一、企業(yè)簡介

    四川虹歐顯示器件有限公司是由四川長虹、世紀(jì)雙虹、美國MP公司下屬全資子公司Cloudbreak 和Mavericks于2007年6月經(jīng)商務(wù)部批準(zhǔn)共同出資設(shè)立的中外合資企業(yè)，公司注冊資本3.5048億美元。四川虹歐公司平板顯示器項目2007年3月動工，2009年3月開始量產(chǎn)爬坡，2010年1月實現(xiàn)全面量產(chǎn)，目前已經(jīng)形成年產(chǎn)平板顯示器216萬片（以42吋計）的生產(chǎn)能力。

    四川長虹作為虹歐公司的大股東，創(chuàng)于1958年，公司前身國營長虹機(jī)器廠是我國“一五”期間的156項重點工程之一，是當(dāng)時國內(nèi)唯一的機(jī)載火控雷達(dá)生產(chǎn)基地。歷經(jīng)多年的發(fā)展，長虹完成由單一的軍品生產(chǎn)到軍民結(jié)合的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，成為集電視、空調(diào)、冰箱、IT、通訊、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)碼、芯片、能源、商用電子、電子部品、生活家電等產(chǎn)業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)為一體的多元化、綜合型跨國企業(yè)集團(tuán)，逐步成為全球具有競爭力和影響力的3C信息家電綜合產(chǎn)品與服務(wù)提供商。2005年，長虹跨入世界品牌500強(qiáng)。2010年，長虹品牌價值達(dá)到682.58億元。

    2006年，是中國家電業(yè)應(yīng)對3C融合的轉(zhuǎn)型之年。為了實現(xiàn)平板彩電產(chǎn)業(yè)向上游的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)移，在上游屏領(lǐng)域取得實質(zhì)性進(jìn)展，以獲得在平板顯示時代的競爭能力，并強(qiáng)化整個產(chǎn)業(yè)鏈的競爭優(yōu)勢，2006年末，四川長虹搶先一步，投入6.75億美元，成立虹歐公司，在國內(nèi)首家建設(shè)最先進(jìn)的八面取平板顯示器項目，并通過資本運(yùn)作的方式，獲取平板顯示器產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)。

圖1 四川虹歐顯示器件有限公司

二、企業(yè)信息化應(yīng)用總體現(xiàn)狀

    虹歐公司從2007年建廠初始就非常重視和關(guān)注信息化系統(tǒng)規(guī)劃與建設(shè)。在信息化系統(tǒng)規(guī)劃與建設(shè)過程中，始終遵循長虹集團(tuán)信息化建設(shè)“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一運(yùn)營、統(tǒng)一管理”的原則，充分利用長虹母公司現(xiàn)有的信息化資源，實現(xiàn)資源共享，降低建設(shè)投資。

    經(jīng)過這些年的信息化歷程，先后完成公司IT基礎(chǔ)硬件網(wǎng)絡(luò)、OA系統(tǒng)、公司網(wǎng)站、ERP系統(tǒng)、PDM系統(tǒng)、MES系統(tǒng)等大型信息系統(tǒng)的建設(shè)并投入應(yīng)用。通過信息化建設(shè)豐富、完善了公司的IT管理工具，服務(wù)于公司的戰(zhàn)略、組織、管理與流程，為公司產(chǎn)品研發(fā)、運(yùn)營管理、生產(chǎn)制造等業(yè)務(wù)單元提供先進(jìn)完善的IT信息化工具，整體信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)覆蓋率91%。

圖2 信息化現(xiàn)狀

    2013年開始，結(jié)合信息化應(yīng)用條件的逐漸成熟和豐富的信息化數(shù)據(jù)資源，關(guān)注基于信息化主數(shù)據(jù)信息流的大數(shù)據(jù)挖掘研究，提升信息化應(yīng)用價值。

圖3 以MES大數(shù)據(jù)為核心的信息化

三、參評信息化項目詳細(xì)情況介紹

    這是一個快速發(fā)展的時代,各類新興技術(shù)的不斷涌現(xiàn)給企業(yè)帶來持續(xù)發(fā)展的良機(jī)（云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動化、社交媒體……）。數(shù)據(jù)，已經(jīng)滲透到當(dāng)今每一個行業(yè)和業(yè)務(wù)職能領(lǐng)域，成為重要的生產(chǎn)因素。人們對于海量數(shù)據(jù)的挖掘和運(yùn)用，預(yù)示著新一波生產(chǎn)率增長和消費(fèi)者盈余浪潮的到來。以傳統(tǒng)制造業(yè)為主的長虹如何在創(chuàng)新大數(shù)據(jù)應(yīng)用邁出堅實的第一步，如何高效的利用大數(shù)據(jù)提升長虹整體競爭力，目前已成為公司經(jīng)營層關(guān)注的焦點。

    1.項目背景介紹

    在長虹諸多大型制造工廠中，虹歐公司不僅擁有國內(nèi)最大的八面取等離子顯示屏生產(chǎn)線，也擁有先進(jìn)的等離子顯示屏制造MES系統(tǒng)，對先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備、復(fù)雜的生產(chǎn)流程、較高的環(huán)境控制進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與統(tǒng)計分析。等離子顯示屏制造過程中，單臺產(chǎn)品涉及的過程參數(shù)超過1.1萬個，每天的系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲量10G以上，在數(shù)量、維度和數(shù)據(jù)產(chǎn)生速度上具有海量大數(shù)據(jù)特征。

    等離子顯示屏制造過程因設(shè)計、工藝、設(shè)備、環(huán)境、物料、檢測和員工素質(zhì)以及管理等各種要素交織、疊加，使產(chǎn)品良品率和生產(chǎn)效率改善難度很大，迫切需要創(chuàng)新研究基于MES系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的等離子顯示屏制造過程數(shù)據(jù)挖掘模型和應(yīng)用平臺來促進(jìn)制造過程品質(zhì)效率的快速提升。

    該項目旨在綜合運(yùn)用人工智能、計算智能、模式識別、數(shù)理統(tǒng)計等最新的數(shù)據(jù)挖掘研究成果和技術(shù)，基于MES系統(tǒng)形成的大數(shù)據(jù)，挖掘出等離子顯示屏最終品質(zhì)特性與制造過程參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立面向等離子顯示屏制造過程的數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用模型。運(yùn)用有效的挖掘成果，指導(dǎo)相關(guān)人員快速解決品質(zhì)問題，提高對策效率，縮短對策時間，達(dá)到聚焦資源、集中精力解決主要矛盾和主要問題，從而盡快提升產(chǎn)品良率和生產(chǎn)效率，降低成本浪費(fèi)，進(jìn)而提升公司整體經(jīng)營業(yè)績；同時，通過評估、驗證和不斷完善，建立、完善等離子顯示屏制造過程特有的數(shù)據(jù)挖掘平臺，最終使數(shù)據(jù)挖掘指導(dǎo)生產(chǎn)過程改善工作常態(tài)化。

    該項目的成功應(yīng)用，將對先進(jìn)制造做出新的詮釋，樹立前沿技術(shù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的活典型，開創(chuàng)制造信息技術(shù)在制造業(yè)新的應(yīng)用里程。

圖4 數(shù)據(jù)豐富，信息貧乏

    2.項目目標(biāo)與實施原則

    項目目標(biāo)：通過本項目的實施，基于MES大數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)研究等離子顯示屏最終特性與制造過程中參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系模型，建立面向等離子顯示屏制造過程的數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用平臺，指導(dǎo)快速解決品質(zhì)和技術(shù)問題，縮短對策時間，提高對策效率，達(dá)到通過有效管控關(guān)鍵參數(shù)和參數(shù)值來提升等離子顯示屏制造品質(zhì)的目的，通過本項目實現(xiàn)制造綜合良品率提升2%以上。

    實施原則：解決“數(shù)據(jù)豐富、信息貧乏”的問題，在MES系統(tǒng)大數(shù)據(jù)中，尋求最能提升制造品質(zhì)的規(guī)律，達(dá)到化繁雜數(shù)據(jù)為簡單邏輯的目的，為制造過程控制提供決策依據(jù)；注重數(shù)據(jù)挖掘?qū)W術(shù)理論與制造生產(chǎn)實踐的結(jié)合，關(guān)注成果的長期穩(wěn)定使用、優(yōu)化及可移植性。

    3.項目實施與應(yīng)用情況詳細(xì)介紹

    3.1 技術(shù)路線

圖5 技術(shù)路線

    為實現(xiàn)本項目的目標(biāo)，項目分三個步驟、有節(jié)奏地推進(jìn)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的研究與應(yīng)用。

    第一步：基于等離子顯示屏MES系統(tǒng)，運(yùn)用5M1E（人、機(jī)、料、法、環(huán)、測）的結(jié)構(gòu)，建立并完善基于大數(shù)據(jù)的等離子顯示屏制造過程數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)采集渠道與存儲模式。

    第二步：運(yùn)用單個工序/全線工序過程參數(shù)值與產(chǎn)品最終特性的關(guān)系數(shù)據(jù)，收集某月的歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘算法的研究，建立參數(shù)關(guān)系分析模型并通過經(jīng)驗評估與產(chǎn)線驗證，反復(fù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整以達(dá)到模型的適用性。包括：工序參數(shù)重要性確定模型、最佳工藝參數(shù)組合模型、工序并行參數(shù)模型、動力參數(shù)值的優(yōu)化模型等。

    第三步：搭建IT硬件服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)基于Linux操作系統(tǒng)下的Hadoop數(shù)據(jù)挖掘集群開發(fā)應(yīng)用平臺，通過軟件開發(fā)集成以上單工序/全線工序參數(shù)關(guān)系模型。建立面向等離子顯示屏制造過程的數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用平臺。利用數(shù)據(jù)挖掘平臺進(jìn)行參數(shù)項與參數(shù)值的常態(tài)化螺旋式提升管控。

    3.2 技術(shù)難點：

    難點一：海量制造過程信息數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)的整合與結(jié)構(gòu)化）

    解決方案：基于分布式Hadoop開發(fā)平臺，設(shè)計制造過程大數(shù)據(jù)倉庫。通過DB開發(fā)接口整合信息系統(tǒng)離散的數(shù)據(jù)并結(jié)構(gòu)化。

    難點二：制造過程數(shù)據(jù)的超高維屬性（數(shù)據(jù)預(yù)處理與非常規(guī)挖掘方法）

    解決方案：運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘算法技術(shù)、JavaWeb+Tomcat開發(fā)語言.Python開發(fā)語言、Weka調(diào)用配置技術(shù)、Hadoop分布式集群技術(shù)開發(fā)數(shù)據(jù)探索、差異對比、時間維度分析功能，研究開發(fā)適用于PDP制造的數(shù)據(jù)挖掘分析模型并集成至數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用平臺。

    3.3 技術(shù)成果：

    通過本項目的實施，完成兩大類技術(shù)成果：

    基于MES系統(tǒng)大數(shù)據(jù)，研究開發(fā)出最佳工藝參數(shù)組合的確定模型、參數(shù)重要性的動態(tài)確定與優(yōu)化模型、動力參數(shù)的確定與優(yōu)化模型、參數(shù)值分布特性的快速量化模型、參數(shù)取值的確定與優(yōu)化模型、工序并行參數(shù)的確定方法模型等6組數(shù)據(jù)挖掘分析模型。

圖6 數(shù)據(jù)挖掘分析模型應(yīng)用

    基于大規(guī)模數(shù)據(jù)處理程序設(shè)計方式，運(yùn)用JAVA，Python，SQL等編程語言在Linux操作系統(tǒng)下的Hadoop集群上進(jìn)行開發(fā)，搭建PDP數(shù)據(jù)挖掘平臺，將以上核心挖掘模型算法和數(shù)據(jù)探索、對比分析、時間維度等功能集成在平臺中方便技術(shù)人員快捷易用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。

圖7 數(shù)據(jù)挖掘平臺功能

    3.4 技術(shù)創(chuàng)新點：

    創(chuàng)新點一：首次基于MES系統(tǒng)大數(shù)據(jù)在顯示器件制造行業(yè)采用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。

    創(chuàng)新點二：研究開發(fā)出適用于PDP制造過程的數(shù)據(jù)挖掘分析模型，經(jīng)過產(chǎn)線應(yīng)用，促進(jìn)了制造良率和產(chǎn)效的快速提升。

    創(chuàng)新點三：通過軟件開發(fā)集成面向PDP制造過程的數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用平臺，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的人機(jī)應(yīng)用。

    本項目取得計算機(jī)軟件著作權(quán)一項、發(fā)明專利7項（已受理），2013年經(jīng)四川省科技廳組織業(yè)內(nèi)專家進(jìn)行科技成果鑒定：項目技術(shù)成果達(dá)到國際先進(jìn)水平，具有極好的推廣應(yīng)用價值。

圖8 相關(guān)技術(shù)成果知識產(chǎn)權(quán)

    4.效益分析

    4.1 生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益

    該項目成果已在虹歐PDP生產(chǎn)線的三代及四代產(chǎn)品生產(chǎn)中得到成功應(yīng)用，有效促進(jìn)了PDP產(chǎn)品綜合良率提升3%以上、A級良品率提升近5%、月產(chǎn)能提升1萬/月以上。應(yīng)用該成果，虹歐公司已累計生產(chǎn)50吋/51吋等離子顯示屏83萬張，綜合效益達(dá)1.17億元/年，取得了良好的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。

    4.2 社會推廣價值

    本項目的成功，拓展了數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在基于MES制造過程大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，將對先進(jìn)制造做出新的詮釋，樹立前沿技術(shù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的活典型。

    填補(bǔ)了國內(nèi)電子信息乃至其它制造行業(yè)全面信息化集成管理高端應(yīng)用的空白，解決了大多數(shù)企業(yè)擁有先進(jìn)的制造信息化系統(tǒng)卻很少能夠成功應(yīng)用的問題，具有信息技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新方法上的借鑒性和推廣性，對于推動國內(nèi)電子信息乃至其它高端制造行業(yè)全面信息化集成管理應(yīng)用水平的進(jìn)一步提升，對工業(yè)化和信息化應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)發(fā)展，都具有十分重要的現(xiàn)實意義。

    該技術(shù)首創(chuàng)性地成功應(yīng)用于等離子顯示屏制造生產(chǎn)，其核心、方法、手段亦可方便地移植于液晶面板、OLED面板等其它具備MES系統(tǒng)的平板顯示制造領(lǐng)域，具備向整個平板行業(yè)推廣的基礎(chǔ)，前景廣闊，社會及經(jīng)濟(jì)效益巨大，對提升我國平板顯示先進(jìn)制造水平將發(fā)揮革命性的作用。

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本文標(biāo)題：虹歐PDP：基于MES/ERP大數(shù)據(jù)的制造過程數(shù)據(jù)挖掘

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