由于電子產(chǎn)品越趨強(qiáng)調(diào)功能性與輕薄短小等訴求，加上產(chǎn)品升級速度加快，種種市場變化都讓未來電路板的生產(chǎn)難上加難，制程復(fù)雜程度也遠(yuǎn)勝從前。耀華電子副總經(jīng)理李麗君便指出，像新一代的蘋果耳機(jī)AirPods其制程逾200道工序，相較早期的PCB多了十倍以上。這讓PCB產(chǎn)業(yè)必須盡快因應(yīng)市場變化調(diào)整生產(chǎn)策略。

相較于其他PCB業(yè)者，耀華的產(chǎn)品線有60%集中在消費(fèi)性電子產(chǎn)品，制程復(fù)雜度的成長也帶給耀華一場嚴(yán)峻的考驗。因此對于耀華來說，現(xiàn)階段透過智能制造讓產(chǎn)線升級是必須要走的路。而其中，耀華生產(chǎn)線之所以能達(dá)到智慧化的核心關(guān)鍵，便是利用生產(chǎn)線上的大數(shù)據(jù)進(jìn)行智慧動態(tài)排程，以及建立產(chǎn)品履歷追溯平臺。

對于耀華來說，智慧動態(tài)排程為何如此重要？事實上，這和企業(yè)成本支出息息相關(guān)。李麗君指出，以電鍍生產(chǎn)線為例，產(chǎn)線上的設(shè)備資產(chǎn)費(fèi)用高昂，每每造價上億元，但電鍍線卻是濕式工藝當(dāng)中的生產(chǎn)瓶頸，對于業(yè)者來說，當(dāng)然希望投資報酬率符合期待，而提升設(shè)備設(shè)備效率最能有效反應(yīng)在成本節(jié)流上。

耀華如何做到智慧動態(tài)排程？

以提升產(chǎn)能利用率為目標(biāo)，耀華此次在示范產(chǎn)線上總共搜集了304個數(shù)據(jù)節(jié)點，這些數(shù)據(jù)包括來自于生產(chǎn)線上取代傳統(tǒng)量表的傳感器、機(jī)器設(shè)備的控制器或IPC以及點檢紀(jì)錄等。從生產(chǎn)線的設(shè)備層撈出304個數(shù)據(jù)后，下一步則進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，剖析這304個數(shù)據(jù)中究竟哪些是最能直接影響生產(chǎn)品質(zhì)的顯著因子，并依此建立生產(chǎn)線良率預(yù)測模組。

未來利用設(shè)備層的即時參數(shù)比對良率預(yù)測模組后，耀華就可以得知目前哪條生產(chǎn)線或設(shè)備具有較佳的生產(chǎn)良率，并將預(yù)測結(jié)果透過MES串連ERP與PLM系統(tǒng)完成智慧化自動排程，來配置不同的設(shè)備生產(chǎn)組合。因此當(dāng)生產(chǎn)線面臨每日生產(chǎn)排程或緊急插單排程的需求時，系統(tǒng)便會透過良率預(yù)測結(jié)果建議適當(dāng)?shù)呐渲寐肪€，如此一來不但可達(dá)到彈性生產(chǎn)，也有效取代過去透過人工排程降低效率，而讓產(chǎn)能的利用率盡可能達(dá)到100%。

而另一面，生產(chǎn)線上的大數(shù)據(jù)除了可利用于產(chǎn)線良率預(yù)測模組優(yōu)化排程外，這些生產(chǎn)數(shù)據(jù)還可被有效利用轉(zhuǎn)化為完整的產(chǎn)品履歷追溯平臺。由于每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)將來都會被記錄下來，因此未來當(dāng)客戶對產(chǎn)品有疑慮時，就可以透過異質(zhì)數(shù)據(jù)整合平臺追溯在過去某一時間點之下，該產(chǎn)品是在哪一條生產(chǎn)線上制作或曾經(jīng)出過什么問題等等。

「過往要花四個小時只為了記錄量表數(shù)據(jù)這件事」

采集設(shè)備層的數(shù)據(jù)通常被視為智能制造的第一步，但這第一步看似簡單，卻讓制造業(yè)者走了很多年都無法真正跨出舊習(xí)。目前PCB產(chǎn)業(yè)在智能制造的進(jìn)展上，最顯著的影響是由于舊設(shè)備不具備聯(lián)網(wǎng)、自動搜集或匯整生產(chǎn)數(shù)據(jù)的功能，因此一直以來主要還是借由人工抄寫來獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

你可能會因此好奇，生產(chǎn)線上的數(shù)據(jù)是靠人工取得還是設(shè)備自動生成，與優(yōu)化排程、提高產(chǎn)能有什么直接關(guān)系？但其實制程中的每一個步驟都是環(huán)環(huán)相扣的。

耀華以電鍍產(chǎn)線作為此次示范產(chǎn)線

耀華此次示范產(chǎn)線的重頭戲，是這條電鍍生產(chǎn)線。除了因電鍍不僅是濕式工藝的生產(chǎn)瓶頸，更是影響后續(xù)線路制程品質(zhì)的關(guān)鍵，其次則是因為這條生產(chǎn)線上，有太多生產(chǎn)數(shù)據(jù)是靠傳統(tǒng)方式取得，也就是透過肉眼逐一手寫記錄。

實際走進(jìn)產(chǎn)線，在電鍍槽周圍有許多傳統(tǒng)量表的身影。像浮子流量計就是一種監(jiān)控電鍍槽內(nèi)化學(xué)藥劑流量壓力的設(shè)備。但時刻都在浮動的流量計所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)幾乎每秒鐘都在變動，對耀華來說根本不可能24小時專人守候在一旁只為讀取即時量測的數(shù)據(jù)，因此過去耀華采取的是分班制的定時記錄，但如此一來準(zhǔn)確率就會大幅降低。

而這又會面臨第二個問題。由于傳統(tǒng)量表尚未有大數(shù)據(jù)的概念，因此過去在判斷上也都是以范圍界定當(dāng)作參考值，加上個人評判標(biāo)準(zhǔn)大不相同，「可能十個人來看發(fā)現(xiàn)十個數(shù)字都一樣」，邱垂康說。而這樣的數(shù)據(jù)紀(jì)錄一點意義都沒有。

邱垂康指出，大數(shù)據(jù)的時代除了講求即時性外，更要「錙銖必較」才能減少數(shù)據(jù)間的誤差，維度越高才能真正發(fā)揮數(shù)據(jù)價值。因此耀華便在這些傳統(tǒng)量表上加裝傳感器，讓指針式的跳動改以數(shù)值化的方式呈現(xiàn)，讓量測結(jié)果不再只是「大概」或是「平均值」，不僅大幅降低人工記錄的失誤率風(fēng)險，更提升采集設(shè)備數(shù)據(jù)的效率。

同樣地，前處理產(chǎn)線上的液壓表，以及后續(xù)包括壓膜、蝕刻等生產(chǎn)線上，也面臨跟電鍍線一樣的問題，生產(chǎn)數(shù)據(jù)幾乎來自操作人員以目視記錄，或是另外利用影像識別輸出。這些數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的取得不但格式不一，也有時間延滯的問題，更因為人工記錄有失誤風(fēng)險，導(dǎo)致過去耀華搜集到的準(zhǔn)確率總是與實際狀況有所落差。

在這樣的情況下，生管人員根本無法在第一時間內(nèi)掌握到各設(shè)備的狀態(tài)，導(dǎo)致在排貨配置機(jī)器的過程中困難重重而無法預(yù)料，在換線時更增加操作人員確認(rèn)與備料的時間，往往耗時25~30分鐘，這些閑置時間對于消費(fèi)者來說可能無感，但對制造業(yè)的生產(chǎn)線來說卻非常關(guān)鍵，試著想想，一臺造價可能數(shù)億元的生產(chǎn)線真得可以容許短暫的閑置而毫無生產(chǎn)力嗎？

電鍍生產(chǎn)線的浮子流量計

復(fù)制半導(dǎo)體成功模式建構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)語言

采集設(shè)備層的數(shù)據(jù)你可以看做是讓設(shè)備「開口說話」，但在各制造業(yè)中，每一種設(shè)備都可能來自不同廠商生產(chǎn)，也就是不同「國家」，語言隔閡往往是溝通的最大阻礙，而不同設(shè)備間缺乏標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)定也讓OT層的數(shù)據(jù)難以進(jìn)一步打開溝通的大門，因此就算成功采集到各種設(shè)備的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，制造業(yè)者仍須透過途徑轉(zhuǎn)化為有效可利用的格式與標(biāo)準(zhǔn)，讓統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺可以活用這些來自不同源頭的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

因此，此次PCB A-Team就跟隨半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在先進(jìn)智能制造的腳步，復(fù)制其在SECS/GEM通訊標(biāo)準(zhǔn)的成功經(jīng)驗，先在IaaS層開發(fā)Smart Box Gateway連結(jié)工廠內(nèi)的舊機(jī)器或新機(jī)器已內(nèi)建的標(biāo)準(zhǔn)界面，再統(tǒng)一透過SECS/GEM通訊標(biāo)準(zhǔn)將來自不同廠牌的機(jī)器設(shè)備與由研華主導(dǎo)的WISE-PaaS智能制造共通平臺連接起來，而未來SaaS層的軟件開發(fā)商就可以透過統(tǒng)一平臺的標(biāo)準(zhǔn)模組進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取與分析，開發(fā)PCB智能制造的專屬應(yīng)用服務(wù)。

智慧數(shù)據(jù)中心讓生產(chǎn)數(shù)據(jù)透明化

數(shù)據(jù)中心是現(xiàn)今制造業(yè)者強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)可視化的一種呈現(xiàn)?；旧现灰c成本支出相關(guān)的數(shù)據(jù)，往往都是企業(yè)高層最想掌握的數(shù)據(jù)類型。

耀華電子生產(chǎn)處資深專案經(jīng)理張嘉純舉例，包括能夠有效提升成本節(jié)流的能源管理、出貨表現(xiàn)與達(dá)成率、與產(chǎn)能擴(kuò)充或產(chǎn)線利用率息息相關(guān)的設(shè)備/產(chǎn)線實時設(shè)備效率、關(guān)乎良率的生產(chǎn)線品質(zhì)監(jiān)控等，都是這次在數(shù)據(jù)中心內(nèi)主要呈現(xiàn)的內(nèi)容，當(dāng)然未來還可以再依據(jù)需求由IT部門開發(fā)擴(kuò)充其他應(yīng)用。

耀華數(shù)據(jù)中心

除了基本生產(chǎn)線動態(tài)監(jiān)控畫面外，耀華數(shù)據(jù)中心也能掌控工廠能源管理，包括即時用電、碳排放量與省電度數(shù)等數(shù)據(jù)。

事實上，現(xiàn)行PCB產(chǎn)業(yè)智慧化的程度與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)相比仍有很大的差距，業(yè)者自行預(yù)估大多只有「工業(yè)2.5」左右，而大部分的PCB業(yè)者目前都只做到基本數(shù)據(jù)化，或單站制程的自動化控制，對于智能制造的投入與發(fā)展都還在探索中。但是透過像耀華這樣的示范產(chǎn)線，另一方面也可以讓更多期望轉(zhuǎn)型的中小型板廠描繪出更具體明確的發(fā)展方向，以擴(kuò)散效應(yīng)加速整個PCB產(chǎn)業(yè)升級。