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用智能 开启无限可能 | AI技术加持,包装设计平台创新势不可挡!

2024-06-04e-works

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本文介绍了如何借助AI技术加速包装设计平台创新。
       上期,某科技集团股份有限公司数字化研发部总监吕志超为大家分享了如何应用自动化设计加速半导体显示行业数字化平台研发。文章发出后,网友们留言提出了很多关于半导体显示行业生产中AI应用场景和创新实践等相关问题。本期,数字化研发部总监吕志超将为大家答疑解惑共同探索,如何借助AI技术加速包装设计平台创新?

1、半导体显示行业在智能制造建设方面取得了哪些成效,有什么经验分享?

       答:在智能制造领域,我们的创新实践聚焦于推动半导体行业的数字化转型和智能工厂建设。首先,我们通过集成自动化设备、大数据分析、供应链优化和严格的质量控制系统,使生产效率与产品质量有了显著提升,运营成本降低,加快了对市场需求的响应速度。其次,我们持续投入研发创新,借助数字化工具、仿真技术和专业的高性能工作站等工具,加速了新产品的设计和开发。最后,我们积极探索智能制造技术在多个场景的应用,采用AI、5G、工业互联网等新兴技术,并与国际合作伙伴携手,共同推动智能制造技术的发展。这些综合性的成效不仅巩固了公司在显示技术领域的领导地位,也为整个制造业的智能化升级,提供了可借鉴的经验和模式。

2、您认为图形工作站在半导体显示行业的研发设计过程中扮演了什么角色?

       答:工作站是研发工作的基础设施,支撑了设计绘图、建模仿真、高性能计算等关键业务。专业的高性能工作站能够有效提高开发效率,降低成本。一方面,设计的复杂度日益提升,在显示产品的模组设计时,需要处理复杂的几何模型、材质贴图和光线追踪等任务,须由专业3D CAD软件完成。此时,具备高性能GPU的工作站能够确保在建模中交互和响应速度足够流畅;另一方面,半导体显示产品种类繁多,对于不同尺寸、不同出货形态的显示产品,考虑到运输安全性,都需要量身定制独特的包材设计方案,因此公司建立了包装自动化设计平台ibox平台,以实现与3D绘图软件的参数化设计集成联动,并允许一键快速生成包装设计图纸。
图1 惠普Z系列Z4 G5 AI工作站应用一键快速生成包装设计图纸(ibox平台通过输入关键信息&需求自动生成设计图纸)
图1 惠普Z系列Z4 G5 AI工作站应用一键快速生成包装设计图纸(ibox平台通过输入关键信息&需求自动生成设计图纸)

       惠普Z系列Z4 G5 AI工作站搭载的新一代英特尔®至强®W系列处理器和NVIDIA® RTX™ A5000专业显卡,显著提升了3D设计的响应速度和操作流畅性。此外,在整个包装自动化设计平台ibox平台的建设过程中,惠普Z系列Z4 G5 AI工作站以其高性能的计算能力和专业级的图形处理性能,确保了ibox平台的流畅运行,使复杂的包装设计任务得以加速完成。借助ibox平台和惠普工作站的协作优势,我们整体包装设计工作由原来的10小时缩减到2小时左右即可完成,将设计周期缩短了80%,显著提升了研发效率。
图2 基于惠普Z系列Z4 G5 AI工作站应用iBox平台开展自动化设计
图2 基于惠普Z系列Z4 G5 AI工作站应用iBox平台开展自动化设计

       除了工作站搭载的高性能GPU和CPU外,更值得一提的是,面对高强度的建模与计算任务时,惠普Z系列Z4 G5 AI工作站经过了360,000小时严苛测试,可保障研发设计环节工作站的稳定性与安全性。此外,惠普工作站的21,000+软硬件组合认证,可充分满足我们对于ANSYS、Solidworks、NX等多款软件的应用需求,有效避免了软件不兼容、不适配的问题。为研发设计过程的创新与发展,提供强有力的支持。

3、您如何看待iBox平台在行业内的创新性和领先性?为公司带来了哪些具体的效益?

       答:就拿我们的半导体显示产品来举例,半导体显示产品的基本结构,是由两块玻璃板构成,其间由介质均匀间隔开。该类产品一旦损坏就无法修复,近乎报废,因此对包装缓冲、防震、抗压性能要求极高。我们打造的包装自动化全流程平台iBox平台,是同行内首个包装自动化设计平台,不仅能够覆盖90%以上产品尺寸系列的参数化包装设计,减少机械操作并提高效率,还拥有标准化包装图纸库,并能与3D绘图软件的参数化设计集成联动,允许一键快速生成包装设计图纸。因此,iBox平台在设计场景覆盖度、设计规则封装完整性、设计数据管理方面,都具有创新性和领先性。

       iBox平台为公司带来的具体效益包括:

       (1)设计周期缩短:iBox平台可以覆盖业内几乎全部的包装设计场景,通过全自动化设计,极大提升了研发人员的设计效率。以OC模块设计为例,在惠普Z系列Z4 G5 AI工作站上,iBox平台能在0.5小时内完成以往需要3小时的设计任务。iBox平台还能尽量避免人为因素对设计结果造成的误差,提升了设计准确率和客户满意度。

       (2)设计方案标准化和平台化:iBox平台拉通了相关的设计方案和design guide,使该产品在各研发部门的通用性大大增加,也使各部门的设计经验得到了共享。目前该产品已经用于公司诸多包装设计,基于该平台的软件打包方案,也能用于行业相关设计领域。

       (3)智力资本积累:iBox平台对研发design guide进行了内化,实现了研发经验的封装。iBox平台还实现了各部品数据库的建设,进行了整个包装设计智力资本的数字化留存,为后续研发组织进行决策提供了基础。
图3 基于惠普Z系列Z4 G5 AI工作站应用iBox平台实现知识数字化留存
图3 基于惠普Z系列Z4 G5 AI工作站应用iBox平台实现知识数字化留存

4、您认为在AI应用方面目前有哪些创新实践?未来的潜在的改进空间是什么?

       答:在AI应用方面,我们聚焦于TFT-LCD显示屏生产制作,包括镀膜、刻蚀、显影、面板组合、灌晶封口和安装驱动芯片等复杂工艺,这些环节往往伴随着大量的检测工作。传统的基于人工的裸眼视觉检测方法不仅效率低下,而且容易造成视觉疲劳导致准确率下降。

       为了解决这些问题,我们推出了基于AI机器视觉技术的“视觉大模型技术方案”。该方案结合了显示缺陷标注大模型与缺陷数据合成技术,针对其复杂流程和环境因素导致的高不良率问题进行了深入研究,在模型调优、数据训练、应用部署等方面取得了技术突破与模式创新。这使得我们的缺陷检测系统在效率上实现了革命性的提升,效率提升超过10倍以上。凭借惠普Z系列Z4 G5 AI工作站的强大性能,期待能够快速处理复杂的数据分析和模型训练任务,从而确保缺陷检测流程的高效运行。这不仅会加快产品从设计到市场的速度,也能提高我们对产品质量的控制能力。
图4 缺陷检测视觉大模型技术方案
图4 缺陷检测视觉大模型技术方案

       另外,公司在AI领域也取得了快速成长,AIoT技术底座在物联网创新业务中的作用愈加重要。随着大模型技术的显著突破与广泛应用,基于AIoT相关技术和原有半导体显示技术相互融合组成的全新技术底座,能够孕育出更为广阔的三维市场空间,使我们得以突破传统市场边界,逐步开拓智慧金融、智慧园区、工业互联网、智慧文博等全新市场领域。
责任编辑:吴婕
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