淺談計算機集成制造系統在液晶面板生產中的應用

摘 要：隨著液晶面板行業的發展，競爭主要集中在稼動率、良率等方面，傳統的手動操作，已經無法應對。大量的生產、設計、工藝、品質管控信息需要處理，計算機集成制造系統應運而出，它的出現將上述信息以及對應的計算機輔助設計、制造等進行集成、協同、管理。

關鍵詞：液晶面板；自動化；計算機集成制造

前言

高世代液晶面板由于玻璃基板大，無法使用人工進行搬運、制造，因此，需要大量的工業機器人及其相關設備進行控制。而計算機集成制造系統是一個用于制造工廠的全自動化系統，對生產加工運行以及生產信息進行控制，正好用于彩色濾光片的生產。該系統要求設計合理、技術先進，從而保證系統的出色運行。該控制系統操作起來應該是高精度、高可靠性、反應快速的，并且具有方便使用、操作和維護，外形美觀、結構緊湊、運行穩定、售后服務令人滿意的特點。

1 研究背景

“缺芯少屏”是我國電子行業長期以來的一個真實寫照。在液晶面板時代，掌握液晶面板的研發和制造，搶占產業發展的制高點，才能在新一輪全球競爭中擁有話語權，這是發展顯示產業和參與國際競爭的必然要求。在此情況下中國電子信息產業集團有限公司與南京新工投資集團有限責任公司共同投資成立南京中電熊貓液晶顯示科技有限公司，建設第六代TFT-LCD液晶面板生產線項目。項目總投資138億元，月投產量為9萬張玻璃基板，由夏普提供技術支持，先期導入紫外光垂直配向技術（UV2A）、單板復屏技術、綠色材料、節能及無公害處理等“十代線”技術。2011年3月，第六代TFT-LCD液晶面板生產線建成投產，成為中國新型平板顯示產品重要的研發生產基地。在產能爬坡、良率改善的過程中，發現成本居高不下，并沒有顯示出液晶面板國產化的優勢，經過分析得出：彩色濾光片（Color Filter）在液晶面板制造中所占成本最大，而此項卻依然依賴國外供應商，任由國外供應商出價。中電熊貓為擺脫這一被動局面，下定決心將彩色濾光片國產化。這就是文章工程客戶方：中電熊貓CF項目建設指揮部（南京中電熊貓液晶材料科技有限公司），成立于2012年8月，注冊資本15億元，總投資35億元，主要為南京中電熊貓液晶顯示科技有限公司提供彩色濾光片（Color Filter）產品，經過16個月的艱苦奮戰，提前實現了投產，并且在產能、良率等關鍵指標上達到或超過國內外同行領先水平。

2 國內外的研究現狀

在過去的三十年里，計算機集成制造系統經過美國、德國、日本等工業發達國家的不斷探索、實踐、應用、交流，逐漸趨向統一，對計算機集成制造系統的注釋也越來越豐富、越來越精準。日本和美國在上個世紀八十年代主要著眼于計算機集成系統在產品研發、流水線運行方面的功用。同一時期，德國則非常注重計算機集成制造系統在整個工業范圍的應用。到了上個世紀八十年代中期，德國提出了關于計算機集成制造系統的初步定義，得到了一定范圍的認可。

德國提出的計算機集成制造系統的定義是：計算機集成制造系統協調計算機輔助制造、輔助設計、輔助控制、輔助管理之間的信息，協調企業各個部門之間的電子數據，使之協同工作，集成產品生產所需要的工藝、技術、管理等功能。經過十年的發展，上個世紀九十年代初，日本對計算機集成制造系統的定義是從企業發展的戰略角度考慮，將產品的研發、制造、銷售、售后進行優化整合，而計算機集成制造系統則是這一整合產生的平臺，是實現效率最優的系統。與此同時，美國也不甘落后，提出了對計算機集成制造系統的定義：利用計算機集成制造系統提高應對各種需求的能力，提高生產效率。由此可見，無論在工業生產上有多少差異，對效率的追求始終沒有改變過。在這樣百家爭鳴的形勢下，歐洲也不愿意一直默默無聞，他們總結了美、日、德有關計算機集成制造系統的定義，概括了一些基本要點：一是工業生產的實質是信息的收集、傳送、分析、下達指令的過程；二是所有有關工業生產的體系是需要整體考慮。

3 采用的技術路線

通過對不同類型企業管理平臺，例如大賀集團媒體中心（文化產業）、江蘇有線OSS運營支撐平臺（網絡服務產業）等的認知，再回到中電熊貓液晶材料公司自動化生產平臺（制造產業）上來，研究制造部門下設職能科室的需求，我們發現同大賀集團、江蘇有線的運營平臺一樣需要一種整體結構穩定，所屬功能擁有諸多變量的系統來應對中電熊貓液晶材料公司自動化生產。只不過，區別在于這個變量是銷售數據，是用戶工單，還是工藝參數罷了。

比較大賀集團、江蘇有線、液晶材料公司，可以發現，不同類型的企業（文化、網絡、制造），有著不同的企業架構、工作流程、不同的信息資源，所以各個企業的計算機集成制造方案的制定、實施、產生的效果也是不同的。因此，計算機集成制造系統需要在不同類型、架構、流程、資源、基礎的企業實現因地制宜的不同的功能，會在計算機集成制造系統的模塊、運營方式等方面有所差異。現在對計算機集成制造系統的研究又有了新的進展：計算機集成制造系統不再做簡單的收集、上傳、下達的動作，而是作為一個龐大的數據分析庫來實現企業信息資源的共享，通過大數據分析，自動規劃出企業的運營數據，指導生產的自動進行。當然，企業的組織機構、企業資源的管理還是同以往一樣，相對獨立。不同的是，管理者可以在計算機集成制造系統上從宏觀角度把握整個生產進程，對每一道工藝進行監控。要實現這樣的目標，需要不斷開發、充分利用先進設備、前沿技術、優秀人才，對每一道制程進行分解、分析、優化，根據產品的不同需要組織多個“專案小組”進行攻關，減少無效勞動。而且，在多個“專案小組”之間也要建立一個有共同標準的信息交換平臺，使這個平臺支持生產相關的所有流程。計算機集成制造不僅僅是數據的共享，還將涉及人員與企業架構的功能集成和優化。

4 結束語

綜上所述，將計算機集成制造系統應用于液晶面板生產，是為了高效率地為液晶材料公司制造部的各個功能服務，從玻璃基板的導入開始，到各個工藝制程，再到檢查、修補制程，最后打包交付用戶，信息化管理自始至終跟隨，實時將生產數據上傳，由計算機集成制造系統分析后下達新的指令以提高產品的合格率。

參考文獻

[1]劉騰紅，孫細明.信息系統分析與設計[M].科學出版社.

[2]高林，周海燕.管理信息系統與案例分析[M].人民郵電出版社.

作者簡介：黃小昆（1988，10-），男，江蘇南京，南京中電熊貓液晶材料科技有限公司，工程師，從事CIM（計算機集成制造系統）網絡、MIS（管理信息系統）網絡的規劃、建設和運營管理。