制造智能的智能工廠

丁海驁

無論是VR設備、智能手表，還是應用最廣泛的智能手機，智能硬件正在以一種全所未有的速度改變著人類的生活。這一切，都源自電子領域近年來在技術方面飛速的發展——作為全球最大的半導體和發光二極管行業和封裝設備供貨商 ，ASM太平洋科技有限公司（以下簡稱ASM）為芯片制造商、IC制配工廠和消費電子產品制造商提供半導管制配設備。換句話說，ASM正是那個加速我們智能化進程，為智能設備的生產提供加工設備的一家企業。

隨著電子工業技術進步的不斷加速，對于芯片、IP和電子產品企業來講，其產品的更新速度更快，結構越來越復雜，響應市場時間縮短，銷售服務周期更短……這就使得居于上游的加工設備提供商也要跟上這種進步的頻率：需要在更短的周期內，為這些企業提供復雜度更高的設備。

幾年前，ASM面臨同樣的問題。

作為行業當之無愧的領導者，ASM對產品研發和生產都投入了相當大的關注——ASM每年投入產品研發的資金達到銷售額的10%，分布在包括香港、成都、新加坡、德國和英國等多個國家和地區產品研發中心擁有超過1300名員工。相對地：ASM的6個大型生產加工工廠則分布在中國、馬來西亞、德國等地——研發中心和生產加工工廠之間所存在的來自系統、地域的阻隔，使得當時的ASM在設計開發和生產加工之間也存在難以逾越的鴻溝。

ASM當面面對的挑戰是：

首先，雖然一直采用三維設計方式，但是三維模型中缺乏完整的生產信息數據（如幾何公差），因此雖然采用了較為先進的設計方法，但是產品三維模型難以直接被應用到生產加工環節。

其次，當時在生產加工工廠所采用的加工方式對設計意圖和設計內容無法在系統中抓取，事實上就使得產品數據幾乎無法在CAD與CAM之間流動，導致設計與加工始終處在脫節狀態。

因此每次來自產品研發中心的產品設計變革，都需要較長的時間才能傳遞到生產加工端——這也促使ASM意識到：需要從CAD/CAM一體化入手，才能徹底解決設計和生產自動化和效率的問題，進而升級為一家在業務和流程方面更具智能特征的企業。

“產品研發和生產是ASM的核心命脈，ASM每年投入產品研發的資金達到行銷額的10%，我們在全球多地擁有多個產品研發中心和生產加工工廠。為了徹底解決設計和生產連接的問題，我們決定在生產制造環節部署信息化系統，從而將打通設計和生產環節。”陳立志，ASM公司MIS 資訊及通訊科技總監在接受采訪時強調：“從2000年開始，ASM開始在自己企業的生產加工工廠當中采用Siemens PLM software的NX CAM，到現在為止，已經在包括中國深圳、新加坡和馬來西亞的工廠當中，已經部署了100多套軟件。”

應用NX帶來的最直觀的效益，表現在其FBM特征能夠打通了設計與制造之間的數據壁壘：所謂FBM（Feature Based Machining）即基于特征的加工，是指NX CAM能夠自動讀取和識別附著在產品三維模型上的產品和制造信息（PMI，例如公差和表面精加工），并將其作為選擇加工方法、加工流程和工具的依據，直接驅動NC編程和加工。

很顯然，與以往對每個特征逐步、逐一手工編程相比，FBM使得與產品相關的數據能夠在CAD和CAM之間自動傳遞，自動實現特征識別并編程，從而實現加工編程流程化、加工特征識別智能化、加工工藝規則標準化、加工刀路創建自動化——最大程度減少了程序設計員的人為誤差，最大程度提高了效率和準確度。

同時，基于NX CAM的加工仿真和驗證（ISV）功能，ASM公司的工程師不再需要在現實的機床上進行試制，而只需要在計算機的虛擬環境中就可以檢查刀具路徑的數控編程的正確性、準確性和可靠性：通過在三維的環境下觀察刀路以及材料去除的過程，G代碼驅動的機床仿真驅動了機床3D模型（包括夾具和刀具）的真實移動，從而確保了真實加工過程當中一次加工成功率。

“NX CAM的FBM功能，讓我們真正體驗到了從CAD到CAM的無縫連接，使得制造端對設計端修改的反應時間更及時，從而大大提高了對用戶需求的響應時間，以及新產品研發上市的周期。從我們的統計結果顯示：FBM 和 PMI為ASM提高了70%的生產效率和質量 （KPI） 。”胡德文，ASM的CAD/CAM高級制造經理，在接受采訪時強調，NX CAM讓ASM的制造端對設計端修改的響應更及時，從而極大提高了對用戶需求的響應時間，以及新產品研發上市的周期，為企業贏得了寶貴的市場機會。

通過應用更先進的加工生產技術，ASM這個一直以來為智能產品生產企業提供加工設備的企業，也正在向著智能化邁進。