MES系统支撑厦门新材料智能工厂建设

厦门新材料制造以五大特色产业为核心，聚焦新能源材料、光电信息材料、先进高分子及复合材料、特种金属及功能材料、先进碳材料，产品高度贴合新能源、半导体、高端制造等战略领域需求。在数字化转型中，MES软件围绕多工艺适配、批次 / 配方精准管控、全链路追溯、设备协同、合规性保障五大核心，针对不同材料的生产特性（连续 / 间歇 / 精密制造）构建分层级智能工厂，实现生产透明化、质量可控化、效率最优化。

一、厦门新材料制造产业特征

新能源材料

• 核心产品：钴酸锂、三元材料、磷酸铁锂、钠电材料、贮氢合金、氟化碳正极、锂电池隔膜 / 导电剂

• 生产特点：批次敏感、高纯度要求、工艺参数耦合度高、需满足电池护照合规

光电信息材料

• 核心产品：光刻胶、底部抗反射涂层（BARC）、碳膜涂层（SOC）、电子封装胶、显示面板功能膜

• 生产特点：超精密间歇生产、洁净度要求高（Class 1000）、配方迭代快、良率敏感

先进高分子及复合材料

• 核心产品：改性塑料（PA/PC/PP）、碳纤维预浸布、环氧复合材料、闪蒸法非织造布、功能性滤膜

• 生产特点：连续 / 间歇混合生产、配方多版本、批次稳定性要求高、定制化需求强

特种金属及功能材料

• 核心产品：钨钼合金、高性能磁性材料、高纯铜合金、氮化硅陶瓷轴承、铝箔基材

• 生产特点：高温熔炼 / 烧结、设备密集、工艺参数实时性要求高、耐磨 / 耐温性能关键

先进碳材料

• 核心产品：单壁碳纳米管、高端石墨制品、碳纤维复合材料

• 生产特点：合成工艺复杂、反应条件苛刻、纯度与粒径分布管控核心

二、MES系统支撑智能工厂建设

厦门新材料企业生产模式差异显著（新能源材料的批次化间歇生产、高分子材料的连续化生产、光电信息材料的超精密单件流），MES系统采用 “基础标准化→工艺定制化→智能协同化” 三步走，针对不同材料特性实现精准赋能。

1、基础层：全要素数字化

这是智能工厂的核心前提，解决 “信息孤岛” 与 “数据标准化” 问题，适配所有新材料品类。

设备IoT全连接

• 针对新能源材料产线（搅拌、涂布、烧结）、光电材料光刻设备、高分子材料挤出机，通过 OPC UA/Modbus 等协议实现5000 + 工艺参数毫秒级采集，实现温度、粘度、粒径分布的实时监控。

• 对氮化硅陶瓷烧结炉、钨钼熔炼炉等高温设备，部署耐高温传感器，实现炉温均匀性 ±1℃的精准管控。

全流程标准化编码

• 建立物料 - 配方 - 工艺 - 设备 - 人员五位一体编码体系，为光刻胶产品赋予唯一批次 ID，关联前驱体批次、光刻设备、操作人员，实现 12 英寸晶圆材料的全链路追溯福建投促网。

• 适配多版本配方管理，支持光电材料光刻胶、高分子改性塑料的配方快速切换与版本锁定，杜绝人工调参错误。

系统无缝集成

• 构建 “ERP+MES+WMS+QMS” 数据闭环，通过MES与 ERP 对接，实现订单自动拆解为工单；与 WMS 联动，确保改性塑料生产的物料齐套性，计划调整响应时间从 2 小时压缩至 15 分钟。

2、工艺层：定制化管控

针对不同新材料的工艺痛点，MES系统提供模块化功能，实现 “一材一策” 的生产管控。

新能源材料

烧结温度曲线复杂、批次良率波动、电池护照追溯

• 烧结工艺 SPC 统计控制，自动调整升温速率；

• 区块链追溯链，贯通 “矿产 - 前驱体 - 正极材料” 数据流；

• 批次级生产履历自动生成

光电信息材料

光刻胶涂布 / 显影精度要求高、缺陷难追溯

• 光刻工艺配方一键下发，支持 μm 级参数管控；

• 与 AOI 检测设备联动，缺陷自动分类并关联工艺参数；

• 洁净室环境（温湿度 / 尘埃数）实时预警

先进高分子及复合材料

连续生产换型难、配方多、批次稳定性差

• 连续生产 APS 排程，优化挤出机换型顺序；

• 配方库版本管理，支持改性塑料多维度配方（填充率 / 阻燃等级）快速切换；

• 在线粘度 / 熔融指数实时监控，自动调整螺杆转速

特种金属及功能材料

熔炼 / 烧结能耗高、设备 OEE 低、性能一致性差

• 熔炼炉热平衡模型，优化能耗参数；

• 设备预测性维护，通过振动 / 温度数据预判故障；

• 烧结工艺参数与产品硬度 / 耐磨性关联分析

先进碳材料

碳纳米管合成反应条件苛刻、纯度管控难

• 反应釜压力 / 温度 / 气体流量闭环控制；

• 在线纯度检测数据实时接入，不合格品自动隔离；

• 工艺参数与粒径分布的 AI 关联优化

3、智能层：数据驱动决策

在基础与工艺层之上，MES系统结合 AI、数字孪生等技术，实现 “预测 - 优化 - 协同” 的高阶智能，支撑厦门新材料企业的高端化转型。

AI赋能工艺优化

• 通过MES集成机器学习算法，基于历史烧结数据预测良率，提前调整温度曲线，良率提升 2-3%；

• 利用MES的 AI 缺陷分析，定位光刻胶 BARC 涂层缺陷与显影时间的关联，工艺优化周期缩短 50%。

数字孪生虚拟产线

• 针对光电信息材料的光刻工艺，构建数字孪生产线，模拟不同配方、设备参数下的生产结果，降低试产成本 30%；

• 通过氮化硅陶瓷烧结的数字孪生，优化烧结曲线，产品变形率从 5% 降至 0.5%。

供应链协同智能化

• 与上游原材料企业联动，MES实时获取前驱体批次质量数据，提前调整生产计划；

• 与下游客户（如电芯厂、晶圆厂）共享生产进度与质量数据，满足汽车电子 IATF 16949、半导体 ISO 26262 的合规要求。

可视化管理决策

• 构建全厂 KPI 看板，实时展示 OEE、良率、能耗、订单交付率，支持移动端查看；

• 针对管理层提供多层级报表，如操作工的工序报工报表、车间主任的产线效率报表、总裁的产业集群运营报表，报表生成时间从小时级缩短至分钟级。

4、合规层：全生命周期追溯

厦门新材料产品多应用于新能源汽车、半导体、航空航天等高端领域，MES系统构建 “从原材料到终端客户” 的全链路追溯体系，满足严苛合规要求。

批次 / 单品级追溯

• 新能源材料采用批次追溯，每批次正极材料关联前驱体、生产设备、烧结参数、检测报告；

• 光电信息材料采用单品追溯，每片光刻胶涂层赋予唯一 ID，关联至具体晶圆厂的使用批次。

法规合规适配

• 新能源材料满足欧盟电池护照、中国新能源汽车动力电池溯源管理要求；

• 生物医用材料满足ISO 13485认证，MES自动生成 GMP 合规生产记录。

质量文档自动生成

• 针对半导体、航空航天客户，MES自动生成 COC（合格证书）、COA（分析报告），包含工艺参数、检测数据、追溯信息，杜绝人工编制错误。