★ 横河电机（中国）有限公司 苗荣

1   前言

横河电机（中 国 ）有限公司深耕中国市场多年，始终致力于为流程行业提供从现场控制到运营优化的全链条自动化与信息化服务。

在横河电机“通过测量和互联的能力，担负起共建地球未来的责任”这一企业目标指引下，我们的2030中期目标明确聚焦于“人类、社会、地球”三大福祉。制造运营管理（MOM）业务正是实现这一目标的重要支柱之一：它承接底层控制系统，向上贯通生产调度、质量管理、设备维护、批次追溯及绩效分析等核心环节，帮助企业真正打通数据孤岛，构建可执行、可闭环的数字化运营体系。

近年来，横河电机以MOM为核心引擎，推动智能工厂从“以监视为主”向“以优化为主”转型。通过将生产规则模型化、业务流程标准化、异常响应自动化，帮助客户显著提升生产韧性与资源效率。这与横河电机2030年的中期目标高度一致 ——我们将持续通过MOM等数字化手段，赋能客户实现安全、低碳、高效的生产运营，共同迈向可持续的工业未来。

基于这样的目标，横河电机成功交付了很多数字化转型项目。本文将详细介绍横河电机助力半导体新材料领域用户数字化转型的项目实例。

2   工艺流程简介

某电子材料公司采用如图1所示的溶解（聚合）和涂工的工艺过程，制造半导体领域使用的新材料产品。

在溶解（聚合）工序，多种物质及溶剂混合，经聚合和交联形成高分子材料。在涂工工序，高分子材料经喷嘴涂布到 一 定厚度的薄膜上，并经干燥、辊压最终得到成品。

图1 某公司新材料产品装置工艺过程

3   项目目标及需求分析

该公司为支撑数字化制造需求，需要建设统一的制造运营管理系统，以推动数字技术与制造技术的结合，助力自身的数字化转型。通过统一的制造运营管理系统的实施，夯实工艺、计划和执行的基础，实现工艺模型化、计划精细化、执行透明化。同时，希望补齐配送和互联的能力，实现配送精准化和要素互联化。在质量、协同以及管理决策方面，也希望实现品控全面化、数据标准化及决策数字化。

横河电机为项目配置咨询顾问，对接客户需求，清晰地将项目目标拆解为可落地的执行路径：

（1）工艺模型化：实现工艺结构化表达与作业指令标准化； 通过建模与配置， 将工艺涉及的人、机、料、法、环等要素与工位/产线自动关联，规范人工作业、驱动设备自动化作业。

（2）计划精细化：引入高级计划排程（APS），排产至工位与设备，支持基于人、机、料、法、环约束的有限产能排产，实现推拉结合作业，保障计划可执行、可落地。

（3）执行透明化：作业任务自动关联人、机、料、法要素； 生产进度实时采集可视、异常自动提醒、全过程可追溯。

（4） 配送精准化： 实现物料配送的清单、数量、时间、地点匹配； 与ERP、SCM系统集成， 实现配送自动化。

（5） 要素互联化： 与各工艺中控系统/事业部IoT平台集成互联，向上承接生产任务，向下驱动产线、工位、设备执行； 实时采集并上传执行状态、结果及加工参数。

（6）品控全面化：覆盖事前、事中、事后全流程质量管控；实现质检少人化，支持全产线的SPC，达成数据采集与质量反馈闭环；搭建质量预测分析平台，支撑产品全生命周期质量分析与动态优化。

（7）数据标准化：建立统一生产数据模型，为工艺、计划、质量、制造、服务、采购等环节提供统一数据标准； 建立数据考核机制， 提供多类型报表；支持生产信息按规则与角色自动推送。

（8）决策数字化：结合实时数据、专业知识与经验， 利用大数据分析构建分析与预测模型， 实现数据驱动决策， 替代经验决策； 提供智能化能源管理，提升节能降耗水平。

（9）管理无纸化：工厂当前以纸质表单、 Excel管理为主，物料流通、生产管理、设备维护、工艺管理、质量管理、仓储管理、能源环境管理等环节存在大量纸质报表填写、确认与存档工作， 需全面实现无纸化。

4   功能设计

4.1   业务刻画

在进入系统建设之前，横河电机花费大量时间， 搭建设计蓝图， 拉通业务逻辑， 力求精准刻画业务需求。

根据对工厂实际运营情况的调查结果，工厂AS-IS业务情况概述如下：该工厂生产A与B两种成品，A与B通过销售预测在月度制贩会议上进行产销平衡讨论，最终确定A的生产月度计划。生产月度计划拉动供应链端的原材料、部品采购。同时，根据月度计划分解为旬度生产计划指导车间生产。此外，生产过程要与品质检验相联动。AS-IS整体业务图如图2所示。

图2 AS-IS整体业务图

针对上述工厂运营痛点，提出To-Be系统方案：制定包括销售管理、生产计划、制造管理、SCM、质量管理、设备管理、能源管理设备互联，成本管理以及可视化仪表盘展示主的DX转型的总体方案架构。To-Be整体系统功能图如图3所示。

图3 To-Be整体系统功能图

4.2   模块设计

根据项目目标及业务刻画，生成如下模块：

（1） 整合MOM、ERP、APS、LIMS、IIOT系统，夯实工艺、计划、执行基础，实现工艺模型化、计划精细化、执行透明化；提升配送与互联能力，实现配送精准化、要素互联化；达成品控全面化、数据标准化、决策科学化。

（2）工艺模型化：实现工艺结构化表达与作业指令标准化；通过建模配置， 实现人、机、料、法、环要素与工位/产线自动关联，规范人工操作、驱动设备自动化。

（3）计划线上化：通过系统排产至产线、下发至班组，支持多约束条件下的有限产能排产，保障计划合理性与可执行性。

（4）执行透明化：作业自动关联生产要素，进度实时可视、异常自动告警、过程全程追溯。

（5）配送精准化：实现物料配送四要素匹配；与ERP集成，自动推送生产物料信息，实现仓库配送看板化管理。

（6）要素互联化：与上位机中控系统接口集成，通过MOM获取生产参数，采集设备状态、执行结果与加工数据。

（7）品控规范化：实现质量数据共享、安全存储与自动化采集，规范检测流程，提升数据可靠性与质量管控能力。

（8）数据标准化：建立统一生产数据模型，提供可视化考核与多类型报表，支持生产信息按规则自动推送。

（9）决策数字化：基于实时数据与分析技术搭建可视化平台，实现数据驱动决策；搭载智能能源管理，强化节能环保。

（10）IT与OT融合： MOM、SCADA与产线自动化设备、工位子系统、数控系统深度集成，同时与ERP等业务系统打通。

（11）MOM系统基于通用组件，搭建投料、溶解、涂布、分切包装、出库等工艺模块，与自动化产线集成联调，实现车间、产线、工位、设备自动化运行。

（12）搭建生产数据智能分析与决策可视化平台，支持订单至交付全过程实时监控分析，实现生产现场透明化管控。

5   项目交付

5.1   实时数据库搭建

横河电机的CI Server系统平台，具备300种以上型号的PLC的标准驱动，支持OPC通讯、RS232/485串口通讯，支持多种格式文件数据和DB数据的接入，为实现全厂实时监控提供支持。

此项目涵盖两个工厂，各部署一套CI Server。 CI Server从现场的DCS（iFix）系统、厚度、欠点、实验室试生产、能源仪表采集数据，收集到的生产数据向上提供给MOM平台。实时数据库架构图如图4所示。

图4 实时数据库架构图

5.2   财务模块

在客户的DX系统中， mcframe作为ERP的角色，其功能整体设计覆盖客户管理、销售管理、生产管理、财务管理以及采购管理的一部分。财务模块流程图如图5所示。

图5 财务模块流程图

5.3   APS模块

将Flexsche作为外部集成的APS工具，挂载到MOM平台下。FLEXSCHE作为APS的角色，其功能覆盖生产计划环节，基于模型的约束条件，运算出详细的生产执行计划。APS模块流程图如图6所示。

图6 APS模块流程图

5.4   生产执行模块

图7 生产执行模块功能图

如图7所示， MES的核心功能涵盖从基础数据建模到生产执行、过程防错、可视化管理及系统集成的完整闭环。首先，通过工厂建模、数据字典、权限与账户管理、系统日志及BPM流程审批构建统一的运行框架。在工艺与物料层面，支持工艺管理、物料管理、工艺路线、BOM管理、SOP管理及配方管理，确保生产准备的标准化。生产执行环节包括生产任务管理、批次管理、称量管理、车间与班组管理，并实现生产防错、实际记录、线边在库及看板叫料等实时控制与物料拉动。同时，系统提供电子看板、表单管理和仪表盘等可视化管理工具，提升现场透明度。此外， MES支持与APS、CI Server及其他系统集成，并具备能源管理与数据收集能力，实现全面的制造运营管控。

5.5   质量管理QMS模块

质量管理模块，包含原材料管理、制品管理、实验室化学品管理、工作流程管理等模块。系统界面如图8所示。

图8 质量管理模块界面图

5.6   供应链管理模块

本项目的供应链管理，涉及到销售管理、采购管理、仓库管理、供应商管理以及变更管理。同时结合产销存模型， 描述SCM模块业务功能构成如图9所示。

图9 SCM模块业务功能架构图

5.7   设备管理

建立设备的全生命周期管理，包含基础数据管理、标准管理、设备台账、点/巡检管理、设备运行管理、设备检修管理、设备备件管理、统计分析、移动终端管理。提高设备管理综合效率、延长设备使用寿命、降低设备故障时长、降低人工及备件采购成本。设备管理界面图如图10所示。

图10 设备管理界面图

6   项目成果

通过1年多的项目建设，横河电机为客户构建起了统一的生产制造管理平台，固化（标准化）业务管理流程，实现作业无纸化、生产透明化。同时，实现各生产部门间数据的无缝协同，提高效率，并基于MOM数据为业务的优化和改善创造机会。

具体效果有如下几个方面：

（1）系统集成：数据驱动业务

通过整合的MOM平台，统一MES与WMS系统，并统一基础数据，有效提升了系统集成性与部门间的协同效率。 一方面， MOM与ERP联动，将生产数据实时返回ERP，显著提高了数据的及时性和准确度；另一方面， MOM与PLC系统对接，根据设备实际情况自动采集必要的过程数据，既提升了数据准确性（实现“数据不落地”），又减轻了人员的操作负荷。

（2）仓储物流：精细化仓储管理

通过细化库区与库位管理， 健全、统一、规范库房基础数据，系统能够为出入库操作提供明确指导；同时引入条码扫描技术，配合安卓手持移动端操作，不仅提升了操作效率和便捷性，也显著增强了数据的可靠性与准确性。在此基础上，系统还提供基于业务规则的仓储预警管理，确保产品质量，最终实现实时的账实相符。

（3）业务协同：实时数据贯通

通过MOM系统，将生产计划指令统一分发给车间、品管、仓库等部门，实现一体化联动与变更管理；进而由工单拉动仓库备料，提升备料的准确性和实时性，并通过看板实现可视化拉动；同时逐步完善生产系统与自动化联动，不断提升自动化生产能力，最终实现产能与效率的整体提升。

（4）质量管控：全面质量管理

通过MOM系统，将入库原材料检验、生产过程质检与产成品检验纳入统一管控，实现对合格品、返修品、不合格品及取样样品的系统跟踪与闭环管理；同时借助无纸化操作，可快速完成质量数据的审计与查询， 并基于质量信息的统计与分析， 为质量改善提供决策支持。

（5）批次管理：生产过程可追溯

通过实现从原材料到产成品的全流程批次管理，确保每个环节的可追溯性，即可完成从成品到材料、从材料到成品的正向与反向追溯，又依托产线物料的领用与配送机制，有效减少了在线库存占用。

（6）进度管理：过程透明可控

通过实现结合产能约束与设备状态的系统自动排产， 并与设备生产参数集成以实时获取工艺参数，同时建立涵盖产能、工艺参数、设备参数的主数据管理系统， 可实时监控订单生产进度，对生产过程进行全面管理， 并且实时跟踪与反馈工单执行状况及物料使用情况。

经测算，可以量化的效益如下：

（1）通过MOM系统， 将生产计划、SOP中的手动操作， 实现自动化。提高了作业效率，节省了操作时间40%以上。

（2）将纸上作业，变成了自动化的标准流程。消除85%的纸上作业，避免了因纸上作业所产生的相关错误。

（3）建立ANDON系统，并将装置报警可视化，异常响应时间缩短了35%。

（4）建立自动排产系统APS， 提高规划和排程效率，减少30%的工作时间

7   总结

本项目将员工经验与技艺转化为作业标准，提升管理精度；实现制造现场数据实时共享与可视化，达成全流程追溯，稳定产品品质、降低不良率；强化部门协同，提升数据驱动决策效率；优化仓库利用率，全面提升客户满意度。

该项目充分验证了横河电机MOM系统成熟可靠、模块齐全、功能丰富；依托专业业务咨询能力，可匹配客户需求，保障项目高质量交付。

摘自《自动化博览》2026年6月刊