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DIGITIMES18-11-2111:19作者：DIGITIMES廖家宜由于電子產品越趨強調功能性與輕薄短小等訴求，加上產品升級速度加快，種種市場變化都讓未來電路板的生產難上加難，制程復雜程度也遠勝從前。耀華電子副總經理李麗君便指出，像新一代的蘋果耳機AirPods其制程逾200道工序，相較早期的PCB多了十倍以上。這讓PCB產業必須盡快因應市場變化調整生產策略。相較于其他PCB業者，耀華的產品線有60%集中在消費性電子產品，制程復雜度的成長也帶給耀華一場嚴峻的考驗。因此對于耀華來說，現階段透過智能制造讓產線升級是必須要走的路。而其中，耀華生產線之所以能達到智慧化的核心關鍵，便是利用生產線上的大數據進行智慧動態排程，以及建立產品履歷追溯平臺。對于耀華來說，智慧動態排程為何如此重要？事實上，這和企業成本支出息息相關。李麗君指出，以電鍍生產線為例，產線上的設備資產費用高昂，每每造價上億元，但電鍍線卻是濕式工藝當中的生產瓶頸，對于業者來說，當然希望投資報酬率符合期待，而提升設備設備效率最能有效反應在成本節流上。耀華如何做到智慧動態排程？以提升產能利用率為目標，耀華此次在示范產線上總共搜集了304個數據節點，這些數據包括來自于生產線上取代傳統量表的傳感器、機器設備的控制器或IPC以及點檢紀錄等。從生產線的設備層撈出304個數據后，下一步則進行大數據分析，剖析這304個數據中究竟哪些是最能直接影響生產品質的顯著因子，并依此建立生產線良率預測模組。未來利用設備層的即時參數比對良率預測模組后，耀華就可以得知目前哪條生產線或設備具有較佳的生產良率，并將預測結果透過MES串連ERP與PLM系統完成智慧化自動排程，來配置不同的設備生產組合。因此當生產線面臨每日生產排程或緊急插單排程的需求時，系統便會透過良率預測結果建議適當的配置路線，如此一來不但可達到彈性生產，也有效取代過去透過人工排程降低效率，而讓產能的利用率盡可能達到100%。而另一面，生產線上的大數據除了可利用于產線良率預測模組優化排程外，這些生產數據還可被有效利用轉化為完整的產品履歷追溯平臺。由于每一個生產環節將來都會被記錄下來，因此未來當客戶對產品有疑慮時，就可以透過異質數據整合平臺追溯在過去某一時間點之下，該產品是在哪一條生產線上制作或曾經出過什麼問題等等。「過往要花四個小時只為了記錄量表數據這件事」采集設備層的數據通常被視為智能制造的第一步，但這第一步看似簡單，卻讓制造業者走了很多年都無法真正跨出舊習。目前PCB產業在智能制造的進展上，最顯著的影響是由于舊設備不具備聯網、自動搜集或匯整生產數據的功能，因此一直以來主要還是借由人工抄寫來獲取相關數據。你可能會因此好奇，生產線上的數據是靠人工取得還是設備自動生成，與優化排程、提高產能有什麼直接關系？但其實制程中的每一個步驟都是環環相扣的。耀華以電鍍產線作為此次示范產線耀華此次示范產線的重頭戲，是這條電鍍生產線。除了因電鍍不僅是濕式工藝的生產瓶頸，更是影響后續線路制程品質的關鍵，其次則是因為這條生產線上，有太多生產數據是靠傳統方式取得，也就是透過肉眼逐一手寫記錄。實際走進產線，在電鍍槽周圍有許多傳統量表的身影。像浮子流量計就是一種監控電鍍槽內化學藥劑流量壓力的設備。但時刻都在浮動的流量計所產生的數據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據，因此過去耀華采取的是分班制的定時記錄，但如此一來準確率就會大幅降低。而這又會面臨第二個問題。由于傳統量表尚未有大數據的概念，因此過去在判斷上也都是以范圍界定當作參考值，加上個人評判標準大不相同，「可能十個人來看發現十個數字都一樣」，邱垂康說。而這樣的數據紀錄一點意義都沒有。邱垂康指出，大數據的時代除了講求即時性外，更要「錙銖必較」才能減少數據間的誤差，維度越高才能真正發揮數據價值。因此耀華便在這些傳統量表上加裝傳感器，讓指針式的跳動改以數值化的方式呈現，讓量測結果不再只是「大概」或是「平均值」，不僅大幅降低人工記錄的失誤率風險，更提升采集設備數據的效率。同樣地，前處理產線上的液壓表，以及后續包括壓膜、蝕刻等生產線上，也面臨跟電鍍線一樣的問題，生產數據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。這些數據數據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險，導致過去耀華搜集到的準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掌握到各設備的狀態，導致在排貨配置機器的過程中困難重重而無法預料，在換線時更增加操作人員確認與備料的時間，往往耗時25~30分鐘，這些閑置時間對于消費者來說可能無感，但對制造業的生產線來說卻非常關鍵，試著想想，一臺造價可能數億元的生產線真得可以容許短暫的閑置而毫無生產力嗎？電鍍生產線的浮子流量計復制半導體成功模式建構標準語言采集設備層的數據你可以看做是讓設備「開口說話」，但在各制造業中，每一種設備都可能來自不同廠商生產，也就是不同「國家」，語言隔閡往往是溝通的最大阻礙，而不同設備間缺乏標準的通訊協定也讓OT層的數據難以進一步打開溝通的大門，因此就算成功采集到各種設備的生產數據，制造業者仍須透過途徑轉化為有效可利用的格式與標準，讓統一的數據平臺可以活用這些來自不同源頭的關鍵數據。因此，此次PCB A-Team就跟隨半導體產業在先進智能制造的腳步，復制其在SECSGEM通訊標準的成功經驗，先在IaaS層開發Smart Box Gateway連結工廠內的舊機器或新機器已內建的標準界面，再統一透過SECSGEM通訊標準將來自不同廠牌的機器設備與由研華主導的WISE-PaaS智能制造共通平臺連接起來，而未來SaaS層的軟件開發商就可以透過統一平臺的標準模組進行數據獲取與分析，開發PCB智能制造的專屬應用服務。智慧數據中心讓生產數據透明化數據中心是現今制造業者強調數據可視化的一種呈現。基本上只要與成本支出相關的數據，往往都是企業高層最想掌握的數據類型。耀華電子生產處資深專案經理張嘉純舉例，包括能夠有效提升成本節流的能源管理、出貨表現與達成率、與產能擴充或產線利用率息息相關的設備產線實時設備效率、關乎良率的生產線品質監控等，都是這次在數據中心內主要呈現的內容，當然未來還可以再依據需求由IT部門開發擴充其他應用。耀華數據中心除了基本生產線動態監控畫面外，耀華數據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等數據。事實上，現行PCB產業智慧化的程度與半導體產業相比仍有很大的差距，業者自行預估大多只有「工業2.5」左右，而大部分的PCB業者目前都只做到基本數據化，或單站制程的自動化控制，對于智能制造的投入與發展都還在探索中。但是透過像耀華這樣的示范產線，另一方面也可以讓更多期望轉型的中小型板廠描繪出更具體明確的發展方向，以擴散效應加速整個PCB產業升級。DIGITIMES最近更新：18-11-2111:19簡介:關注于科技產業供應鏈信息的關鍵平臺

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