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工业4.0带动PCB制造的新视野

作者: 编辑: 来源: 发布日期:2020-05-08

      工业4.0有望在工厂数据自动化效率和生产率方面取得巨大的进步,这在一定程度上要归功于汽车,物联网(IoT)和人工智能(AI)的并行发展。展望未来,我们可以预见工业过程,其中机器将负责特定的“学习”任务,利用封闭的反馈回路,从而可以实时监控和报告高度详细的生产数据,并且检测到的偏差会自动触发源参数调整。以这种方式,系统将控制和校正自身,并且产量大大增加

      此过程将产生惊人的大量数据以加以利用和分析,这是一项艰巨的管理挑战,但对于机器学习(ML)则是绝对必要的,因为机器学习(ML)被设计为吸收和“学习”所有可用信息的最后一部分。尽管电子工业距离实现这种自动化水平和智能水平还有一段距离,但向工业4.0的演进正在顺利进行,PCB制造市场的最新趋势证明了这一点。
 
      PCB制造商承受着越来越大的压力,要求他们在车间生产的每个成品PCB单元提供越来越详细的数据,从而使他们的客户能够以最高的数据粒度快速识别,跟踪和解决整个供应链中的PCB缺陷。为了应对这一挑战,PCB制造商正在进行工艺修改,以捕获PCB生产数据并在制造过程的每个阶段进行根本原因分析。该过程将生成庞大的制造数据数据库,这些数据库最终将有助于提供对制造过程的完全可见性,评估给定PCB中每个单独层的功能完整性,并在设备通过生产线时监视其状态。
 
此外,PCB制造商正在寻求以新方式使用智能制造的方法,以改善整体过程并确定工厂系统中的问题区域。先进的过程控制和可视化应用程序是此策略的关键组成部分,最终将成为全自动工厂的推动者。
 
每一层的精确跟踪可追溯性和过程控制功能的好处是无数的,并且与Industry 4.0的核心原则非常一致。可追溯性–制造商一直跟踪缺陷直至PCB单元的能力–通过在整个生产线上收集数字数据并将此数据直接传送到工厂的制造执行系统(MES)和IT部门,从而提高了过程的可见性。此外,可追溯性通过为所有制造设备建立集中式连接点来提高效率,并且具有成本效益,特别是通过利用可提高产量和流程管理的分析工具的方式。
 
实际上,PCB的可追溯性与条形码和软件有关,与商业商品和材料的跟踪过程并无不同。但是与大多数商业商品不同,PCB非常复杂,PCB现场故障的后果可能特别严重,这取决于所容纳的电子设备的性质,例如智能手机,除颤器或无人驾驶车辆,以及所有在两者之间。
 
 
PCB制造商需要收集和跟踪数据。
 
      仅从完成的PCB顶部读取和跟踪条形码还不够好,因为可追溯性非常有限,而且能够查明源自内部PCB层的问题的能力也很有限。取而代之的是,本着工业4.0的精神,必须使用复杂的条形码标记和软件分别编码每个PCB中每一层的每个单元,以便可以将其逻辑上链接到PCB层中的其他单元。
 
      这种极其详细的方法可以实现端到端的可追溯性,并可以对生产线中每个特定的PCB制造过程进行根本原因分析。可以跟踪的详细数据包括:使用的机器及其参数和操作,缺陷图片,生产日期和时间,操作员姓名,批号等。
跟踪的数据对于历史分析很有用,但是在处理,分析并立即将其反馈给MES之前,PCB出厂之前,它也同样有价值,甚至更有价值。如果要有效地使用这些数据来识别和纠正过程中出现的问题,则需要实时评估并采取措施,从而限制了缺陷的传播。随着ML和AI技术的兴起,这种实时的封闭式反馈回路对于实现真正的自动化学习和决策过程将至关重要。
对制造过程的更深入了解越来越需要完全了解PCB制造过程,而不仅仅是PCB单元的可追溯性。到目前为止,还无法做出自动决策,生产车间的操作员永远无法及时回顾许多制造系统,以准确地确定问题和趋势。先进的过程控制和可视化技术的出现标志着迈向由AI支持的全自动工厂的第一步。
 
      使用先进的过程控制和可视化功能,自动化且高度详细的生产报告将为制造商在过程的早期提供一幅全景图–实时可见性和整个制造和检查阶段以及从面板到下级的缺陷分布图到各个PCB单元。PCB制造商可以使用通过生产监控收集的分析来快速,准确地确定整个设计和制造过程中的缺陷趋势。
 
      基于提供可行见解的实际生产数据,PCB制造商可以进行根本原因分析,并与设计人员建立反馈环。这改善了整个生产车间的管理,从而导致有效,快速和更明智的决策,从而改善了生产过程。好处包括降低维护成本,减少停机时间以及提高生产率和效率。
收集数据,收集速度
 
      正如可追溯性所需要的努力一样,它已成为嵌入式PCB制造商的新规范,因为它们在利润丰厚的电子设备市场中争夺优势,几乎不容忍有缺陷的产品。但是,设备的完整性和可追溯性所带来的影响远远超出了产品的可靠性。确实,PCB制造商展示和维持高水平产品质量和良率的能力将成为客户在PCB供应商竞争激烈的领域中日益重要的因素。电子设备OEM越来越多地对供应商的可追溯性流程及其对收益计算的影响进行审查,从而反过来为客户评估供应商的生产可扩展性和成本结构提供依据。
 
 
      在更高的层次上,先进的制造过程控制对于PCB供应商来说至关重要,因为他们正在寻找新的方法来改善整个系统的制造过程并提高整体产量。
可追溯性和实时连接功能对于争夺宝贵政府补贴的PCB供应商尤其重要。在欧洲和中国,这种趋势最为明显。在中国,中国政府的“中国制造2025”计划为实现工业4.0赋予了很高的价值。可追溯性和高级分析应用程序是开发AI驱动系统的初步步骤。反过来,这些系统是向全自动生产车间(工业4.0的最终目标)迈进的必不可少的要素,PCB供应商渴望在这里展示其竞争力。

      深圳小铭打样SMT小批量贴片加工:随着智能手机和高端电子产品在大众市场上的雄心壮志,PCB供应商之间的生产数字化趋势正在加速。随着下一代PCB和嵌入式组件供应商寻求为快速增长的自动驾驶汽车市场服务的势头不断增长,在自动驾驶汽车市场,设备错误和乘客安全的利润微乎其微。
正是这个市场最有可能将PCB数据自动化要求向西传播到工业化的欧洲和北美/南美工厂。可以理解,载客自动驾驶汽车(以及组装自动驾驶汽车的机器人)将受制于最严格的PCB和工艺完整性规范。
使用补充分析工具的可追溯性有助于增强确保这些车辆目标的PCB在整个生产周期中都易于跟踪,访问和适应过程控制的保证。在将来,实时连接将有助于确保在发现缺陷后立即识别并纠正过程中的不正常现象。这种连接还将提供对机器状态和相关警报的洞察,并实现对机器的远程控制。这些功能是工业4.0愿景的核心,随着AI在智能工厂自动化中的应用将不可或缺。
 


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