融合智能制造中的技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)

SMTC
智能制造技術(shù)將通過(guò)整合更多的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)來(lái)提高效率、安全性和生產(chǎn)率,建立覆蓋從供應(yīng)鏈到制造,最后到客戶體驗(yàn)等所有方面的虛擬商業(yè)模式。隨著大數(shù)據(jù)分析和人工智能的廣泛使用,提高了收集大批量數(shù)據(jù)和后續(xù)分析的效率。

在電子產(chǎn)業(yè),制造行業(yè)的未來(lái)取決于開(kāi)發(fā)和部署一系列技術(shù)平臺(tái),從而實(shí)現(xiàn)智能制造與工業(yè)4.0的能力。智能制造技術(shù)將通過(guò)整合更多的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)來(lái)提高效率、安全性和生產(chǎn)率,建立覆蓋從供應(yīng)鏈到制造,最后到客戶體驗(yàn)等所有方面的虛擬商業(yè)模式。隨著大數(shù)據(jù)分析和人工智能的廣泛使用,提高了收集大批量數(shù)據(jù)和后續(xù)分析的效率。

通過(guò)集成技術(shù)組合,把從供應(yīng)商到客戶的完整產(chǎn)品生命周期轉(zhuǎn)變成虛擬的業(yè)務(wù)模式或信息物理模式開(kāi)始變得可行。根據(jù)一些行業(yè)報(bào)告,在部署智能制造解決方案后,到2022年項(xiàng)目制造商將實(shí)現(xiàn)數(shù)百億美元的收益。為了促進(jìn)關(guān)鍵智能制造構(gòu)件(例如,自動(dòng)化、機(jī)器學(xué)習(xí)或ML、數(shù)據(jù)通信、數(shù)字線程)的開(kāi)發(fā)和商業(yè)化應(yīng)用,有幾個(gè)國(guó)家建立了創(chuàng)新研究機(jī)構(gòu)和大型研發(fā)項(xiàng)目。這些合作活動(dòng)尋求開(kāi)發(fā)出能夠改進(jìn)可追溯和可視化的技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝預(yù)測(cè)和設(shè)備控制的實(shí)時(shí)分析,并針對(duì)多品種、小批量的產(chǎn)品組裝建立靈活的、模塊化的制造設(shè)備平臺(tái)。

電子產(chǎn)品制造業(yè)的垂直部門(半導(dǎo)體(SEMI)、外包系統(tǒng)組裝和測(cè)試(OSAT)、印刷電路板組裝(PCBA))正在融合,產(chǎn)品服務(wù)也在整合。之所以會(huì)這樣是因?yàn)榧夹g(shù)開(kāi)發(fā)和市場(chǎng)變化的速度加快,從而為特定垂直部門的行業(yè)成員提供了從電子行業(yè)的總利潤(rùn)池中獲取更高比例利潤(rùn)的機(jī)會(huì)。

SEMI、OSAT和PCBA部門的融合將改變整個(gè)供應(yīng)鏈的物料流,并且引進(jìn)跨部門的設(shè)備和工藝(例如,由PCBA部門提供后端的OSAT服務(wù))。OSAT服務(wù)供應(yīng)商使用通常只能在半導(dǎo)體后端制造中才能看到的設(shè)備和平臺(tái),PCBA服務(wù)供應(yīng)商安裝設(shè)備并開(kāi)發(fā)類似于OSAT使用的工藝。

開(kāi)發(fā)智能制造技術(shù)(即大數(shù)據(jù)分析、人工智能、云計(jì)算/邊緣計(jì)算、機(jī)器人、自動(dòng)化、物聯(lián)網(wǎng))的能力至關(guān)重要,這些技術(shù)既可以部署在垂直部門內(nèi)部,也可以部署在垂直部門之間。此外,確保技術(shù)能夠無(wú)障礙地演進(jìn)的能力,對(duì)建立穩(wěn)定可靠的集成數(shù)字紐帶來(lái)說(shuō),也非常重要。

隨著電子產(chǎn)品制造供應(yīng)鏈的不斷地演進(jìn)和整合,傳統(tǒng)的材料流的改變,將推動(dòng)采用無(wú)縫連接制造運(yùn)營(yíng)所有部分技術(shù)的需求。iNEMI智能制造TWG發(fā)布了路線圖,針對(duì)垂直部門和橫向部門的課題,提供針對(duì)現(xiàn)狀分析與關(guān)鍵要求的深刻見(jiàn)解(圖1)。

圖1、跨垂直部門的橫向主題。

在這個(gè)路線圖中,賦能智能制造技術(shù)作被看成跨越了電子行業(yè)制造部門橫向課題:安全、數(shù)據(jù)流架構(gòu)和數(shù)字模塊(人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)字映射)。

電子制造業(yè)的三個(gè)部門:半導(dǎo)體、OSAT和PCBA,將面臨一些共同的挑戰(zhàn):

對(duì)快速變化、復(fù)雜業(yè)務(wù)需求做出響應(yīng)

管理越來(lái)越復(fù)雜的工廠

在利潤(rùn)率不斷下降的情況下實(shí)現(xiàn)財(cái)務(wù)增長(zhǎng)目標(biāo)

滿足工廠和設(shè)備的可靠性、容量、生產(chǎn)能力和成本的要求

充分利用跨行業(yè)部門邊界的工廠集成技術(shù)

滿足前沿工廠的靈活性、可擴(kuò)展性和可伸縮性的要求

提高針對(duì)環(huán)境問(wèn)題的全球限制

這些挑戰(zhàn)提高對(duì)部署的要求,賦能智能制造解決方案,使它能夠跨垂直部門發(fā)揮作用。

賦能智能制造技術(shù)(橫向部門的課題):現(xiàn)狀分析

通過(guò)跨電子行業(yè)制造部門的一些賦能智能制造技術(shù)(橫向課題)可以解決許多智能制造面臨的挑戰(zhàn),包括:安全性、數(shù)據(jù)流和數(shù)字模塊。由于與不同垂直部門(SEMI、OSAT和PCBA)和垂直部門之間的交集相關(guān),需要探討這些問(wèn)題的關(guān)鍵需求。

智能制造TWG的成員提出下述屬性要求:安全性、數(shù)據(jù)流、數(shù)字模塊和數(shù)字映射。常見(jiàn)的跨垂直部門情況是開(kāi)發(fā)和部署適當(dāng)解決方案的能力,從而有能力低成本地大批量制造出產(chǎn)品。智能制造被認(rèn)為是需要高度專注以確保建立適當(dāng)技術(shù)基礎(chǔ)。構(gòu)建強(qiáng)大、敏捷和可伸縮的基礎(chǔ),最重要的是賦能智能制造的橫向課題。

安全性

我們從兩方面來(lái)討論安全性:物理安全和數(shù)字安全。為安全部署的工具與協(xié)議是越來(lái)越重要的課題,它橫跨許多行業(yè),而且不僅局限于電子制造業(yè)。安全性意味著保護(hù)大量重要的資產(chǎn)和系統(tǒng)屬性,它們可能會(huì)隨著工藝(新的與強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì))和知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)的內(nèi)在價(jià)值而變化。

在某些例子中,安全性直接涉及工人、設(shè)備和制造工藝的安全。在其他情況下,它轉(zhuǎn)化為保護(hù)電子資產(chǎn)形式,例如設(shè)計(jì)文檔、材料清單、工藝、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和其他資產(chǎn)。針對(duì)安全性的一些關(guān)鍵考量是訪問(wèn)控制、數(shù)據(jù)控制、輸入驗(yàn)證、工藝保密性和系統(tǒng)完整性。

總之,在當(dāng)下的制造技術(shù)中,只有在開(kāi)發(fā)流程結(jié)束時(shí)和特定的安全問(wèn)題已經(jīng)發(fā)生后,IT的安全問(wèn)題才會(huì)被提出。但是,執(zhí)行這種滯后的安全解決方案不僅代價(jià)不菲,而且常常無(wú)法為相關(guān)問(wèn)題提供可靠的解決方案。結(jié)果是,有必要采用一種綜合的方法作為流程,包括執(zhí)行安全威脅識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)分析和減輕安全挑戰(zhàn)的周期。

數(shù)據(jù)流

一般的工廠運(yùn)作與制造技術(shù)(例如工藝、測(cè)試和檢查),以及支持硬件和支持軟件快速演進(jìn);傳輸和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量越來(lái)越大的用于分析(人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和預(yù)測(cè))的數(shù)據(jù)的能力。此外,大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)和隨后的增長(zhǎng)比最初預(yù)期的要快。這一趨勢(shì)將繼續(xù)突出現(xiàn)有的挑戰(zhàn)并帶來(lái)過(guò)去沒(méi)有考慮到的新差距(圖2)。

例如,數(shù)據(jù)保留做法必須迅速發(fā)展;已經(jīng)確定了數(shù)據(jù)傳輸批量和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)歸檔長(zhǎng)度的限制將消失(也就是說(shuō)保留“所有”歷史數(shù)據(jù)將成為標(biāo)準(zhǔn)做法)。考慮使用數(shù)據(jù)流密鑰的例子包括數(shù)據(jù)管道、設(shè)備與設(shè)備(M2M)之間的通信和同步/異步數(shù)據(jù)傳輸。

數(shù)據(jù)流和選項(xiàng)考慮(例如云計(jì)算、霧計(jì)算和邊緣計(jì)算)的靈活性、安全性和冗余的架構(gòu)必須是明確的。必須識(shí)別和討論收益和風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)據(jù)流和加快大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展的能力將使解決方案的部署能夠從數(shù)據(jù)產(chǎn)生、存儲(chǔ)和使用的增加中取得收益。這些能力能夠以實(shí)時(shí)和接近實(shí)時(shí)的速度傳送更大的數(shù)據(jù)量,將提高設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)的可用性,從而對(duì)成品率和質(zhì)量帶來(lái)積極作用。有一些挑戰(zhàn)和潛在的解決方案與數(shù)據(jù)產(chǎn)生、存儲(chǔ)和使用的增量有關(guān),也與更高數(shù)據(jù)傳輸率的能力和額外的設(shè)備參數(shù)數(shù)據(jù)的可用性有關(guān)。

為了實(shí)現(xiàn)有效的在線制造方案,要解決的主要課題是數(shù)據(jù)質(zhì)量和整合分析的專業(yè)知識(shí)。在電子制造業(yè)務(wù)出現(xiàn)的大數(shù)據(jù)要按照“5V框架”來(lái)討論:

批量

速度

多樣性(或數(shù)據(jù)合并)

真實(shí)性(或數(shù)據(jù)質(zhì)量)

價(jià)值(或分析應(yīng)用)

“5V”是了解電子行業(yè)廣泛采用的大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)。關(guān)鍵是解決已確定的差距,例如精確度、完整性、上下文信息豐富度、可用性與歸檔長(zhǎng)度,提高數(shù)據(jù)質(zhì)量以支持電子制造業(yè)的高級(jí)分析。

數(shù)字模塊

開(kāi)發(fā)數(shù)字模塊(相互連接的數(shù)字技術(shù))的進(jìn)展為數(shù)字化、集成化和自動(dòng)化提供了實(shí)現(xiàn)智能制造收益的機(jī)會(huì)。隨著我們進(jìn)入數(shù)字連接智能基礎(chǔ)設(shè)備的開(kāi)發(fā)和部署的時(shí)代,這些技術(shù)將使電子制造公司能夠保持相互關(guān)聯(lián)。有些技術(shù)被視為基礎(chǔ)性數(shù)字模塊技術(shù)(比如人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)和數(shù)字映射),他們?cè)陔娮又圃鞓I(yè)中越來(lái)越受關(guān)注。

人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)

人工智能(AI)和機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)工具與算法可以提高生產(chǎn)的成品率和質(zhì)量。這些工具與算法將支持傳統(tǒng)工藝與制造平臺(tái)(工藝、設(shè)備和工具)的轉(zhuǎn)換。人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀分析,以及它們的影響因子,通??紤]以下特性和操作規(guī)范:固定頻率通信、共性分析、材料和運(yùn)輸歷史和可追溯性、預(yù)測(cè)成品率與性能的模型、預(yù)定義的圖像處理算法、安全網(wǎng)關(guān)、倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)。

人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)提供幾種匯總數(shù)據(jù)的機(jī)會(huì),目的是在標(biāo)準(zhǔn)工藝中生成可執(zhí)行的洞見(jiàn)。這些包括但不限于下述內(nèi)容:

預(yù)防性維護(hù):收集機(jī)器歷史性能數(shù)據(jù),開(kāi)發(fā)出一套最佳機(jī)器的性能基準(zhǔn),在機(jī)器出現(xiàn)異常時(shí)識(shí)別出異常情況。

生產(chǎn)預(yù)測(cè):根據(jù)隨時(shí)間變化的產(chǎn)量與客戶需求的趨勢(shì)變化,更精確地計(jì)劃生產(chǎn)周期。

質(zhì)量控制:檢查應(yīng)用可以利用許多機(jī)器學(xué)習(xí)的變體來(lái)微調(diào)理想的檢查標(biāo)準(zhǔn)。借助深度學(xué)習(xí)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與其他方法可以得到可靠的檢查結(jié)果,幾乎不需要人工干預(yù)。

通信:對(duì)電子制造行業(yè)的成員來(lái)說(shuō),采用開(kāi)放的通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)非常重要。

數(shù)字映射技術(shù)

實(shí)時(shí)模擬的概念通常被稱為數(shù)字映射。預(yù)計(jì)全面推行數(shù)字映射技術(shù)將成為在舊的與新的設(shè)備類型中保持成本競(jìng)爭(zhēng)力的要求。數(shù)字映射最開(kāi)始是用來(lái)賦予工具和工藝平臺(tái)預(yù)測(cè)能力的,這些工具和工藝平臺(tái)在歷史上引起最大且最有影響力的瓶頸。數(shù)字映射的最終價(jià)值將取決于它通過(guò)采集數(shù)據(jù)和與“5 V”(真實(shí)性、多樣性、容量、速度和價(jià)值)有關(guān)的數(shù)據(jù)可用性的持續(xù)演進(jìn)的能力。電子行業(yè)制造部門內(nèi)部和部門之間的數(shù)字映射現(xiàn)狀分析突出以下數(shù)據(jù)考慮:歷史性數(shù)據(jù)、周期性數(shù)據(jù)和反應(yīng)性數(shù)據(jù)。

數(shù)字映射概念本身適用于生產(chǎn)與產(chǎn)品生命周期的按需訪問(wèn)、監(jiān)控和端到端的可視化。通過(guò)模擬生產(chǎn)車間,工廠將能夠評(píng)估可得到的預(yù)測(cè)項(xiàng)目KPI(和需要做出哪些改變來(lái)實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)),預(yù)測(cè)生產(chǎn)的產(chǎn)出,通過(guò)混合信息物理現(xiàn)狀(從物理世界到虛擬世界,再回到物理世界)得到的生產(chǎn)量,以及快速地把人員與設(shè)備部署到世界各地的制造車間。

賦能智能制造技術(shù):關(guān)鍵屬性要求的安全性

安全仍然是電子制造業(yè)采用技術(shù)與工具的主要關(guān)注點(diǎn),這些技術(shù)和工具依靠采集的數(shù)據(jù)來(lái)提高制造質(zhì)量和成品率,并且以更低的成本和更高的性能提供不同的產(chǎn)品。SEMI成員發(fā)起一項(xiàng)調(diào)查,收集來(lái)自用戶、設(shè)備與系統(tǒng)供應(yīng)商、安全專家與安全解決方案供應(yīng)商更全面的輸入信息,目的是充分了解電子行業(yè)與其供應(yīng)鏈的安全要求、面臨的挑戰(zhàn)和潛在的解決方案。這個(gè)課題涉及制造領(lǐng)域許多方面:設(shè)備、工具、設(shè)計(jì)、工藝準(zhǔn)則、材料等。不斷要求大幅度提高工藝安全管理水平,最大限度減少有價(jià)值的專有技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)流失;這個(gè)需求將引起大量的討論,例如數(shù)據(jù)分區(qū)、生產(chǎn)方法、設(shè)備和工具布局。安全性的幾個(gè)關(guān)鍵屬性要求是網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)細(xì)分、物理接入并逐步減少漏洞。

這些安全問(wèn)題并不是微電子制造獨(dú)有的問(wèn)題,而且其中的許多問(wèn)題超出一般的制造范圍。安全性課題應(yīng)參考整個(gè)制造領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)和可能的解決方案。例如,IEC設(shè)立了信息安全與數(shù)據(jù)保密咨詢委員會(huì)。建議這個(gè)咨詢委員會(huì)和其他正在開(kāi)發(fā)通用制造安全路線圖的標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)組織合作,描述具體的微電子制造問(wèn)題并關(guān)注共同的需求。

數(shù)據(jù)流

開(kāi)發(fā)可以靈活擴(kuò)展的可伸縮架構(gòu);跨邊緣計(jì)算、霧計(jì)算和云計(jì)算的連接;集成各種可以產(chǎn)生數(shù)據(jù)流的設(shè)備和系統(tǒng)是非常重要的。例如,智能工廠架構(gòu)可以適合在電子制造業(yè)中不同的垂直部門使用,也可以滿足非電子制造行業(yè)里的企業(yè)的要求。

就像前面所說(shuō)的,尋求部署智能制造技術(shù)的不同行業(yè)應(yīng)當(dāng)充分利用可以提供預(yù)期屬性的架構(gòu);數(shù)據(jù)流架構(gòu)被視為利用跨行業(yè)協(xié)作,確定最佳方案(即數(shù)據(jù)同步裝置、執(zhí)行客戶端)最主要的選擇。

數(shù)據(jù)流技術(shù)的開(kāi)發(fā)和部署正在加速。對(duì)數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)保留協(xié)議的關(guān)注度正在比最初預(yù)期的速度更快地增長(zhǎng)。它必須收集關(guān)鍵數(shù)據(jù),同時(shí)還要建立執(zhí)行智能分析準(zhǔn)則,并使用適當(dāng)?shù)乃惴Q定數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策。目前正在考慮幾個(gè)與數(shù)據(jù)有關(guān)的課題,例如以下的通用協(xié)議:

l “全部”與“異常”數(shù)據(jù)保留實(shí)踐

l 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量的優(yōu)化

l 分析數(shù)據(jù)格式準(zhǔn)則來(lái)推動(dòng)反應(yīng)與預(yù)測(cè)技術(shù)

l 數(shù)據(jù)質(zhì)量協(xié)議賦能時(shí)間同步、壓縮/解壓縮與混合/合并的改進(jìn)

l 用來(lái)優(yōu)化數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)和分析的準(zhǔn)則

針對(duì)設(shè)備的數(shù)據(jù)考慮包括:

定義針對(duì)設(shè)備可視化的上下文數(shù)據(jù)組

改進(jìn)數(shù)據(jù)的可訪問(wèn)性,以支持多種功能

支持從反應(yīng)功能到預(yù)測(cè)功能的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變

設(shè)備信息的數(shù)據(jù)可視性(狀態(tài)、健康等)

數(shù)字模塊

部署必要的數(shù)字模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)智能制造的能力處于成熟度的不同階段。

人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)

人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)需要的幾個(gè)關(guān)鍵屬性是數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)格式化標(biāo)準(zhǔn)和第三方物流(3PL)跟蹤解決方案。我們把像人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)這類技術(shù)視為向預(yù)測(cè)運(yùn)行模式轉(zhuǎn)變的賦能者:預(yù)測(cè)維護(hù)、設(shè)備健康監(jiān)測(cè)、故障預(yù)測(cè)、預(yù)測(cè)調(diào)度和成品率預(yù)測(cè)與反饋。這個(gè)范式在人工智能增強(qiáng)控制系統(tǒng)構(gòu)架中將使系統(tǒng)能夠通過(guò)攝取和分析大數(shù)據(jù)集從它們的環(huán)境里“學(xué)習(xí)”。開(kāi)發(fā)先進(jìn)的學(xué)習(xí)技術(shù),改進(jìn)自適應(yīng)模型控制系統(tǒng)和預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)。人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的持續(xù)開(kāi)發(fā)和評(píng)估是建立支持新興的生產(chǎn)設(shè)備所需要的最耐用和優(yōu)化好的預(yù)測(cè)引擎。

數(shù)字映射技術(shù)

數(shù)字映射技術(shù)的進(jìn)步正在加速,同時(shí)其潛在的好處也傳遞給最終用戶。此外,賦能技術(shù)(硬件與軟件平臺(tái))的成本正在下降。我們認(rèn)為以下是提高數(shù)字映射(產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造和產(chǎn)品性能)被采納和大規(guī)模部署的關(guān)鍵屬性需求:數(shù)字紐帶、預(yù)測(cè)能力、規(guī)范性和全系統(tǒng)的連續(xù)數(shù)據(jù)訪問(wèn)。

數(shù)字映射是一個(gè)長(zhǎng)期愿景,它將依賴離散預(yù)測(cè)能力(設(shè)備、工具和算法)的支持,這些能力后續(xù)將集成在一個(gè)通用預(yù)測(cè)平臺(tái)上。一般認(rèn)為,數(shù)字映射將提供設(shè)備運(yùn)作的實(shí)時(shí)模擬,作為設(shè)備操作系統(tǒng)的擴(kuò)展。

在工廠環(huán)境中成功部署數(shù)字映射需要高質(zhì)量的數(shù)據(jù)(例如精確性、速度、動(dòng)態(tài)更新)來(lái)確保數(shù)字映射精確表示工廠的實(shí)時(shí)狀態(tài)。此外,這一遠(yuǎn)景的實(shí)現(xiàn)取決于設(shè)計(jì)出一種架構(gòu)的能力,該架構(gòu)能夠提供通過(guò)共享數(shù)據(jù)和能力來(lái)進(jìn)行協(xié)同操作的關(guān)鍵技術(shù)。最終,數(shù)字映射的成功要取決于能否開(kāi)發(fā)出在推行數(shù)字映射時(shí)能夠提供冗余和多種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估關(guān)口路徑。

優(yōu)先處理的研究、開(kāi)發(fā)與執(zhí)行要求

在電子行業(yè)主導(dǎo)的計(jì)劃中,經(jīng)常會(huì)提到合作的主題,它是實(shí)現(xiàn)智能制造的優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。電子制造行業(yè)的成員強(qiáng)烈要求參與促進(jìn)合作的活動(dòng)。這些活動(dòng)的參與者認(rèn)識(shí)到,解決方案必須基于共識(shí),而且被許多供應(yīng)商所采納。設(shè)備供應(yīng)商意識(shí)到,與數(shù)據(jù)分析相結(jié)合的深度知識(shí)只是可能獲得的潛在價(jià)值中的一小部分。只有在整個(gè)行業(yè)的工廠的制造生產(chǎn)線、垂直部門行業(yè)的供應(yīng)鏈成員、還有整個(gè)垂直部門共享數(shù)據(jù)時(shí)才能獲得最大價(jià)值。

按優(yōu)先級(jí)排列的研究、開(kāi)發(fā)和實(shí)行要求的主題示例如下:

為所有設(shè)備和工具定義數(shù)據(jù)流標(biāo)準(zhǔn)接口與數(shù)據(jù)格式;

調(diào)查分析在垂直部門之間數(shù)據(jù)流的連續(xù)性是強(qiáng)制的還是可選的;

在用來(lái)決定工藝是接著往下走還是不往下走時(shí),根據(jù)工藝流與數(shù)據(jù)流延遲的關(guān)系來(lái)確定最佳操作窗口并量化允許的數(shù)據(jù)流延遲;

在垂直部門之間共享通用的工藝工具與隔離工藝設(shè)備時(shí),調(diào)查數(shù)據(jù)的安全性與加密要求;

為設(shè)備開(kāi)發(fā)開(kāi)放的與通用的跨垂直部門的通信標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議。

差距和最佳表現(xiàn)

人們普遍認(rèn)為,數(shù)字化將推動(dòng)數(shù)據(jù)量巨大增長(zhǎng)。許多人預(yù)測(cè),云計(jì)算和混合云計(jì)算解決方案對(duì)于通過(guò)人工智能算法充分發(fā)揮存儲(chǔ)和隨后的數(shù)據(jù)操作,從而獲得價(jià)值至關(guān)重要。但是,行業(yè)成員必須在連接協(xié)議與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面采用一致同意的標(biāo)準(zhǔn)與準(zhǔn)則(圖3)。智能制造是個(gè)旅程,需要建立一套耐用穩(wěn)定的可伸縮連接架構(gòu),在這個(gè)架構(gòu)上部署數(shù)字模塊(例如人工智能,機(jī)器學(xué)習(xí),從數(shù)據(jù)中提取最佳價(jià)值)。

可能會(huì)對(duì)智能制造的部署和采納度產(chǎn)生重大影響的關(guān)鍵差距包括:

未定義垂直部門間的數(shù)據(jù)安全性;

數(shù)據(jù)流的機(jī)器接口標(biāo)準(zhǔn)化不夠;

未定義數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)格式;

違反安全性規(guī)定的數(shù)據(jù)漏洞;

穩(wěn)定和可擴(kuò)展的跨電子垂直部門的連接架構(gòu),以實(shí)現(xiàn)智能制造功能(事件與報(bào)警通知、數(shù)據(jù)可變采集、菜單管理、遠(yuǎn)程控制、設(shè)置調(diào)整、面向操作人員的接口等)。

總結(jié)

iNEMI智能制造路線圖章節(jié)提供針對(duì)垂直部門內(nèi)部和垂直部門之間的橫向主題的現(xiàn)狀分析與關(guān)鍵屬性要求。此外,該章節(jié)確定了橫向主題的主要差距和要求,這正是實(shí)現(xiàn)智能制造必須解決的問(wèn)題。

定義:智能制造、智能工廠、工業(yè)4.0、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等

審核智能制造準(zhǔn)備就緒:開(kāi)發(fā)基于共識(shí)的文檔,利用已發(fā)布的文檔(例如新加坡準(zhǔn)備度指數(shù))

安全性:最佳實(shí)踐、物理、數(shù)字、本地與遠(yuǎn)程訪問(wèn)等

設(shè)備多樣性與數(shù)據(jù)流通信:舊的、新的與混合的

數(shù)據(jù)屬性分類與優(yōu)先級(jí):數(shù)量、速度、多樣性、真實(shí)性和價(jià)值

成本、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、投資回報(bào)之間的關(guān)系

人才庫(kù)(主題技術(shù)專家):數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)科學(xué)家、制造工程師和自動(dòng)化工程師

標(biāo)準(zhǔn)與準(zhǔn)則:數(shù)據(jù)格式與結(jié)構(gòu)、通信協(xié)議與數(shù)據(jù)保留

開(kāi)放式協(xié)作:SEMATECH 2.0

為了定位確定差距和要求,需要不同垂直部門更多詳細(xì)狀態(tài)來(lái)構(gòu)建適合的計(jì)劃。有人建議采用循環(huán)調(diào)查來(lái)收集信息,來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。建議采用有一種調(diào)查格式作為范本:IRDS FI路線圖的制造數(shù)據(jù)安全性調(diào)查。

iNEMI與其他組織,例如SEMI,可以組織研討會(huì)來(lái)促進(jìn)電子制造業(yè)的利益相關(guān)者之間的合作。此外,iNEMI還可以建立跨行業(yè)的合作項(xiàng)目,開(kāi)發(fā)可以支持智能制造的技術(shù),解決路線圖確定的要求和差距。

此外,像iNEMI和SEMI這類組織,可以合作建立準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)(例如,數(shù)據(jù)流接口和數(shù)據(jù)格式),并領(lǐng)導(dǎo)各個(gè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)設(shè)備和工具硬件的標(biāo)準(zhǔn),降低在制造過(guò)程中的復(fù)雜性。不僅如此,iNEMI還可以與其他行業(yè)團(tuán)體合作組,促進(jìn)來(lái)自不同智能制造計(jì)劃的最佳實(shí)踐和關(guān)鍵知識(shí)進(jìn)行交換。路線圖TWG的成員致力于在智能制造進(jìn)程中提供指導(dǎo):人員、工藝和技術(shù)。TWG的成員還建議參與微電子小組和非微電子的小組,評(píng)估利用現(xiàn)有的智能制造準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)會(huì)。

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