中国首家“可持续发展灯塔工厂”花落西部数据上海工厂，为工业4.0落地提供参考方案
【慧聪通信网】“工业4.0”这个概念提出已经有很多年了，但据世界经济论坛的一项调查显示，全球大部分的制造企业都困于工业4.0的试点阶段，能够采用先进制造技术，并进行大规模应用的公司，其实并不多见。为了帮助众多制造企业解决大规模推广工业4.0制造技术时面临的难题，世界经济论坛与麦肯锡公司合作，在2018年设立了灯塔工厂网络，并在全球范围内遴选符合要求的公司，授予其“灯塔工厂”称号。而随着全球对可持续发展的不断关注，2021年，世界经济论坛又设立了“可持续发展灯塔工厂”称号，将其授予在可持续发展方面有卓越表现的公司。
11月1日，西部数据宣布，西部数据上海工厂在2022下半年度的评选中，成功获得了“灯塔工厂”和“可持续发展灯塔工厂”两个奖项。这是西部数据公司全球第三家入选全球灯塔工厂网络的先进智能化制造工厂。此前，西部数据位于马来西亚槟城和泰国巴真府工厂已被世界经济论坛列入全球灯塔工厂网络，其中马来西亚槟城的智慧工厂被评为“可持续发展灯塔工厂”。
据悉，世界经济论坛的灯塔工厂项目每年会有两轮评选，目前已经获得了“灯塔工厂”称号的工厂中，有1/3的灯塔工厂在中国，可见中国在智能制造领域已经走在世界的前列。但获得“可持续发展灯塔工厂”称号的工厂，全球仅有10家，而西部数据上海工厂是目前中国唯一一家获得该称号的工厂。
“灯塔工厂”评选都有哪些标准？
灯塔工厂的评选是极其严苛的。首先，灯塔工厂必须在多个领域有成功的先进工业4.0技术落地并且具备价值创造。其次，不但要具有技术的先进性，还要有较高的端对端的数字化转型覆盖率以及显著的价值创造。同时，还要将数字化转型充分应用在整体生产过程中，引领生态系统建设。
世界经济论坛全球灯塔工厂评选的标准在各方面都要求参选企业符合制造业的一流水准。评选的过程中，专业评审从生产力，可持续性，敏捷性，市场的快速响应以及对于客户定制化的支持等方面，深入地了解至少5个技术用例和满足各项先进标准的转型故事，再结合公司整体对数字化转型和工业4.0应用的部署，对人才培养、敏捷科学管理方法的使用、技术创新孵化、数字基础设施生态系统的建立、可持续发展方面的投入和结果，以及决策层的战略支持等方面进行综合的评定和审查。只有在各个领域都达到先进水平的公司才能取得世界经济论坛全球灯塔工厂认证。目前全球灯塔工厂有114家，可持续发展灯塔工厂仅有10家。
西部数据上海工厂为何能获得双重奖项？
据晟碟半导体（上海）有限公司副总裁兼总经理CK Chin介绍，西部数据上海工厂作为先进闪存产品封装测试工厂之一，采用了多样化的第四次工业革命技术，比如自动化产品设计系统、基于机器学习的虚拟晶圆测试、以及智能规划系统。该工厂将产品上市时间缩短了约40%，产品成本降低了约62%，生产率提高了约221%。
在可持续发展方面，在需求不断增长的前提下，西部数据在2017年至2021年期间将工厂拍字节（PB）产量翻了一番，同时减少了每PB产品的环境足迹，以实现企业的减排目标。这一结果由第四次工业革命的多项科技驱动，如运用机器学习动态优化水循环系统，以及根据实时生产数据的能耗预测系统。这些措施使每PB产品水资源消耗减少了约62%，能源消耗减少了约51%。
图：晟碟半导体（上海）有限公司副总裁兼总经理CK Chin
为了申请灯塔工厂，西部数据在众多的先进技术应用中选择了最具代表性的5个用例集中展现西部数据上海工厂在工业4.0转型方面的优势和领先地位。 在产品开发阶段，自主开发的基于协作智能平台的自动化产品设计，大大缩短了新产品的认证和交付时间。利用机器学习分析供应商数据，用虚拟测试取代实际晶圆测试，以减少生产周期和设备投资。基于自主研发的关灯工厂，极大地提高了劳动生产率和机器利用率，减少工厂的生产成本，缩短了产品交付周期。自主开发的一键式共性分析系统，通过大数据平台，快速响应生产工序异常信号，提高产品良率。在零售包装业务中，西部数据采用供应链上下游整合，缩短生产计划和客户需求响应时间，以满足不同零售客户的需求。所有这些先进的应用都为公司的利润提高，机器投资的优化，生产成本的减少做出了贡献。
图：晟碟半导体（上海）有限公司卓越运营总监 张晓娜
晟碟半导体（上海）有限公司卓越运营总监张晓娜对<电子发烧友网>表示，西部数据还设立了专门的工程师团队来支持工业4.0技术在工厂中的应用和落地，“我们自主开发了很多传感器和数据采集解决方案，由于我们的生产条件相对来说比较特殊，从市场上购买不太现实。我们通过自己内部的开发和研发，让工厂物联网设备可以进行传感器数收集，并进行预处理，还可以在端点进行计算和分析，感知设备运行中的一些错误，并触发预警。”
据悉，西部数据自己开发的一代和二代物联网边缘计算系统已顺利应用在生产线中，特别是第二代系统，与第一代系统相比具有显著的成本优势，并且能够快速模块化部署。正是此类基于数字孪生和物联网等技术的支持，让西部数据的工厂拥有了一个非常强大的数据中心，有效打造了生产上下游各环节数字连接，对其全域数据整合和应用进行了融会贯通。而在大数据平台之上，西部数据还搭建了先进自动化智能生产模式场景，利用数字孪生模拟最优化的解决方案，有效提高了其生产效率。
谈到数字化工厂给西部数据带来的好处时，张晓娜表示，由于工厂实现了数字化，西部数据能方便地利用机器学习来分析供应商提供给他们的数据，通过虚拟测试代替实际的晶圆测试。晶圆测试设备投资非常巨大，而通过虚拟测试，可以在保证产品质量的前提下，极大减少产品生产周期和设备投资。“基于我们自主研发的关灯工厂，我们已经高度实现了生产流程自动化，极大提高了生产效率和机器利用率。以前生产线上有很多员工来搬物料，是‘机器等人’的状态。自动化实现以后，也减少了工厂生产成本，相应缩短了产品交付周期。”
当然，CK Chin承认，自动化布局过程中，会遇到很多挑战，因为生产线上有很多的流，包括人流、物料流、信息流等。在生产规模很大的情况下，人为地去判断各种流动的方向和最佳流动的结果是不现实的。那么，怎么样才能得到最优解呢？他强调说，一定要通过数字孪生，或者数字模拟找到最优解后，才可以在生产线上实施。“这是我们的亮点，可以极大提高我们的效率。在我们布局的第一步就做好了设计，后续就不需要挪动机器了。”CK Chin表示。
他同时还强调，员工是西部数据最重要的资产，公司花费了很多的精力为员工提供培训，让员工能够更进一步适应工业4.0的转型。CK Chin举例说，传统模式中的绩效评估，可能绩效好与坏是老板说了算，或者所谓的360度的评估往往也缺少数据支撑。而西部数据则记录了每一台机器的动态和技术人员在机器上的动作，可以对它的修机或者改机动作进行质量评估。比如有员工修机完20个小时以内又有了宕机，或者同样的问题又出现，那他的修理绩效则会有相应体现。“我们会安排技术人员和培训人员找到这名员工，对他进行及时的反馈和相应的培训，这样也能极大提高员工的工作效率和工作热情。”
而且，为了进一步在员工中推动创新，西部数据上海工厂还设立了4IR创新工作室，部署3D打印、机器人、计算机视觉、传感器和AR/VR套件等创新设备，鼓励工厂员工和研发团队携手探索、迸发灵感。CK Chin认为，培养员工的创新思维对于提升工厂内部活力、创造力、增强团队信任感和个人成就感都有深远的意义。
同时，西部数据在上海工厂三期设立了包括瑜伽舞蹈房、健身房、羽毛球场在内的丰富设施，方便员工的休闲和娱乐，让每一位员工感受到如家般的温暖。
结语
总的来说，西部数据上海工厂通过深入部署自动化、数字孪生、物联网、大数据分析驱动的工厂管理系统，引入关灯工厂和机器学习等第四次工业革命技术，实现了由传统生产模式到各种自动化、智能化和数字化的转型升级。在生产力、运营效率、供应链韧性、生产可持续性方面都得到了显著提升，积极实践西部数据工厂的可持续发展的承诺。同时，也为工业4.0的大范围落地提供了一个非常好的参考案例。
