有著20多年半導(dǎo)體從業(yè)經(jīng)歷的蘇華博士加入英飛凌公司的第二個月，就在德國遇見了參加漢諾威消費(fèi)電子展的中國國務(wù)院副總理馬凱和工信部部長苗圩，馬凱副總理希望這家德國最大的半導(dǎo)體公司能為中國制造業(yè)多做些事情。
7月1日，蘇華博士被任命為英飛凌中國有限公司總裁兼執(zhí)行董事，負(fù)責(zé)公司在中國市場的整體業(yè)務(wù)運(yùn)營和戰(zhàn)略規(guī)劃。兩個多月后，在英飛凌上�？偛浚K華接受筆者采訪時提到與馬凱副總理相見之事仍難掩興奮。
“英飛凌作為一家德國公司，說實(shí)話，我不覺得支持‘中國制造2025’對我們的生意有多大影響。當(dāng)然了我們可以多賣點(diǎn)芯片，但這是微不足道的，最主要的是中國領(lǐng)導(dǎo)人希望我們不要只是在中國賣芯片，要幫助中國企業(yè)，這是使命。”
9月22日的采訪主題定為半導(dǎo)體與“中國制造2025”。在采訪中，蘇華博士更習(xí)慣用德國的工業(yè)4.0來描述半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)在其中的作用。他認(rèn)為，“中國制造2025”和德國工業(yè)4.0都是信息技術(shù)與制造技術(shù)的深度融合所帶來的。制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，都是國家長期發(fā)展戰(zhàn)略。
英飛凌作為德國工業(yè)4.0執(zhí)行和指導(dǎo)委員會初創(chuàng)成員，不僅僅是一家賣芯片的企業(yè)，而且在工業(yè)4.0相關(guān)規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)的制定中發(fā)揮著極其關(guān)鍵的作用，提供領(lǐng)先的半導(dǎo)體產(chǎn)品和解決方案。
半導(dǎo)體在現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界的互聯(lián)中扮演著重要角色，保證了數(shù)據(jù)的安全交換，英飛凌作為一家半導(dǎo)體芯片公司，在工業(yè)4.0理念中起著底層架構(gòu)師的作用。
英飛凌已經(jīng)把工業(yè)4.0的概念付諸了實(shí)踐，其在德國德累斯頓晶圓工廠已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無紙化、自動化，所有零部件全程可追溯以及擁有高效的工廠間物流。這種工業(yè)4.0所帶來的零缺陷、高效率的價值在中國無錫工廠也開始實(shí)踐。
在接受筆者采訪3天后，蘇華博士領(lǐng)取了無錫市政府頒發(fā)的“物聯(lián)網(wǎng)十大應(yīng)用示范”匾額——英飛凌安全芯片后道工序智能制造，無錫工廠可能就是英飛凌幫助中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的一個切入點(diǎn)。
無錫工廠，實(shí)踐中的工業(yè)4.0
在無錫新區(qū)，一座裝飾古樸的辦公樓外及附近數(shù)座廠房，就是英飛凌無錫工廠所在地。20年前，當(dāng)時仍隸屬于西門子公司的英飛凌即在投資建設(shè)了這座芯片后道加工廠，20條自動化封裝生產(chǎn)線向全球市場供應(yīng)包括電子護(hù)照、安全智能卡芯片在內(nèi)的產(chǎn)品。
英飛凌無錫智能卡后道封裝測試工廠于2014年9月進(jìn)行了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化改造，目前正朝著工業(yè)4.0邁進(jìn)。
10月8日，無錫工廠車間內(nèi)的人員很少，一排排整齊排列的設(shè)備之間，只有少數(shù)幾名工作人員在來回走動，監(jiān)視著各種儀表內(nèi)顯示的數(shù)字。
這是筆者采訪時最深的印象。這里沒有其他工廠必不可少的、大摞的交接單據(jù)，所有的設(shè)備都已經(jīng)聯(lián)網(wǎng)，所有的信息都已實(shí)現(xiàn)數(shù)字化傳輸，電子化處理。
在現(xiàn)場演示中，記者見到一名操作員來到機(jī)器前，系統(tǒng)自動確認(rèn)該操作員是否經(jīng)過了適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)認(rèn)證，從而決定其可否操作機(jī)臺。
針對機(jī)器是否可以生產(chǎn)當(dāng)前產(chǎn)品，以及機(jī)器的關(guān)鍵參數(shù)和部件是否適用于當(dāng)前產(chǎn)品，系統(tǒng)將進(jìn)行自動確認(rèn)并對關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和管理。
通過對生產(chǎn)材料自帶的二維碼進(jìn)行掃描，系統(tǒng)將自動控制材料的儲存、領(lǐng)用、使用、過期控制、報廢和確認(rèn)材料是否在正確的時間和正確的機(jī)器上被用于生產(chǎn)正確的產(chǎn)品。
在工藝流程方面，系統(tǒng)將自動根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)品和機(jī)器型號下載相關(guān)程序和參數(shù)，使流程系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動化。
在先進(jìn)的智能自動化生產(chǎn)環(huán)境下，英飛凌無錫后道工廠實(shí)現(xiàn)了100%的材料和產(chǎn)品制造可追蹤性，生產(chǎn)周期縮短了近一半，通過生產(chǎn)自動化和人機(jī)料法的自動驗證，減少制程出錯和人為失誤50%。
在無錫工廠，英飛凌采取的是標(biāo)準(zhǔn)化的工作組織模式：產(chǎn)品制造流程的簡化可以管理和控制復(fù)雜系統(tǒng)的裝配和測試；大數(shù)據(jù)分析和控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)過程控制；產(chǎn)品質(zhì)量異常預(yù)警可以提高設(shè)備維護(hù)性，使生產(chǎn)周期縮短50%。
“整個制造流程可以實(shí)現(xiàn)無紙化，所有制造因素和產(chǎn)品工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)100%可追溯，生產(chǎn)排單效率可以提高25%，設(shè)備綜合利用率將提高11%。”崔松是英飛凌無錫工廠的一位車間主管，向記者介紹了工業(yè)4.0的意義他可以觸摸到的實(shí)踐。
“英飛凌已經(jīng)在工廠的智能化建造以及運(yùn)作上積累了很多的經(jīng)驗，不僅可以為工業(yè)4.0以及工業(yè)智能化的應(yīng)用提供相應(yīng)的產(chǎn)品和解決方案，也可以提供許多經(jīng)驗以供參考，無錫工廠將是一個很好的示范案例。”蘇華說。
實(shí)際上，英飛凌有自己的半導(dǎo)體前道和后道工廠，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了不同國家工廠間的無縫水平價值鏈集成，并集成了部分供應(yīng)商和客戶。無錫工廠踐行了零缺陷理念制造的核心理念，統(tǒng)籌優(yōu)化“人機(jī)料法”，不僅提高質(zhì)量也減少了浪費(fèi)。智能制造中的三角聯(lián)盟
無錫工廠的工業(yè)4.0示范意義對英飛凌非常重大，蘇華認(rèn)為無錫工廠智能制造模式完全可以在中國其他工廠進(jìn)行復(fù)制，但這些工作并不是英飛凌來做。
英飛凌作為一家半導(dǎo)體芯片設(shè)計、生產(chǎn)制造商，把半導(dǎo)體芯片分成了前道工藝和后道的封裝測試，就前道工序來看，幾乎所有的半導(dǎo)體芯片工廠達(dá)到了高度的自動化、智能化，幾乎接近工業(yè)4.0的標(biāo)準(zhǔn)，比如英飛凌在德國德累斯頓的300毫米和200毫米的晶圓工廠，100%實(shí)現(xiàn)了自動化，完全依靠機(jī)器人操作。
“無錫工廠作為半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)的后道工序，實(shí)現(xiàn)智能化制造具有強(qiáng)烈的首創(chuàng)意義。”蘇華說，“無錫工廠的智能制造模式，與其他制造行業(yè)比較類似，既然是國家政府認(rèn)定的示范項目，當(dāng)然我們希望其他企業(yè)來參觀，把我們經(jīng)驗、實(shí)施方案讓他們看。”
但是，當(dāng)參觀學(xué)習(xí)的企業(yè)希望英飛凌幫助其進(jìn)行工廠智能化改造時，蘇華則拒絕了。
“因為這不是我們的核心競爭力，也不是英飛凌的生意模式。我們希望能夠找一些合作伙伴，其經(jīng)營模式是專注于幫助工廠實(shí)現(xiàn)自動化、智能化，我們只是知道在半導(dǎo)體生產(chǎn)前道、后道怎么去實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0，而對諸如重工業(yè)如何實(shí)現(xiàn)就不太熟悉了，但無錫智能工廠的實(shí)施方案則可以復(fù)制。”蘇華說。
英飛凌無意成為服務(wù)提供商，后者是為制造企業(yè)提供智能工廠系統(tǒng)解決方案的公司，或者側(cè)重了IT技術(shù)支撐，或者側(cè)重于自動化設(shè)備。
蘇華把系統(tǒng)集成公司看作為聯(lián)盟關(guān)系——制造企業(yè)、系統(tǒng)集成公司、半導(dǎo)體公司三方組成了智能制造穩(wěn)定的三角聯(lián)盟，前兩者應(yīng)該都是英飛凌的客戶。
在智能制造三角聯(lián)盟概念里，英飛凌沒有想靠這個賺錢，講的俗點(diǎn)，并不把它作為贏利方式。但它們會以顧問的形式與三角聯(lián)盟中的其他兩個伙伴合作，最后由它們?nèi)?shí)施執(zhí)行。
“在無錫智能工廠的實(shí)踐中我們總結(jié)出，當(dāng)三角聯(lián)盟的關(guān)系確定后，英飛凌可以做兩件事情：一是幫助中國制造企業(yè)盡快走向智能制造；二是可以幫助中國培養(yǎng)很多合作伙伴，在各個行業(yè)培養(yǎng)出在自動化、智能化系統(tǒng)管理上真正有特長的公司。”蘇華說。
智能工廠的“4M法則”
高速運(yùn)轉(zhuǎn)的工業(yè)云端服務(wù)器將一條條載有不同需求的訂貨信息進(jìn)行匯總、篩選、分類、轉(zhuǎn)送；流水線上各種各樣的原材料、零部件被發(fā)往不同機(jī)臺，機(jī)器人憑借二維碼或電子標(biāo)簽進(jìn)行準(zhǔn)確的抓取與加工，然后再送往下一道工序；傳感器則采集各種信息，通過工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行傳輸，不同節(jié)點(diǎn)的處理器對數(shù)字化信息進(jìn)行分析處理，判斷生產(chǎn)進(jìn)度和設(shè)備運(yùn)行狀況……
這里描繪的是一幅未來制造工廠的圖景。在這里機(jī)器可以自己預(yù)估正常維護(hù)所需的材料，可以適應(yīng)客戶需求調(diào)整生產(chǎn)計劃，機(jī)器與機(jī)器之間可以相互溝通配合，無需工作人員進(jìn)行過多干預(yù)。這種生產(chǎn)模式完全適應(yīng)了個性化制造與按需生產(chǎn)的要求，并與大規(guī)模、批量化制造完美結(jié)合，將進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率，降低無效工作。
上面描述的是工業(yè)4.0的美好愿景，但工業(yè)4.0本身也是一個漸進(jìn)過程：更多地實(shí)現(xiàn)工廠自動化，各行業(yè)橫向和縱向更深入地互相融合，中央控制向分散智能控制的轉(zhuǎn)變，以及大數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用。
英飛凌把工業(yè)4.0定義成四個層次的管理系統(tǒng)：現(xiàn)場管理、控制層、管理層和企業(yè)層。
“英飛凌主要在現(xiàn)場控制層提供半導(dǎo)體產(chǎn)品和解決方案，包括像傳感器、微控制器、功率半導(dǎo)體、安全半導(dǎo)體芯片等。在外圍也提供一些方案，包括自己做的和跟合作伙伴一起做的，主要是為了滿足標(biāo)準(zhǔn)化。”蘇華說。
那么，英飛凌又是如何在自己的工廠里實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的呢？
蘇華把它總結(jié)為“4M法則”：人(Man)、機(jī)(Machine)、料(Material)、法(Method)，即4M。人，即通過自動檢查培訓(xùn)和認(rèn)證確保合格人員操作機(jī)器并追蹤；機(jī)，是通過設(shè)備狀態(tài)的自動監(jiān)控和基于產(chǎn)品的參數(shù)自動調(diào)整，確保利用率和柔性；料，是100%物料使用追蹤和高效利用；法，是基于產(chǎn)品的制程程序的自動下載和參數(shù)調(diào)整，減少人為失誤。
“人機(jī)料法”四大要素通過后臺系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器對話，從而實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)控制。在過去分別由單一的系統(tǒng)進(jìn)行管控，整個執(zhí)行過程全部依靠紙張和人員進(jìn)行人為手動進(jìn)行控制，往往一個小小的人為操作失誤就會引起大量的物料或產(chǎn)品報廢和客戶投訴。
無錫工廠將“人機(jī)料法”有機(jī)地結(jié)合在了一起，通過內(nèi)部后臺系統(tǒng)集成取代了紙張和人為參與，系統(tǒng)自動記錄了產(chǎn)品的整個生產(chǎn)過程并自動地生成報告，工程師只要通過報告就可以清楚地了解到在整個過程中誰在哪個機(jī)臺，哪個工序，什么時間使用什么材料和工具生產(chǎn)了當(dāng)前產(chǎn)品，從而實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的可追蹤性、可控制性，生產(chǎn)制程的自動化、智能化，以及產(chǎn)品質(zhì)量的實(shí)時在線管控。
“人機(jī)料法是在工業(yè)生產(chǎn)過程中的核心要素，整個生產(chǎn)制造都是圍繞著它們展開的。英飛凌無錫廠的智能化改造就是圍繞著它們進(jìn)行的。事實(shí)上，所謂工業(yè)4.0的要點(diǎn)之一正是對操作員、機(jī)器、生產(chǎn)材料和工藝制程這四大要素進(jìn)行資源優(yōu)化和合理利用。無錫工廠將是一個很好的示范案例。”蘇華說。
工業(yè)4.0的底層架構(gòu)師
英飛凌的前身是德國西門子半導(dǎo)體業(yè)務(wù)，后單獨(dú)成立新公司。在過去10年中，英飛凌先賣掉了做存儲業(yè)務(wù)的奇夢達(dá)，然后把無線業(yè)務(wù)也賣給了英特爾，更加專注做功率半導(dǎo)體業(yè)務(wù)，服務(wù)于汽車電子、工業(yè)控制和電源管理。今年年初，英飛凌收購了美國國際整流器公司，現(xiàn)以高達(dá)19.2%的市場份額成為市場領(lǐng)袖。
一家芯片公司為何忽然跑到工業(yè)4.0里？蘇華解釋說：“英飛凌芯片服務(wù)的領(lǐng)域很廣泛，隨著太陽能、風(fēng)能等新能源應(yīng)用推廣，自然用到很多逆變器，你也可以本身就已經(jīng)在服務(wù)很多的工業(yè)，其實(shí)蠻廣的，從汽車到很多能源相關(guān)的，全球很多的電網(wǎng)，靠風(fēng)力發(fā)電，太陽能發(fā)電，用的都是我們的逆變器，這是一直公司的定位。”
英飛凌的發(fā)展戰(zhàn)略與自身的發(fā)展理念、市場定位，對市場的洞察力和自身的創(chuàng)新力密不可分。英飛凌之所以多年來在所專注的領(lǐng)域一直居于全球領(lǐng)先的地位，主要得益于發(fā)展戰(zhàn)略與社會可持續(xù)發(fā)展的需求息息相關(guān)。半導(dǎo)體技術(shù)在現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界的互聯(lián)中扮演著重要角色，保證了數(shù)據(jù)的安全交換，并創(chuàng)造附加價值、開辟新的業(yè)務(wù)模式，英飛凌的發(fā)展戰(zhàn)略具有前瞻性，且順應(yīng)了這一趨勢。
同時，英飛凌始終致力于解決當(dāng)今社會的三大挑戰(zhàn)：高能效、移動性和安全性，核心業(yè)務(wù)和發(fā)展理念就是創(chuàng)造更環(huán)保、更便利、更安全的人類生活，這可能是英飛凌與包括中國在內(nèi)的許多國家的發(fā)展戰(zhàn)略高度吻合的根本原因。
半導(dǎo)體芯片處于整個工業(yè)4.0架構(gòu)的基礎(chǔ)，解決了聯(lián)、感、知的基礎(chǔ)問題和執(zhí)行問題。作為一家芯片廠商，英飛凌有高精度的工業(yè)傳感器、執(zhí)行器、微控制器、電子標(biāo)簽和高效的功率器件，同時，其安全解決方案是基于硬件的全球領(lǐng)先技術(shù)。
英飛凌作為一家半導(dǎo)體芯片公司，在工業(yè)4.0理念中起著底層架構(gòu)師的作用。
蘇華告訴筆者，高精度的工業(yè)傳感器是捕捉工業(yè)4.0環(huán)境下有效數(shù)據(jù)的關(guān)鍵；收集到有意義的數(shù)據(jù)后，英飛凌高性能的微控制器產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和計算，從而發(fā)出指令對生產(chǎn)進(jìn)行智能控制；微控制器再將指令傳達(dá)給功率半導(dǎo)體，保障高能效地生產(chǎn)。
此外，在整個生產(chǎn)流程中，數(shù)據(jù)的安全，設(shè)備的防偽是貫穿始終的關(guān)鍵，英飛凌的安全芯片能為智能生產(chǎn)的數(shù)據(jù)和信息安全提供最高等級的安全保障。如何使設(shè)備和設(shè)備之間能夠進(jìn)行信息交換和通訊，及時地發(fā)現(xiàn)問題，使機(jī)器能夠自主管理，也是包括英飛凌在內(nèi)的半導(dǎo)體公司需要進(jìn)行前瞻性研究的課題。
今年5月，中國對外公布了“中國制造2025”長期規(guī)劃，提出了“堅持創(chuàng)新驅(qū)動、智能轉(zhuǎn)型、強(qiáng)化基礎(chǔ)、綠色發(fā)展”的理念，其中智能制造是主攻方向，并確定重點(diǎn)發(fā)展新一代信息技術(shù)、高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人、先進(jìn)軌道交通裝備、節(jié)能與新能源汽車、電力裝備、新材料、農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備等十大領(lǐng)域。
蘇華認(rèn)為，英飛凌的半導(dǎo)體業(yè)務(wù)在上述領(lǐng)域起著不可或缺的作用，一是通過功率半導(dǎo)體高效率地生產(chǎn)，二是通過高性能微控制器進(jìn)行智能地控制，三是通過安全芯片保障智能生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)和信息安全。這些正是英飛凌在中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級中重點(diǎn)關(guān)注的合作機(jī)會。
10月8日，英飛凌宣布投資近3億美元在無錫建設(shè)第二個智能工廠，為中國合作伙伴廠商和生產(chǎn)系統(tǒng)集成商提供示范和咨詢服務(wù)，以便更好地支持國內(nèi)制造業(yè)向智能生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型。新廠將利用公司在傳感、安全、能源和微控制的公認(rèn)專長，提高物聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)的聯(lián)系。
英飛凌CEO萊恩哈德·普洛斯博士表示，英飛凌進(jìn)一步擴(kuò)張，突出了對中國市場機(jī)遇的信心、大量投資中國的承諾與支持中國的決心。從上年財報看，英飛凌來自中國市場的收入已經(jīng)占全球營收的20%，超過了德國本土。
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