一种电子制造业协同创新平台及其使用方法与流程

本发明涉及mems、集成电路的加工制造领域，尤其是一种电子制造业协同创新平台及其使用方法。

背景技术：

随着半导体集成电路微细加工技术的发展，无处不在的信息化社会的到来，标志着物联网时代的开启，在工业、汽车、医疗和以智能手机为代表的产品快速增长的带动下，压力传感器、加速计、陀螺、光学器件等mems产品市场占比较高，网络通信、汽车电子成为中国mems细分市场最活跃应用领域。

传统的mems设计流程为设计者单机设计电路或模型，生成的结果或结构，再由相关技术人员转化成工艺流程和版图，再与芯片代工方的相关技术人员匹配本厂的设备和工艺，经过双方反复沟通、调整才能完成整个流程匹配，根据匹配流程再核算价格，最终确定合同，产品生产过程中设计者基本无法参与其中，只能得等待最终结果。

技术实现要素：

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种电子制造业协同创新平台及其使用方法，该协同创新平台形成闭环产业链为设计者和供应商提供协同交流平台。

本发明的技术方案如下：

一种电子制造业协同创新平台，包括：

客户端，客户端包括设计工具云和ip服务云，设计工具云用于实现在线电路设计、结构建模、工艺模拟和绘制版图，ip服务云集成多种ip包供设计者直接使用，ip包为设计打包好的ic或mems模块；

后台管理端，后台管理端包括与设计工具云相连的智能识别模块，用于接收并解密设计工具云发送的加密设计文件，根据解密设计文件通过深度映射算法自动匹配符合产品工艺流程和工艺参数的各个供应商设备，并生成相应加密订单发送至供应商端；

供应商端，供应商端包括与智能识别模块相连的数字孪生云，用于实现生产场景、供应商设备及生产流程的在线可视化，并将加工结果反馈至客户端；

设计工具云、ip服务云和数字孪生云通过工业互联网通讯连接。

其进一步的技术方案为，后台管理端还包括人员/设备管理系统，用于实现设计者和供应商的登陆身份分类管理，建立平台用户信息档案，还用于实现各个供应商设备及其相应工艺信息的分类管理，建立平台设备信息档案。

其进一步的技术方案为，供应商端还包括线上mes系统，线上mes系统与供应商线下mes互通，用于对线下制造工厂的人员、计划、物料、设备的全面跟踪和管理。

一种电子制造业协同创新平台的使用方法，包括：

设计者通过客户端的设计工具云和ip服务云设计仿真所需产品，设计文件经协同创新平台加密后传输至后台管理端；

智能识别模块接收并解密加密设计文件，根据解密设计文件通过深度映射算法自动匹配符合产品工艺流程和工艺参数的各个供应商设备，并生成相应加密订单发送至供应商端；

供应商端解密后根据订单内记载的产品工艺流程、工艺参数和对应的供应商设备，通过数字孪生云模拟生产场景、供应商设备及生产流程，生成3d全景展示平台实现在线可视化，并将加工结果反馈至客户端；

设计者通过协同创新平台查看3d全景展示平台，监督生产过程，并根据加工结果在设计工具云上对产品重新调整，重新执行设计文件经协同创新平台加密后传输至后台管理端的步骤，直至产品无需调整，得到最终加工产品。

其进一步的技术方案为，客户端、后台管理端和供应商端的解密方法相同，包括：

协同创新平台启动时根据用户身份传递给用户两个密钥参数，分别为当前用户个人密钥和当前用户所属企业密钥，用户身份从平台用户信息档案中获取包括个人用户和企业用户；

若用户身份为个人用户时，则当前用户所属企业密钥为空；若用户身份为企业用户时，协同创新平台根据企业间的组织从属关系对当前用户所属企业密钥划分权限，用户根据当前用户所属企业密钥的权限打开符合自身身份的相应企业加密文件或个人加密文件，或者协同创新平台生成符合用户身份的企业加密文件或个人加密文件，企业加密文件包括保存在企业名下的由设计工具云生成的设计文件和企业知识产权文件，个人加密文件包括保存在个人名下的由设计工具云生成的设计文件和个人知识产权文件；

解密时先使用当前用户所属企业密钥解密企业加密文件或个人加密文件，若企业加密文件解密失败，则所要打开的企业加密文件与当前用户权限不符，或者当前用户不属于企业；再使用当前用户个人密钥解密个人加密文件。

其进一步的技术方案为，当企业间的组织从属关系发生变换时，其对应的当前用户所属企业密钥的权限也随之变换，复制原有的企业加密文件也不会被打开；

密钥参数的传递均在协同创新平台搭设的服务器内部，不经过用户传递和保存。

其进一步的技术方案为，根据解密设计文件通过深度映射算法自动匹配符合产品工艺流程和工艺参数的各个供应商设备，包括：

智能识别模块根据行业加工标准工艺信息和平台设备信息档案建立标准化加工流程模块与供应商设备的对应关系，标准化加工流程模块包括光刻、刻蚀、薄膜、注入和键合；

利用第一匹配关键字段从解密设计文件中提取工艺流程特征，并与标准化加工流程模块进行匹配对应，实现工艺流程的匹配，利用第二匹配关键字段层层筛选匹配出与标准化加工流程模块对应的供应商设备，利用第三匹配关键字段层层筛选匹配出符合产品工艺参数的供应商设备，实现将设计文件自动转换成符合加工条件的供应商设备。

其进一步的技术方案为，数字孪生云还连接线下制造工厂，线下制造工厂连接线上mes系统，则方法还包括：

线下制造工厂根据数字孪生云模拟的加工结果和订单线下开展生产，同时利用线上mes系统与供应商线下mes互通，对线下制造工厂的人员、计划、物料、设备进行全面跟踪和管理。

本发明的有益技术效果是：

本申请提出的电子制造业协同创新平台将ic或mems行业内的产能和设备集中，将研发、生产制造、封装、测试各环节进行协调统一，形成为一个良好的闭环产业，设计人员可以全程跟踪代工厂(供应商)的各个生产环节和进度，及时调整自己的设计产品，最终获取优质产品，与传统的mems设计和生产流程相比，可以有效避免代工厂最终生产的产品不符合设计人员的预期要求，设计人员的设计文件通过后台管理端的智能识别模块自动匹配对应符合产品工艺流程和参数的供应商设备，解决了两者沟通困难且需反复沟通协商的问题，缩短了产品加工时间；通过设置ip服务云使设计者能够更高效的完成产品设计，缩短了产品设计时间；通过协同创新平台自带的文件加解密过程，且根据企业间的组织从属关系开放当前用户所属企业密钥的权限，因此不会出现越级操作，离职人员及外来人员无法打开企业名下的加密文件，保证了企业加密文件在平台传输和浏览的安全；通过线上mes系统与供应商线下的mes互通对接，对线下制造工厂的人员、计划、物料、设备进行全面跟踪和管理，能够帮助供应商合理规划生成计划，缩短整个生产时间。

附图说明

图1是本申请提供的电子制造业协同创新平台的原理框图。

图2是本申请提供的电子制造业协同创新平台的使用方法流程图。

图3是本申请提供的智能识别模块自动匹配有效供应商设备的方法原理图。

图4是本申请提供的基于数字孪生云的3d全景展示平台的示意图。

图5是本申请提供的标准化加工流程模块与供应商设备之间的对应关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

本申请公开了一种电子制造业协同创新平台，其原理框图如图1所示，包括客户端、后台管理端和供应商端。

客户端包括设计工具云和ip服务云，设计工具云用于实现在线电路设计、结构建模、工艺模拟和绘制版图，设计工具云包括仿真软件，可选的，仿真软件为intellisense软件，协同创新平台后期还会逐步引进如ansys、comsol、covontorware、sugar等国内外知名的设计仿真软件的多元化合作。ip服务云集成多种ip包供设计者直接使用，ip包为设计打包好的ic或mems模块，可选的，ip包包括特色流程ip包和特殊工艺ip包，供设计者参考并能提供选择性服务，设计者也可以自行设计ip包提供给协同创新平台使用。通过设置ip服务云使设计者能够更高效的完成产品设计，缩短了产品设计时间。

后台管理端包括与设计工具云相连的智能识别模块，用于接收并解密设计工具云发送的加密设计文件，根据解密设计文件通过深度映射算法自动匹配符合产品工艺流程和工艺参数的各个供应商设备，并生成相应加密订单发送至供应商端。

可选的，后台管理端还包括人员/设备管理系统，用于实现设计者和供应商的登陆身份分类管理，建立平台用户信息档案，方便协同创新平台管理人员信息。还用于实现各个供应商设备及其相应工艺信息的分类管理，建立平台设备信息档案，方便协同创新平台管理设备信息。

供应商端包括与智能识别模块相连的数字孪生云，用于实现生产场景、供应商设备及生产流程的在线可视化，并将加工结果反馈至客户端，便于设计者全称跟踪生产情况，对有问题环节有可追诉依据。

可选的，供应商端还包括线上mes系统，线上mes系统与供应商线下mes互通，数字孪生云还连接线下制造工厂，线下制造工厂连接线上mes系统，线上mes系统用于对线下制造工厂的人员、计划、物料、设备开展全面跟踪和管理。

上述的设计工具云、ip服务云和数字孪生云通过工业互联网通讯连接，协同创新平台基于“三云一网”将设计人员与代工厂(也即供应商)联系起来。

本申请还公开了一种电子制造业协同创新平台的使用方法，其方法流程图如图2所示，方法包括如下步骤：

步骤1：设计者通过客户端的设计工具云和ip服务云设计仿真所需产品，设计文件经协同创新平台加密后传输至后台管理端。

步骤2：智能识别模块接收并解密加密设计文件，根据解密设计文件通过深度映射算法自动匹配符合产品工艺流程和工艺参数的各个供应商设备，并生成相应加密订单发送至供应商端。

智能识别模块根据行业加工标准工艺信息和平台设备信息档案建立标准化加工流程模块与供应商设备的对应关系，标准化加工流程模块包括光刻、刻蚀、薄膜、注入和键合，对应关系包括工艺流程、工艺流程涉及的设备类型和对应的加工厂，请参照图5，其示出了“刻蚀”标准化加工流程模块与供应商设备之间的对应关系。

本实施例以“刻蚀”工艺流程为例解释自动匹配方法，结合图3和图5所示，利用第一匹配关键字段“etc”从解密设计文件中提取工艺流程特征，并与标准化加工流程模块进行匹配对应，实现工艺流程的匹配，此时协同创新平台的匹配结果为多个符合工艺流程的供应商设备。利用第二匹配关键字段“rie-si3n4”匹配出与标准化加工流程模块对应的供应商设备，此时协同创新平台的匹配结果为进一步筛选后的符合工艺流程的供应商设备，可选的，还可以利用其它匹配关键字段进行层层筛选，使匹配出符合工艺流程的供应商设备范围逐渐缩小。利用第三匹配关键字段“材料为si、条宽为1.3±0.13um、测槽深为3.3um”匹配出符合产品工艺参数的供应商设备，此时协同创新平台的匹配结果为进一步筛选后的符合工艺流程及工艺参数的有效供应商设备，通过层层匹配筛选又缩小了符合条件的供应商设备的范围，实现将设计文件自动转换成符合加工条件的供应商设备，设计者根据实际情况从中选用一种供应商设备即可。

步骤3：供应商端解密后根据订单内记载的产品工艺流程、工艺参数和对应的供应商设备，通过数字孪生云模拟生产场景、供应商设备及生产流程，生成3d全景展示平台实现在线可视化，如图4所示，3d全景展示平台包括各个供应商设备及其对应的设备参数，还包括生产场景的实际温湿度参数，3d全景展示平台将加工结果反馈至客户端。

步骤4：设计者通过协同创新平台查看3d全景展示平台，监督生产过程，并根据加工结果在设计工具云上对产品重新调整，重新执行设计文件经协同创新平台加密后传输至后台管理端的步骤，直至产品无需调整，得到最终加工产品。

其中，客户端、后台管理端和供应商端的解密方法相同，方法包括：

协同创新平台启动时根据用户身份传递给用户两个密钥参数，分别为当前用户个人密钥和当前用户所属企业密钥，用户身份从平台用户信息档案中获取包括个人用户和企业用户。

若用户身份为个人用户时，则当前用户所属企业密钥为空；若用户身份为企业用户时，协同创新平台根据企业间的组织从属关系对当前用户所属企业密钥划分权限，用户根据当前用户所属企业密钥的权限打开符合自身身份的相应企业加密文件或个人加密文件，或者协同创新平台生成符合用户身份的企业加密文件或个人加密文件，企业加密文件包括保存在企业名下的由设计工具云生成的设计文件和企业知识产权文件，个人加密文件包括保存在个人名下的由设计工具云生成的设计文件和个人知识产权文件。

解密时先使用当前用户所属企业密钥解密企业加密文件或个人加密文件，若企业加密文件解密失败，则所要打开的企业加密文件与当前用户权限不符，或者当前用户不属于企业。再使用当前用户个人密钥解密个人加密文件。

当企业间的组织从属关系发生变换时，其对应的当前用户所属企业密钥的权限也随之变换，也即密钥参数是与企业间的组织从属关系共同生成和消失的，原有的企业加密文件即使被复制也不会被打开。密钥参数的传递均在协同创新平台搭设的服务器内部，不经过用户传递和保存，因此不易被窃取。

通过协同创新平台自带的文件加解密过程，且根据企业间的组织从属关系开放当前用户所属企业密钥的权限，因此不会出现越级操作，离职人员及外来人员无法打开企业名下的加密文件，保证了企业加密文件在平台传输和浏览的安全。

可选的，所述方法在步骤3后还包括：

线下制造工厂根据数字孪生云模拟的加工结果和订单线下开展生产，同时利用线上mes系统与供应商线下mes互通，对线下制造工厂的人员、计划、物料、设备进行全面跟踪和管理，能够帮助供应商合理规划生成计划，缩短整个生产时间。

本申请提出的电子制造业协同创新平台将ic或mems行业内的产能和设备集中，将研发、生产制造、封装、测试各环节进行协调统一，形成为一个良好的闭环产业，设计人员可以全程跟踪代工厂(供应商)的各个生产环节和进度，及时调整自己的设计产品，最终获取优质产品，与传统的mems设计和生产流程相比，可以有效避免代工厂最终生产的产品不符合设计人员的预期要求，设计人员的设计文件通过后台管理端的智能识别模块自动匹配对应符合产品工艺流程和参数的供应商设备，解决了两者沟通困难且需反复沟通协商的问题，缩短了产品加工时间。

虚拟电子制造业协同创新平台集成了设计仿真软件、集成设计ip、设计结果加密、根据工艺流程和工艺参数匹配数字工厂、在线下单、加工过程跟踪、加工结果追诉和集成线上mes系统多种功能。本发明解决了传感器行业各环节协同性差、标准化和规范性不统一的问题，实现软件定义的数字化智造sdm。建设整个电子制造业产业闭环链条，配合优化后的工业物联网云端，构建起一个完整的电子制造业生态体系，具有广阔的发展前景。

以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。