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完整全面的凯睿德MES,成就奥特斯全新启航

2020-11-21e-works整理

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通过MES系统的实施,奥特斯重庆工厂的生产管控能力大大提升,产品生产工艺、产品质量、精准度和精确度也得到极大改善。

    奥地利科技与系统技术股份公司(AT&S,奥特斯)是生产高端以及高精度互联PCB(印制电路板)和IC基板的行业领袖公司,产品主要应用于移动设备、汽车和航天、工业电子、医疗与健康以及先进封装领域。目前,奥特斯在欧洲和亚洲拥有6家工厂,近万名员工,市场份额持续增加,销售收入欧洲排名第一,全球排名前十,在高端市场全球排名第三。

    奥特斯于2001年进入中国,在上海设立首个独资企业奥特斯(中国)有限公司。得益于正确的抉择和飞速发展的市场,奥特斯在中国实现了高速成长,奥特斯上海工厂投产仅6月后便实现了赢利,目前已经发展成为全球最大的高端HDI印制电路制造基地。2013年,奥特斯选址重庆,打造出全球领先、中国唯一的新一代高端半导体封装载板制造基地。奥特斯重庆工厂的建成投产,极大增强了奥特斯在高端市场无可匹敌的竞争力优势和长期持续的赢利能力,而在领先优势的背后,离不开一个拥有强大核心能力的MES的有力支撑。

MES系统,新工厂建设的有力支撑

    在企业打造全新工厂之时,既令人兴奋又让人忐忑,尤其在这个工厂将生产新的产品的时候。全新的开始也意味着将带来全新的挑战。随着电子技术的快速发展和电子产品生命周期的不断变短,市场对PCB制造商提出了越来越高的要求,企业要想在瞬息万变的市场竞争中站稳脚跟,得以生存发展,必须采用先进的生产模式,快速响应客户订单需求,并提供优质低价的产品。

    IC基板是处理器和电路板级系统之间必不可少的互连,可以应用在包括移动设备、汽车、医疗设备、工业和医疗保健行业中。随着半导体精密度的提高和电子尺寸的缩小,IC基板的生产面临巨大挑战。同时,可穿戴设备和物联网的出现和发展又给IC基板带来了巨大的增长潜力。因此,在建设重庆工厂时,奥特斯就以打造新一代高端半导体封装载板制造基地为目标,坚持高度自动化的理念。奥特斯重庆工厂的设备自动化程度非常高,可以媲美半导体前段晶圆的生产设备。

    然而,随着产品更新速度不断加快、产品复杂度不断增加、以及客户对产品的精密度、品质以及追溯要求的不断提高,奥特斯意识到现有的生产设施系统并不能满足未来的生产需求。尽管奥特斯多年来一直坚定推进信息化,其它工厂已在使用具有MES功能的信息化系统,但有些功能是由ERP供应商提供的,有些应用是在IBM Notes上开发的,还有一些奥特斯自行开发的简单应用。这些应用和功能不仅零散、操作复杂,而且维护成本很高,尤其对于PCB制造商最需要的完整谱系记录需求,奥特斯还是采用传统的手工记录方式,不仅容易出错,还无法实时追溯到生产物料的信息,进而影响生产的可视化。

    考虑到新基板生产设施需要更有效率的自动化信息流来处理其产品的所有数据,以应对效率、质量、生产灵活性等多方面的挑战,尤其是最重要的两个相关业务的挑战:

    ●对产品和生产过程数据收集的有效性和可见性;

    ●根据需要灵活的可追溯性要求进行改变,重新构建信息集。

    因此,奥特斯需要引入一套功能更完整、更先进的MES系统,通过自动化信息流来处理生产的所有数据,做到生产过程可视、可控和可追溯,达到工厂优质运营的目标。

多方评估,凯瑞德成为奥特斯优中之选

    作为领先的PCB制造企业,奥特斯在选择MES系统时采取了多方评估的方式,严谨进行选择。奥特斯首先组建了一个MES项目团队,成员来自生产、生产计划、工程、质量、设备管理、物流、工艺、维护、产品工程、计算机辅助制造(PE/CAM)和信息化等部门。来自不同业务部门的成员,从业务的角度可以更好地理清MES系统的需求和应用范围所在。通过举办多个研讨会,收集业务所需的信息,了解对系统的需求,奥特斯基于详细的分析做出了决定:“很显然,我们需要一个完整全面的MES系统。”

    虽然奥特斯的设备自动化程度非常高,但没有统一的设备接口标准,设备集成的挑战难度比半导体晶圆厂更大。此外,奥特斯重庆工厂的工艺流程有超过60种以上的步骤,MES系统必须要能考虑到各工艺流程的互动和影响,以及所有的工艺场景,以便建立对应的生产流程。同时,在高度自动化的工厂,任何信息化系统造成的问题都可能导致停产,MES系统必须要有高可靠性的技术支撑,同时还需要考虑数据和信息化系统的安全性问题。

    经过分析与评估,在选型环节,奥特斯选择了最初的十六家备选软件提供商中的四家进行了系统的实际功能演示,并针对解决方案和供应商进行了详细分析,同时奥特斯也对各供应商现有的客户进行了访问。最终基于项目风险的可控性、功能的全面性、技术的先进性、系统的灵活性和稳定性,奥特斯选择了凯睿德MES。凯瑞德MES系统功能如图1所示。

凯睿德MES系统功能

图1 凯睿德MES系统功能

    作为国际上知名的MES系统解决方案供应商,成立于2009年的凯睿德专注为半导体、电子和医疗设备等高科技生产行业提供自动化和制造系统,产品具备高度的灵活性,可视性及稳定性。通过提供完整功能的MES系统,可以全方位的帮助企业进行数字化变革,降低生产成本,灵活应对市场的需求。

    此外,凯睿德在半导体领域丰富的经验也是奥特斯看重的关键。凯睿德的创始团队拥有超过15年的半导体行业信息化系统解决方案的经验,公司还拥有来自于国际知名企业的专家团队,具备丰富的先进制造业生产制造管理经验以及软件工程经验,面对客户生产的复杂性和对项目的高要求,实施团队能轻松满足客户的各方面需求。

    (1)高度复杂的设备自动化集成

    PCB行业自动化的其中一个挑战就是数量繁多而且没有统一界面或接口的设备,如何连接设备,进行数据采集和控制是当前的一大难题。凯睿德的解决方案提供了整合性的平台,包括了MES和EAP的功能,让客户快速地使用同一个技术堆叠进行系统的功能实现,同时也降低了维护人员的需求。在奥特斯的重庆工厂项目中,在很短的时间之内就成功地把70种以上的设备,透过不同的接口(SECS/GEM,PLC/OPC,XML,Web service,Log File等)连接,实现了可比肩半导体晶圆生产的高度自动化功能。同时,先进的FabLive模组让用户实现工厂的实时监控,快速针对现场的各种突发状况进行反应,提高品质和生产效率。

    (2)多层板的追踪

    多层板的追踪一直是PCB行业的痛点,除了在层压步骤时需要进行板码的转换,如何利用系统建模的功能完整地建立多层板的生产流程,以达到工艺生产参数和在制品的追遡也是很重要的。凯睿德的解决方案在设计时就参考了半导体晶圆多层次的生产工艺需求,在原生系统模型上就已经保证了技术的可行性,再结合了功能强大的EAP设备整合模组,提供了完整而且成熟的解决方案。

    (3)原生的排产功能

    传统的MES通常不自带排产功能,必须把大量的数据和外挂的排产系统进行数据的交互,而且用户必须使用不同系统的操作界面。在实施上,除了需要耗费大量的时间,在数据维护上也是一个痛点。凯睿德的解决方案自带了先进的排产引挚,客户可以通过设定不同排产策略的权重,根据排产结果分析工具,选择最佳的排产方案,实时的调整生产排程,快速地应对各种突发状况。这也是奥特斯在MES产品选择中一个极大的考量。

    (4)确保成功的项目细节

    项目成功的关键之一就是用户的接受度,一个稳定的系统加上良好的模拟过程和完善的培训理念,能够极大提升用户接受度。为了确保项目实施成功,凯睿德首先建立了用户培训,其次收集了流程细节以建立模型,同时,还建立了对MES软件合作伙伴的信任,并与ERP和设备合作伙伴、顾问和内部部门合作,开发了ERP界面,确保了项目的顺利推进。

    (5)轻松维护

    凯睿德的解决方案是基于技术堆叠而来的(包括了数据库/中间件/开发平台等),降低了不同技术平台和不同供应商之间相容性难度,也大幅度减少了客户所需要的系统维护人员。凯睿德大部份的客户只需要非常少量的人员(<5人)就可以满足整个公司自动化信息系统的维护,奥特斯也不例外,该项目上线后只需要少量的人员就能轻松地完成系统的维护工作。

MES提升产品可追溯性,驱动奥特斯优质运营

    对奥特斯与凯睿德来说,MES系统和设备集成是奥特斯实现流程优化和数据分析的基础,因此,奥特斯决定在重庆工厂先进行MES系统的实施,为其他工厂的未来MES系统导入做准备。同时,通过生产数据的采集分析,找出产品质量和生产流程数据的关联性,帮助企业提高监控和品质预测的能力。此外,大量的使用移动设备进行生产管理也是奥特斯关注的重点之一。

    奥特斯和凯睿德紧密合作,对MES系统进行了以下的布局:

    ●建立系统化、更实用的功能。在MES系统的整体构架上,构建了符合现代生产管理的功能模块,透过可视化和智能化、排产、工厂管理、质量管理、运营效率、企业集成、工厂自动化等各个功能区域实现了基础功能的布局。除此之外,还增加了适用于半导体行业的配方管理及实验管理等实用功能,使产品和工艺工程师可以在生产流程的各个方面进行协作。

    ●建立实时数据采集和生产控制。透过实时收集生产相关的数据,获取产品和生产过程资料并根据实时生产数据对生产行为进行管控。

    ●用更少的时间达到可追溯性,自动获得产品追溯信息并支持重建分析。对于PCB制造商来说,收集更多数据以获得完整的可追溯性记录日益重要。凯睿德MES系统的可追溯性和生产系谱模块提供了产品完整的生产追溯,包括跨层次流程的所有产品、组件和原材料的前向/后向可追溯性。可以在任何级别收集数据:大批次、小批次、子批次、单元ID或序列号级别。改变了奥特斯以往的手工收集方式,按照可追溯性要求获得并能重新构建相关的信息,为生产决策提供重要的依据。

    此外,通过MES的实施,奥特斯还实现了减少废料和浪费、更精准地控制成本、增加设备运行时间,减少周期、减少库存、去除无价值步骤、主动地、系统地将流程标准化和强制化(甚至跨工厂),完全管控生产过程,实现了新工厂建设优质运营的目标:

    1)更精准地控制成本,降低库存,减少废料和浪费。实现了物料、设备、各类生产资源的弹性调配,产品质量的提升,生产信息的及时流转,都为企业降库存、降低成本创造了条件。

    2)增加设备有效运行时间,缩短生产周期。建立实时的生产设备监控,对设备资源、耐用品和耗材实现了统一管理,并与物料跟踪、维护管理、数据收集和SPC集成,大幅度提升了设备使用率,提高产能,缩短产品生产周期。

    3)主动地、系统地将流程标准化和强制化,达到完全的生产过程管控。MES系统将企业管理规范、行业安全规范、产品生产工艺过程等固化在流程中,使得生产过程得以透过标准化的方式进行管控。

    4)基于生产实际情况,实时地做出执行策略。对生产过程进行监控,实时收集生产进度、生产质量等各种现场数据,然后进行整理分析,提供相关人员进行管控或决策参考。

    通过MES系统的实施,奥特斯重庆工厂的生产管控能力大大提升,产品生产工艺、产品质量、精准度和精确度也得到极大改善,同时,奥特斯也将MES的实施应用范围逐步扩展到mSAP、HDI、PCB等产品生产的全球其他工厂。在奥特斯看来,不断追求在行业内做到领先是奥特斯的发展策略所在,奥特斯仍将在工业4.0的道路上不断前进,而凯睿德将持续为奥特斯智能工厂建设之路保驾护航。

责任编辑:程玥
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