制造业互联网是一个4D世界

作者：Michael Ford  Mentor Graphics

再一次，市场要求降低劳动力成本，推动制造企业考虑使用自动化程度更高的设备，但是制造企业也在寻找更大的灵活性。从历史上看，过程自动化往往会是僵化的，所以这一次的方法是完全不同的。符合工业4.0的倡议的，一个好的解决方案将是自动化过程的进一步自动化，即，一个更高层次的计算机化工作，连接新的和现有的自动化工艺流程，同时优化工艺流程。计算机化的工作应该扩展到整个工厂，然后创建所需的控制和灵活性。

车间进程间通信需要基于一些成功的标准形式。随着“物联网”（IoT）与工业4.0的发展，作为一个自上而下的计划，它们带来了重大利益，也带来了急需的预算，推动“大数据”系统发展，能够提供更高级的可见性的和企业级的数据分析的车间通讯。

把这些元素结合在一起，使我们进入了“制造互联网”（IOM）理念中，采用具有较高水平的操作自动化软件，通过IOM进行车间通讯实现自动化加工工艺。过去多次尝试已建立的简单的车间数据交换标准，所有的都不成功。随着SMT业界激烈竞争的白炽化，表面贴装技术（SMT）设备商都将解决方案放在了当地的设备环境上，提升他们的“一体化”平台，这有效地为竞争者创建了更高的门槛。

我们怎样才能将4D引入到系统？港泉SMT

那么现在怎样创建一个实际的适用于整个车间的SMT生产环境的IoM？有那么多类型的SMT设备、那么多的SMT设备公司和潜在的大量实时数据，技术发展需要一种新的方法。

今天的智能生产线价值

作为自上而下的倡议，有潜在的支持是一回事，但要针对已经成为复杂的车间环境，创建一个完整的沟通方式，这一倡议需要价值和利益的驱动。推动“智能生产线”的倡议已有一段时间了，许多SMT设备商已经在提供。其中一个例子就是从自动光学检测（AOI）设备到SMT贴片机的反馈回路。AOI设备可以创建数据，显示PCB上每个元件实际贴放的X、Y坐标以及旋转位置。然后，将这一数据与来自设备程序的X、Y坐标以及旋转数据进行比较。X、Y坐标以及旋转的位置偏差可以映射到整个电路板，然后与经过相同生产过程的所有其他电路板进行比较。

一定量的偏差是可以接受的，但是要有一个限制，根据材料尺寸和形状的不同，包括它们的引脚，这可能是完全不同的。使用6σ方法，分析偏差的变化模式可以在PCB连续组装时创建针对每个元件的基准。当偏差显著或随机足以表明缺陷很可能很快发生时，尽管缺陷尚未发生，6σ逻辑可以用于准确预测

问题是用这些数据做什么？6σ分析，加上SMT设备编程知识，能够指示出问题的症状，甚至可以显示可能的原因，是材料、喂料器，还是吸嘴或与xy位移、切变或PCB本身膨胀相关的问题等。在没有反馈给SMT设备之前，来自AOI设备的这些信息就已生成一个警报，向技术员或工程师提示，对SMT设备进行维修检查，防止缺陷发生。

“智能生产线”解决方案为SMT设备进一步创建直接反馈，改变程序的执行，通过XY或旋转位置引入相应的纠正δ，或通过调整零件库中的材料形状数据，来补偿AOI设备监测记录的问题。然后AOI设备的6σ逻辑学习重置“失控”测定已做的调整，再次开始监测。

有些问题，如PCB尺寸或定位漂移，用这种方法可以相当有效地处理，无需操作员干预。其他问题，如吸嘴磨损的补偿，只能做稍后推迟处理，之后有可能有其他副作用。在某些情况下，设备的自动调整会隐藏潜在的重要经营问题。执行这些任务，系统软件将尽其最大能力，以解决这些问题，并采取适当的行动。

基于这些，这类功能是在SMT设备和AOI设备之间的详细通讯，以供应商指定的格式交换一些特定的数据，包括命令数据，设备程序数据，零件形状数据，以及从6σ工艺方法获得的与这类结果相关的信息。这些信息的格式几乎都是专有的，因为没有现有的标准协议可以接近和能够代表实时协议所需要的复杂数据元素，即使设备供应商想要一个来使用。