智能制造系统，工业4.0的核心

 

图1 明导电子Valor事业部市场经理江涛

 

    明导电子是一家美国上市公司，为全球EDA领域三大巨头之一，有超过5600名员工分布世界各地，其中近5000名是软件研发工程师。

 

 

    相较于五年甚至十年以前，华南电子制造企业面临的市场压力主要是来自两个方面：一是市场竞争激烈，其中价格最为敏感。企业必须提供最低价格的服务或者产品，才能够拿到订单。

 

    二是用工压力，其中深圳东莞一带最为明显，十年前，在2、3月份，会有很多南下务工人员到深圳东莞找工作，如今这种现象已经不存在了。用工难、招工难，招到合适的工人更难，企业需要用自动化设备来替代人工。

 

 

    产能要求。图2是SMT电子生产制造的模型，主力生产设备为贴片机，生产模组的增大带来系统运转速度的提高和产能的增加。在富士康的苹果或IPAD生产线上，整个U形环形生产线的长度可以接近一百米，生产的模组接近30个。缺点是整个生产系统非常僵硬，柔性较差。在这样长的生产线上做任何一点生产的改变都非常的困难。

 

 

图2 SMT电子生产制造模型

 

    这个系统平均下来线上人员更加精简，使企业单件成本降低，从而可以提供给客户更低价格的产品或是电子制造的服务，进而拿到更多订单。但同时企业需要面对市场多样化的问题，产品类多而量少。例如几乎人手一部的智能手机，可能往往只需要半年，某个产品型号厂家已经不再生产。产品生产周期越来越短促使企业去考虑，什么样的投入产出比，才能够使企业竞争力达到最大化？

 

    德国率先提出工业4.0的概念，最终目的是让企业直接面对消费者。贴片机是第三次工业革命最典型产物，在60年代末70年代初工业电脑和机械手结合在一起，曾经是SMT的主力机型。在如今这个产业变革时代，美国提出互联网制造概念。中国作为制造业大国，也制定了一系列目标，但制造业现状跟美德比起来还有一定差距。

 

    对于智能制造，尤其对于SMT电子智能制造的概念，明导电子认为它的主要支柱是四个系统。第一是必须拥有全优化的制程准备系统，意味着所有的生产工具必须一次性在生产前准备完成，从而确保产品能在工厂任意一条生产线即时开始生产。企业的全球化制造战略，是智能制造的基础。目前典型的生产模式，是研发中心在欧洲或北京，而工厂在东莞、菲律宾或巴西。传统的做法是研发中心拿到产品之后，发到下面的工厂进行生产，然后拿到新产品交由客户确认。

 

    如果拥有制程准备系统，可以在研发中心完成设计之后，首先进行工艺仿真，在系统中检查设计是否存在缺陷，进行分析之后可以看到全球任意一家工厂生产线的情况，经过工艺仿真可以确认哪家工厂的生产线最适合生产这个产品，同时该生产线可以同步拿到生产工具数据，即可开始新产品的生产，用最短的时间将新品制造出来交给客户，从而帮助企业在最短的时间拿到订单。