建PCB智能化工廠，高逼格!但是這些您知道嗎......

這兩天，馬云爸爸出盡了風(fēng)頭，隨著無人超市、無人餐廳、智能加油站不斷的出現(xiàn)，有些PCB廠也開始謀劃著建PCB智能化工廠。由于最近兩年，原材料大漲，人工成本直線上升，環(huán)保督查愈加嚴苛，導(dǎo)致很多工廠深陷成本泥沼難以抽身。成本直線上升，誰還能笑傲江湖呢？

就拿我們的客戶群體PCB行業(yè)的景旺電子也就是華南八虎中的第二虎來做列子，看看他們近來的成績多漂亮：2012-2016年營業(yè)收入及利潤逐年增長，CAGR分別為23.73%和32.29%。2017年上半年，公司延續(xù)比前幾年的營收利潤高成長態(tài)勢，實現(xiàn)營收19.7億元，同比增長31.52%；實現(xiàn)凈利潤3.16億元，同比增長29.17%。

有專業(yè)人士分析：景旺電子核心優(yōu)勢在于生產(chǎn)工藝流程控制，工廠自動化程度非常高，生產(chǎn)實現(xiàn)流程化，產(chǎn)品良率遠高于競爭對手，直接使得公司盈利能力遠領(lǐng)先競爭對手。 

也許好多人都激動了，我也要搞自動化，我也要建PCB智能化工廠，我也要交出牛氣哄哄的成績表，一洗前恥！

建PCB智能化工廠，其中自動化設(shè)備一般耗資巨大，沒有做好完全準備，一旦掉進坑里，損失難以估算。所以必須：

現(xiàn)在，我們暫時捂緊錢包，先好好了解一下什么是智能工廠？

智能工廠六個顯著特征：

① 設(shè)備互聯(lián)。能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備與設(shè)備互聯(lián)（M2M），通過與設(shè)備控制系統(tǒng)集成，以及外接傳感器等方式，由SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)）實時采集設(shè)備的狀態(tài)，生產(chǎn)完工的信息、質(zhì)量信息，并通過應(yīng)用RFID（無線射頻技術(shù)）、條碼（一維和二維）等技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的可追溯。

② 廣泛應(yīng)用工業(yè)軟件。廣泛應(yīng)用MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）、APS（先進生產(chǎn)排程）、能源管理、質(zhì)量管理等工業(yè)軟件，實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的可視化和透明化。在新建工廠時，可以通過數(shù)字化工廠仿真軟件，進行設(shè)備和產(chǎn)線布局、工廠物流、人機工程等仿真，確保工廠結(jié)構(gòu)合理。在推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程中，必須確保工廠的數(shù)據(jù)安全和設(shè)備和自動化系統(tǒng)安全。在通過專業(yè)檢測設(shè)備檢出次品時，不僅要能夠自動與合格品分流，而且能夠通過SPC（統(tǒng)計過程控制）等軟件，分析出現(xiàn)質(zhì)量問題的原因。

③ 充分結(jié)合精益生產(chǎn)理念。充分體現(xiàn)工業(yè)工程和精益生產(chǎn)的理念，能夠?qū)崿F(xiàn)按訂單驅(qū)動，拉動式生產(chǎn)，盡量減少在制品庫存，消除浪費。推進智能工廠建設(shè)要充分結(jié)合企業(yè)產(chǎn)品和工藝特點。在研發(fā)階段也需要大力推進標準化、模塊化和系列化，奠定推進精益生產(chǎn)的基礎(chǔ)。

④ 實現(xiàn)柔性自動化。結(jié)合企業(yè)的產(chǎn)品和生產(chǎn)特點，持續(xù)提升生產(chǎn)、檢測和工廠物流的自動化程度。

產(chǎn)品品種少、生產(chǎn)批量大的企業(yè)可以實現(xiàn)高度自動化，乃至建立黑燈工廠；

小批量、多品種的企業(yè)則應(yīng)當(dāng)注重少人化、人機結(jié)合，不要盲目推進自動化，應(yīng)當(dāng)特別注重建立智能制造單元。工廠的自動化生產(chǎn)線和裝配線應(yīng)當(dāng)適當(dāng)考慮冗余，避免由于關(guān)鍵設(shè)備故障而停線；同時，應(yīng)當(dāng)充分考慮如何快速換模，能夠適應(yīng)多品種的混線生產(chǎn)。

物流自動化對于實現(xiàn)智能工廠至關(guān)重要，企業(yè)可以通過AGV、行架式機械手、懸掛式輸送鏈等物流設(shè)備實現(xiàn)工序之間的物料傳遞，并配置物料超市，盡量將物料配送到線邊。質(zhì)量檢測的自動化也非常重要，機器視覺在智能工廠的應(yīng)用將會越來越廣泛。此外，還需要仔細考慮如何使用助力設(shè)備，減輕工人勞動強度。

⑤ 注重環(huán)境友好，實現(xiàn)綠色制造。能夠及時采集設(shè)備和產(chǎn)線的能源消耗，實現(xiàn)能源高效利用。在危險和存在污染的環(huán)節(jié)，優(yōu)先用機器人替代人工，能夠?qū)崿F(xiàn)廢料的回收和再利用。

⑥ 可以實現(xiàn)實時洞察。從生產(chǎn)排產(chǎn)指令的下達到完工信息的反饋，實現(xiàn)閉環(huán)。通過建立生產(chǎn)指揮系統(tǒng)，實時洞察工廠的生產(chǎn)、質(zhì)量、能耗和設(shè)備狀態(tài)信息，避免非計劃性停機。通過建立工廠的Digital Twin（數(shù)字映射），方便地洞察生產(chǎn)現(xiàn)場的狀態(tài)，輔助各級管理人員做出正確決策。

僅有自動化生產(chǎn)線和工業(yè)機器人的工廠，還不能稱為智能工廠。智能工廠不僅生產(chǎn)過程應(yīng)實現(xiàn)自動化、透明化、可視化、精益化，而且，在產(chǎn)品檢測、質(zhì)量檢驗和分析、生產(chǎn)物流等環(huán)節(jié)也應(yīng)當(dāng)與生產(chǎn)過程實現(xiàn)閉環(huán)集成。一個工廠的多個車間之間也要實現(xiàn)信息共享、準時配送和協(xié)同作業(yè)。

智能工廠的建設(shè)充分融合了信息技術(shù)、先進制造技術(shù)、自動化技術(shù)、通信技術(shù)和人工智能技術(shù)。每個企業(yè)在建設(shè)PCB智能工廠時，都應(yīng)該考慮如何能夠有效融合這五大領(lǐng)域的新興技術(shù)，與企業(yè)的產(chǎn)品特點和制造工藝緊密結(jié)合，確定自身的智能工廠推進方案。

的確，智能轉(zhuǎn)型是將制造企業(yè)做大做強的關(guān)鍵。但是，這么興致勃勃、一拍腦門說干就干，真怕在推進建PCB智能化工廠的時候，會走進這些誤區(qū)或遇上這些問題，因此我們要查看自身工廠目前狀況避免誤區(qū)：

① 盲目購買自動化設(shè)備和自動化產(chǎn)線。很多制造企業(yè)仍然認為推進智能工廠就是自動化和機器人化，盲目追求“黑燈工廠”，推進單工位的機器人改造，推行機器換人，上馬只能加工或裝配單一產(chǎn)品的剛性自動化生產(chǎn)線。只注重購買高端數(shù)控設(shè)備，但卻沒有配備相應(yīng)的軟件系統(tǒng)。

② 尚未實現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)的自動采集和車間聯(lián)網(wǎng)。企業(yè)在購買設(shè)備時沒有要求開放數(shù)據(jù)接口，大部分設(shè)備還不能自動采集數(shù)據(jù)，沒有實現(xiàn)車間聯(lián)網(wǎng)。目前，各大自動化廠商都有自己的工業(yè)總線和通信協(xié)議，OPC UA標準的應(yīng)用還不普及。

③ 工廠運營層還是黑箱。在工廠運營方面還缺乏信息系統(tǒng)支撐，車間仍然是一個黑箱，生產(chǎn)過程還難以實現(xiàn)全程追溯，與生產(chǎn)管理息息相關(guān)的制造BOM數(shù)據(jù)、工時數(shù)據(jù)也不準確。

④ 設(shè)備績效不高。生產(chǎn)設(shè)備沒有得到充分利用，設(shè)備的健康狀態(tài)未進行有效管理，常常由于設(shè)備故障造成非計劃性停機，影響生產(chǎn)。

⑤ 依然存在大量信息化孤島和自動化孤島。智能工廠建設(shè)涉及到智能裝備、自動化控制、傳感器、工業(yè)軟件等領(lǐng)域的供應(yīng)商，集成難度很大。很多企業(yè)不僅存在諸多信息孤島，也存在很多自動化孤島，自動化生產(chǎn)線沒有進行統(tǒng)一規(guī)劃，生產(chǎn)線之間還需要中轉(zhuǎn)庫轉(zhuǎn)運。

建PCB智能化工廠無疑是一個極大的挑戰(zhàn)。那么，它的成功之道是什么呢？

有專業(yè)人士總結(jié)了幾個要點，我們一起來學(xué)習(xí)一下：

① 進行智能工廠整體規(guī)劃

智能工廠的建設(shè)需要實現(xiàn)IT系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)的信息集成；處理來源多樣的異構(gòu)數(shù)據(jù)，包括設(shè)備、生產(chǎn)、物料、質(zhì)量、能耗等海量數(shù)據(jù)；應(yīng)當(dāng)進行科學(xué)的廠房布局規(guī)劃，在滿足生產(chǎn)工藝要求，優(yōu)化業(yè)務(wù)流程的基礎(chǔ)上，提升物流效率，提高工人工作的舒適程度。

智能工廠的推進需要企業(yè)的IT部門、自動化部門、精益推進部門和業(yè)務(wù)部門的通力合作。制造企業(yè)應(yīng)當(dāng)做好智能工廠相關(guān)技術(shù)的培訓(xùn)，選擇有實戰(zhàn)經(jīng)驗的智能制造咨詢服務(wù)機構(gòu)，共同規(guī)劃推進智能工廠建設(shè)的藍圖。在規(guī)劃時應(yīng)注意行業(yè)差異性，因為不同行業(yè)的產(chǎn)品制造工藝差別很大，智能工廠建設(shè)的目標和重點也有顯著差異。

② 建立明確的智能工廠標準

在智能工廠的建設(shè)中，企業(yè)往往會忽視管理與技術(shù)標準的建立，容易造成缺少數(shù)據(jù)標準，一物多碼；作業(yè)標準執(zhí)行不到位；缺失設(shè)備管理標準，不同的設(shè)備采用不同的通訊協(xié)議，造成設(shè)備集成難度大；管理流程復(fù)雜，職權(quán)利不匹配；質(zhì)檢標準執(zhí)行不到位，導(dǎo)致批次質(zhì)量問題多等問題。因此，需要建立明確的智能工廠標準，例如，業(yè)務(wù)流程管理規(guī)范、設(shè)備點檢維護標準和智能工廠評估標準等管理規(guī)范，智能裝備標準、智能工廠系統(tǒng)集成標準、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標準以及主數(shù)據(jù)管理標準等技術(shù)標準。

③ 重視智能加工單元建設(shè)

目前，智能加工單元在我國制造企業(yè)的應(yīng)用還處于起步階段，但必然是發(fā)展的方向。智能加工單元可以利用智能技術(shù)將CNC、工業(yè)機器人、加工中心以及自動化程度較低的設(shè)備集成起來，使其具有更高的柔性，提高生產(chǎn)效率。

④ 強調(diào)人機協(xié)作而不是機器換人

智能工廠的終極目標并不是要建設(shè)成無人工廠，而應(yīng)追求在合理成本的前提下，滿足市場個性化定制的需求。因此，人機協(xié)作將成為智能工廠未來發(fā)展的主要趨勢。

人機協(xié)作的最大特點是可以充分利用人的靈活性完成復(fù)雜多變的工作任務(wù)，在關(guān)鍵崗位上，更需要人的判斷能力和決策能力顯得更為重要，而機器人則擅長重復(fù)勞動。

⑤ 積極應(yīng)用新興技術(shù)

未來，AR（Augmented Reality，增強現(xiàn)實）技術(shù)將被大量應(yīng)用到工廠的設(shè)備維護和人員培訓(xùn)中。工人帶上AR眼鏡，就可以“看到”需要操作的工作位置。例如，需要擰緊螺栓的地方，當(dāng)擰到位時，會有相應(yīng)提示，從而提高作業(yè)人員的工作效率；維修人員可以通過實物掃碼，使虛擬模型與實物模型重合疊加，同時在虛擬模型中顯示出設(shè)備型號、工作參數(shù)等信息，并根據(jù)AR中的提示進行維修操作；AR技術(shù)還可以幫助設(shè)備維修人員將實物運行參數(shù)與數(shù)字模型進行對比，盡快定位問題，并給予可能的故障原因分析。此外，數(shù)字工廠仿真技術(shù)可以基于離散事件建模、3D幾何建模、可視化仿真與優(yōu)化等技術(shù)實現(xiàn)對工廠靜態(tài)布局、動態(tài)物流過程等綜合仿真和分析，從而能夠先建立數(shù)字化的生產(chǎn)系統(tǒng)甚至全部工廠，依據(jù)既定工藝進行運行仿真。智能制造和智能工廠涵蓋領(lǐng)域很多，系統(tǒng)極其復(fù)雜，如果當(dāng)下你還缺乏深刻理解，在這種狀況下，企業(yè)不能貿(mào)然推進建PCB智能化工廠，搞“大躍進”，以免造成企業(yè)的投資打水漂。建議依托有實戰(zhàn)經(jīng)驗的咨詢服務(wù)機構(gòu)，結(jié)合企業(yè)內(nèi)部的IT、自動化和精益團隊，讓高層積極參與，根據(jù)企業(yè)的產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝，做好需求分析和整體規(guī)劃，在此基礎(chǔ)上穩(wěn)妥推進，才能取得實效。