儀電顯示智能制造

文‖《上海國資》記者 金 琳

儀電顯示智能制造

文‖《上海國資》記者 金 琳

為了減少人為對產(chǎn)品的影響，進入車間的工人越少越好

“公司員工數(shù)量從2008年的504名下降到現(xiàn)在的約400名，但產(chǎn)銷量卻屢創(chuàng)新高，這就是智能制造帶來的好處”，上海儀電顯示材料有限公司的“彩色濾光片智能車間試點示范”獲得“工業(yè)和信息化部”2016年智能制造試點示范項目。

上海儀電顯示材料有限公司總經(jīng)理金新對《上海國資》表示，儀電集團已經(jīng)制定了智能制造戰(zhàn)略，并打造智能制造板塊。儀電顯示將在智能制造領(lǐng)域不斷嘗試，并形成可推廣可復制的運營模式。

據(jù)了解，上海儀電顯示材料有限公司是國內(nèi)首家五代線液晶顯示面板配套彩色濾光片專業(yè)生產(chǎn)廠商。隨著電子產(chǎn)品迭代速度逐年上升，大批量的自動生產(chǎn)方式已無法滿足多品種小批量的個性化客戶的要求，在原有自動化的基礎(chǔ)上建設(shè)智能車間成為公司轉(zhuǎn)型發(fā)展、保持市場競爭力的必由之路。

金新告訴記者，儀電顯示智能化發(fā)展分為三個階段，從自動化，到信息化，最終發(fā)展為智能化。目前正在進行第三階段的智能化轉(zhuǎn)型升級。

柔性生產(chǎn)

曾榮獲2016年上海十佳首席信息官的儀電顯示信息部長魏鳳榮表示，滿足市場小批量、個性化的需求，柔性化生產(chǎn)是最佳生產(chǎn)模式。“我們的生產(chǎn)線是全自動化的，這種機械化生產(chǎn)線比較適合工藝穩(wěn)定的批量化生產(chǎn)。但是，電子產(chǎn)品市場已呈現(xiàn)出個性化、高精專、小批量、多批次的發(fā)展趨勢。如何在機械化的生產(chǎn)條件下實現(xiàn)柔性化的生產(chǎn)，是我們面對的最大挑戰(zhàn)”。

魏鳳榮介紹，企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)模，最小批次在300—500片之間，“小批量生產(chǎn)需要經(jīng)常切換，一經(jīng)切換就會損失產(chǎn)能，如果控制不好，一批產(chǎn)品就得全部報廢。”

儀電顯示應(yīng)用智能定位識別自動生產(chǎn)線、車間智能化倉儲運輸、統(tǒng)一管道供給能源、自動投產(chǎn)與執(zhí)行管控、以及自動在線檢測和數(shù)字化工藝品質(zhì)管控等智能化生產(chǎn)裝備與手段，實現(xiàn)先進的智能化制造模式。目前，該公司智能制造試點示范項目建設(shè)初見成效，實現(xiàn)每月80多次切換、全天候自動化生產(chǎn)，產(chǎn)量超過原設(shè)計能力25%，產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮減50%。

“手機屏、電腦屏等液晶屏因為有了我們的彩膜才能呈現(xiàn)出彩色畫面”，金新告訴記者。這樣一片薄薄的彩膜憑借自主研發(fā)技術(shù)和創(chuàng)新的柔性化生產(chǎn)方式取得了競爭力，市場占有率高達40%以上，其終端客戶覆蓋了包括華為、OPPO、VIVO、小米等在內(nèi)的幾乎所有知名手機廠商。

可視化智慧工廠

上海儀電顯示材料有限公司的智能車間占地面積近3萬平方米，有10個足球場大，總共有23條生產(chǎn)線和上千臺的自動化和智能化設(shè)備。進入智能車間要經(jīng)過幾道清潔手續(xù)，除了露出兩個眼睛在外面，其他都需要包裹在無塵服里。現(xiàn)場有23條生產(chǎn)線和一個大型立體倉庫相連接。兩個機械手，一手拿玻璃，另一個拿隔膜一刻不停地將物品搬入倉庫。在沒有人員參與的情況下，自動化和智能化設(shè)備整齊有序地完成自動化搬運和生產(chǎn)工作。

“現(xiàn)在400名員工中，管理人員和操作工各一半，”魏鳳榮說，“我們到日本相關(guān)企業(yè)去學習，發(fā)現(xiàn)環(huán)境因素對產(chǎn)品的特性非常重要，為了減少人為對產(chǎn)品的影響，進入車間的工人越少越好。要實現(xiàn)少人化生產(chǎn)，可視化管理是順利生產(chǎn)的重要手段。”

生產(chǎn)環(huán)境可視化

對于生產(chǎn)環(huán)境，彩膜的工藝要求也特別苛刻。“潔凈度要求每立方米小于等于0.3微米的微塵顆粒不超過1000個，是半導體加工的1/10，對于一些精密設(shè)備，每立方米微塵顆粒含量不超過100個。溫度保持在23度，相對濕度55%，智能車間有大量溫濕度傳感器監(jiān)測和反饋，還有大量的監(jiān)控設(shè)備實時監(jiān)測生產(chǎn)現(xiàn)場。”

能源管理可視化

在綠色環(huán)保方面，工廠實現(xiàn)了廢水排放可視化監(jiān)控。在能源消耗管控方面，其綜合能耗和單片產(chǎn)品能耗成本逐年下降。系統(tǒng)上可以可視化顯示水、電、氣的使用情況，每臺設(shè)備的能源消耗情況標注得清清楚楚，自動計算出綜合效率統(tǒng)計數(shù)字。

“在平安生產(chǎn)方面，實現(xiàn)了消防設(shè)施可視化點檢、消防設(shè)備維護有序、化學品倉庫可視化管理。”不僅如此，上海儀電顯示材料有限公司工廠效率管理智能儀表盤和系統(tǒng)對接在一起，生產(chǎn)線上的狀況每45秒就會進行一次更新。一旦生產(chǎn)線出現(xiàn)異常情況，就會啟動自動報警程序。對生產(chǎn)、能耗、質(zhì)量、設(shè)備、成本等關(guān)鍵KPI進行一體化整合與展示。同時基于大數(shù)據(jù)分析實時監(jiān)測生產(chǎn)線狀況，高度實現(xiàn)了工廠整體效率的可視化管理。

工廠效率管理智能儀表盤將工廠整體的運行情況可視化，工廠管理人員對工廠整體生產(chǎn)狀況進行把握和管理。現(xiàn)在，項目的第一階段已經(jīng)順利上線并開始運行，并在實際生產(chǎn)中取得了明顯的成果。例如，以往通過報表形式進行數(shù)據(jù)收集與統(tǒng)計需要十幾分鐘的時間，而現(xiàn)在只需要幾秒鐘就能夠完成。通過工廠效率管理智能儀表盤所提供的直觀信息，為今后的生產(chǎn)經(jīng)營改善提供巨大幫助。

大數(shù)據(jù)平臺

在上海儀電顯示材料有限公司實現(xiàn)生產(chǎn)自動化、信息化的背后，是一個大數(shù)據(jù)平臺的支撐。以能源精益管理為例，儀電顯示選取一條線做試點，對設(shè)備端的水、電、氣通過無線物聯(lián)網(wǎng)進行采集，整合存儲到大數(shù)據(jù)平臺上進行分析，形成和生產(chǎn)相關(guān)聯(lián)的能源綜合分析管理。

在智能維護方面，大數(shù)據(jù)平臺也發(fā)揮著重要的作用。“我們建廠已經(jīng)9年了，按照原先的設(shè)計標準，伺服電機早就到了更換期。但是更換一臺設(shè)備需要7萬美元。我們希望實現(xiàn)設(shè)備利用最大化，就要在零件損壞之前提前知曉。于是我們提取了設(shè)備的運行參數(shù)，建立模型，并進行預(yù)測，提前更換相關(guān)零件，以提高生產(chǎn)效率。”

魏鳳榮告訴記者，值得一提的是工廠實施不久的無線物聯(lián)網(wǎng)，“剛開始我們心中沒底，無線物聯(lián)網(wǎng)沒有在相關(guān)工廠應(yīng)用的先例，這一網(wǎng)絡(luò)對我們的現(xiàn)有設(shè)備會不會產(chǎn)生不良影響？傳輸信號的安全性和可靠性究竟如何？我們只能一步步試著來，一步步進行驗證”。最后發(fā)現(xiàn)，無線互聯(lián)網(wǎng)的安全性和可靠性都不錯，有利于在智能制造領(lǐng)域進行推廣。

除此以外，虛擬工廠項目也是一次全新的嘗試。上海儀電顯示材料有限公司和清華大學相關(guān)機構(gòu)進行合作，首次把建筑BIM技術(shù)和工業(yè)制造領(lǐng)域進行對接。“把所有的生產(chǎn)線進行1：1的建模，可以仿真生產(chǎn)環(huán)境。虛擬環(huán)境數(shù)據(jù)和現(xiàn)實環(huán)境數(shù)據(jù)聯(lián)接，進行預(yù)測和分析。”未來可以先在虛擬工廠模擬測驗，再進行正式生產(chǎn)。”

上海儀電顯示材料有限公司在智能制造升級轉(zhuǎn)型中，已取得了可喜的成果，23條件產(chǎn)線已全部實現(xiàn)互聯(lián)互通、自動上下料、自動搬運、自動特性檢測、自動生產(chǎn)、自動包裝的全自化生產(chǎn)，滿足市場快速切換的需要。不僅實現(xiàn)了大規(guī)模定制的柔性化生產(chǎn)，而且良品率大于95%，稼動率接近80%，創(chuàng)造了按單小批量零庫存的生產(chǎn)模式，經(jīng)營業(yè)績不斷創(chuàng)新高。