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瑞迪微电子:以数据化中台实现业务数据化、数据业务化

2025-01-31e-works整理

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本文为“2024年度中国智能制造最佳应用实践奖”参评案例。本次活动将评选出2024年度,为中国智能制造领域带来突出效益的最佳实践工程,全面介绍企业推进智能制造的步骤、重点与难点、获得效益等,分享建设过程中的经验,供广大制造业行业企业学习供鉴。
       一、企业简介

       安徽瑞迪微电子有限公司(简称“瑞迪微电子”)成立于2019年6月,坐落于安徽省芜湖市,是一家集IGBT、FRD、SiC芯片及功率模块设计、制造、应用方案开发与技术服务于一体的高新科技企业。公司项目规划投资20亿元,工厂一期年产能100万只功率模块,二期规划年产能500万只功率模块。瑞迪微电子业务聚焦于电动汽车、光伏、储能、风电、充电桩等新能源领域,同时满足电能质量及工业控制等领域的产品需求。公司秉持高质量的理念,致力于为客户提供“零缺陷”的产品和周到的服务。同时,瑞迪微电子坚持自主创新,为客户提供全方位解决方案,力争成长为卓越的功率半导体制造商。

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图1 安徽瑞迪微电子有限公司

       二、企业在智能制造方面的现状

       瑞迪微电子先后完善了数字化系统蓝图,围绕数字化与数字业务化,提高企业创新能力,实现降本增效、保障产品质量,提升客户满意度,构建可持续发展的核心竞争力。依托五大平台(销售、研发、经营管理、供应链及制造),通过数字化系统实现数物融合。

       1.生产计划方面:通过MRP、MES系统实现具有约束条件的主生产计划生产和物料需求计算,开展车间计划排产,目前部分车间生产计划已实现自动排产,项目全部建成后,将实现全部车间生产计划自动排产。

       2.生产监控方面:通过Report看板系统以及MES智能制造系统,公司实现多个生产工序、多个设备、多个车间、多条生产线的实时监控。

       3.生产作业方面:通过EAP设备自动化管理系统实现对设备的互联互通,数据采集,异常报警,指令下发等;通过供应链协同系统实现生产成本、交期或订单执行进度的可视化;通过MES等信息系统开展数据驱动的人、机、料等精确管控,减少生产浪费。

       4.质量控制方面:应用全自动贴片机、自动X-Ray检测设备、DBC动态测试自动化设备等数字化自动化设备,实现关键环节的在线检测、分析、结果判定;通过CRM+NC+MES+EAP+WMS+Report等管理系统采集产品原料、生产过程、客户使用的质量信息等信息,实现产品质量全过程精准追溯。

       5.仓储物流方面:应用MES与WMS系统,采用数字化技术,实现原材料、在制品或产成品流转的全程跟踪;统一采用条码管理标识货物。

       三、参评智能制造项目详细情况介绍

       瑞迪微电子通过建立MES系统,实现生产模型化分析决策、过程量化管理、成本和质量动态跟踪以及从原材料到产成品的一体化协同优化;建立ERP系统,实现了企业经营、管理和决策的智能优化。同时,公司通过建立车间内部互联互通网络架构,实现了IGBT模块工艺、封装、测试、物流等各环节之间,以及数据采集系统和设备自动化监控系统EAP、MES系统与ERP系统的高效协同与集成,并在此基础上建立全生命周期数据统一中台。

       作为数据中台的重要组成部分,Report系统承接其主体架构,包含构建数据仓库,整合生产、销售、仓库、财务、管理等各方面数据;实现后台数据加工,前台数据展示,支持各种报表快速开发部署,特别支持图形化展示;支持移动客户端访问;实时生产线数据变化的展现,生产相关关键数据实时同步。 

       1. 项目背景介绍

       在数据化转型过程中,瑞迪微电子先后建设了CRM、BPM、OA、ERP、MES、EAP、WMS等系统。随着各种系统的上线,企业需要专业、高效、可持续的数据化转型中台打通各系统数据,解决全系统间数据孤岛问题,建立统一的数据化管理门户,充分利用内部各系统所积累的大量数据,用数据驱动企业的运营,提升用户体验和进行业务创新,赢得竞争优势。

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图2 瑞迪微电子的各类系统

       2. 项目实施与应用情况详细介绍

       公司数字化转型规划总体蓝图在于构建统一决策支持数据中台,该平台细分销售平台、研发平台、经营管理平台、供应链平台和制造平台。其中,销售平台采用CRM系统管理客户关系,帮助企业深入了解客户需求,提升服务质量。研发平台基于PLM系统守护产品从设计到市场的每个环节,确保创新与质量。经营管理平台将ERP系统视作企业运营的神经中枢,整合了财务、人力资源、供应链等关键业务流程;同时,MRP是物料需求的规划师,确保生产所需材料及时供应。供应链平台以WMS系统作为仓库的智能管家,提高库存管理效率和物流速度;SRM系统是供应链的协调者,优化供应商关系,降低采购成本。制造平台以MES系统作为生产现场的指挥官,实施监控生产过程,确保质量和交期;同时,APS系统是生产排程的优化大师,提高资源利用率和生产效率;EAP系统是设备自动化及数据采集系统,是生产设备与信息系统互联的桥梁,数物融合的关键。这些系统相互协同,共同构建了一个高效、灵活、响应迅速的企业运营体系。

       具体而言,公司通过业务数据化和数据业务化,打造统一分析决策数据中台的两化。其中,业务数据化是指将企业的各项业务活动、流程、规则等转化为可以被记录、分析和处理的数据形式,借助Report业务数据可视化平台的异构数据整合,数据处理和数据可视化能力,将企业运营数据呈现给用户。业务数据化又分为业务流程数据化、决策依据数据化、客户行为数据化。

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图3 业务数据化

       ①业务流程数据化:通过信息系统将业务操作流程记录下来,形成可追溯、可分析的业务数据流,有助于提升业务效率,优化流程管理。同时,将各系统数据整合,利用数据可视化技术,实现采购、生产、库存、销售、客诉等报表由系统实时生成。

       目前,公司各板块业务信息化系统已基本部署完成,但业务产生的数据全部分散在各个独立系统中,数据整合筛选、归类、分析停留在各业务系统,涉及关联数据大多依靠人工导出、整合加工完成,效率低且存在统计方法及口径不统一问题,在公司运营过程中,数据未能发挥最大价值,未能高效支持公司运营决策。具体问题包括:
       报表数据滞后。当前相关报表或数据都是在业务发生后,通过员工在系统中或手工搜集的数据进行汇总、分析后得出的结果,获取信息相对滞后,无法做到实时,无法准确掌握。
       部分报表相同数据的数据源,部门间取数逻辑存在差异,特别在产品分类上,各业务领域的分类纬度不一致。
       手工处理报表时间长,人力成本高。
       部分数据只能在月度时手动维护,数据精细度较难保证。
       涉及跨系统业务报表或时间区间跨度较大的数据分析时,人工处理工作量较大。

       ②决策依据数据化:利用大数据、云计算等技术收集并分析各类业务数据,为企业战略规划和日常决策提供精准、实时的数据支持。

       在系统实施前,公司主要通过Excel方式进行数据收集和整理,各类经营数据的统计分析需要人工从各系统导出,再由各分公司专人统计、处理分析后以电子邮件的方式层层上报。统计岗人员甚多,各单位数据统计周期大约在3天,效率低、时效性差,且存在遗漏、错误、数据不一致的风险。高层领导在获取企业经营指标数据时,只能等待各单位上报,不能实时掌握企业经营指标情况,管理决策风险大,缺乏实时数据的支撑。通过建设管理驾驶舱,为企业领导层提供管理决策支持。

       ③客户行为数据化:深度挖掘用户画像、消费行为、满意度反馈等数据,以实现个性化服务和精细化运营。

 

       数据业务化是指将积累的大量数据进行深度挖掘和智能分析,从而反哺业务,驱动业务创新和发展。数据业务化分为数据驱动生产过程控制、数据驱动工程创新改善、数据驱动质量品质提升、数字驱动风险预警与决策优化。

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图4 数据业务化

       ①数据驱动生产过程控制:实现生产过程信息采集、质量控制标准和监控预警的全过程数字化、自动化。通过建设统一的数据中台,海量数据标签化,全面实现数据集中,创造数据价值;通过产品全过程数字化管理,实现产品正向全透明、逆向可追溯。其典型场景为数据驱动生产过程改善。

       ②数据驱动工程创新:基于数据分析结果,制定更精准的工程项目建设创新方案,规划自动化产线的创新举措,建设更高效、合理的产线布局,提高产品品质,打造数据业务化中台。其典型场景为贴片机组装段业务流程及控制点创新。

       ③数据驱动质量品质提升:通过数据采集、数据处理、数据分析和数据反馈等步骤,实现了对自动化生产流程订单实时监测和控制,有效地提高生产效率和质量。同时,依托系统、智能化设备和网络链接,实现质量数据实时、自动采集;提升质量信息展示分析能力,及时发现质量风险,快速改进质量问题。其典型场景包括通过异常反馈,生产方对外协、自制进行重点监管;通过投诉原因、责任部门以及投诉产品系进行定点整改。面向内部,企业也制作了内部质量预警界面,对异常情况以及处理时长进行实时监管,确保异常问题的快速反馈及处理。

       ④数字驱动风险预警与决策优化:对潜在风险进行预测性分析,及时调整经营策略,确保企业稳健运营。其典型场景为风险预警及警报提醒。

       3. 效益分析

       基于数据化中台的构建,瑞迪微电子取得了诸多效益。在业务数据化方面,通过建立企业价值链指标体系,能够整体体现业务闭环的运营状况与趋势,支撑企业KPI体系的建设与运行,管理业务活动的状况与风险,并对风险提示预警。通过对企业价值链数据及其KPI数据的整合管理,展开更深层次的数据分析与挖掘,进一步分析展现业务活动的价值趋势与隐性的问题以及风险所在,提示风险与解决方案。具体价值点在于:

       1)整合信息:通过对企业各相关系统运营管理中产生的业务数据优化整合,建立企业数据仓库,集中管理企业数据资产。

       2)报表平台中心:通过Report从不同的主题、视角与维度,进行信息数据的分析与挖掘,统一展现企业运营管理的现实状况和问题。

       3)价值链管理:通过对业务实时数据整合与提炼,对企业各个业务活动环节进行深层次数据分析与图表展现,及时反映业务活动的状态与活动趋势,并对风险提示预警。

       4)建设管理驾驶舱:通过从财务、销售、产品、采购、生产、质量、库存、物流等视角,以简单、直观的仪表盘分析图形,集中展现KPI指标与价值链指标,为企业领导层提供管理决策支持。

       在数据业务化方面,价值点主要表现为:

       1)通过系统判定是否需要进行开班首检,并给出提醒信息,规避漏检;超时不允许进站作业,规避进站作业风险。

       2)开班首检记录表单实现无纸化,作业人员直接线上完成首检表单记录,节约材料成本,提高表单完成效率。

       3)系统根据表单状态自动切换设备状态,节省相应的工作量。

       4)系统防呆可控管理,对于不需要防呆的可通过配置解除卡控。首检时间段可灵活配置。

       5)数据驱动产品换线品种切换防错。

       6)数据驱动站内低良控制、封装过程防错卡控、测试过程产品异常逃逸等。

       7)系统防错控制每个工步可以绑定的设备、治具、物料,跨工步绑定治具;校验物料一致性,物料有效期、保质期、醒料时间,载具专用性。

       8)系统自动计算治具寿命,实现预警治具寿命已达上限需更换,不需要人为统计,防止人为统计错误。

       9)系统自动统计设备产能、产品不良数据等参数采集,更直观的将数据展示在报表系统,使生产部门更了解产品和设备的性能。

       10)将晶圆厂的map多个格式转换成设备可以识别的TXT文档,提示工作效率,防错防呆。

       11)复测流程创新规划。

       12)改善自动化设备技差,实现信息系统统一管理Recipe,扫码进站作业批次,自动download服务器Recipe下发机台,机台自动化加工产品。

       13)质量管理的数字化水平应得到全面提升,将质量风险控制在萌生期。

       14)风险预警及警报提醒。
责任编辑:吴星星
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