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PCBECI標準搭橋 電路板產業邁開智慧製造步伐

文‧黃繼寬 發布日期:2019/02/26 關鍵字:印刷電路板工業4.0SECS/GEM軟板

PCB產業朝工業4.0邁進,是整個產業的共同目標,但由於這個產業中小型企業林立,除了少數幾家領導大廠已經進入工業3.0之外,大多數廠商的生產線都還僅停留在自動化階段,而且人工作業的比重依然不低。為解決這個問題,台灣印刷電路板產業協會(TPCA)與國際半導體協會(SEMI)合作,共同制定出專為PCB設備互聯需求所設計的PCBECI標準,並以此為基礎,希望帶動整個PCB產業從工業2.0走向工業3.x。

TPCA專案經理張致遠表示,台灣的印刷電路板產業普遍都已經進入工業2.0,也就是導入自動化機台的階段,但要在這個基礎上繼續向前行,將遇到許多挑戰。

目前還在工業2.0階段的廠商要走向工業2.5,也就是打破設備孤島,讓機台彼此互聯、擷取資料,最大的挑戰有二:一是缺乏導入的動機,因為不知道收集好這些資料之後,該如何進一步應用;二則是機台設備沒有標準化的、經濟的通訊介面。有些新一點的機台所採用的可編程邏輯控制器(PLC),採用的是供應商自己發展出來的專有通訊標準;有些舊機台則只有非常陽春、甚至沒有通訊介面。事實上,很多PCB板廠使用的設備,機台年齡都已達20~30年,比平常操作它的作業員年紀還大。

至於從工業2.5走到工業3.0,甚至進一步提升到工業3.0+,大多數業者所面臨的問題則是缺乏足夠的IT人才。因為在實現機台互聯,取得大量資料之後,業者必須要具備相對應的IT開發能力,才能做好資料整合、分析的工作。有些已經走到3.0階段的業者,下一步要面臨的挑戰則是要建立數據模型分析、預測的能力,同時也要開始思考企業流程改造,以及和外部供應商資料流程整合等更棘手的問題。

簡言之,從工業2.5開始,IT人才、資料科學家對企業營運的重要性會越來越高,同時企業主事者也必須開始思考企業內、外部作業流程的改善。對於缺乏IT相關人才是常態的PCB產業而言,智慧製造是一條漫長且考驗眾多的道路。

但千里之行,始於足下。PCB產業的智慧製造升級,必須優先解決機台聯網的問題,後面才能進一步談資料採集跟分析,最後才能進展到數位決策。也因為如此,TPCA與國際半導體產業協會(SEMI)合作,將半導體機台互聯所使用的SECS/GEM介面標準簡化成適合PCB設備使用的PCBECI標準。

不過,張致遠也提到,半導體產業花了20年時間,才讓設備聯網全面普及。PCB產業即便可以學習半導體製造業的經驗,也不會在短短一兩年內就看到機聯網在PCB產業全面普及。也因為如此,最近TPCA才會與多家設備、系統整合業者合作,推出20家中小型板廠、100台機台互聯的示範計畫,希望藉此點火,讓PCB機台聯網的概念能夠開始擴散到中小型板廠。台灣有數百家PCB業者,其中絕大多數都是中小企業。因此,讓中小企業開始動起來,是讓PCB產業整體向上提升的重點。

至於大型PCB或大型軟板廠,則是扮演領導者的角色。例如2017年TPCA就跟廠商攜手,結合政府計畫,成立了PCB A-Team跟PCB智慧製造軟板聯盟兩個示範性計畫。

A-Team是PCBECI的第一個應用實例,由研華、迅得、欣興、敬鵬跟燿華組成,主要是針對單一廠商內部的智慧製造,提出示範性的數據整合平台跟解決方案服務平台,包含產線動態排程、良率預測、設備監診與預防性維護等應用,展現出PCB製造智慧化的一個可能發展路徑。

軟板聯盟則是以跨企業的資訊整合為主,由嘉聯益、聯策跟柏彌蘭金屬化三家廠商參與。其中,柏彌蘭金屬化是嘉聯益主要的原材料供應商之一,其所提供的原料對嘉聯益的軟板製程良率會產生影響,但因為每批原料在特性上多少都會有些差異,因此嘉聯益的生產線必須因應來料的特性調整生產參數。三家廠商藉由開發智慧預處理技術與建置跨公司聯網平台,實現了製程參數動態調整,讓產品良率明顯提升了50%;當良率下降需要排除狀況時所需的時間,也縮短了50%,從而讓相關業者得以藉由智慧製造技術擺脫競爭者的威脅。

上述兩個示範性計畫是從工業2.5走向工業3.0、甚至工業3.5的領導計畫,目前執行起來的效益相當顯著。因此TPCA相信,很多中小型板廠可以藉由這兩個由大廠帶頭執行的計畫,對自家的智慧製造產生更具體的想法跟目標。

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