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打通工业4.0时代机器之间的互联互通

时间:2019-10-31 作者:赵明灿 阅读:
在工业4.0时代,其中一个核心就是智能制造,这就涉及到数据交换,而IPC协会发布的两个新标准,就可以帮助企业实现机器与机器之间的数据传输。

“以前在产线上,某台设备出错,是专门有另一台设备监视它是否出错,然后通过程序来对它进行修改。现在的做法是,比如两台相邻的设备,把它们的数据分别传到云上,通过数据对比就可以知道是否有错。以前最大的问题是设备之间语言不统一,就好像我说上海话,你说四川话,他说广东话,大家没法交流。现在的做法是让大家都学说普通话,这样就可以互相沟通。”这是笔者在LEAP Expo 2019慕尼黑华南展上参观IPC CFX Demo Line演示时听到的一段很有意思的话。

据IPC(国际电子工业联接协会)介绍,该协会为“机器到机器(M2M)”和“机器到 ERP”的无缝通信提供构件块,在今年4月发布了互联工厂数据交换 (CFX) 标准IPC-2591,用于设备通信的即插即用标准;在6月初又发布了表面贴装设备通信标准IPC-HERMES-9852:SMT组件机器到机器通信全球标准。而上面这段话也就出自对这两个标准以及相应工厂生产线的讲解。在工业4.0时代,其中一个核心就是智能制造,这就涉及到数据交换,而上面两个新标准就可以帮助企业实现机器与机器之间的数据传输。

在展会上,笔者应邀对IPC亚太区总裁柯漢忠和IPC亚太区运营副总裁肖茜进行了采访。

工业4.0时代除了技术合规,还要满足CSR方面的要求

首先,柯漢忠举例说,几年前,全球电子公司在产品出口到欧洲时都会遇到CSR(企业社会责任)的问题,欧洲对这方面要求非常重视。欧盟政府对出口欧洲的电子企业,例如华为、小米等,不仅仅是OEM厂商,还有二线合约供应商,都有社会责任方面的要求,而不仅仅是技术方面。虽然在深圳有些合约供应商和EMS公司可能有1000万的生产能力,但是它们对CSR可能还不太了解,不知道怎么样去达成合规性。

针对这种情况,IPC推出了社会责任意识标准——IPC-1401《供应链社会责任管理体系指南》,可以帮助这些企业去满足欧洲方面的社会责任意识标准,让它们可以出口到欧洲。

在工业4.0时代,全球市场变化很大并且比较复杂,不仅仅是在技术上要达成机器之间的互通,还要满足一些其他方面限制,像欧盟的CSR。

同时,他补充说,IPC对于如何写标准也有一个国际标准。它们有一个全球的编写委员会,写一个标准需要两三年的时间,有全球300多家公司参加这个委员会。这些参与制定标准的公司都是行业里发展最好的公司,例如通用汽车、富士康、联想等等知名企业,他们都是用他们最好的经验来写这个标准。标准写完以后,IPC所有的会员都要投票同意,这样这个新标准才能获得通过。

为何要使用IPC标准?哪些领域更注重?

很多OEM企业为了确保提供给消费者的产品是质量可靠的产品,相应地会对它的供应商和供应链有一定的要求,比如说希望它们去学习和使用IPC的标准。“一个典型的案例是通用汽车在最近两年会把IPC的一些标准推荐给他们的供应商,要求他们去学习IPC的培训认证,包括参加QML项目,从而在供应链方面整体提升产品的可靠性。”肖茜介绍说。

从横向来看,在电子行业,OEM、EMS、PCB所有的环节,IPC的标准都有覆盖到,也就是说电子制造业的所有企业都有使用IPC的标准。从IPC在中国的1000多家会员来看,OEM厂商、EMS厂商占到接近一半,紧随其后的是PCB方面的公司,还有行业供应商,以及一些科研院校、国家单位等等。

从垂直分布来看,对IPC比较重视的都是那些生产需要适应苛刻环境的企业,对产品可靠性要求较高,比如航空航天、军工,这类企业对IPC标准运用比较多。汽车电子方面发展也比较快,在这方面要保障人身安全,因此对可靠性方面的要求也比较高。通信、医疗以及新兴技术等也都有。

IPC在5G方面有何新动作?

5G是个很热的话题,每个人都会受到影响,电子行业也是同样。对于IPC可以从两方面来说。一是从PCB方面的公司来讲,因为5G的特点是高速、高频、低延时,这就对PCB的要求相应变高,例如PCB的基材要变得更薄。同样,PCB板上的IC数量会更多。IPC在PCB方面的标准很多,从设计、工艺到最后的验收都有相应的标准,比如说IPC 2开头的系列设计标准,IPC的4101 PCB基材等,都随着5G的到来做了更新和升级。

二是从电子行业的工厂来讲,工业4.0其中一个核心就是智能制造,这就涉及到数据交换。IPC有开发出数据交换方面的标准,比如IPC的CFX 2591、IPC的HERMES 9852标准,可以帮助企业实现机器与机器之间的数据传输,而使产品可以混线生产、快速换线等。还有工厂和工厂之间的数据传输,可以帮助企业更好地迎接5G时代的到来。

中国企业从汉化与本土化转向标准的制定

肖茜表示,IPC从1957年到现在已经有400多份标准。这些年来随着越来越多的中国公司参与到国际标准的制定和开发当中,IPC已经实现了一个转型。“可能刚开始中国公司参与我们的标准更多是在汉化和本土化方面,近几年我们也做出很大努力,吸引越来越多的中国企业参与到标准的制定当中来。”肖茜表示,“比如标准当中的技术性词汇,我们有一个标准委员会TAEC技术行动管理委员会,这是IPC最高等级的一个委员会,负责标准整体的管理框架制定。一个新标准项目如果要开始做的话也需要这个委员会来批准。最近我们取得一个比较大的成果,TAEC委员会在全球只有大概7个名额,有两位来自中国的技术专家已经加入到TAEC组织,因此中国在IPC的国际标准制定当中话语权越来越高。”

在电子设备小型化的今天,PCB更多的是采用机器组装,工程师还有必要精通PCB手工焊接吗?

在展会现场我们看到IPC同时举办了手工焊接大赛。当笔者问到这个问题时,柯漢忠答道:“在到IPC以前我在美国的一些大公司工作过,我个人认为最高质量的焊接应该是由机器做出的。但到IPC以后我发现一个很有意思的事情。”电路板有三个等级,第一层要求较低,比如冰箱;第二层是电脑、手机等,第三层是航空航天、高铁、汽车等。最高的第三层还是要人工去做。一是所做数量不是很多,比如航天电路板不会需要做100万台,而是200台而已。二是非常复杂,没有机器可以实现。“我觉得未来10年到20年都会需要人工,这非常重要。”

他补充说,“比第三层还要高的,比如卫星方面的,100%都是人工做出。”

IPC全球以及亚太区情况简介

据肖茜介绍,IPC在1957年成立于美国伊利诺伊州班诺克本,最早是做PCB方面标准的一个组织。随着电子行业的发展,IPC的业务现已慢慢扩展到整个电子行业的上游、下游,会员群体包含到整个电子行业从OEM企业,到EMS,到PCB以及行业供应商。

目前该协会在全球的会员数量已经达到了5000多家;在亚太区今年已经达到了1400家,占到了全球的26%。大中华区会员增长非常迅速,每年是两位数的增长速度。

IPC的目标是为电子行业所有的企业服务,帮助会员单位去提高竞争力,从而帮助它们获得商业上的成功。IPC会从几个方向、不同项目实现这个目标:

首先,IPC会开发很多的行业标准,覆盖到电子制造从最开始的设计,到PCB的制造、组装、验收,甚至到返工返修。由于标准的内容比较复杂,一般企业自己学习的话会比较困难也比较费时,因此IPC还有相应的培训和认证业务,来帮助会员单位学习、掌握和使用这些标准。

其次,IPC会举办很多技术类的活动,例如举办各种技能竞赛,甚至有生产线在展会展出。举办这样的活动也是为了给会员单位提供一个平台,去展现他们的实力,也是希望有一个交流的机会。

第三,IPC在在北美有一个全球性的展会——IPC APEX EXPO,该展会是北美规模最大的电子行业展览。在国内,该协会也有参与到慕尼黑展览集团所举办的在深圳和上海两地的慕尼黑电子设备展。

除了标准、培训和活动,IPC还有市场研究,比如行业新技术、新动态的趋势研究和分析,从而帮助会员掌握最新的行业动态,以及经济形势下电子行业的发展趋势。

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赵明灿
赵明灿是EDN China的产业分析师/技术编辑。他在电子行业拥有10多年的从业经验。在加入ASPENCORE之前,他曾在电源和智能电表等领域担任过4年的工程师。
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