息化迈进

京东方使用的智能制造系统、产品全生命周期管理系统（PLM）、企业资源计划管理系统（ERP）、智能化能源管理平台运行稳定，具备系统功能可扩展性强、后期维护方便等优点，实现了工厂高效的自动化运转和信息化管理。在实施过程中，问题的解决及后续自主开发经验均可以为传统制造型企业的系统实施、维护、再开发提供重要参照，具有很好的推广示范价值，可引领传统型制造业向自动化、信息化方向迈进。

（3）推动国产装备、国产材料的技术升级

公司积极发挥平板显示龙头带动作用，通过与上游企业携手在材料、装备国产化与现地化上积极布局，鼓励和支持国内企业如欣奕华、北旭、七星、 华大九天、 东旭、彩虹、乐凯等进入上游核心材料、装备领域，联合攻关，有效推动国产装备、国产材料的技术升级，强化产业链合作，提升产业整体竞争力。

$京东方A(SZ000725)$