英業達：從世界級工廠到世界級智慧工廠

2021-04-17由平遙資訊前瞻發表于科技

全球最大的伺服器研發和製造中心，英業達集團伺服器事業部在中國唯一生產基地——英業達上海伺服器製造中心智慧製造精彩

實踐案例

一場 “智慧”革新戰役打響

英業達科技有限公司（以下簡稱：英業達）成立於2004年，坐落在上海市臨港浦江漕河涇出口加工區，主要從事伺服器、儲存裝置、網路裝置的研發和生產製造，產品形態包括上述產品類別的主機板、板卡以及整機裝置。

目前，已成為全球最大的伺服器研發和製造中心，也是英業達集團伺服器事業部在中國的唯一生產基地。

公司近三年主營業務收入保持了高速複合增長率，2019年主營收入較上一年增長40%，實現營收入189億元。

公司下設研發中心和製造中心兩大事業部，共有員工四千餘人，其中工程技術人員七百餘人、產品研發人員四百餘人。

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隨著市場競爭態勢的變化，伺服器產品的應用場景更多是在網際網路資料中心，由於網際網路資料中心雲服務的靈活擴充套件特性，要求資料中心裝置供貨要能隨時應需而動，增加柔性生產能力，提升效率縮短交期。此外，在提高柔性生產能力和效率的同時需要增強對產品質量的整體把控，從上游供應商的來料質量到生產環節的產品質量管控、完善售後服務體系等環節全面保證產品質量，提升客戶滿意度，同時也減少了維修備品庫的備件數量，降低成本。

因此，早在2015年，英業達就開始了一場以智慧化建設提升生產效率、降低成本、提升產品質量、滿足交期要求、滿足市場變化對柔性化生產的要求的“智慧”革新。

◎ 英業達智慧工廠建設規劃路徑

三個“中心”護航智慧工廠

英業達智慧工廠建設初衷是要用系統管理廠區生產過程，做到產品生產進度狀態可控，全程可追溯，提升生產質量和效率，進而提升企業競爭力。

為了達成 “世界級智慧工廠”目標，集團成立了三個核心保障中心“精益改善(TPS & Lean 6 Sigma)”、“自動化”和“工業 4.0 研發中心”，

在智慧工廠的規劃實施路徑中，精益改善、自動化改造和數字化工廠建設同步進行。三個中心共同完成了英業達智慧工廠頂層設計，

制定了從2015至2025的10年建設路徑規劃。

◎ 英業達智慧工廠頂層設計

1、規劃智慧工廠，精益先行

在開展智慧工廠建設之前，必須先做精益轉型，

為確保精益轉型成功，必須做好下列三要素：

精益轉型期間，由上到下的精益思維轉變尤其重要，唯有高層領導先具備精益思想，進行精益思維轉變、率先垂範，才能發揮影響，擴及眾人，發生思維革命．所以想要成為精益企業，比須要思想革命，而不是將精益視為改善的方法與工具，簡單地照搬照抄，須將先進的管理技術和本企業特色的管理模式做好有機結合。

更重要的是，想成為精益企業，必須是企業的一把手懂得精益，並主導精益，董事會支援。想成為精益工廠，

必須是工廠的一把手懂得精益，開驅動全員參與。而且一旦更換成不懂精益的一把手，便將毀於一旦。

英業達對廠內生產線進行精益化與自動化改造，旨在打造成國內行業領先的標杆工廠。

同時協助供貨商、外部企業進行精益化與資訊化的建設。經外界標杆工廠考察，先進裝置廠家協作以及內部鑽研，引進先進的全自動化生產裝置等。

在生產工藝中，先以精益化手法去除流程中各種浪費，

再匯入合適的智慧裝備（自動化裝置）、工業機器人，無人搬運車，過程中建構與應用物聯網技術（RFID、乙太網、感測器等）、大資料分析與人工智慧（機器深度學習）、工業軟體（MES）等建構智慧化的生產線。

此外，除了智慧工廠建設，精益管理人才的培養是另一項必須的配套體系。上海工廠為了培養每個層級的精益人才專門建設了以豐田 TPS理論體系為核心的培訓道場，培育精益人才，進行眾人精益思維的轉變。對

上至廠長下到車間班組長進行精益培訓，植入精益 DNA；

建立精益專家顧問團隊，培育精益老師帶領生產一線改善團隊實施系統化持續改善，建立獎勵機制讓員工在實際工作中發揮主觀能動性做精益改善，自動伸縮軌道改造就是這一獎勵措施的成果。

2、構建智慧工廠，架構保障

英業達智慧工廠建設方案從運營管理角度分為

現場控制層、生產運營層、企業管理層、商業決策層的四層架構。

● 現場控制層

負責裝置接入資料收集：採用自主研發的邊緣計算物聯網閘道器e-planet連線生產裝置，如投板機、錫膏印刷機、SMT 貼片機；連線產線自動化設施，如自動翻版機、自動化軌道、機械手臂、供料系統等。構建基礎的物聯網路，實時採集生產資料和裝置管理資料，實現裝置互聯，裝置與生產管理系統互動；採集環境監控指標打造優質環境的綠色工廠。

● 生產運營層

是與一個工廠車間生產相關的現場生產作業系統。

● 企業管理層

涉及企業運營管理的相關係統。

● 商業決策層

是在所有系統資料彙總、利用大資料分析技術進行分析後的決策支撐系統。

◎ 英業達智慧化工廠運營管理層級架構

英業達的智慧工廠方案透過資料採集感知線上生產狀態、監控管理生產環境，採用智慧控制中心、生產現場視覺化系統、移動生產管理、報表中心等系統掌握生產運營全貌，

藉由大資料分析得出統計報告支援決策，用人工智慧技術解決生產製造難點是智慧工廠建設的必須要素。

六大核心“應用”

助力向智慧工廠跨越

作為全球最大的伺服器生產代工廠，英業達的定位目標是要建設世界級智慧工廠。

為了保持業界的領先地位，獲取客戶的認可和穩定的客戶訂單，英業達以智慧化建設提升生產效率、降低成本、提升產品質量、滿足交期要求、滿足市場變化對柔性化生產的要求。

1、工業物聯網應用

物聯網是智慧工廠的神經系統，英業達以自主開發的物聯網技術，將生產線同時存在的新裝置與老舊裝置，用最適合的解決方案，做到互聯互通與綜合整合的應用，

建立人與裝置，裝置與裝置，人與人之間的高效協作環境。

在生產現場，透過英業達工業 4。0 設計中心自主研發具有邊緣計算功能的工業網際網路關連線底層裝置以及 IT 網路。每一條產線人工操作工序資料採集點30個，生產裝置資料採集點8個，並連線著33臺AGV，

整個車間生產裝置的資料採集點超過100個，光學檢測（SPI/AOI/API/X-Ray）資料採集點114個。

◎ 產線資料採集點種類及佈局

透過裝置資料的採集，工廠實現了對裝置實時狀態的監控，並在車間現場廣告牌電視、智慧監控中心螢幕、瀏覽器訪問介面上呈現，

顯示的是一條產線上所有站點（workcell）生產裝置的狀態。

◎ 產線及單臺裝置狀態監控

在裝置全部聯網的基礎上結合英業達集團（天津）電子技術有限公司自主研發的TPMS系統實現生產裝置、治具、備品全面管理。裝置問題由安燈系統、廣告牌同時告警，郵件、微信通知工程師到場維修。TPMS系統記錄現象、原因及維修過程，便於事後分析、人員考核。

裝置保養、點檢、盤點、維修、換線準備等日常工作全盤經由TPMS系統規劃排程。

結合廠商建議方案、歷史裝置監控資料，利用大資料分析技術生成預保養計劃，防患於未然，提升裝置產能。

2、APS智慧排產應用

英業達集團（天津）電子技術有限公司自主研發了智慧排產系統，

對計劃管理系統輸入的生產計劃進行細化分解合併，

結合工廠建模中資源資料、產品工藝配置資料、排產時間資料、工廠日曆和作業班制資料，生產過程管控中生產任務實時執行情況，排產規則及排產目標，生成工序級可執行的生產計劃、物料和模具配套計劃，指導生產和資源配套。

綜合考慮生產投入的資源以及其他約束條件，採用自動排產+手工微調的模式，

即能良好的支援快速投產、柔性生產，又能應對突發的生產擾動因素；透過結合實際生產統計資料與排產計劃的差異，不斷修正排產演算法和因子，使得排產越發精準有效。

◎ 智慧排產系統執行的流程

3、智慧物流技術應用

英業達生產車間的物流排程採用後拉式生產模式，不同產品形態倉庫每次只需要備足2-3小時不等的材料，發料給產線，MES系統會自動記錄生產過程消耗材料情況，並隨時做出原材料需求預估，透過電子廣告牌提前通知到倉庫，倉庫在廣告牌指導下備料。

缺料時MES系統會自動呼叫AGV車到倉庫取料，WMS系統透過與WCS的介面指揮排程AGV將材料運送到指定地點。

在倉庫管理上英業達採用立庫做部分原材料的自動化管理，同時基於敢於實踐新技術，但不急於定性投入使用，綜合考慮投入產出價效比和滿足產能的自動化改造原則，將著力點放在貫徹精益智造前提下的車間物流供應鏈改善。如透過無線網路，實現了AGV排程系統、伸縮軌道控制系統的互動，當AGV需要透過或已透過流水線時將請求傳送/反饋到軌道控制系統，控制軌道開啟或者閉合，

解決了SMT和PCA兩個製程段之間因為AGV運料而一直中斷的問題，實現了全製程的聯動生產。

4、柔性製造相關技術應用

當前市場變化快速，客戶的需求各異，訂單數量差異大，因此要求產線生產必須具備柔性。

英業達上海廠區已經能全面支援客戶訂單的柔性需求，實現不同型別產品的混線生產。

首先智慧排產 APS 系統會將 BOM 相近、交期相近的訂單進行重組合並一起安排生產。高效的排產效率完全能應對緊急插單；生產備料每次只備最近 2 小時生產需要的料，依靠 MES 系統中的料況廣告牌和倉庫中的備料廣告牌拉動倉庫備料；工藝站點根據產品唯一標識 ID 識別產品型號，找到該產品在 iMDM（生產主資料管理系統）預定義的工藝流程，每個站點的管控邏輯，在每站組裝的材料清單，需要記錄的過站資訊，

每個站點的標工標準等資料， MES 採用這些資料做生產過程管控。

快速換線：

換線廣告牌做換線過程管控，實施反饋換線狀態，引導參與換線的生產人員執行換線動作，保證在計劃時間內完成生產資源（人、裝置、原材料、流水線設施、治具等）部署可以開始新型號產品的生產。定義的生產起始站開始第一個產品 ID 掃描後在 MES 系統中即自動切換到該產品的生產工藝，後續站點也會自動切換到該產品生產，採用該產品的管控邏輯在MES 系統中做校驗檢查。 GSOP 系統也會自動為每個作業站切換作業指導書模板。

混線生產：

因為在 MES 系統中是根據生產產品 ID 標識確定該產品的型號、生產工藝、管控邏輯等，並且根據產品 ID 自動採用針對改產品型號定義的管控、品質等引數，因此一條流水線可以支援混線生產，即在同一條流水線上同時在生產多個型別的產品。

5、大資料及人工智慧應用

大資料分析是提升企業管理、產品生產品質、從根本上帶來效益的動力和有力工具，英業達工業 4。0 設計中心多年深耕電子製造業，在積累了深厚行業經驗和技術實力的基礎上，搭建大資料平臺，針對生產的核心資料提供基於人工智慧的發資料分析，提供決策依據、提升決策水平。

人工智慧技術應用方面，英業達已經進行了2年的嘗試，目前在SPI 錫膏檢測、 ICT 探針狀態檢測中取得了初步成效。

SPI 錫膏檢測資料分析，應用機器學習對錫膏資料的分組建模，以及透過深度學習演算法影象識別錫橋，實現智慧復判，

提升 SPI 站FPY，改善印刷製程。