讓工業4.0機器「說」同一種語言

作者 : 劉于葦,EE Times China

工業4.0時代下以機器為主角的智慧製造,機器們之間語言不統一,會讓製造商們很頭痛…

「一群人在一起工作,如果有說上海話,有說廣東話,還有說英日語,大家聽不懂彼此在說什麼,肯定無法很好地協同工作。因此在一個群體中,統一語言很重要。」國際電子工業聯接協會(IPC)亞太區總裁柯漢忠(Philip S. Carmichael)在接受《電子工程專輯》中國版採訪時說到,「同樣對於工業4.0時代下以機器為主角的智慧製造,機器們之間語言不統一,也令製造商們很頭疼。」

而IPC作為一家國際性的協會,為「機器對機器(Machine to Machine;M2M)」和「機器對ERP」的無縫通訊提供了基本組件(building block),並在今年4月發佈了網際網路工廠資料交換(CFX)標準IPC-2591,該標準是用於設備通訊的隨插即用標準。

今年6月初,IPC又發佈了表面黏著(SMT)設備通訊標準IPC-HERMES-9852:SMT元件機器對機器通訊全球標準。在IPC APEX EXPO 2019的現場IPC CFX/HERMES工廠生產線上,這兩個標準也進行了演示。

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IPC CFX Demo Line演示現場。(圖片來源:IPC)

讓機器們用同一種語言溝通

據介紹,CFX生產線透過一台設備管理整條產線上的機器,所有機器對機器、機器到ERP通訊都可以在一個完全視覺化的介面內完成操作,大大降低了成本和複雜性。所有的解決方案供應商可以在「隨插即用」環境下的單純物聯網平台上開發運作,基於AMQP v1.0和JSON資料編碼,可以定義所有制造主題的資料內容和消息結構,具有安全性和全面性。

「無論是設備之間的通訊,設備資料獲取還是工廠資料推送,工廠管理者都能利用他們的行動設備和筆記型電腦即時跟蹤生產線,獲得CFX和HERMES的上報資料。」IPC亞太區營運副總裁肖茜對《電子工程專輯》中國版表示,「這一標準消除了種類繁多的傳輸介面的複雜需求,在工業4.0時代給製造商帶來更多商業機會的同時,也為各方節約了成本。」

近日,IPC全球互連工廠資料交換標準示範生產線(IPC CFX Demo Line)進行了升級,並在2019年慕尼黑華南電子生產設備展(Productronica South China 2019)上再度聯手多家品牌企業,展示了完整基於IPC-CFX-2591互連工廠資料交換標準的完全視覺化生產線流程。

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(圖片來源:IPC)

這條Demo生產線上用到的每台設備品牌參展商,都展示了基於IPC CFX標準實現資訊的傳遞。而觀眾們則在Demo區域看到每台設備供應商的兩種不同展示形式:一種是透過CFX標準實現資訊傳遞,設備將提供在製造運作期間的資料視覺化展示;另一種是在特定設備的周邊環境中,從產線中的其他設備擷取CFX資料,創建運作資料的視覺化展示。華為對產線提供了華為雲服務支援。

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可透過行動端設備隨時隨地查看真實的生產狀態,並查看每台設備的生產資料和效率等。(圖片來源:EETimes China)

肖茜表示,CFX的出現,「可以協助定義資料內容和通訊方法,以透過低成本,標準化且開放的非專有方法來支持工業4.0的需求,降低整個電子製造供應鏈的成本。」

手工焊接大賽

在本次展會同期,還舉辦了IPC手工焊接中國區冠軍賽及頒獎典禮。熟悉IPC和硬體焊接的朋友可能比較瞭解,這是國際性的電子組裝產業全球性競賽,今年是與中國結緣的第十個年頭。

IPC手工焊接比賽(HSC)源於2010年斯堪地那維亞電子競賽,該競賽是首屆瑞典手工焊接錦標賽。手工焊接賽的意義旨在表彰嫻熟製造工人的傑出技能和專業成就。隨著HSC競賽在歐洲和中國熱度不斷攀升,IPC推出了世界HSC錦標賽,在更大的舞台向世界證明這些專業人士在電子產業的價值。

早在2010年,首屆中國賽區的IPC手工焊接賽就在深圳成功舉辦,在2013年美國聖地牙哥舉辦的IPC手工焊接世界冠軍賽,來自北京鐵路信號工廠的付春豔更是代表中國區獲得了世界冠軍。

如今機器當道,大力推廣手工焊接是否還有意義?對此Carmichael表示,目前來看最好、最複雜的電子產品仍然需要大量的手工焊接。IPC將電子產品依據性能分為三個等級:第一級是通用電子產品,包括消費產品及一些電腦和周邊;第二級是專用服務電子產品,包括通訊設備、複雜商用機器、具有高性能和長壽命需求的儀器;第三級是高可靠性或工作環境惡劣的電子產品,包括持續性能或依需求性能至關重要的設備和產品。

「比如極其精密,對可靠性要求極高的航空航太設備中,手焊元件的比例就遠遠高於一塊電腦主機板。所以無論在什麼時候,手工焊接都是電子硬體產業從業者的必備技能之一。」 Carmichael說到。

另一方面,「IPC手工焊接競賽旨在表彰世界優秀手工焊接人才的專業技能,」Carmichael表示,「該競賽為電子產業從業者提供了一個平台,借助這個平台,他們可以向客戶展示他們的專業技能,也可以在產業內部獎勵傑出的技術工人。被別人認可,尤其是IPC這樣的國際性平台認可,對於提升現在年輕人的自信來說尤其重要。」

工業4.0時代標準要求

IPC成立於1957年,總部位於美國伊利諾州班諾克本。從最早關注PCB領域,到如今已成為唯一一家將產業內所有參與者彙集在一起的同業協會,包括設計人員、PCB製造商、EMS企業、OEM及政府、教育機構、NFP。

「作為會員驅動型組織,IPC提供產業標準、培訓認證、市場研究和公共政策宣導等服務,並且透過開展各種類型的工業項目來滿足這個全球產值達2兆美元的產業需求。」Carmichael表示:「IPC致力於提升5,000多家會員企業的競爭優勢,並幫助他們取得商業上的成功。」

肖茜至初,目前IPC在亞太區有會員1,400多家,其中大中華地區就佔了1,100多家,是增長最快的區域。「與其他硬性要求的標準不同,IPC的標準採用取決於企業的自主需求,電子製造產業裡,對產品可靠性要求較高的企業都會採用,甚至要求他們的供應商也採用。」

面對即將到來的工業4.0時代,中國企業如何在標準上不落於人後?增強在IPC這類國際標準組織中的話語權,在標準意識上與國際接軌很重要。Carmichael舉了一個例子,一些中國的電子產品企業在出口到歐洲時,遇到的往往是產品標準以外的問題,比如企業社會責任(CSR)及相關標準IPC-1401。

Carmichael稱,IPC-1401標準是全球供應鏈標準,主要為了建立全球可持續的採購體系,標準於2014年開發,2017年2月正式發佈,所有的IPC會員都參與了該標準的定制。「例如一些知名的大型智慧型手機企業和他們的供應商,有很多業務在歐洲,但歐洲對CSR審查非常嚴苛,IPC中國可以幫這些企業寫報告,使其成功打入歐洲市場。」

「目前已經有越來越多的中國企業參與IPC標準的制定中,包括目前正在定制的針對高鐵等軌道交通標準,今年共有5個標準在中國開始定制或升級。今後希望有更多的標準由中國主寫,並影響到全球。因為很多產品是中國主做的,例如PCB有40%的業務是在中國。」Carmichael表示。

本文為EE Times China原創文章

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