一、案例简介

针对集成电路关键设备零部件多品种、小批量、高精度、制造过程高度复杂等加工特点，沈阳富创精密设备股份有限公司利用智能产线、数字化仿真、大数据分析、协同与集成等智能化手段，建成集成电路装备零部件智能制造工厂，优化生产线运行效率和快速响应水平，实现零件柔性、高效、智能化生产，提高快速响应水平，形成集成电路关键设备零部件加工的离散制造模式，支撑装备企业生产研发、降低企业成本，助力国产集成电路装备产业发展。

二、总体规划

富创智能工厂项目于2017年开始实施，依托企业原有生产技术优势，对信息基础设施、智能化生产装备进行提质升级，对数字化研发、制造执行系统、供应链管理系统、质量管理系统、企业资源管理系统等模块进行开发应用，利用工厂信息模型技术进行建模和仿真，构建集成电路装备零部件智能制造工厂，形成集成电路零部件行业离散型智能制造新模式，成为国内集成电路零部件行业离散型智能制造新模式的示范性单位，带动周边配套产业协同发展，并在航空航天、光伏、数字医疗等相关或类似精密制造行业领域推广应用。

目前智能工厂已建设完成，下设三个数字化车间，包括机加数字化车间、焊接数字化车间和表处数字化车间，通过项目实施，在生产效率、能源利用率、企业运营成本、产品不良率、产品研制周期等企业核心指标方面均有大幅度的提升，实现零件的高柔性、高效、低成本、智能化加工，满足客户的定制化需求，实现零部件本土化供应，有效降低整机用户成本，进而全面提升我国集成电路产业综合实力。

三、具体举措

（一）多系统集成及改造提升

总的来说，研发应用7大系统：CAPP、ERP、MES、PDM、APS、DNC、质量控制系统，实现了智能工厂总体设计、工艺流程及智能产线优化布局，提升研发、工艺和生产线水平，向数字化、网络化、智能化、定制化逐步迈进。同时，通过对企业现有装备的改造提升及智能装备的引进，应用信息管理系统、三维仿真、工业大数据建模与分析等关键技术，提高企业的数字化研发、数字化制造、数字化质量管理、分析与决策能力，实现生产效率提高、企业运行成本降低、产品研制周期缩短、产品不良率降低、单位产值能耗降低的目标。

一是数据管理。完成对企业生产作业等业务数据的便捷传输、汇总、分析,实施PDM系统，完成产品研发设计的数据管理；实施MES系统，实现生产数据采集、详细计划、质量管理等生产性业务，实现以计划为主线的生产全流程进度管控和质量管控。

二是智能排产与MES（ERP）系统集成。智能排产系统从MES（或ERP）中获取生产制造的产品信息，主要包括产品的BOM信息和工艺信息，系统从ERP系统获取生产任务的工作安排，进行计划排产优化之后，需要向MES输入以专业能力为单位的工作中心的生产计划，MES系统监控实际生产中，需要采集生产过程的加工信息，根据生产计划反馈给智能排产系统计划的进度情况。

三是对ERP、MES系统进行改造提升。实现生成对销售计划和发货计划并与客户对接；根据销售计划、发货计划生成主生成计划；加强对生产线出入库管理及废品管理功能；对采购订单完善，实现供应商考核；对批次及开发样机的管理。

四是完善QMS质量管理。实现全面覆盖所有质量管理流程，提升质量管理水平，与PDM系统和售后服务系统相关联，对产品生命周期全面管控。

五是实施数字化可视系统。实现移动端的车间管理和紧急问题处置，生产、检验、管理的业务工作处理，实时反馈生产进度的加工。实现对生产设备安全状态、对作业人员的安全保障以及生产车间环境保护状态监测的安全预测预警功能。

（二）搭建精密制造知识库

针对集成电路核心零部件精密制造过程中对于高效工艺设计的需求，定制开发智能工艺设计软件，搭建精密制造知识库，与制造相结合，实现工艺设计的自动化、工艺方案的一键输出，并实现全过程的数字化管理及应用。定制专用工业APP软件，采用工业互联网技术实现生产制造过程中的数字化，实现从管理到技术再到生产的全面提质增效。开发ERP,MES和TC之间的各种专用接口与集成，为工艺软件和APP软件提供基础保障。

一是集成电路零部件精密制造知识库系统搭建。将知识库架构设计成公共库、资源库、决策库三大部分，将三大资源数据进行结构化存储，具备生产制造工艺方案方法、加工流程工步、制造标准、技术要求、加工模板、标准件数据的录入、储存和输出。知识库中的所有数据通过接口的形式输出到智能工艺平台中，通过前台界面实现资源的直接调用以及工艺方案在NX中的自动创建，和自动输出到TC系统中，大幅度提升工艺设计阶段的工作效率，并且各项输出结果全部为结构化数据，可以驱动任何更多的系统或设备。

二是嵌入NX的企业定制功能软件开发。对NX进行富创特征加工模块的嵌入式定制开发，添加程序组属性工具、通用初始化、工序初始化、快速编程、属性标注、刀具库、多孔编程、后处理、工艺文件输出等模块，并与知识库关联进行智能工艺的快速设计和自动生成，提高工艺设计的质量和效率。

三是加工模拟仿真的定制开发。基于不同型号设备加工代码的仿真，能够在设计端提前发现设备实际运行过程中出现的风险，并能够通过程序自动进行工时精确计算。目前已实现23种型号将近100台机床的仿真定制开发。

四是完成一键工艺输出功能的开发。NX中的工艺设计数据实现一键输出并且在TC系统中结构化保存。工艺工程师在NX中设计完成的数据，如后处理程序、工艺规程、刀具清单、装夹图等，通过一键输出接口自动传递到TC系统中，并自动创建结构化数据关系，完成流程发布后便可以支持现场应用系统的使用。

四、工作成效

针对集成电路装备精密零部件高效柔性定制化需求，企业打造了面向集成电路装备领域的零部件智能制造工厂，工厂建设三个数字化车间，包括机加数字化车间、焊接数字化车间和表处数字化车间，利用智能产线、数字化仿真、精密制造知识库、协同与集成等智能化手段，实现零件柔性、高效、低成本、智能化生产，提高快速响应水平，形成集成电路关键设备零部件加工的离散制造模式。目前刻蚀机反映腔、匀气盘、内衬、大型传输平台等核心零部件产品并已实现批量供货，为国内外集成电路装备整机企业提供高端、定制化的核心零部件制造服务，支撑整机企业研发、缩短产品周期、降低企业成本，显著提升整机企业综合竞争力。

在智能化产品研发方面，依托PLM平台，以智能工艺、AI、大数据和云计算等手段为生产制造等全过程数字化，实现了从设计端到生产之间的及时响应，并且通过流程反馈，做持续改进和全流程创新，使得公司制造周期时间从原来的65天缩短到30天。在制造端，企业的机加三个车间100多台设备，表面处理车间各个工段我们铺设的DNC、MDC，及边缘计算器设备，真正实现了人机智能交互，通过MES平台打造了符合富创专属的智能制造的生产模式。形成自主产权的知识库、决策库，一方面用于智能工艺，另一方面形成富创的工业机理模型，自主开发基于模型的微服务，部署到企业云上，目前已经规划的机理模型18大类数百个小分类，决策树包含数万个节点。未来可支撑机加工艺效率提升60%以上，表处工艺80%以上。

在质量管理方面，对质量管理系统进行了全方位的实施，不仅仅是自动检测设备及方法的引入，同时也打通了该质量管理系统与ERP、MES平台的数据沟通，真正实现现场的数据采集、过程监控、产品质量跟踪追溯、优化控制和集约化生产。

富创的智能工厂，真正打通了从销售、设计、工艺、生产、服务之间的数据链，实现全链条的数据贯通，并基本形成销售与客户大数据、生产运营大数据两个大数据系统，以这两个大数据为依托为改善企业经营产生实际效果。富创智能工厂项目的成功实施，不仅使运营成本大幅度降低27%，同时为了响应客户不断变化的需求，通过智能化参数化设计大幅缩短产品研制周期49%。在MES及APS系统建立后，在提高生产效率23.63%、降低产品不良品率45.64%、单位产值能耗降低16.8%，并且在不断的优化中使公司核心竞争力得到了提升。