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显示面板

华星光电:已具工业4.0雏形

开栏的话:“中国制造2025”是在新一轮科技革命和产业变革背景下,针对制造业提出的一个重要战略举措,是中国第一次从国家战略层面描绘了建设制造强国的宏伟蓝图。“中国制造2025”更加突出创新驱动战略,确立了十大重点发展领域,实施五大工程和工业强基战略,推进智能制造和绿色发展,从而实现中国从制造大国到制造强国的转变。擎起中国制造强国梦,谁是主力军?谁是领头羊?《中国电子报》特开设“中国制造·中国力量”栏目,突出报道中国品牌企业在各自领域的主要成就,彰显它们在中国乃至全球制造领域的创新活力和品牌影响力。

华星光电厂区全景

坐落于深圳光明新区高新技术园区的华星光电二期8.5代TFT-LCD生产线,与4月南国的气温一样日渐热络起来,4月24日它将迎来提前量产。

加上一期生产线,占地达60万平方米的华星光电8.5代线厂区,完全投产后每月将贡献26万片的产能。这是全球液晶面板行业单线规模最大的也是效率最高的8.5代线。

在解释为何能成为全球效率最高的8.5代线时,TCL集团总裁、华星光电技术有限公司CEO薄连明充满自信地说:“华星光电已经具备了工业4.0的雏形,支撑8.5代线运转的是强大的信息化系统,以及起步时就是基于智能制造的理念。”

4月17日,记者在华星光电采访时看到,在10万平方米的亚洲最大单体厂房里,工作人员却不过几十人,整个生产过程全部实现自动化、智能化。在研发大楼的“战情室”里,8块液晶大屏幕分列出过去24小时的市场、生产、良率、库存、新品开发、财务数据等不同方面的实时数据,这些数据将为公司的决策提供重要参考。

“我们内部有基于八大流程模块建设的信息化系统,集成度非常高,直接关系到生产线的运转和公司的决策运营,甚至替代了人的一些基本功能。”薄连明在接受《中国电子报》记者专访时表示。

在今年“两会”上,TCL集团董事长李东生曾表示,实业是基础,TCL必须在工业制造能力的基础上打造核心竞争力。薄连明认为,即将发布的“中国制造2025”与德国的工业4.0概念异曲同工,华星光电本身就是中国制造业中的一个样板,在工业4.0的方向上华星光电充当了积极的探索者和实践者。

自主创新,“中国制造”的样板

成立5年多以来,华星光电先后投建了3条生产线,投资总金额达649亿元。

3月13日,华星光电二期首片55英寸Cu/Cu+COA产品成功点亮,从打桩建设到产品点亮仅耗时15.9个月,相比原计划提前60天完成预定目标。据记者了解,华星光电二期项目总投资为244亿元,项目设计产能为12万大片/月,主产大尺寸面板,将于今年4月24日开始量产,9月实现满产。

此次量产的t2(二期)项目加上之前的t1(一期)项目,占地达60万平方米的华星光电8.5代线厂区,完全投产后,将贡献出26万片/月的产能。这将是全球液晶面板行业最大的8.5代线,同时也是效率最高的8.5代线。借此华星光电正式迈进了高端显示屏供应商的行列,也进一步加强了中国大陆大尺寸液晶电视面板制造业的竞争优势。

世界是“屏”的,面板产业作为工业中的基础产业和重要载体,关系十分重大。然而多年来,我国液晶面板行业却一直处于“缺芯少屏”的尴尬局面,直到2011年我国液晶显示面板还几乎依赖从日韩和中国台湾地区进口,进口液晶面板所花的外汇高达几百亿美元,仅次于石油、铁矿石和芯片。

“我们把面板当作工业中的基础产业,通俗一点说是‘工业中的农业’,离不开它。所以,‘少屏’不仅仅是中国面板产业本身的问题,更关系到国家安全。”薄连明告诉《中国电子报》记者。

面板过分依赖进口造成的后果就是,日本、韩国等对中国大陆市场形成了价格上的垄断和技术上的封锁。“几年前,韩国三星、LG采用最新技术的面板生产出来半年之后,才允许到中国市场销售;而中国台湾地区当时对中国大陆采取‘N-1’策略,即在大陆投资的产线一定比台湾的低一代。”薄连明指出。

正是因为这样,华星光电才毅然上马高世代液晶面板线,力图打破日、韩等厂商的垄断与封锁。作为中国大陆首个完全依靠自主创新建设高世代液晶面板项目的企业之一,华星光电成立5年多以来先后投建3条生产线,投资总金额达649亿元。财报显示,2014年,华星光电保持满产满销,实现销售收入179.64亿元,同比增长15.67%%,实现净利润24.34亿元,同比增长7.60%%,成为全球第五大液晶电视面板供应商。

华星光电在技术上的自主创新更让业内同行望尘莫及。2014年,PCT专利申请量已经排到全国所有企业的第四位,与华为、腾讯等一争高下,发明专利授权量在国内企业中排名第九。

在液晶面板的某些技术领域,华星光电的实力甚至超过了三星。薄连明告诉记者;“在面板的电极制程方面,很多厂商采用的方法是一层用铜,一层用铝,像三星在苏州的工厂就是铜铝制程。但我们有的产品两层电极都是用铜,是全球第一家采用铜铜制程的厂商,这点是技术上的非常大的突破。”

TCL集团总裁、华星光电CEO薄连明

工信部领导在接受采访时表示,“中国制造2025”把新一代信息技术产业作为重大发展的十大重点领域之首,鼓励中国制造企业创新驱动,在关键技术和产品上取得突破。薄连明认为,华星光电在液晶面板领域俨然已经成为中国制造的一个样板,并将继续推动着中国制造业向工业4.0迈进。

无灯工厂,信息化系统作用大于CEO

在薄连明眼里,这种高度智能化的信息化系统的作用甚至要大于CEO。

记者采访时发现,在华星光电10万平方米的亚洲最大单体厂房里,工作人员却不过几十人,一眼望去基本看不到人,而且基本上是无灯工厂,整个生产过程全部是依靠机器手臂自动化控制、智能控制。

一块玻璃基板进入生产线后就被打上条码,这些数据将终身保存,这就是一个大数据。生产过程当中,产生的成千上万的数据参数,都将进入华星光电的整个信息系统,并做后台处理。

“假如一台电视用了20年、30年之后坏了,那么我们就可以一直追溯到20年以前、30年以前的工厂,是在某年某月某日谁负责的,这都有严格的记录。”薄连明指出。

为了操作更精确,以及防止人为干预和污染,工厂里两台机台之间的连接设备全是机器人操作,依靠机器人来搬送、抓取。同时,每个生产流程,从玻璃基板、白玻璃进入到产品下线大约需要13.5天,在这个过程中,各个机台通过自动化设备连接,中间有储备的设备卡匣,什么时候恰当地转到下一个机台运作,都有严格的数据计算。

据了解,液晶面板整个生产过程还有很多物理反应、化学反应,也都离不开精确的信息化系统。一般来说,对于一层液晶面板中的薄膜液晶体管部分,基本上要做到四层或五层,一层物理反应加一层化学反应。一层物理反应是指在玻璃基板上镀金属的镀膜,比如铜、铝或者金属氧化物等;然后是一层化学反应,这需要通过特种气体沉积成非晶硅,形成保护膜。然后再做一层物理反应和一层化学反应,这样交替进行,大致要做四到五层。

“华星光电对每天生产过程中产生的成千上万个参数进行分析处理,之后就会产生有关生产品质、良率、支撑稳定性等方面的信息。这些数据信息与公司的ERP系统、CIM系统等一起形成一套BI(智能分析)系统,来支撑每天公司的决策。” 薄连明说,“对于华星光电来说,如果离开智能制造,将是不可想象的。”

在薄连明眼里,这种高度智能化的信息化系统的作用甚至要大于CEO。“这个公司如果离开信息化系统就会陷于瘫痪。可以说,公司没有CEO之类的管理人员还可以运转,但是离开信息化系统就不行。”

“战情室”,华星光电的管理中枢

华星光电智能制造的管理中枢,是其根据生产环节进行信息汇总和分析管理的BI系统。

德国提出的“工业4.0”通过网络技术来决定生产制造过程,整个生产制造的环节进行信息化的汇总管理,其制造过程本身就是一直在处理信息。华星光电的模式与“工业4.0”不谋而合。华星光电整个智能制造环节的管理中枢,是其根据生产环节进行信息汇总和分析管理的BI系统,这个信息化系统充当着华星光电的“大脑”。

每天早上8点40分,在华星光电的“战情室”里,时长半个小时左右的晨会都会准时召开。每次开晨会,“战情室”就聚集了30多名公司的高层管理人员。在“战情室”的一面墙上,8块液晶显示屏展示了前一天早上7:30到当日早上7:30这24小时公司各方面的实时信息,供管理层统一查看。

华星光电“战情室”

这8块液晶屏构成的系统主屏即是华星光电内部的BI系统,分为8大模块。第一是市场模块,华星光电有大量的市场信息库,在服务器当中存着,这段时间的市场表现、竞争对手表现、产品走势、技术走势等都呈现在这块屏当中。第二是销售模块,过去24小时出了多少货,中间出现什么问题,哪些客户有什么反应,在这块屏上都有体现。第三是生产模块,在整个生产当中,各个工厂、各个集团、各个站点的表现情况都在这上面有反映。第四是良率模块,包括不良原因在哪里都有反映。第五是库存模块,上面会有库存控制的信息。第六是品质模块,包括客户的反映、客户的满意度等。第七是新产品开发模块,第八是财务数据模块。

“这8大模块经过精心设计,是管理决策当中必须包含的一些信息,这些数据对于公司的决策将提供重要的参考依据。”薄连明表示,“该BI系统在2013年差不多就已建成,我们是全球第一家做出来的,而且完全自主开发,目前全球其他竞争对手还没有这样的系统,我们还在不断对它进行完善。”

华星光电为什么要设计这样一套独特的系统呢?将所有管理层聚集在一起看这套BI系统,有什么作用呢?

薄连明告诉记者,这套信息化系统有两大作用:首先是促进信息共享。“如果信息不共享,你不知道我的信息,我不知道你的信息,那么平时就要花大量时间用来沟通信息,这将会大大降低公司的执行力。有了这套系统,半个小时内所有信息都实现了共享,而且跟每个人的职责有什么关联,如何配合同事解决问题,大家也都会有更直观、更透彻的理解。”他说。

另外,每天看这个系统使得信息的连续性大大增强。信息一旦连续之后,规律很容易掌握,大家决策效率提高了,从而就使管理变得更加简单。“这是一个四两拨千斤的方法。如果说华星光电在管理和决策的效率方面有什么秘诀的话,我觉得就是我们强大的BI系统。”薄连明告诉记者。

接近零排放,打造绿色工厂

华星光电在建厂时有几个重要理念,除了“效率”、“创新”以外就是“绿色”。

在“中国制造2025”的规划中,智能制造和绿色制造是两个重要的内涵。对于现阶段能耗高、污染严重的中国工业而言,如何使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中,对环境的负作用最小、资源利用率最高,是转型中的制造业需要考虑的问题。

薄连明表示,华星光电在建厂时有几个重要理念,除了“效率”、“创新”以外就是“绿色”,把工厂建成绿色工厂、环保工厂是华星光电的标准。

他告诉记者,在液晶面板生产过程中产生的铝酸、铜酸等剥离液对环境污染严重,必须严格控制排放。对于华星光电来说,废水要经过很多道分离、提取程序,处理后达到四类水标准才能排放。在这方面,华星光电做了很大投资,同样规模的工厂,t2工厂在环保设施方面的投资比t1多增加了一倍。

在环保方面,华星光电还“推己及人”。薄连明告诉记者,与华星光电隔一条马路相望的旭硝子工厂,原本是打算建设液晶显示器用的玻璃基板原板生产线,与华星光电进行配套。深圳市政府当时也批准了,给旭硝子预留了10万平方米的土地,让它做前道工序做熔炉厂。这对于华星光电本是有好处的,但后来经过评估发现,这个生产线能耗太高,最终华星光电与旭硝子一起决定放弃在深圳做这套熔炉厂,将这个项目改放到惠州。记者搜索新闻发现,4月16日下午,旭硝子显示玻璃项目正式落户惠州。

华星光电的“绿色”理念使得它越来越像一座绿色工厂了。据薄连明介绍,从减排来看,这几年华星光电的废气排放浓度低于国家标准50%%,废水排放量达到地表水四类标准,危废处理率100%%,基本做到了零排放、零事故。

同时,华星光电这几年也获得了国家很多环保类的奖项或荣誉,如获得深圳市鹏城减废活动当中的卓越企业荣誉,获得深圳市清洁生产企业称号,2014年被列为国家循环经济推动的重点示范企业,并成为深圳市首家通过了安全生产标准一级企业标准的企业。

巨额IT投资,华星光电已具备4.0雏形

华星光电从开始建厂时就特别重视智能化、信息化,每年在IT系统上的投资多达4亿~5亿元

相比于德国致力于实现的“工业4.0”,中国制造业相对较为落后,还处在工业3.0甚至2.0时代。不过,薄连明对华星光电信心十足:“华星光电已经具备了4.0的雏形。”

“为什么我敢说华星光电具备了4.0的雏形?因为我们的信息化系统集成度非常高,而且集成了公司的运营管理系统,甚至替代了人的一些基本功能。比如这台机台到底用到什么程度,经过分析,到一定程度它会自动提醒你;或者,这个生产线这套工序良率出现了问题,就会自动报警,自动告诉你应该怎么调整。”他说。

在华星光电庞大的智能制造体系中,除了作为“神经中枢”的BI系统,还有其他众多的信息化系统,分别承担起不同的分析和管理任务。薄连明表示,以上提到的BI系统只是华星光电所有信息系统中的一个方面,只是供商业决策用的。事实上华星光电内部共有8个系统,包括ERP、PLM等,这8个系统最终集成到各种不同用途。

他向记者透露,华星光电从开始建厂的时候就特别重视智能化、信息化,之前有IT三年计划,2013年又更新了三年计划,公司每年在IT系统上的投资累计多达4~5亿元。他说,公司所采用的CIM系统是国产的华大九天系统,一次性采购这款软件都达上亿元。

值得一提的是,这一套与智能制造紧密关联的信息化系统体系不仅可以在深圳运转,还能复制到华星光电在武汉新建设的t3(三期)生产线上。

“我们在武汉的工厂设计、管理的模式跟深圳是一模一样的,整个IT系统也是同一群人在做。深圳与武汉那边的服务器将来会互相备份,信息系统将会实现同步。 目前武汉t3工厂虽然还没有启动,但是ERP已经上线了,全部是深圳这边系统的延伸和拷贝,以后还能复制到第四个、第五个工厂。”薄连明说。

有了这样齐全完备的IT系统,华星光电在生产制造和管理决策等各方面的效率大大提高了。薄连明将公司的运作比作钟表的运转,各种大、小齿轮互相耦合,其中IT系统就像是中间的小齿轮。 “这里面起驱动作用的是中间的小齿轮,小齿轮带动周围大齿轮转动。但是有两个条件,第一,小齿轮要有力量,要带得动大齿轮;第二,小齿轮要转得快,小齿轮的运作相当于加快PDCA循环一样,从战略到运营到绩效,这个管理的循环加快了。”他说。

薄连明告诉记者,从战略、运营到绩效情况,一般的公司差不多一个月循环一次,好的企业最多半个月或者一周循环一次,但华星光电现在做到每天循环一次。“我们每天都在做战略、运营和绩效的管理循环,这个循环越快,对整个效率提升、对绩效的达成越有帮助。”

在薄连明看来,代表“工业4.0”典型特征的智能化,与很多企业所说的自动化有根本的不同,不能把自动化、机械化等同于智能化。智能化非常重要的特征是,可以用信息系统替代人为的操作,更为关键的是,它能够帮助人甚至替代人做决策,而这是自动化做不了的。薄连明认为,利用信息化系统来替代人决策,这正是华星光电跟其他企业最大的不同。

薄连明对《中国电子报》记者总结道,华星光电之所以能在智能制造方面取得建树,并开始具备工业4.0雏形,从根本上说与TCL集团董事长李东生一直倡导和重视工业能力的建设有密不可分的关系。正如李东生所说,对于传统制造业而言,要实现转型升级,工业能力的建设永远是根本。

责任编辑:欧阳高兵


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