MES系统推动武汉光电显示行业实现数字化转型升级

武汉光电显示产业以LCD、OLED、Mini/Micro-LED等高端面板为核心，集聚京东方、华星光电、天马微电子等龙头企业，形成 “材料 - 面板 - 模组 - 终端” 完整产业链，其生产工艺具有工序长、精度高、参数复杂、良率敏感、多品种柔性生产的显著特征。从生产工艺角度看，MES软件需深度适配前段 Array、中段 Cell、后段 Module三大核心工序的痛点，通过工艺参数闭环管控、全流程数据追溯、良率根因分析、设备协同调度四大能力，推动行业实现数字化转型升级。

一、武汉光电显示生产工艺特点

光电显示面板生产是典型的资本密集型 + 技术密集型制造，三大核心工序链条长、关联性强，任一环节参数偏差都会直接影响最终良率（行业主流良率目标为 90% 以上）。

• 前段Array：清洗、镀膜、光刻、蚀刻、退火

半导体级精密制程，涉及百余个工艺参数（如光刻胶厚度、蚀刻时间 / 温度、镀膜压力），参数波动需控制在微米 / 纳米级

1. 工艺参数人工记录易出错，缺乏实时监控；

2. 设备间数据孤岛，无法联动优化；

3. 良率异常难追溯到具体工序 / 参数

• 中段Cell：配向膜涂布、摩擦、液晶注入、成盒、贴合

涉及多物料精准匹配（玻璃基板、液晶、偏光片），贴合精度要求 ±1μm，真空度、温度等环境参数敏感

1. 多批次物料混线生产易混淆； 

2. 贴合缺陷（如气泡、错位）人工检测效率低；

3. 环境参数波动导致良率波动

• 后段Module：切割、邦定（COG/FOG）、组装、老化测试、检测

多品种小批量生产（如手机屏、车载屏、工控屏），需频繁换型，测试项目多（亮度、色域、响应时间）

1. 订单切换成本高，排程效率低；

2. 测试数据分散，无法与前段工艺联动分析；

3. 成品追溯链条不完整，无法满足客户溯源要求

二、MES软件的数字化赋能方案

MES软件需针对三大工艺阶段的差异化需求，构建 “工艺 - 设备 - 质量 - 物料” 四位一体  的管控体系，实现从 “经验驱动生产” 到 “数据驱动生产” 的转变。

1. 前段Array制程

Array 制程是面板良率的决定性环节，MES的核心价值是参数防错、实时监控、联动优化。

• 工艺参数标准化管控

MES与 PLM 系统集成，将研发端确定的最优工艺配方（如光刻曝光能量、蚀刻液浓度）自动下发至设备终端，锁定关键参数修改权限，杜绝人工误操作。同时，MES支持参数版本管理，记录配方迭代历史，实现 “研发 - 量产” 工艺参数无缝衔接。

应用场景：京东方武汉基地通过MES管控光刻工序的 120 余项参数，参数偏差率从 5% 降至 0.1%，光刻良率提升 3%。

• 设备数据实时采集与联动

MES通过 OPC UA 协议对接光刻机、蚀刻机、镀膜机等高端设备，秒级采集设备运行状态、工艺参数、加工结果数据，构建设备互联网络。当某台设备参数超出阈值时，MES自动触发预警，并联动上下游设备调整工艺节奏（如蚀刻时间延长），避免批量不良。

• 良率根因快速定位

MES建立 “参数 - 缺陷” 关联数据库，当良率异常时，通过大数据分析追溯至具体工序、设备、批次参数，缩短根因分析时间（从传统的 24 小时以上缩短至 2 小时内）。

2. 中段Cell制程

Cell 制程的核心是多物料精准匹配和环境参数稳定，MES的核心价值是物料追溯、环境监控、缺陷闭环。

• 全流程物料追溯

MES为每片玻璃基板赋予唯一二维码 / RFID 标签，记录基板从 Array 段流转至 Cell 段的全流程信息（如涂布批次、摩擦方向、液晶注入量），实现 “基板 - 物料 - 参数” 一一绑定。当出现贴合缺陷时，可快速追溯到物料批次或工艺参数偏差。

• 环境参数实时监控

MES对接车间温湿度、真空度、洁净度传感器，实时监控 Cell 制程关键区域的环境指标。当环境参数超出阈值（如洁净度从 Class 100 升至 Class 1000），MES自动暂停生产，避免缺陷扩大。

• 缺陷检测数据联动

MES集成自动光学检测（AOI）设备，将贴合缺陷（气泡、异物、错位）数据实时上传，并与前段 Array 制程参数关联分析，识别 “Array 段光刻残胶→Cell 段贴合气泡” 等跨工序缺陷传递规律，推动工艺持续优化。

3. 后段Module制程

Module 制程是面向客户的最后一公里，MES的核心价值是柔性排程、测试数据整合、成品溯源。

• 多品种小批量柔性排产

针对武汉光电显示产业 “车载屏、手机屏、工控屏混线生产” 的特点，MES引入高级计划与排程（APS） 功能，根据订单优先级、设备产能、物料齐套性自动生成最优排程方案，支持紧急插单和快速换型，换型时间缩短 30% 以上。

• 测试数据全链路整合

MES自动采集模组老化测试、光学测试、电性能测试的全量数据，生成每台模组的质量档案，并与前段 Array/Cell 制程数据联动，构建 “全工艺链质量数据图谱”。例如，通过分析 “车载屏亮度不均匀” 问题，追溯到 Cell 段液晶注入量偏差，指导工艺参数优化。

• 成品溯源与客户服务

MES为每片成品模组生成可追溯二维码，客户扫码即可查看模组的生产批次、工艺参数、测试结果等信息，满足汽车、医疗等高端领域的溯源要求。同时，MES支持售后质量问题反向追溯，提升客户满意度。

三、核心价值总结

从生产工艺角度看，MES软件是武汉光电显示产业数字化转型的核心引擎，其价值集中体现在三方面：

• 良率提升：通过工艺参数闭环管控、跨工序数据联动，将面板良率提升 2%-5%，直接转化为企业利润（以京东方武汉基地为例，良率每提升 1%，年增收超千万元）；

• 效率优化：通过柔性排程、设备联动，缩短换型时间和订单交付周期，提升产能利用率；

• 工艺沉淀：通过工艺知识图谱和参数版本管理，实现 “研发 - 量产” 的快速转化，助力武汉光电显示产业向折叠 OLED、Mini/Micro-LED等高端领域突破。