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| 本文作者： 代潤澤 | 2020-07-29 10:05 |
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數(shù)字化轉(zhuǎn)型到底是什么？對于邁向數(shù)字化轉(zhuǎn)型的企業(yè)而言，一千個企業(yè)可能有一千種不同方式。
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傳統(tǒng)企業(yè)邁向數(shù)字化已經(jīng)成為趨勢。7月21日，雷鋒網(wǎng)鯨犀頻道開啟了數(shù)字化轉(zhuǎn)型第一期公開課，此次由格創(chuàng)東智駐TCL華星IT智造系統(tǒng)部長周敬向大家分享《先進制造業(yè)如何利用人工智能提升產(chǎn)品品質(zhì)》。
傳統(tǒng)制造業(yè)領域的??大部分企業(yè)，其制造環(huán)節(jié)實際上貢獻的利潤只占整個環(huán)節(jié)中的5~10%左右，而先進制造業(yè)所獲的整體利潤的60~75%，都來自于制造加工這個環(huán)節(jié)，因此，在制造加工環(huán)節(jié)的極致降本增效將為先進制造業(yè)創(chuàng)造巨大價值。以TCL華星為例，已經(jīng)很早就實現(xiàn)了機臺的聯(lián)網(wǎng)以及數(shù)據(jù)的互通，??因此如何利用人工智能提升設備的產(chǎn)能及加工率、進一步提升產(chǎn)品的品質(zhì)是當前??比較關注的話題。
當下，TCL華星的技術已經(jīng)成熟到可以對產(chǎn)業(yè)??應用產(chǎn)生影響的階段，??而且成本現(xiàn)在也可以控制在一個相對來講比較合理的地步，其實這也是為企業(yè)將人工智能導入到真正的工業(yè)領域??應用??打下一個非常好的基礎。
那么，先進制造業(yè)導入人工智能的應用的目的究竟是什么？??核心價值在哪里？企業(yè)希望可以利用人工智能展開對??智能制造的轉(zhuǎn)型，可以真正幫助先進制造業(yè)解決產(chǎn)品品質(zhì)、??成本、效率和技術創(chuàng)新等一系列問題，而企業(yè)更希望??利用??工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺來應用人工智能??達到以上的幾個目的。
而TCL華星的核心價值觀是希望，以業(yè)務價值為起點，以人工智能的技術為支點，通過格創(chuàng)東智的平臺來改變關鍵資源的結(jié)構(gòu)，改變企業(yè)現(xiàn)有的工作模式，從而達到架構(gòu)性的改變，并且可以突破現(xiàn)有的舊技術體系商業(yè)模式帶來的一些限制，能夠結(jié)構(gòu)性地降低企業(yè)的運營成本和效率。??
目前，先進制造業(yè)行業(yè)的痛點和需求??點是企業(yè)希望有一個更全局的優(yōu)化。??但實際上現(xiàn)在大部分的數(shù)據(jù)，還處于數(shù)據(jù)孤島的階段。但是，企業(yè)更希望可以產(chǎn)生網(wǎng)絡效應，??把數(shù)據(jù)優(yōu)化的空間，??從局部延伸到全局。
????對于一些數(shù)據(jù)的缺失問題，企業(yè)更希望可以做到更全面的管理，??可以希望達到馬太效應??。而TCL華星?已經(jīng)收集了海量數(shù)據(jù)，??可以匯集形成數(shù)據(jù)驅(qū)動的強大動力。對于企業(yè)來說，面臨的數(shù)據(jù)分析問題需要消耗很多時間和人力，??因此，企業(yè)更希望利用平臺效應引入一些更高效的分析手段和手法，這些業(yè)務邏輯可以搭建一些新的系統(tǒng)，可以脫離目前這些依賴于經(jīng)驗來判斷的??方法，可以依據(jù)數(shù)據(jù)??通過人工智能的算法達到精準的判斷。
TCL華星已經(jīng)規(guī)劃完了一套完整的經(jīng)營系統(tǒng)，因此對于一般的制造業(yè)來講具有一定的優(yōu)勢。已經(jīng)收集好的數(shù)據(jù)為企業(yè)的生產(chǎn)管理帶來了巨大的幫助，但是還需要發(fā)揮更大的價值，未來會嘗試一些全新的應用，可以大幅度提升當下的生產(chǎn)效率，并且先進制造業(yè)也面臨著一些痛點和一些實際需求。
TCL華星成立于2009年，目前專注于半導體顯示領域，??自成立以來公司的建設和經(jīng)營指標?均已達到國際同行業(yè)的先進水平，??因此目前在國內(nèi)的液晶面板領域有非常強的競爭優(yōu)勢。??在深圳，TCL華星專注于大尺寸的工廠，??在武漢，專注于小尺寸面板，例如AMOLED Cap 90K/M，同時TCL華星也??進軍海外市場，建設模組整機一體化工廠，也在印度建廠。
首先，??TCL華星已經(jīng)規(guī)劃了??比較完整的數(shù)字化體系，是一座自動化程度非常高的工廠，許多場景均已更換了設備來取代人力。但是，對于??產(chǎn)品和設備的異常問題，目前還需要依賴人工的判斷。然而，當人員去處理有問題的設備之前，實際上這些有故障的設備已經(jīng)生產(chǎn)出了一批不良產(chǎn)品，??造成了企業(yè)的財產(chǎn)損失和良率損失。因此，互聯(lián)網(wǎng)??的??目標??檢測，??可以實現(xiàn)智能制造。
??那么，在大數(shù)據(jù)分析方面，對于TCL華星來說，??還有很多數(shù)據(jù)在實際應用上并沒有完全發(fā)揮出最大的效力。而新導入的針對生產(chǎn)設備的新技術，盡管自動化程度已經(jīng)非常高，但是有些數(shù)據(jù)依然存在缺失的問題，需要靠新導入的技術去彌補。
而TCL華星智能制造需求及目標為：打破數(shù)據(jù)黑盒、效率提升、人員增值、低成本的數(shù)字化。
如今，TCL華星可以利用技術進行??自動檢測產(chǎn)品缺陷，利用圖片識別來減少對人工的依賴，從而達到降本增效的效果。包括后續(xù)的一些實時響應的功能，都可以作為自動排產(chǎn)的工具，這些就是格創(chuàng)東智在TCL華星制造??初期針對這一部分做的一些??選擇??，??適合??在這個階段導入到工廠進行使用。
整個智能制造的需求和目標??，需要設備數(shù)據(jù)，然而對于先進制造業(yè)領域來說，??很多設備、?數(shù)據(jù)其實沒有，而企業(yè)希望通過技術手段??或一些設備??效率??分析問題的??交流??提升，??來提高企業(yè)解決問題的能力，??提高人員適用性，??通過技術手段把人效??發(fā)揮到最大。還有重要的一個點，就是在先進的基礎設施上，企業(yè)希望搭建的成本是可控的。??
這是TCL華星智能制造行業(yè)數(shù)字化建設發(fā)展藍圖：
首先，發(fā)展思路??總結(jié)為“三化四步驟”。
??企業(yè)先要實現(xiàn)自動化，??這是基礎??。其次，??在自動化的基礎上，可以把??針對生產(chǎn)領域收集的??數(shù)據(jù)進行分析應用，??進而提升效率??。這部分不是一蹴而就需要循序漸進的。
第三，??就是??要使用大數(shù)據(jù)??分析，??智能制造的應用需要一個個導入和實施??、??培養(yǎng)，??也可以總結(jié)為??關鍵技術。做設備端的愿景是想通過技術讓設備可以進行預測。
??先進制程過程中，對于系統(tǒng)的一些導入，包括??智能排程的部分??項目，??對于一些關鍵的技術，??需要專門的移動應用去普及，??包括物聯(lián)網(wǎng)、??大數(shù)據(jù)、??智能分析工具和??工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，??還有就是一些機器人的應用，這就構(gòu)成了整個制造的建設藍圖部分。
??在建倉初期開發(fā)的??獨立系統(tǒng)可以稱之為分散的階段，例如格創(chuàng)東智開發(fā)的這些系統(tǒng)都是獨立的數(shù)據(jù)孤島，??因此，在2.0階段會做數(shù)據(jù)整合，??而數(shù)據(jù)??分類的最佳應用??就是??融合的階段。??
??平臺需要做數(shù)據(jù)的整合，這才能讓數(shù)據(jù)模塊之間產(chǎn)生效益，因此，??如果能夠在TCL華星搭建產(chǎn)銷系統(tǒng)，??將和??上游的供應商通過一些應用，?達到產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的最大效應，??對于智能制造階段來說，是處于2.0~3.0的階段。??
首先，底層就是一些??得到執(zhí)行的，??還有品質(zhì)管控的，格創(chuàng)東智的大數(shù)據(jù)分析平臺，包括管理平臺、自動識別??系統(tǒng)、虛擬量測系統(tǒng)，還有負責??資源分配和計算的云計算平臺??就是智能制造應用，通過這些可以實現(xiàn)自動排程。
??經(jīng)歷了幾年時間，格創(chuàng)東智為華星光電重點打造智能制造人工智能方面的應用，目前取得了豐碩的成果。直接效益提升了??大于5億人民幣、培養(yǎng)了超過300的人才，??人均產(chǎn)出提升15%、品質(zhì)異常下降80%、交易縮短10%等。
并且，格創(chuàng)東智也得到了國家和行業(yè)的認可，助力TCL華星2016年拿到國家級智能制造示范點的殊榮，??2017年國家級智能制造技術的改進項目，??2018年國家級智能制造新模式的項目，??2019年深圳市工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用標桿企業(yè)。??
--人工智能應用 - 自動缺陷分類
目前在TCL華星的生產(chǎn)線上，??每天會產(chǎn)生??許多張圖片，這些都是由設備進行拍攝，??但是設備拍攝完成之后?沒辦法判斷??圖片??有沒有缺陷，以往都是人工進行診斷。
但是，人工會存在??以下問題，??第一，圖片的數(shù)??量非常的龐大，??需要大量的人力；第二，培養(yǎng)人工的周期很長，而每年的人員流動非常頻繁，離職高峰期會導致一些新員工無非立即投入工作，也無法快讀達到產(chǎn)品的要求。而檢測水平也非常受人員的經(jīng)驗波動而影響，這也影響了制造周期。?
20??18年，??格創(chuàng)東智是業(yè)內(nèi)首家、基于人工智能的技術、??建立自主學習的模型、??實現(xiàn)圖片的缺陷的判別的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)公司。請看下方示意圖，判別就是從??左邊??圖片??到右邊??圖片，并且可以根據(jù)不同的結(jié)果進行不同的操作，例如哪些產(chǎn)品需要維修，都要以系統(tǒng)得出的結(jié)果來進行判斷。??
目前，格創(chuàng)東智基于該系統(tǒng)的實施，??可以快速完成所有自動化。例如，在ADC系統(tǒng)對圖片進行檢測時會與制造執(zhí)行系統(tǒng)進行對接，相比之前的檢測手段可以提早1~2個小時發(fā)現(xiàn)問題，這將大幅度減少異常產(chǎn)品的生產(chǎn)，降低損失。
??檢測站點全面導入ADC系統(tǒng)后，替代50%以上的人力，實現(xiàn)超千萬每年的經(jīng)濟效益；AI識別速度提升5-10倍，準確率從人眼的85%提升到90%以上。
目前，格創(chuàng)東智已經(jīng)全面導入ADC到TCL華星所有工廠??，??同時針對一些異常的報警和攔截，可以??實現(xiàn)生產(chǎn)性的全面質(zhì)量化??提升。
目前關于效率方面格創(chuàng)東智仍然在做持續(xù)的優(yōu)化，目標是要做到人力需求減少50%、識別速度提升10倍、生產(chǎn)周期短40%；
跟隨產(chǎn)線制程變動，模型自主學習，確保模型準確率，覆蓋率，這將應用在實際生產(chǎn)當中；
在準確率符合要求的前提下，上線站點覆蓋率75%，確保人力需求減少50%以上；
AOI拍照完及時判Code，異常攔截提早1hr~2hr；
結(jié)合其他系統(tǒng)實現(xiàn)自動開單，異常自動Alarm，自動Hold貨等。
目前，格創(chuàng)東智可以結(jié)合其他的系統(tǒng)實現(xiàn)了自動??生產(chǎn)，??同時??開啟一個新的模式拓展一些新的應用，??可以通過技術實現(xiàn)風險的過濾來提高效率，之后可以通過AI??圖像識別的算法去判斷復盤的修補結(jié)果，來提升修復成功率，如果判斷的結(jié)果不符合要求，可以再重新繼續(xù)維修。
在工廠的外觀檢測之前都用人的一些那個人去進行一個判定，如今也可以使用ADC系統(tǒng)????進行判別，??例如，可以通過ADC圖片識別的算法，??來監(jiān)控設備和涂膠是否有異常???。
--人工智能應用 - 虛擬量測
虛擬量測是目前??在面板行業(yè)里，??基于時間成本和設備成本的考量、??品質(zhì)相關的??檢測，??基本都是采用??抽檢的方式，這也是大部分制造業(yè)采用的方式。
?第一，??企業(yè)沒有??時間去做全檢；第二，??企業(yè)??也沒有過多的成本??購買大量的??、昂貴的檢測設備，基于這些，??因此，格創(chuàng)東智更希望通過技術??實現(xiàn)??實時全景，??希望可以??用最少的成本??得到最快的反饋，??同時可以得到全面的量測數(shù)據(jù)?，此外，還可以同時減少研發(fā)和量產(chǎn)之間的一差異。為了實現(xiàn)減少抽檢帶來的一些品質(zhì)風險，企業(yè)更希望利用??虛擬量測、大數(shù)據(jù)分析和算法，??來實現(xiàn)實施全檢。根據(jù)這張圖片我們可以看到：
??左邊部分是虛擬量測的數(shù)據(jù)來源，在TCL華星有多個部分組成，不同的系統(tǒng)??、??不同的數(shù)據(jù)、??不同限制這些數(shù)據(jù)的方式，??那么深度學習的算法進行分析這些數(shù)據(jù)、??建設模型之后，就可以??得到盡管沒經(jīng)過檢測通過算法得到的檢測結(jié)果。
通過下圖可以看到格創(chuàng)東智的分析系統(tǒng)，許多數(shù)據(jù)通過這個??虛擬模型??來進行判斷，??然后判斷的結(jié)果會同時應用到SPC統(tǒng)計制程控制，??并且制造執(zhí)行的控制部分如果有異常情況，可以實時將異常產(chǎn)品hold住，后期如果有異常的設備也可以將它進行hold，讓它不繼續(xù)生產(chǎn)不同的產(chǎn)品。??通過虛擬量測，就可以通過算法，來實現(xiàn)對特征值的??量測和一些結(jié)構(gòu)的預測?。
但是，虛擬量測也有一些局限性，??如果發(fā)生了特征值的異常是因為參數(shù)??導致的，??那么這個虛擬的數(shù)據(jù)就非常準確，依照格創(chuàng)東智目前的實際結(jié)果來看，誤差率可以小于2%，這個數(shù)據(jù)已經(jīng)接近或超過實際的差異。??另一方面，如果特征值是一些硬件類的異常，這可能造成通過量測去預測的數(shù)據(jù)存在一些誤差。其實，格創(chuàng)東智擁有設備健康管理的應用，專門針對硬件類異常進行監(jiān)測和預測，??而這些不同的應用可以結(jié)合在一起去達到最準確的??預測結(jié)果。
通過多年實施智能制造，包括??人工智能的應用、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的平臺的一些應用，一定是有步驟的進行，??不是一蹴而就的，一定擁有從??最下層的??基礎系統(tǒng)，??如果沒有這些，想要實現(xiàn)智能化就是空談。??
企業(yè)想要實現(xiàn)生產(chǎn)自動化、流程自動化，??那么就要求數(shù)據(jù)要完整，??企業(yè)的設備數(shù)據(jù)要上云，就需要建設大數(shù)據(jù)，需要建設數(shù)據(jù)中臺，而基于大數(shù)據(jù)進行???智能制造的應用，??就可以??由點及面??地??進行智能制造的建設。??
首先，智能制造不是一個單純的傳統(tǒng)IT項目，需要多方面??參與到其中。因此，在融合的部分和人才培養(yǎng)部分，首先就需要IT人才，??現(xiàn)場的精益管理、研發(fā)、生產(chǎn)和業(yè)務市場的貼合。
?其次，要用自身的IT系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)字化和信息化，這里有代表性的就是TCL華星的數(shù)字化工廠、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺和AI加大數(shù)據(jù)的應用。
第三，??IT和OT的融合，要貼近業(yè)務實現(xiàn)自動化，??信息可以實現(xiàn)信息的自動化，還有我們設備的自動化，??還有系統(tǒng)??流程的做法。
第四，傳統(tǒng)的OT也需要同時具備IT的一些相關知識，??不單純是一個??物體的操作工程師，??同時也要是一個積累多年的業(yè)務專家。目前，許多智能制造的人才在自學大數(shù)據(jù)，做一些開發(fā)，這都是往一個方向去走，其實，??整個智能制造是IT、OT融合的過程，對于人才培養(yǎng)來說， 這是一個非常重要的一個??轉(zhuǎn)變。
第五，??企業(yè)的數(shù)據(jù)要完整，????在建廠初期，TCL華星就已經(jīng)建設了一套非常完整的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，當去真正實施智能制造的一些應用時會發(fā)現(xiàn)，其實有些數(shù)據(jù)是缺失的。隨著現(xiàn)在一些感應器、一些技術，大數(shù)據(jù)的采集變得越來越容易實現(xiàn)。因此，這也為整個數(shù)據(jù)的完整度客觀上提供了一個良好的條件。針對此前的缺失，??也可以通過??一些工具開發(fā)和資源網(wǎng)管技術的搭配，進行低成本??的采集。例如，此前沒有采集生產(chǎn)管理中的一些設備、水溫、氣壓等環(huán)境的數(shù)據(jù)，??這部分數(shù)據(jù)也是需要進行采集的。
??第六，整個智能制造過程中，在??建設初期，??許多的系統(tǒng)和應用??都是國外的，例如美國、??韓國、德國，??但是，??如今格創(chuàng)東智逐步地把這些系統(tǒng)進行自主研發(fā)，實現(xiàn)國產(chǎn)化替代來減少卡脖子。例如，當下TCL華星新工廠的建設，80%以上的系統(tǒng)都可以實現(xiàn)自由或國產(chǎn)化替代方案，并且大數(shù)據(jù)云計算這部分，??對于國內(nèi)企業(yè)來說需要不斷地自主培養(yǎng)人才。
制造行業(yè)其實涉及到了整個生產(chǎn)制造的方方面面，??可以利用??數(shù)字平臺來幫助企業(yè)實現(xiàn)IoT業(yè)務鏈的拉通，例如設備和信息方面，格創(chuàng)東智的設備健康管理??系統(tǒng)、??數(shù)據(jù)采集部分，??還可以做多因子分析平臺，相對傳統(tǒng)的一個原因?qū)粋€結(jié)果的這種分析方式，還可以??通過多個因子分析找到最終的結(jié)果，??從而快速的找到制程的異常。
另外信息技術的基礎就是一些工業(yè)軟件，例如格創(chuàng)東智的MES、SPC，和其他的報表、分析類的系統(tǒng)，實際上??是作為一個從TCL集團孵化出來的一個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)公司，這些都是格創(chuàng)東智的核心能力。格創(chuàng)東智也希望通過數(shù)字化平臺可以實現(xiàn)??模塊與模塊工藝的設備、?檢測軟件和軟件之間全數(shù)據(jù)的綜合分析，??還有通過系統(tǒng)針對設備與其他設備之間，制程與其他或不同工廠之間的支撐的一些??分析和數(shù)據(jù)的對齊和打通分析。
目前，??TCL華星有??6座工廠進行??工廠與工廠之間的??數(shù)據(jù)融合??，這也是未來的一個重要的發(fā)展，這也是整個生產(chǎn)制造一個非常大的趨勢。
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