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PCB业者亲临德国工厂,体验工业4.0究竟有多神奇

文章来源:三好鑫电子发表时间:2017-06-29

前段时间我们PCB行业中一直在探讨德国的“工业4.0”,其实这个问题可以上升到很高的高度,不仅关系到PCB行业或者制造业,它甚至关系到未来世界的主导者的问题,德国、美国、中国,分布遇到了什么机遇和挑战?谁最有可能掌控世界,完全可以从这里开始说起。

   事实上,德国的工业4.0是基于德国现有的工业制造基础而提出的发展战略。而我国在工业制造方面尚且与德国仍有很大段差距,过分照搬他们的战略,生硬地套在我们尚未跟上的工业基础上,确实显得很不现实。但工业4.0必定是以后智能制造的必然趋势,PCB行业也属于智能工厂一类,所以有必要在这里和各位同行聊一聊。


先说说德国,“工业4.0”确实已上升为德国的国家级战略,但就连德国业界都有300多种对于“工业4.0”的不同阐述,这说明崭新的事物不是随随便便就能被定义,更何况我们这些局外人?所以耳闻为虚,眼见为实,要想在工业4.0方面有发言权,必须亲自去德国的一线工厂深度学习、一窥尊容,下面我们就跟随记者的经历一边学习一边探讨。

一、未来工厂——“机器”有了灵魂,它能读懂“产品”


位于巴伐利亚州东北小镇上的西门子安贝格电子制造厂,虽然只有三座外观简朴的厂房,却被誉为德国“工业4.0”模范工厂,它是未来德国工业的一个缩影。


安贝格拥有欧洲最先进的数字化生产平台。工厂主要生产PLC和其他工业自动化产品,在整个生产过程中,无论元件、半成品还是待交付的产品,均有各自编码,在电路板安装上生产线之后,可全程自动确定每道工序;生产的每个流程,包括焊接、装配或物流包装等,一切过程数据也都记录在案可供追溯;


更重要的是:在一条流水线上,可通过预先设置控制程序,自动装配不同元件,流水生产出各具特性的产品。


由于“产品”与“机器”实现了“沟通”,整个生产过程都为实现IT控制进行了优化,生产效率因此大大提高:只有不到四分之一的工作量需要人工处理,主要是数据检测和记录;工厂每年生产元件30亿个,每秒钟可生产出一个产品,产能较数字化前提高了8倍,而由于对所有元件及工序进行实时监测和处理,工厂可做到24小时内为客户供货。


从上面我们可以分析,可推测PCB行业将会在以下方面发生变化:

1.大批量的生产模式将逐渐消失,取而代之的是小批量快板。

2.传统的PCB设备将逐渐被淘汰,取而代之的是智能自动生产设备,比如设备可根据生产信息自动调整生产参数。并可自动扫描PCB上条码识别各PCB的生产特性及品质特性。


二、自动化中心——机器也会自我更新


离开安贝格,我记者来到德国北部的雷蒙哥,这里是德国弗劳恩霍夫研究院工业自动化应用中心,专门为企业研发并生产推动“工业4.0”所需的设备和解决方案。


“传统工业时代下,如果更换一台流水机器的设备往往需要数天。但是现在我们只需要几分钟。中心负责人尤尔根·雅思博奈特说。这是因为在传统设备的安装过程中,技术人员需要先把新的部件手动连接到工作环境,然后再去调整生产线上的控制装置。就像几十年前使用电脑工作时一样。“那时,每个新部件都需要一张带有驱动程序的软盘,安装之后经常与计算机上的其他部件发生冲突,以至于用户不得不手工进行调整。”


而现在USB的出现让一切变得简单和轻松。我们只需把新装置插到计算机上即可。“即插即用”成为这一技术进步的生动描述。现在,工业4.0的专家们用“即插即生产”来指设备和系统的顺畅配置,就像雷蒙哥公司的场景一样。就像电脑一样,未来的部件会自发地与工作环境相连接,自己把自己集成到现有控制系统当中。


三、机器人会取代工人吗?


据德国一家独立市场调研机构的统计,截至2014年8月,德国70%的工业中小企业都已经开始“工业4.0”的革新,主要包括引入自动化、智能化的设备进行生产。这招式着一种怎样的未来呢?


首先,工业重心发生了转变。工业4.0之前,所有的革新都是为了通过规模效应以及员工生产率来降低成本。而未来工业制胜的秘诀在于,如何在提高生产率的同时,还能缩短产品从“设计”到“上市”的周期,以及如何满足更复杂、个性化的产品需求。

   其次PCB制造是一个生产工艺复杂的行业,而工业4.0的到来会使生产车间布局将由传统的分散性逐步向集中的流水线改进。传统的生产车间都是由手动或半自动设备组成,产品运输都是人工完成,所以各设备的分布比较散漫。而工业4.0时代,所有的设备都是智能自动化,上下工序的设备可连接,PCB可自动从上工序过渡到下工序,无需人工搬运。这就需要将各设备布局成流水线形式方便物流运输。


四:谁掌握了大数据,谁就掌握了未来!


正是因为机器的自我完善系统,“工业4.0”将产生大量数据。以安贝格工厂为例,其生产线上的在线监测节点超过1000个,每天采集数据逾5000万个。


新的工业生产方式将产生海量的数据,信息化管理作为实现工业4.0的关键部分,将会越来越重要。

工业4.0时代,个性化的需求将促使PCB的生产周期越来越短,因此大数据信息化管理首要任务是帮助工厂减少周转等待时间,加快生产周期。比如当客户通过手机APP或在网上下单后,系统会自动根据订单特性计算判断此批订单所需的所有物料,并及时通过系统判断物料是否充足,若无,系统则会自动下单到原料供应商,并在最快的时间准备好物料。


所以工业4.0并不只是生产智能产品,重要的是提供智能化服务的能力,否则,将来可能仅是服务商一个可替换的产品供应者。



比如:戴姆勒公司在硅谷专门设置了研发中心,以开发车载智能娱乐系统,但这一系统最终要靠苹果的Siri语音系统来控制。可见,不论是汽车内的某个娱乐装置,还是某块太阳能电板,谁能掌握附着在这些智能化了的产品上的数据与信息,谁也就掌握着提供智能化服务的能力,也就掌握了未来!


你是生产商、是服务商,还是用户,这三者的从属秩序决定了未来世界的格局!“工业4.0”其实就是“信息2.0”(传统互联网是信息1.0)。我们再来展望一下历史,如果说人类社会历史进程就是一条指数曲线,今天就是人类社会发展的临界点!大数据、云计算、物联网等新技术将带来一系列奇迹性的变化!未来的颠覆是如此可怕,又让人如此期待!


当戴姆勒遇上Siri,不仅是德国与美国优势行业之间的竞争,更意味着在移动互联网的推动下,谁能代表最先进的生产力,谁就能赢得未来!