近年來制造業(yè)被提及得最多的關(guān)鍵詞就是智能制造。智能制造對于PCB而言，是一場全新啟動(dòng)的技術(shù)革命。在PCB生產(chǎn)制造領(lǐng)域，國內(nèi)一些領(lǐng)先的制造商開始尋求部分工藝的自動(dòng)化甚至整廠的自動(dòng)化，例如行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)軍企業(yè)：景旺電子、勝宏科技、崇達(dá)技術(shù)等。

我們反復(fù)強(qiáng)調(diào)，智慧工廠不僅是單個(gè)環(huán)節(jié)的機(jī)械化、自動(dòng)化，更是整條產(chǎn)線、整個(gè)工廠的全面升級，是線路板的技術(shù)革命：自動(dòng)化并不代表智能制造，其僅僅是實(shí)現(xiàn)智能制造的一條必經(jīng)路。

智能制造也不僅僅是加入機(jī)器人，機(jī)械手臂，而是整個(gè)工藝流程的改良與升級，軟硬結(jié)合，硬件和軟件同步提升以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程更加柔性和高效。

圖：美國某典型無人工廠部分產(chǎn)線圖

一、智能制造的應(yīng)用場景

在本文開始之前，先簡單介紹當(dāng)前智能工廠的典型應(yīng)用。智能制造過程是指通過自動(dòng)化裝備及通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，并能夠通過各類數(shù)據(jù)采集技術(shù)，以及應(yīng)用通信互聯(lián)手段，將數(shù)據(jù)連接至智能控制系統(tǒng)，并將數(shù)據(jù)應(yīng)用于企業(yè)統(tǒng)一管理控制平臺，從而提供最優(yōu)化的生產(chǎn)方案、協(xié)同制造和設(shè)計(jì)、個(gè)性化定制，最終實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)。

從應(yīng)用看，實(shí)際上智能化的改造實(shí)踐早已開啟，例如家電行業(yè)，西門子安貝格電子工廠實(shí)現(xiàn)了多品種工控機(jī)的混線生產(chǎn)；機(jī)器人行業(yè)，F(xiàn)ANUC公司實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人和伺服電機(jī)生產(chǎn)過程的高度自動(dòng)化和智能化，并利用自動(dòng)化立體倉庫在車間內(nèi)的各個(gè)智能制造單元之間傳遞物料，實(shí)現(xiàn)了最高720小時(shí)無人值守；電器加工行業(yè)，施耐德電氣實(shí)現(xiàn)了電氣開關(guān)制造和包裝過程的全自動(dòng)化；美國哈雷戴維森公司廣泛利用以加工中心和機(jī)器人構(gòu)成的智能制造單元，實(shí)現(xiàn)大批量定制；三菱電機(jī)名古屋制作所采用人機(jī)結(jié)合的新型機(jī)器人裝配產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)從自動(dòng)化到智能化的轉(zhuǎn)變，顯著提高了單位生產(chǎn)面積的產(chǎn)量；全球重卡巨頭MAN公司搭建了完備的廠內(nèi)物流體系，利用AGV裝載進(jìn)行裝配的部件和整車，便于靈活調(diào)整裝配線，并建立了物料超市，取得明顯成效。

國內(nèi)而言，我國汽車、家電、軌道交通、食品飲料、制藥、裝備制造、家居等行業(yè)的企業(yè)對生產(chǎn)和裝配線進(jìn)行自動(dòng)化、智能化改造，以及建立全新的智能工廠的需求十分旺盛，涌現(xiàn)出海爾、美的、東莞勁勝、尚品宅配等智能工廠建設(shè)的樣板。

海爾佛山滾筒洗衣機(jī)工廠可以實(shí)現(xiàn)按訂單配置、生產(chǎn)和裝配，采用高柔性的自動(dòng)無人生產(chǎn)線，廣泛應(yīng)用精密裝配機(jī)器人，采用MES系統(tǒng)全程訂單執(zhí)行管理系統(tǒng)，通過RFID進(jìn)行全程追溯，實(shí)現(xiàn)了機(jī)機(jī)互聯(lián)、機(jī)物互聯(lián)和人機(jī)互聯(lián)；尚品宅配實(shí)現(xiàn)了從款式設(shè)計(jì)到構(gòu)造尺寸的全方位個(gè)性定制，建立了高度智能化的生產(chǎn)加工控制系統(tǒng)，能夠滿足消費(fèi)者個(gè)性化定制所產(chǎn)生的特殊尺寸與構(gòu)造板材的切削加工需求；東莞勁勝全面采用國產(chǎn)加工中心、國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和國產(chǎn)工業(yè)軟件，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和車間聯(lián)網(wǎng)，建立了工廠的數(shù)字映射模型（Digital Twin），構(gòu)建了手機(jī)殼加工的智能工廠。

二、PCB行業(yè)需要怎樣的智能工廠？

但整體而言，組裝類的案例相對更多，而對于多流程協(xié)作、較為復(fù)雜生產(chǎn)工序的實(shí)現(xiàn)相對較少，PCB行業(yè)內(nèi)，能稱得上智能工廠的項(xiàng)目先前少有成功經(jīng)驗(yàn)。究其原因，我們認(rèn)為，由PCB的生產(chǎn)流程特點(diǎn)決定：PCB生產(chǎn)制作并非一蹴而就，需要諸多繁瑣的工序步驟，每一步都涉及“人、機(jī)、法、料、環(huán)”等幾個(gè)因素的配合。從上自下的層次上看，PCB 工廠的智能制造系統(tǒng)包括單機(jī)自動(dòng)化、上下游工作串聯(lián)、單條工藝線、多條工藝線、智能工廠五個(gè)層級，其中“機(jī)械手”和自動(dòng)檢測AOI設(shè)備 僅解決了單個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化，上下游工作串聯(lián)則需要與設(shè)備廠商協(xié)作定制化的設(shè)備以實(shí)現(xiàn)，而單條、多條工藝線、智能工廠則需要把分散的控制進(jìn)行互聯(lián)共通——從單點(diǎn)走向網(wǎng)絡(luò)化，從單一系統(tǒng)從向集成，把生產(chǎn)制造中的 ERP、MES、APS、 SPC 等各系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)管理，使工廠的管理者可以做出更加智能化的決策，其實(shí)現(xiàn)的難度相對較高。

此外，我們梳理了智能工廠的幾種模式，認(rèn)為適合PCB生產(chǎn)的模式應(yīng)為個(gè)性化定制形式的智能生產(chǎn)，其實(shí)現(xiàn)難度最高，其最終目標(biāo)在于充分滿足客戶多元化需求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。而智能工廠其他典型場景，1.如鋼鐵、冶金，內(nèi)在動(dòng)力在于產(chǎn)品品質(zhì)可控，基于品控需求從產(chǎn)品末端控制向全流程控制轉(zhuǎn)變；2.汽車、家電、航空等離散制造領(lǐng)域，智能制造的目標(biāo)則是拓展產(chǎn)品價(jià)值空間，側(cè)重從單臺設(shè)備自動(dòng)化和產(chǎn)品智能化入手，基于生產(chǎn)效率和產(chǎn)品效能的提升實(shí)現(xiàn)價(jià)值增長。

因此，對于PCB工廠而言，僅有自動(dòng)化生產(chǎn)線和工業(yè)機(jī)器人的工廠，還不能稱為智能工廠。對于產(chǎn)線的改造和顛覆，須從頂層規(guī)劃開始著手，關(guān)鍵環(huán)節(jié)需與設(shè)備供應(yīng)商共同開發(fā)完成；此外，只有建立起完善的技術(shù)管理團(tuán)隊(duì)，PCB廠家才能在每一道生產(chǎn)工序上進(jìn)行人員的合理配置，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，保證交期。

三、景旺電子對于智能工廠的設(shè)計(jì)構(gòu)思：

江西二期智能化工廠規(guī)劃產(chǎn)能多層線路板240萬-300萬平方米每年，預(yù)計(jì)可新增產(chǎn)值近20-30億元，目標(biāo)達(dá)到45~50%毛利率，人均產(chǎn)值提升到150~200萬。二期智能化工廠的生產(chǎn)規(guī)模比一期工廠增長了近一倍，而生產(chǎn)工人卻只占一期工廠用工的2/3。

景旺電子秉承“品質(zhì)質(zhì)量是設(shè)計(jì)出來的”，從頂層規(guī)劃進(jìn)行江西二期的整體構(gòu)思。我們?yōu)槟敿?xì)梳理如下：

1.慢工出細(xì)活，匠心打造精品——景旺2014年開始規(guī)劃江西二期，18年Q2初步實(shí)現(xiàn)。在投產(chǎn)前一年內(nèi)，公司即已安排人員在長達(dá)持續(xù)從事前期的數(shù)據(jù)、模型等基礎(chǔ)工作。數(shù)年磨一劍，成功投產(chǎn)方顯精品本色。二期對生產(chǎn)效率提升明顯，料號之間的切換只需要0.1秒。

2.使用自動(dòng)化設(shè)備代替人，有效提高產(chǎn)品良率。人手如果觸控到產(chǎn)品，會增加報(bào)廢。相比傳統(tǒng)意義上的線路板工廠，景旺二期新產(chǎn)線人手接觸的更少，更像是鏈?zhǔn)缴a(chǎn)，因此公司整體良率和毛利率業(yè)內(nèi)領(lǐng)先（良率提升1 pct約對應(yīng)毛利率提升3 pct）。江西二期工廠目前有600人，大部分是工藝、設(shè)備、管理人員，操作工人僅占1/3。整體的人員結(jié)構(gòu)升級，因此管理方法改變、難度加大，景旺精益管理的優(yōu)秀制度與傳統(tǒng)優(yōu)勢凸顯。

3.智能化成功經(jīng)驗(yàn)有望復(fù)制，向即將投產(chǎn)的二期2、3、4、5號新產(chǎn)線和深圳老產(chǎn)線全方位滲透。江西1號新產(chǎn)線升級，拉動(dòng)新老產(chǎn)線全方位立體式進(jìn)階。高效生產(chǎn)有望向后續(xù)產(chǎn)線復(fù)制，2-3-4-5號線有望放大二期整體效益。

此外，深圳最多時(shí)員工約為1600人，現(xiàn)在縮減至一半左右——智能化經(jīng)驗(yàn)成功向老產(chǎn)線滲透。自動(dòng)化設(shè)備代替人，提高效率，減少人工帶來的損壞，為品質(zhì)讓步。人才方面不會構(gòu)成障礙，深圳和龍川兩個(gè)基地培養(yǎng)人才向江西輸送。