高端CT探測器智能柔性制造系統(tǒng)基本情況航衛(wèi)通用電氣醫(yī)療系統(tǒng)有限公司（以下簡稱“GE航衛(wèi)”）成立于1991年，是注冊在北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)的中外合資經(jīng)營企業(yè)，是美國通用電氣公司在中國第一個(gè)合資公司。GE航衛(wèi)是注冊在北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)的制造企業(yè)，注冊資金250萬美元，從事大型醫(yī)療影像設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售，產(chǎn)品主要包括CT及核心零部件等。公司占地面積:70000平方米，員工1100余人。截至目前，GE醫(yī)療在全球銷售安裝的每三臺(tái)CT中有兩臺(tái)產(chǎn)自GE航衛(wèi)，全球已累計(jì)裝機(jī)超過3萬臺(tái)，我司已是GE醫(yī)療全球最大的醫(yī)療器械生產(chǎn)基地。2022年公司產(chǎn)值共計(jì)55.08億元，納稅2.7億元，出口額4.4億美元，約占北京市醫(yī)械出口量50%，出口額在北京市連續(xù)多年排名第一。2023年上半年完成產(chǎn)值31.2億元，同比增長20%，全年預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值60億元，較上年增加10%。公司同時(shí)也是工信部兩化融合冠標(biāo)單位，北京市智能制造標(biāo)桿企業(yè)、高精尖企業(yè)，北京經(jīng)開區(qū)高質(zhì)量發(fā)展企業(yè)，肩負(fù)著探索、示范及帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈升級轉(zhuǎn)型的重大數(shù)字賦能高端CT探測器的智能柔性制造項(xiàng)目，是在GE醫(yī)療全面國產(chǎn)化戰(zhàn)略的背景下，通過與國內(nèi)多家企業(yè)深度合作，共同開發(fā)，全力打造的一條具有國際先進(jìn)水平的高端CT探測器核心部件數(shù)字化生產(chǎn)通過與國內(nèi)供應(yīng)商聯(lián)合開發(fā)高精密裝備，全自動(dòng)機(jī)器人，在線檢測平臺(tái)和人工智能視覺識(shí)別等技術(shù)，以及自主開發(fā)的云端質(zhì)量分析預(yù)測、在線SPC系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)參數(shù)優(yōu)化、端到端全流程數(shù)字追蹤等先進(jìn)技術(shù)，突破了大量的技術(shù)瓶頸點(diǎn)，解決了很多工藝難題，柔性地滿足了高端CT探測器核心部件在類型和產(chǎn)量上的高速增長的市場需求（過去3年該產(chǎn)品類型增加3倍，產(chǎn)量需求增長10倍以上）。該項(xiàng)目最終實(shí)現(xiàn)了3大系列6種型號產(chǎn)品整線柔性生產(chǎn)，單線產(chǎn)能提升150%以上，生產(chǎn)效率提升50%，產(chǎn)品一次合格率提升30%，產(chǎn)品報(bào)廢下下降90%以上，整線設(shè)備價(jià)格總額下降60%以上。為全球醫(yī)療市場持續(xù)穩(wěn)定地供應(yīng)高質(zhì)量的高端CT探測器。技術(shù)簡介為了應(yīng)對供應(yīng)鏈波動(dòng)、制造技術(shù)難度高、產(chǎn)品類型多樣化以及市場快速增長帶來的挑戰(zhàn)，公司制定了以先進(jìn)制造技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)的智能制造發(fā)展戰(zhàn)略，從而誕生了數(shù)字賦能高端CT探測器智能柔性制造項(xiàng)目。該項(xiàng)目總體方案自下而上分為自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化三個(gè)層面，其中自動(dòng)化層面主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造過程的自動(dòng)化生產(chǎn)，以及制造過程產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和存儲(chǔ)；數(shù)字化層面主要負(fù)責(zé)打通從原材料供應(yīng)、加工制造、成品檢測、訂單交付的全流程數(shù)據(jù)鏈路，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生產(chǎn)周期數(shù)據(jù)的平臺(tái)化管理；智能化層面主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)價(jià)值發(fā)掘，通過AI、云計(jì)算、統(tǒng)計(jì)分析等技術(shù)對產(chǎn)品的生產(chǎn)過程進(jìn)行分析、預(yù)測和優(yōu)化。方案中包含五項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)模塊，分別是基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，端到端的全過程數(shù)據(jù)管理，自適應(yīng)柔性生產(chǎn)與動(dòng)態(tài)參數(shù)優(yōu)化，云端質(zhì)量分析預(yù)測模型，以及AI賦能的制造過程能力優(yōu)化。主要特點(diǎn)1.基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。通過部署現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)、RFID、智能傳感器等先進(jìn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將制造過程的人、機(jī)、料、法、環(huán)、測六大關(guān)鍵要素集成起來，實(shí)時(shí)采集制造過程的人員配置、物料信息、工藝參數(shù)、環(huán)境條件、設(shè)備狀態(tài)、測量結(jié)果等數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫。建立了完整的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造信息全流程可追溯，確保每一臺(tái)GE醫(yī)療北京工廠生產(chǎn)的CT探測器質(zhì)量可靠。例如在探測器核心模塊生產(chǎn)線，通過在物料托盤上安裝RFID定位標(biāo)簽，并使用現(xiàn)場總線將各個(gè)工位的RFID讀寫器與MES系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳到MES系統(tǒng)。提高了數(shù)據(jù)上傳的準(zhǔn)確性，同時(shí)節(jié)省了人工上傳MES數(shù)據(jù)的工時(shí)浪費(fèi)和產(chǎn)能浪費(fèi)。2.端到端的全過程數(shù)據(jù)管理。在GE醫(yī)療數(shù)字化戰(zhàn)略的持續(xù)推進(jìn)下，北京工廠搭建了企業(yè)級的數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)有產(chǎn)品全球供應(yīng)鏈多維度的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)管理。依托于數(shù)據(jù)管理體系的高效運(yùn)營，北京工廠實(shí)現(xiàn)了核心部件生產(chǎn)的質(zhì)量、能源、運(yùn)營等多方面的效能提升。3.自適應(yīng)柔性生產(chǎn)與動(dòng)態(tài)參數(shù)優(yōu)化。面對產(chǎn)品類型多、迭代周期給制造環(huán)節(jié)帶來的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及端到端的全過程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，引入智能傳感技術(shù)、視覺識(shí)別技術(shù)、仿生力控機(jī)器人技術(shù)等，通過產(chǎn)品特征識(shí)別自動(dòng)切換加工配方或智能感知等方式，實(shí)現(xiàn)多系列全型號產(chǎn)品的自適應(yīng)柔性生產(chǎn)。并基于每個(gè)產(chǎn)品的歷史加工數(shù)據(jù)與工藝過程能力，建立了加工參數(shù)動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型，實(shí)時(shí)同臺(tái)優(yōu)化加工參數(shù)，提高產(chǎn)品的合格率。例如，在導(dǎo)熱膠施膠工位，建立了產(chǎn)品加工數(shù)據(jù)、施膠參數(shù)與導(dǎo)熱性能的參數(shù)優(yōu)化模型，通過邊緣計(jì)算機(jī)識(shí)別產(chǎn)品信息，并讀取該產(chǎn)品前道工序的加工數(shù)據(jù)，導(dǎo)入到參數(shù)優(yōu)化模型，計(jì)算最優(yōu)參數(shù)，并執(zhí)行導(dǎo)熱膠施膠，實(shí)現(xiàn)智能施膠工藝控制，產(chǎn)品導(dǎo)熱性能控制得到大幅提升。4.云端質(zhì)量分析預(yù)測模型。高端CT探測器制造過程工藝復(fù)雜、技術(shù)難度高、質(zhì)量要求嚴(yán)，測試過程中涉及到大量的數(shù)據(jù)計(jì)算與仿真，傳統(tǒng)的制造技術(shù)難以滿足工藝要求。在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和端到端的全過程數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)上，以Tableau為分析平臺(tái)，將六西格瑪與云計(jì)算相結(jié)合作為分析方法，建立云端質(zhì)量分析與預(yù)測模型。對關(guān)鍵制造過程的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析，預(yù)測產(chǎn)品的最終性能和整線產(chǎn)出情況。為生產(chǎn)計(jì)劃和管理提供有力支持，減少產(chǎn)品交付波動(dòng)。5.AI賦能的制造過程能力優(yōu)化。依托于GE醫(yī)療工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)及探測器生產(chǎn)過程建立的全過程數(shù)據(jù)整合能力，公司率先在探測器測試過程中應(yīng)用AI算法（自主專利），實(shí)現(xiàn)了從探測器測試過程的測試路徑預(yù)規(guī)劃，測試過程的仿真模擬，測試算法模型的自優(yōu)化，測試過程的數(shù)字化自動(dòng)防錯(cuò)等多個(gè)場景應(yīng)用，賦能探測器的測試過程，最終帶來了探測器過程測試工時(shí)的大幅度降低（70%↓)。落地應(yīng)用效果在GE醫(yī)療中國“全面國產(chǎn)，無界創(chuàng)新”的戰(zhàn)略指導(dǎo)下，公司通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的賦能升級，企業(yè)的運(yùn)營模式和組織結(jié)構(gòu)都得到了創(chuàng)新性的發(fā)展。主要體現(xiàn)在技術(shù)管理、質(zhì)量管理、成本管理、組織變革管理、數(shù)字化平臺(tái)建設(shè)等“五大創(chuàng)新”。1.指數(shù)級發(fā)展的核心部件交付創(chuàng)新。公司在核心部件的生產(chǎn)制造上實(shí)現(xiàn)了從設(shè)備研發(fā)能力，工藝研發(fā)能力，質(zhì)量管理能力的全要素技術(shù)研發(fā)實(shí)力的創(chuàng)新，并通過自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化及精益6sigma等多技術(shù)的融合應(yīng)用，帶來了生產(chǎn)效率的飛躍及成本的大幅度降低。公司自主設(shè)計(jì)的CT探測器核心單元生產(chǎn)產(chǎn)線的交付能力相比建線初期有了10余倍的提升。相關(guān)的制造技術(shù)及自主研發(fā)設(shè)備已出口至其他兄弟工廠并受到了高度評價(jià)。2.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的供應(yīng)鏈質(zhì)量管理創(chuàng)新。得益于公司在數(shù)字化領(lǐng)域的長期投入，以及精益6Sigma文化的數(shù)據(jù)分析能力，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的質(zhì)量管理創(chuàng)新是公司提升質(zhì)量的關(guān)鍵手段。通過在供應(yīng)鏈各個(gè)層級的數(shù)據(jù)管理方法的實(shí)施和推廣，在探測器核心部件的整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的各工序的質(zhì)量和最終質(zhì)量都獲得了大幅度提升，其中一次通過率提升至99.7%。3.精益數(shù)字化賦能的生產(chǎn)過程管理創(chuàng)新。數(shù)字化技術(shù)在整個(gè)探測器生產(chǎn)過程中得到了大量應(yīng)用，從生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)，到生產(chǎn)過程的設(shè)備管理，到工藝參數(shù)的管控，質(zhì)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)記錄等全過程數(shù)字化實(shí)現(xiàn)，通過與公司ERP,MES,SPO等系統(tǒng)互通互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了公司業(yè)務(wù)的精準(zhǔn)、高效管控，整體提升了公司針對復(fù)雜市場需求與挑戰(zhàn)的應(yīng)對能力。4.數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程的組織變革管理創(chuàng)新。組織的數(shù)字化能力和文化沉淀是數(shù)字化轉(zhuǎn)型推廣的核心。在多年的數(shù)字化推廣實(shí)踐歷程中，公司積累了從數(shù)字化文化推廣，到數(shù)字化人才的招募和培養(yǎng)，到業(yè)務(wù)人才的數(shù)字化轉(zhuǎn)型及數(shù)字化實(shí)踐的項(xiàng)目推進(jìn)等全環(huán)節(jié)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。形成了包括：集團(tuán)數(shù)字化團(tuán)隊(duì)+公司數(shù)字化團(tuán)隊(duì)+數(shù)字化供應(yīng)商的數(shù)字化技術(shù)團(tuán)隊(duì)人才建設(shè)，IT+OT技術(shù)融合的技術(shù)戰(zhàn)略，精益+數(shù)字化的運(yùn)營文化等工作實(shí)踐。上述實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)已落地到公司的組織發(fā)展規(guī)劃（Hoshin）中并且有效的支撐了公司在過去幾年高速的數(shù)字化發(fā)展歷程。5.數(shù)字化技術(shù)平臺(tái)化建設(shè)創(chuàng)新。在數(shù)字化推廣實(shí)踐過程中，公司相繼推動(dòng)并實(shí)施了IT/OT網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，數(shù)據(jù)中心的建立，低代碼開發(fā)平臺(tái)的建立，數(shù)據(jù)可視化平臺(tái)的建立應(yīng)用接口）API服務(wù)器的建立，云計(jì)算平臺(tái)的建立，設(shè)備數(shù)據(jù)采集平臺(tái)的建立等多個(gè)技術(shù)平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)化的開發(fā)建立，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化應(yīng)用場景的技術(shù)快速實(shí)現(xiàn)，整體降低了技術(shù)開發(fā)難度和項(xiàng)目的交付周期。公司在探測器生產(chǎn)過程中的諸多技術(shù)應(yīng)用，采用了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的先進(jìn)技術(shù)手段，整合了如工業(yè)機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化、人工智能算法、視覺識(shí)別等通用性強(qiáng)的技術(shù)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了在數(shù)字化推進(jìn)過程中組織及管理方式上的創(chuàng)新，對醫(yī)療行業(yè)和部分離散型高端制造行業(yè)的企業(yè)有較強(qiáng)的借鑒意義。主要體現(xiàn)在以下“五個(gè)方面”。1.高端制造過程的數(shù)據(jù)管理體系。高端制造過程的管理機(jī)制依托于多維度（人機(jī)料法環(huán)測）、多類型、多環(huán)節(jié)的過程數(shù)據(jù)支持，這是保障高端制造過程穩(wěn)定性和管理有效性的基礎(chǔ)。建立良好的過程數(shù)據(jù)管理體系是發(fā)展高端制造的必經(jīng)之路，這也是公司在數(shù)字化探索過程中的最佳實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。2.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的全面質(zhì)量管理。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的全面質(zhì)量管理是高端制造的能力基礎(chǔ)，也是高端制造質(zhì)量管理提升的核心。只有基于數(shù)據(jù)的問題定義，才能實(shí)現(xiàn)對問題的精確定義和問題調(diào)查的客觀。而全要素的數(shù)據(jù)維度能為質(zhì)量過程管理提供更多視角的決策支持。3.人工智能推動(dòng)生產(chǎn)過程的制程優(yōu)化。探測器測試過程是高度的數(shù)據(jù)鏈協(xié)作運(yùn)算的過程，而其復(fù)雜程度也以百萬級的數(shù)據(jù)量來支撐，這是現(xiàn)有人力所不能及的技術(shù)領(lǐng)域，也是諸多高端制造行業(yè)的基本特征。而對AI技術(shù)的有效應(yīng)用是解決此類業(yè)務(wù)場景的不二法門，也是企業(yè)管理創(chuàng)新的熱點(diǎn)技術(shù)方向。4.提高產(chǎn)品制程的“魯棒性”與“制造柔性”。在很多高端制造領(lǐng)域，都存在工藝流程長，制造技術(shù)復(fù)雜，報(bào)廢成本高的