一、企業簡介
四川虹歐顯示器件有限公司是由四川長虹、世紀雙虹、美國MP公司下屬全資子公司Cloudbreak 和Mavericks于2007年6月經商務部批準共同出資設立的中外合資企業，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月開始量產爬坡，2010年1月實現全面量產，目前已經形成年產平板顯示器216萬片（以42吋計）的生產能力。
四川長虹作為虹歐公司的大股東，創于1958年，公司前身國營長虹機器廠是我國“一五”期間的156項重點工程之一，是當時國內唯一的機載火控雷達生產基地。歷經多年的發展，長虹完成由單一的軍品生產到軍民結合的戰略轉變，成為集電視、空調、冰箱、IT、通訊、網絡、數碼、芯片、能源、商用電子、電子部品、生活家電等產業研發、生產、銷售、服務為一體的多元化、綜合型跨國企業集團，逐步成為全球具有競爭力和影響力的3C信息家電綜合產品與服務提供商。2005年，長虹跨入世界品牌500強。2010年，長虹品牌價值達到682.58億元。
2006年，是中國家電業應對3C融合的轉型之年。為了實現平板彩電產業向上游的戰略性轉移，在上游屏領域取得實質性進展，以獲得在平板顯示時代的競爭能力，并強化整個產業鏈的競爭優勢，2006年末，四川長虹搶先一步，投入6.75億美元，成立虹歐公司，在國內首家建設最先進的八面取平板顯示器項目，并通過資本運作的方式，獲取平板顯示器產業的核心技術。
圖1 四川虹歐顯示器件有限公司
二、企業信息化應用總體現狀
虹歐公司從2007年建廠初始就非常重視和關注信息化系統規劃與建設。在信息化系統規劃與建設過程中，始終遵循長虹集團信息化建設“統一規劃、統一建設、統一運營、統一管理”的原則，充分利用長虹母公司現有的信息化資源，實現資源共享，降低建設投資。
經過這些年的信息化歷程，先后完成公司IT基礎硬件網絡、OA系統、公司網站、ERP系統、PDM系統、MES系統等大型信息系統的建設并投入應用。通過信息化建設豐富、完善了公司的IT管理工具，服務于公司的戰略、組織、管理與流程，為公司產品研發、運營管理、生產制造等業務單元提供先進完善的IT信息化工具，整體信息系統業務覆蓋率91%。
圖2 信息化現狀
2013年開始，結合信息化應用條件的逐漸成熟和豐富的信息化數據資源，關注基于信息化主數據信息流的大數據挖掘研究，提升信息化應用價值。
圖3 以MES大數據為核心的信息化
三、參評信息化項目詳細情況介紹
這是一個快速發展的時代,各類新興技術的不斷涌現給企業帶來持續發展的良機（云計算、物聯網、大數據、移動化、社交媒體……）。數據，已經滲透到當今每一個行業和業務職能領域，成為重要的生產因素。人們對于海量數據的挖掘和運用，預示著新一波生產率增長和消費者盈余浪潮的到來。以傳統制造業為主的長虹如何在創新大數據應用邁出堅實的第一步，如何高效的利用大數據提升長虹整體競爭力，目前已成為公司經營層關注的焦點。
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最大的八面取等離子顯示屏生產線，也擁有先進的等離子顯示屏制造MES系統，對先進的生產設備、復雜的生產流程、較高的環境控制進行數據采集與統計分析。等離子顯示屏制造過程中，單臺產品涉及的過程參數超過1.1萬個，每天的系統數據存儲量10G以上，在數量、維度和數據產生速度上具有海量大數據特征。
等離子顯示屏制造過程因設計、工藝、設備、環境、物料、檢測和員工素質以及管理等各種要素交織、疊加，使產品良品率和生產效率改善難度很大，迫切需要創新研究基于MES系統大數據的等離子顯示屏制造過程數據挖掘模型和應用平臺來促進制造過程品質效率的快速提升。
該項目旨在綜合運用人工智能、計算智能、模式識別、數理統計等最新的數據挖掘研究成果和技術，基于MES系統形成的大數據，挖掘出等離子顯示屏最終品質特性與制造過程參數之間的關聯關系，建立面向等離子顯示屏制造過程的數據挖掘應用模型。運用有效的挖掘成果，指導相關人員快速解決品質問題，提高對策效率，縮短對策時間，達到聚焦資源、集中精力解決主要矛盾和主要問題，從而盡快提升產品良率和生產效率，降低成本浪費，進而提升公司整體經營業績；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據挖掘平臺，最終使數據挖掘指導生產過程改善工作常態化。
該項目的成功應用，將對先進制造做出新的詮釋，樹立前沿技術轉化為現實生產力的活典型，開創制造信息技術在制造業新的應用里程。
圖4 數據豐富，信息貧乏
2.項目目標與實施原則
項目目標：通過本項目的實施，基于MES大數據，利用數據挖掘技術研究等離子顯示屏最終特性與制造過程中參數之間的關聯關系模型，建立面向等離子顯示屏制造過程的數據挖掘應用平臺，指導快速解決品質和技術問題，縮短對策時間，提高對策效率，達到通過有效管控關鍵參數和參數值來提升等離子顯示屏制造品質的目的，通過本項目實現制造綜合良品率提升2%以上。
實施原則：解決“數據豐富、信息貧乏”的問題，在MES系統大數據中，尋求最能提升制造品質的規律，達到化繁雜數據為簡單邏輯的目的，為制造過程控制提供決策依據；注重數據挖掘學術理論與制造生產實踐的結合，關注成果的長期穩定使用、優化及可移植性。
3.項目實施與應用情況詳細介紹
3.1 技術路線
圖5 技術路線
為實現本項目的目標，項目分三個步驟、有節奏地推進數據挖掘技術的研究與應用。
第一步：基于等離子顯示屏MES系統，運用5M1E（人、機、料、法、環、測）的結構，建立并完善基于大數據的等離子顯示屏制造過程數據倉庫的數據采集渠道與存儲模式。
第二步：運用單個工序/全線工序過程參數值與產品最終特性的關系數據，收集某月的歷史數據，進行數據挖掘算法的研究，建立參數關系分析模型并通過經驗評估與產線驗證，反復進行優化調整以達到模型的適用性。包括：工序參數重要性確定模型、最佳工藝參數組合模型、工序并行參數模型、動力參數值的優化模型等。
第三步：搭建IT硬件服務器與網絡，建設基于Linux操作系統下的Hadoop數據挖掘集群開發應用平臺，通過軟件開發集成以上單工序/全線工序參數關系模型。建立面向等離子顯示屏制造過程的數據挖掘應用平臺。利用數據挖掘平臺進行參數項與參數值的常態化螺旋式提升管控。
3.2 技術難點：
難點一：海量制造過程信息數據（數據的整合與結構化）
解決方案：基于分布式Hadoop開發平臺，設計制造過程大數據倉庫。通過DB開發接口整合信息系統離散的數據并結構化。
難點二：制造過程數據的超高維屬性（數據預處理與非常規挖掘方法）
解決方案：運用數據挖掘算法技術、JavaWeb+Tomcat開發語言.Python開發語言、Weka調用配置技術、Hadoop分布式集群技術開發數據探索、差異對比、時間維度分析功能，研究開發適用于PDP制造的數據挖掘分析模型并集成至數據挖掘應用平臺。
3.3 技術成果：
通過本項目的實施，完成兩大類技術成果：
基于MES系統大數據，研究開發出最佳工藝參數組合的確定模型、參數重要性的動態確定與優化模型、動力參數的確定與優化模型、參數值分布特性的快速量化模型、參數取值的確定與優化模型、工序并行參數的確定方法模型等6組數據挖掘分析模型。
圖6 數據挖掘分析模型應用
基于大規模數據處理程序設計方式，運用JAVA，Python，SQL等編程語言在Linux操作系統下的Hadoop集群上進行開發，搭建PDP數據挖掘平臺，將以上核心挖掘模型算法和數據探索、對比分析、時間維度等功能集成在平臺中方便技術人員快捷易用數據挖掘技術。
圖7 數據挖掘平臺功能
3.4 技術創新點：
創新點一：首次基于MES系統大數據在顯示器件制造行業采用大數據挖掘技術。
創新點二：研究開發出適用于PDP制造過程的數據挖掘分析模型，經過產線應用，促進了制造良率和產效的快速提升。
創新點三：通過軟件開發集成面向PDP制造過程的數據挖掘應用平臺，實現了數據挖掘技術的人機應用。
本項目取得計算機軟件著作權一項、發明專利7項（已受理），2013年經四川省科技廳組織業內專家進行科技成果鑒定：項目技術成果達到國際先進水平，具有極好的推廣應用價值。
圖8 相關技術成果知識產權
4.效益分析
4.1 生產經濟效益
該項目成果已在虹歐PDP生產線的三代及四代產品生產中得到成功應用，有效促進了PDP產品綜合良率提升3%以上、A級良品率提升近5%、月產能提升1萬/月以上。應用該成果，虹歐公司已累計生產50吋/51吋等離子顯示屏83萬張，綜合效益達1.17億元/年，取得了良好的生產經濟效益。
4.2 社會推廣價值
本項目的成功，拓展了數據挖掘技術在基于MES制造過程大數據的應用，將對先進制造做出新的詮釋，樹立前沿技術轉化為現實生產力的活典型。
填補了國內電子信息乃至其它制造行業全面信息化集成管理高端應用的空白，解決了大多數企業擁有先進的制造信息化系統卻很少能夠成功應用的問題，具有信息技術應用創新方法上的借鑒性和推廣性，對于推動國內電子信息乃至其它高端制造行業全面信息化集成管理應用水平的進一步提升，對工業化和信息化應用及經濟發展，都具有十分重要的現實意義。
該技術首創性地成功應用于等離子顯示屏制造生產，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系統的平板顯示制造領域，具備向整個平板行業推廣的基礎，前景廣闊，社會及經濟效益巨大，對提升我國平板顯示先進制造水平將發揮革命性的作用。
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本文標題：虹歐PDP：基于MES/ERP大數據的制造過程數據挖掘
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