灯塔九问：对话灯塔工厂西部数据晟碟半导体，加速数字化转型

数字化转型网灯塔制造专题

数字化转型网灯塔智造专题活动将涵盖灯塔工厂、黑灯工厂、未来工厂、智能工厂等，从设计规划到落地实践的全流程。并融合人工智能、数字化转型、智能制造、机器人与自动化等技术与理念，帮助中国制造业企业打通客户订单到生产的全流程，实现世界一流灯塔标杆。

2018年起，世界经济论坛牵头并联合麦肯锡启动了全球灯塔网络倡议。灯塔网络汇聚了全球先进制造企业。今年1月，全球灯塔网络再迎18名新成员。并甄选出3家可持续灯塔。如今，全球灯塔成员总数已升至132家，启用的148项用例覆盖工厂和价值链上下游。近期，DCC Talk举办“走近灯塔工厂，加速数字化转型”线上研讨会，在与麦肯锡数字化能力发展中心总监李铁良的对话中，来自位于中国区首家可持续灯塔工厂西部数据晟碟工厂的三位灯塔项目与工厂负责人深度分享了数字化转型及可持续发展的成功经验和独家洞见。 数字化转型网（www.szhzxw.cn）

嘉宾：

访谈者：

Q1：作为位于中国区的第一家可持续灯塔工厂，西部数据晟碟工厂是如何依托工业4.0技术提高可持续发展水平同时催生价值的？

西部数据晟碟半导体（上海）副总裁兼总经理 CK Chin：灯塔工厂对于制造企业来说并不是一个简单的称号，它代表着企业采用行业领先的生产技术，同时实现数字化和可持续发展的双重目标。可持续发展一直都是西部数据的重中之重，我们设定了1.5℃温控路径的科学减碳目标，也在不同的工厂实现100%的可持续能源使用，同时也非常重视所有产品的回收项目。 数字化转型网（www.szhzxw.cn）

我们正处于快速推进的全球数智化远大进程中，AI、5G、自动驾驶等创新科技不断塑造这个世界的发展格局，也孕育出庞大的数据存储需求。西部数据晟碟工厂主要从事先进闪存存储产品封装测试的研发、生产和测试 工作，为全球用户带来丰富的数据存储解决方案，从而发掘数据价值，创造更多可能。

西部数据如今已基本实现生产线全方位自动化的生产模式。我们不断探索将更多的工业4.0先进技术应用于生产流程，在提升生产效率的同时降低单位能耗，并积极利用数字孪生技术和工业物联网技术，为公司打造统一的大数据中心。这些举措改变了传统的工业运营模式，由数据来连接上下游生产平台和生产相关的方方面面，使全域数据贯通融合，增强了供应链的韧性和效率。

西部数据晟碟半导体（上海） 卓越运营总监张晓娜：从行业特点来看，半导体闪存行业竞争非常激烈，我们的产量或PB年增长率需要达到250%，技术转型周期为18个月。我们所在的长三角地区特别是上海，劳动力的挑战也非常大，对新一代的年轻人来说，工厂并不是他们择业时的优先选项。

我们不断实施多样的工业4.0技术，如自动化产品设计系统、基于机器学习的虚拟晶圆测试和智能规划系统。由此工厂将产品的上市时间缩短了40%，成本降低了62%，生产率提高了 221%。2023年，我们成功入选世界经济论坛全球灯塔工厂网络，通过工厂的智能化、数据化布局驱动更高质量、更平衡、更绿色、更创新的发展。 数字化转型网（www.szhzxw.cn）

Q2：西部数据晟碟灯塔工厂在坚持可持续发展目标的践行中遇到过哪些痛点，采用了哪些举措解决的？

西部数据晟碟半导体（上海） 卓越运营总监张晓娜：从实现可持续发展愿景的角度，我们在每年有250%产量增长的前提下并没有额外增加碳排放或水利用，相反，单位产品能耗和单位产品水资源消耗都减少了超过50%。这主要得益于工业4.0技术在生产线上的整体应用。我们在此分享两个举措，分别是基于机器学习的水循环系统和基于生产数据的能源管理系统。

第一个可持续发展举措是水循环系统，我们长期致力于可持续发展投入，自2013年以来持续投入绿色环保技术的应用，到2016年，工厂的水回收率已经达到了73%。如果水回收率提到更高需要的成本也将大幅提高高 ，团队希望在有限的投入下能够提高水回收的利用率。随着生产大数据系统的建立，从生产线上收集的数据不断完善，我们逐渐实现了生产用废水数量和废水质量的双预测，以及废水的分级过滤，并且对纯水的使用进行实时的动态分配，进一步精准对接生产需求。与此同时，我们通过对水残渣量的预测，不断优化过滤膜的清洗频率，从定期清洗转变为动态清洗。于是，我们的水消耗量在过去单位PB基础上又减少了62%，在全球领域内都是非常先进的。参照欧盟标准，水回收率达到82%就已经非常先进了，而到目前为止，我们工厂的水回收率可以达到95%。 数字化转型网（www.szhzxw.cn）

第二个可持续发展举措是基于生产数据的能源管理系统。我们99%的碳排放主要是由电力消耗的二度排放产生的，基于此工厂开发了电消耗实时监测和预测系统。这个系统集成了生产计划、机器运行维修等数据，通过机器学习模型实时监控耗电量，并且能够准确预测将来产品组合及生产方式的变化对于电量的影响，预警耗电量的异常，及时对于生产线上异常进行修正。系统还可以预测将来长期的耗电量的变化，以便及时和团队一起采取预防措施，变被动改进为主动创新，持续推进能耗的优化。与2017年相比，工厂2021年的单位能耗减少了51%。这些骄人的业绩助力我们在2022年度成为全球首个同时斩获世界经济论坛“灯塔端到端”和“可持续灯塔工厂”两项殊荣的灯塔工厂。

Q3：能否分享西部数据晟碟灯塔工厂大规模推广的一些数字化用例？

西部数据晟碟半导体（上海） 卓越运营总监张晓娜：在这里我们分享5个数字化用例，分别是产品设计方面、晶圆测试方面、自动化生产黑灯工厂、零售支持业务部门全供应链自动化 ，以及大数据平台支持的工程数据分析。 数字化转型网（www.szhzxw.cn）

第一个用例是协作智能平台支持的自动化产品设计。我刚才提到，每一个更新迭代的周期有450-500项新产品设计的需求。为了在短时间内高质量地提供新的产品并且满足客户的需求，我们自主开发了自动化产品设计平台，通过整合开发专家系统、生产能力验证系统和客户失效预测系统，连接了全球所有开发人员的开发能力并实时互动，全透明地进行产品的开发。在这样一个高度集成的合作平台上，通过 增强现实（Argument workforce）技术给出一个完全透明的进度排表，让大家能够在最快的时间内把新产品开发出来。这一个用例将开发周期从24个月或者更长缩短到6-8个月，避免了不必要的生产设备的投资和投入，也有效减少了生产成本，给工厂带来更多的利润。

第二个用例是人工智能驱动的虚拟晶圆测试。大家可能知道，晶圆测试需要非常昂贵的机器，每一台晶圆测试的机器都超过千万元并且非常耗电。而每一次技术的更新换代就会带来更多的测试需求，要不断地投入晶圆测试的机器，这对于生产来说是一个非常大的负担。我们将前道供应商在生产过程中生成的数据与后道产品测试的数据相连接，通过机器学习模型技术如Boruta feature selection、XG boost来预测每一个产品将来的质量水平，以虚拟测试取代实物理测试。这个用例使工厂减少了50%晶圆测试的机器投入，并且缩短了生产周期，也极大地减少了能耗。 数字化转型网（www.szhzxw.cn）

第三个用例是数字线程赋能的自动检测黑灯工厂。半导体行业生产的流程非常复杂，生产线从第一道到最后一道有60多个流程，每一个流程都是独立的供应商提供机器。在这样的一个cell base 独立的生产流程中，做黑灯工厂是一个非常大的系统工程。我们不但要把所有机器和站点整合在一起，而且要开发统一的数据平台，并对每一个硬件进行独立的改装。在落地实施的过程中，我们改装了超过1800种机器，并对超过22万个载体（tooling）进行改装。我们使用了许多先进的数据分析平台 ，如数字孪生技术、系统集成、计算机视觉、IIoT堆栈等，目前为止，工厂已经达到92%的端到端的生产自动化，这作为一个大的数据基础和平台，给我们后续的相应用例也提供了非常坚实的基础。

第四个用例是用于良品率管理和根因分析的高阶分析平台。我们每天会生产数以百万计的产品，要去追踪这些数据、快速解决客户的质量询问以及反馈生产线上的质量异常点，以最快的速度响应就成为当务之急。这个平台整合了每天数以百万计的产品数据，每天都会从生产线上收集超过1G的数据，并且整合成多种层次的数据。我们也用到了相当多的数据分析模型，包括神经系统网络、传统的regression model、云端的数据分析和数据计算。这个用例给工厂带来的效果是工程技术人员90%的生产能力提高 ，每个客户的数据响应时间从以前的3-5天缩短到12个小时，同时能够提供非常详尽的数据生产的细节和共性分析。

第五个用例是数字化综合业务规划。在我们的零售市场，从销售的订单收入到产品生产，再到产品发放、寄送或者投送给客户，可以做到只需要24小时。在即使零库存的情况下，我们也可以在这个时间内完成一个订单。通过数字化综合业务规划系统，在客户订单进来的同时，我们所有的生产，从供应商材料订货到最终的航班和运输，这些预定工作全部实现了一步完成，并且可以在24小时之内把货物发向全球客户。这个系统的应用极大地提高了生产效率，减少了生产的交货时间，也提高了客户体验。

Q4：作为灯塔工厂，西部数据晟碟工厂在数字化转型的过程中还有哪些成功要素可以分享？

西部数据晟碟半导体（上海） 智能制造总监吴广：我们总共归纳了6个主要成功因素，包括敏捷开发、敏捷数字工作室、技术生态、工业互联网堆栈、工业互联网学院、转型办公室，我会给大家一一介绍。

第一个赋能要素是敏捷开发。为了应对转型中的各种挑战，尤其是技术和需求的不断更新，我们意识到，需要改变传统的项目管理方法来推进转型。我们的敏捷开发是从培训开始，对内部的项目管理人员进行敏捷的培训，目前许多项目经理已经成为认证的敏捷大师（Scrum master ）。一般而言，敏捷项目的开发需要将一个产品细分为具体的工作清单，然后将其合并成几个迭代周期，每个迭代周期大约2-4周。在每个迭代周期中，团队会有每日的站会沟通开发进度，而周期完成之后，团队会一起对交付的功能进行验收，新的需求或者需要改进的地方会生成新的工作清单，在后面进行改进。这样的方法能够对环境或者需求的变化做出快速的响应。 数字化转型网（www.szhzxw.cn）

第二个赋能要素是敏捷数字工作室。在我们的工厂有两种敏捷数字工作室，第一种是敏捷合作工作室，这个是在敏捷开发的过程中每日站会需要用到的地方。另外一种是数字创新工作室，这是一个非常漂亮、先进的工作室，主要有三个功能。一是用于新技术的验证，比如3D打印机、 GPU服务器、机械手臂、各类传感器等等。当工程师有新的设计想法时，可以利用3D打印机进行快速的验证和修改，利用GPU服务器进行机器学习或深度学习模型的训练，从而加速新设计的落地。二是培训开发和启发，目的是让员工都能接触到最新的科技。比如，我们设计了一个无人驾驶小汽车的游戏，结合了3D打印、传感器、图像识别等各种新的科技。当员工对新技术熟悉了之后，就会对其在一线遇到的一些问题有所启发，从而发现更多的数字转型机会。三是宣传，我们的实验室配有一面非常大的可以开关的雾化玻璃窗，我们会定期安排实验室的参观和窗口浏览，让更多员工对新的技术产生好奇心。

第三个赋能要素是技术生态系统，主要目的是通过数据共享达成我们和供应链共赢的结果。我在这里分享三个例子。第一个例子是关于和设备供应商之间的互动。很多年前在开始自动化历程的时候，我们找遍了全国的供应商，没有一个能够提供完整的解决方案。于是，我们就和供应商坐下来一起研发、设计、验证和优化方案。最终工厂在半导体的后端比较早地实现了自动化，而供应商也在自动化领域做得非常成功。

第二个例子是关于供应链。我们公司的订单波动特别大，交期短。为了适应这样的环境，我们打通了客户、工厂和供应商的数据链接，建立了企业对企业的实时数据分享平台。当我们接到客户的订单后，会根据工厂的库存和供应商原材料的库存情况安排生产，这样整个供应链可以在库存最低的情况下达成快速交付。

第三个例子是关于和公司内部供应商之间的共享。我们的晶圆是从日本合资公司进口的，我们和晶圆工厂之间建立了一个数据分享的通道，晶圆测试的结果会传递给工厂，工厂可以根据这个结果利用机器学习去做预测，从而大大地降低测试成本。我们工厂也会把后端的测试结果分享给晶圆厂，帮助他们提升制程良率。 数字化转型网（www.szhzxw.cn）

第四个赋能要素是IIoT堆栈。我们公司的IIoT架构由三层架构组成，即车间的互联网-边缘计算-互联网和云计算中心，这是一个灵活的可扩展的架构，可以用来支持工厂的实时生产和快速的大数据分析计算，并且集成到全球的云计算中心，从而支持全球数据分析和决策。

第一层工厂车间的互联网，目前我们已经连接了超过20万的 IIoT设备和传感器，用来收集产线实时的数据，以及通过实时的控制系统完成生产任务。第二层工厂边缘计算是构建在工厂内部的，支持内部快速、低延时的大数据分析应用和人工智能应用的快速扩展。第三层全球的云计算 是核心层，是公司全球各个工厂及业务汇总的大数据中心，可以进行大数据运算和分析以支持全球性的计划与决策，并且支持全球业务端到端长期的数据存储能力。整个架构提供了非常高的弹性，以满足日益增长和不断变化的业务需求。

第五个赋能要素是工业物联网学院，目的是通过教育和使用第四次工业革命技术，将工作方式从传统操作向数字化转型。为了加速这一转变，我们启动了多个平台和计划，确保整个员工队伍都能得到相应的培训。 数字化转型网（www.szhzxw.cn）

首先我们完善了关于第四次工业革命技术的内部课程，添加了自动化、数据平台、大数据分析等课程，使绝大多数员工对新技术的方向有一个基本的了解。其次，我们利用外部的培训平台建立了物联网学院，工程师可以利用这个平台进行深入的学习，在完成培训的同时可以得到认证的培训证书。学院有40个小时的机器学习课程，20个小时的Python课程。我们还和当地的大学合作，把培训和操作并行，比如机器人、传感器这些都需要一些实操的技术。学员取得了非常显著的成果，目前工厂已有78%的员工完成了技能的再培训和提升。

第六个赋能要素是转型办公室，我们叫Global Operations Automation & Analytics，即全球制造自动化和数据分析委员会，由以下三个部分组成。第一个是高层委员会，主要负责制定企业级的转型策略，承诺达成公司的成本目标，并且每两个季度有一次评审，以确保责任落实。第二个是策略团队，主要负责开发业务流程，定义指标和管理优先级，同时为一些可扩展的平台提供资金，为跨部门之间的交流提供一些平台。第三个是本地卓越团队，主要负责定期制定和执行路线图，推广企业内部的各种最佳实践，确保公司的每项技术都处于前沿水平。卓越团队也负责分配资源，执行员工的再培训和技能提升，以达成投资回报的目标。 数字化转型网（www.szhzxw.cn）

转型办公室位于中心，是我们的高层委员会和策略团队，围绕着如财务、人力资源、IT等等支援团队。和中心相连的是各个业务部门的技术代表，通过这个平台相互分享最佳实践，寻找通用的解决方案，并将这些方案和实践在每个工厂实施。 数字化转型网（www.szhzxw.cn）

Q5：请问如何具体做到从客户订单收到24小时内明确物料的状态，供应商与西部数据晟碟灯塔工厂是否使用了同一个系统平台？

西部数据晟碟半导体（上海） 卓越运营总监张晓娜：我们讲到的第五个数字化用例 24小时内全球供货，供应商的库存是非常重要的，包括其生产环节的数据分享和数据之间相互的信任传递 。到目前为止，我们与生产线上所有的材料供应商都达成了数据分享，包括生产环节中对每一个生产流程的管控、manufacture cycle time 的管控都非常稳健，这样才能确保在24小时之内把货物运送给客户。所以刚才说到的这个问题非常关键，如果供应商不愿意和你分享任何数据，那么你将遇到一个非常大的阻力。

Q6：数字化转型是否给西部数据晟碟灯塔工厂的产品成本带来变化？

西部数据晟碟半导体（上海） 卓越运营总监张晓娜：我们的生产成本、生产制造的增加值显著减少了。生产的附加值包括机器的投入、固定资产折旧、生产运营过程中的损耗等。从短期看，自动化方面的投入可能会增加一些生产成本，但是从长期看，它会带来稳健的价值和供应链的韧性收益，这是远远大于投入的，对于生产成本的减少也非常重要。另外我们的失效产品比例在业界表现也非常好，这也带来了很大的成本节约。 数字化转型网（www.szhzxw.cn）

Q7：西部数据晟碟灯塔工厂是如何培养数据分析人才能力的？

西部数据晟碟半导体（上海） 智能制造总监吴广：在数据分析人才能力的培养上，我们也经历了转型的过程。最早是每个部门都会有一些零星分布的数据分析人才，在2017年、2018年前后，我们把这些人才聚集到一起来。因为如果领先的人才散落在各处，做事情时视野可能很窄，比如在一些基础的数据架构部分，需要整厂的范围去看 。那么他可能就没有办法去兼顾，总体来看也不利于人才的培养与保持。

聚到一起之后，一方面可以注重基础建设，另一方面在推动的时候就有更多的resource 去做宣传。数字化转型的确需要有部门主导去推动，但是要取得成功或者深入地展开，也还是要每个人都有这样的意识，才能把更多的机会挖掘出来，也更利于一些平台的建设，所以我们现在有专门的团队进行推动。

CK Chin：建立一个专案小组，一个专案部门，其实是在推动这个转型是扮演相当重要的角色。一方面是关键人才的培养跟发展，还有降低人才的流失率。另一方面就是数字化不是一个单纯的技术转换，也是我们人的思想的转换。有这一个专案的部门其实更有效的推动我们企业数字化思想的宣导。

Q8：关于提到的可持续发展的数字化用例，西部数据晟碟灯塔工厂具体降低能耗和减碳的技术手段有哪些？

西部数据晟碟半导体（上海） 卓越运营总监张晓娜：有短期和长期两种。短期举措比如，同样的机台的能耗，一个机器比另一个高很多，这时候就可以做异常的纠正。长期的举措比如，有一个生产决策或新技术的引用对整体能耗产生了很大的影响，举个例子，某项新技术引进之后，我们预测所有的测试平台能耗会增加50%，这是无法接受的。所以我们要通过很多工程方面的创新，在技术或者更新迭代发生之前就对能耗进行管控，有效降低能耗。这样才能够保持一直以来技术落地的时候，并不会对工厂的sustainability 带来非常大的负担。实施层面包括我们提到的虚拟的晶圆测试，对于机台测试方法的一些改造和创新，都会对整体的能耗减少做出贡献。 数字化转型网（www.szhzxw.cn）

Q9：西部数据晟碟灯塔工厂构建敏捷组织主要挑战是什么？是如何解决的？

西部数据晟碟半导体（上海） 卓越运营总监张晓娜：敏捷组织是一个长期的转型过程。我们并不是仅仅在数字开发相关部门进行敏捷组织的转换，在将来可能会进行数字化转型的部门都进行了敏捷的转换。

举一个例子，第一步我们叫敏捷大师（Agility master）认证，这是覆盖全部门的，而且每个部门的负责人都需要认证，要把这个理念带到各自的工作层面上去。 数字化转型网（www.szhzxw.cn）

接下来我们有很多的展开，包括每日站会（stand-up meeting）这些setup ，然后有很多让大家实践联系的机会 。实际上敏捷并不是一个主动的追求，而是必须一定要往这个方向走的。因为如果按照传统的项目管理方式，是不可能持续地去领导这些变革的。所以逼迫着你必须在短时间内和各个利益相关方进行沟通，把开发变成小步往前走的模式，这是一个不可逆转的过程，也是数字化转型的必经之路。

西部数据晟碟半导体（上海）副总裁兼总经理 CK Chin：在推动数字化转型的过程，不是靠一个部门，团队的协作是非常重要的，每个员工都需要参与到数字化的转变，每一个团队不但在执行管理层自上而下的大转型，也要积极由下而上的微创新、微转型，这样我们才能达到完完全全的数字化转型。

麦肯锡：感谢西部数据晟碟工厂三位灯塔项目负责人的精彩分享，祝身体健康，工作顺利！

数字化转型网灯塔智造专题

数字化转型网灯塔智造专题活动将涵盖灯塔工厂、黑灯工厂、未来工厂、智能工厂等，从设计规划到落地实践的全流程。并融合人工智能、数字化转型、智能制造、机器人与自动化等技术与理念，帮助中国制造业企业打通客户订单到生产的全流程，实现世界一流灯塔标杆。数字化转型网灯塔智造专题活动包含以下内容：

1、灯塔智造外脑支持：通过平台外脑的力量，让决策者拥有更多的聘请超过100位的智能制造专家、超过1000家的智能制造软硬件技术公司、超过10000份学习资料，为企业提供强大的智造外脑支持，助力企业打造智能工厂、灯塔工厂。 数字化转型网（www.szhzxw.cn）

2、灯塔智造研习社：与制造业顶尖精英一起学习！数字化转型网建立了一个专门讨论智能制造、灯塔工厂等相关技术的研究学习社区，与各位同学一起成长！

3、灯塔智造论坛：智能浪潮！引领未来！数字化转型网打造的智造论坛，旨在通过高端对话推动行业树立正确理念，减少行业噪音，正本清源，助力行业发展！

4、灯塔工厂参观研学：目前灯塔工厂全球已有153家，目前中国已有62家，数字化转型网计划组织灯塔研习社的同学们先后参观国内的施耐德、海尔、博世、美的、三一重工、宁德时代、联合利华、宝洁、青岛啤酒等等，以及赴国外参观全球的灯塔工厂。

5、灯塔标杆案例研学：除了灯塔工厂外，数字化转型网仍然关注驱动整个制造业数字化转型、制造业智能制造、数字创新技术，我们将以不积跬步无以至千里的精神，关注每一个在细微处取得伟大成绩的“灯塔标杆”案例，组织灯塔研习社社员学习行业标杆！

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本文由数字化转型网（www.szhzxw.cn）转载而成，来源于麦肯锡北京数字化能力发展中心；编辑/翻译：数字化转型网宁檬树。