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天马微电子 CIM总监
我分享的内容分为五个部分，主要介绍一下：第一，整个芜湖天马微电子模组工厂建设经历、第二，从BIM开始建设之路、第三，建设之初工厂仿真先行、第四，数字孪生探索和实践之路；第五，未来怎么规划。
从《长安的荔枝》说起：李善德怎样保证天宝十四年六月一日把新鲜的荔枝送到长安？
首先，我来讲个故事。我不知道大家有没有看过一本叫《长安的荔枝》的小说，当然，大家都听过杜牧那首诗 “一骑红尘妃子笑，无人知是荔枝来”，这本书写的就是相关故事。
当时面临的挑战是，身为九品芝麻官的李善德先生，他 50 岁了，他其实文笔不好但是算力很强。后来他被同事忽悠接了一个项目，项目内容就是要将荔枝从距离长安 500 里的通化运到长安，要保证荔枝的新鲜。当时的困难是什么呢？最好的良驹大概日均行程是 500 里，而且荔枝摘下后三天就会坏掉失去食用价值了。而他经过 11 天跨越了 5000 里的路程，最终在 6 月 1 日把荔枝成功送到了长安。
在这里我总结几个关键词：第一，他有很好的算力能力；第二，他擅长分析和统筹；第三，他以身作则，不管是水路还是陆路，都亲自跑了 N 多次。那么，我为什么要讲这个故事呢？
和李善德一样，我们在建设过程中也同样碰到了挑战：6个当年的目标
这个故事跟我的经历如出一辙。我也碰到一样的挑战，我记得在 2022 年 6 月份的时候，和李善德一样，他有一个好朋友叫杜甫，我也有一个好朋友。他说我们去挑战一个困难，怎么样？我说有什么好处，他说虽然不能加薪升职，但是你有机会在 ESIS 高端论坛上分享你的故事，吹吹牛也挺好的，我就来了，给我的任务是 “六个当年”：
1.当年签约，当年开工。在 2022 年 6 月 8 日正式签约，2022 年 11 月 11 日开工了。
2.当年建设，当年点亮。在半导体包括大体量面板行业，这种要求是很难的，这种挑战是相当大的，另外还有更难的。
3.当年生产，当年盈利。不知道在座有多少半导体行业的同仁，说实话，要实现当年量产、当年盈利基本上不可能，我们看一下我们做到了什么。
天马（芜湖）工厂简介 – 建设全球首家单体最大的智能模组工厂
这是我们的工厂，工厂方面让我建设全球首座单体最大的模组智能工厂。我看了一下，规模很大，但是我当时过来时，整个 CIM就我一个人。我是 6 月 6 日过来的，6 月 8 日签约，当时就我一个人。我记得我们当时 30 几个人租了一个办公室，在几十平米的房子里启动项目。
回顾一下我们的历程，2022 年 6 月 8 日正式签约，11 月 11 日打下第一根桩，2023 年 6 月 16 日厂房已经封顶，2023 年 12 月 27 日首款产品点亮，实现了当年建设，当年点亮。2024 年 2 月 22 日，车载首款产品已经交付，最后在 2024 年 10 月份单月营收过亿，我们的六个当年目标在这一时刻已经实现。
我们的重要客户，如车载领域的宝马以及其他客户，都已经审核通过。最后我们的宿舍也已经基本上完成了，我们的 IT 模组产品也出货了。其实在整个两年半时间里，我们把六个当年的目标实现了。
怎么做到的呢？可能引出我下面的题目：
第一，大家知道，我们工厂的智能工厂，我们的水电气包括管道、强电弱电所有建设，都是通过 BIM 模型开始建设的。这是我们工厂建设之初真实的 3D 模型，这是我们办公楼，这是我们厂区里面整个水电气、管道的部署情况。整个工厂所有的吊顶以及水电气管道的布局，最后我们跟动力站直接打通，这是我们整个厂务部分。
在行业内，我们整个 BIM 导入后的封顶时间比行业标准提前三个月，为我们 “第 13 个当年” 打下伏笔。
建设初期，仿真先行 -- 生产设备节拍优化、物流动线及搬送优化、生产流程人员优化
第二，建设初期没有工厂、没有产线怎么办？只能做仿真，仿真做三块事情：
1.布局、物流动线仿真、生产流程仿真，包括设备节拍优化。我们首先做的事情是对前线设备内部所有部分进行仿真，另外对整个设备外形进行 3D 仿真。主要我们也发现在与厂方讨论设计过程中有 11 台设备存在问题，后面经过优化和讨论，最终把设计全部优化，这是关于 11 台设备的部分情况。
2.物流动线方面，我们要做全自动的仓配一体化，仓储搬送系统，我们定制了 AGV 和 OHT 模拟，数量整体下降 8%，包括对原材仓模拟，建议穿梭车优化 37%。
3.还有部分就是生产流程的仿真，包括人员、工期、线边能力，在 loading 方面，人力减少了 15%。
怎么做的？
建设初期，仿真先行 -- 设备结构，生产节拍仿真验证及优化
第一，我们对设备结构和生产节拍进行了整个仿真验证。举一个简单例子，之前一些设备分配不太合理，我们在中间添加了一些互通结构，从而达成了 7 秒的生产节拍。
建设初期，仿真先行 -- 物流仿真及搬送优化
同时做 OHT、AGV 搬送，对整个物流过程都进行了仿真。同样，我们在进行仿真过程中发现逆时针是有问题的，于是我们把整个动线改为顺时针，这样我们从六台车的需求减到了 4 台车，也实现了 10% 的优化。
建设初期，仿真先行 -- 产线仿真，人员配置优化
第二，产线仿真，人员配置方面，我们对产品的尺寸兼容性，包括大中小尺寸的兼容性和一致性，以及返工期人员配置都进行了模拟。通过这方面的模拟，人力减少了 15%。
工厂物流动线规划,仿真先行 – 通过数字信息仿真，把仓配一体化模拟出来
同样，我们在完成这些单体设备的工作后，还对整体工厂进行了仿真。正如之前看到的，我们利用 BIM 完成了所有水电气管道的布置以及建筑布局，并且对仓配一体化进行了模拟。
从最右边开始，是我们的历史仓库原材料存放处，通过高空CV串到我们的工厂线边，先是通过 OHT 运输，到达工厂上方后，再通过下方的 AGV 搬运所有的原材料产品以及辅料。如果了解半导体制程的话，就会知道所有制程中的每一个设备都做了模拟，因为模拟仿真，我们可以看到设备内部，每一个单体设备都是如此，还能穿梭到设备里面查看。这是我们的智能货架，我们的人机协作线以及在线边设置的一些仓库，对于这些部分，我们都进行了模拟，比如大概需要配备多少柔性手臂、多少人工，以及如何打通节拍等，岗位配置也全部进行了模拟，最终要将节拍控制在 2 秒以内。
产品从内包到外包，再被送到我们的仓库，这就是整个模拟过程。当时我们团队大概花了一年时间，对整个工厂的每一台设备都模拟了一遍。这就是我们的仿真部分。
现在我们做完之后，因为我们产品已经是量产过程了，我们在做什么？
试产及量产阶段 – 设备及生产节拍持续优化、数字孪生标准化、模块化初步实现
第一，我们还在做设备节拍优化，设备能力提升。
第二，我们在一期里面也发现有些验证过程中的设计缺陷，我们在第二期进行验证。
第三，我们开始做一些数字孪生标准化，数字孪生技术导入。
试产及量产阶段 - 基于数字孪生和大数据技术的工艺动态调优（R2R）
同样我们也做了新的尝试，包括基于数字孪生大技术工艺、动态调优试点，我们通过数据进行从根本原因分析到相关性分析，进而对数据进行调整，包括对工艺配方的调整。
第二，我们做一些核心的备件、核心设备寿命的预测，这主要分两块做：
试产及量产阶段 – 基于数字孪生核心备件寿命预测（Crane震动）
1.针对一个关键备件分析它的失效模式，我们打了大Y再打小Y，直至最终的 X，我们对 X 进行预测。这里举一个例子就是震动监控，可能实现三个方面：第一，从原来的被动转变为现在的主动，原来我们用耳朵听，现在用数据模拟；第二，从我们刚才提到的整个备份管理来看，能够提前识别配件可能会损坏的情况；第三，把问题显现化，原来问题不清楚，现在我们有数据支撑，根据我们的数据模拟情况真正做到对症下药。
试产及量产阶段 -- 绿色安全的节能降耗项目落地
2.还有一个方面就是绿色安全的能耗项目落地，即节能降耗项目。水电气一直是我们最大的支出项，我们通过收集数据进行能耗分析，并基于数字孪生开展了节能降耗项目，对能耗进行优化控制。这个项目在未来更多的是要实现工厂在排单、换型以及设备宕机等情况下，如何优化水电气供应，从而节省能耗。
我们的整个智能仓库，物料通过穿梭机、提升机包括高 CV运送过来，再通过料箱搬运到我们的生产线旁。当然，关于系统方面我们讲得较少，APS、RTS 以及 MES 等系统相互串联，全部联动起来了。这边物料已经到达线边，上方是我们的 OHT。这就是我们真实的工厂，这是分拣吊车，来料经过分拣后被送到不同的智能货架，很多物料可以直接与现场线上的上料机对接，有部分则流入我们的智能货架，我们还通过 AGV 将货架直接拉到设备旁边，部分大型材料则通过 OHT 直接送到设备前方。
刚才大家看到了我们历经两年半时间，初步真正实现了我们的智能工厂。当然，在仿真以及数字孪生的过程中，我们已经有了一些实际的实践成果。那么，我们未来要怎么做呢？我们依据陶老师的一篇论文中的数字孪生模型做了四年规划，第一步数字化部分我们已经完成，希望在 2025 年到 2027 年实现后面两个目标。
大家看到我们是在2027年实现我们的数字孪生成熟度模型L3，提高我们高效运营达到27%，怎么做呢？又碰到李善德的问题了，首先第一个IIOT和DT平台赋能，我希望技术引领。在座很多是行业专家，希望这一块能够给我们更多支持。
第二，有比较靠谱的公司团队给我们做团队的力量。
第三，脚踏实地的顶设专家团队，躬身入局包括我自己也亲身参与项目来。
还有我要感谢一下各位专家，很多国内国外的一些文章，我今天的报告因为时间希望有更多的朋友、更多的专家进行交流指导。谢谢大家！
END
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