封测工厂走向工业4.0，必须踏出这一步

2021-07-10 14:00:07 来源: 半导体行业观察

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近10年来，制造行业招工愈发困难——根据德勤 2018 Skills Gap in Manufacturing Study 数据表明：未来十年内全球制造业将出现250万个岗位缺口，对制造经济产生的影响可达2.5万亿美元。工业4.0时代背景下，各行业开始用多种自动化手段来替代人工劳动，其中“无人工厂”、“熄灯工厂”等最引人瞩目，不少大众也默默将工业4.0与无人工厂划上等号。然而，除了富士康、发那科等成功案例，许多制造业主的“无人”计划都草草收场，叫人心生疑问。个中经验、理由，其实不外乎两点：

绝对意义上的标准化不存在，传统自动化缺乏柔性
自动化只是工业4.0的入场券，数字化决定智造的上限

动态的标准，柔性的自动

绝对的标准不可信，在制造行业尤其如此。

一方面，对于广大中小型制造企业来说，多数存在厂房新老设备并存，各种流程、工艺、系统穿插繁复等问题。短时间内要实现标准化，对于企业来说意味着大刀阔斧的改革，或者重金投入新型设备的引入。另一方面，经济市场的高速上行，新工艺新技术的快速迭代，每天都会出现海量的新产品、新类别，而标准的更新速度也远超过往。

缺少统一标准的支撑，自动化的进程也受到了阻碍，而“柔性”成为了破局之法：生产资料适应生产计划的柔性，以及生产系统适应市场变化的柔性等等。

如何实现“柔性”？中国智造已经给出了诸多解决方案：大数据的分析与连通手段实现“以需定产”；高柔性的生产线实现多品种混线生产；还有配备多传感器与算法技术的工业移动机器人，用柔性物流让动态的标准与企业实际相适应。

案例解析

以某半导体龙头企业柔性物流改造项目为例，企业为提升产能新建厂房；正式投产后，晶圆需在原厂完成分拣再搬运至新厂区，同时出现了以下问题：

新旧厂区距离较远，人工搬运物料劳动强度大且费时久
人工搬运效率低且不稳定，对生产节拍的稳定性带来隐患
涉及长距离运输、物料脆弱易损、途径多设备设施对接等挑战，普通的自动化物流手段无法满足企业需求等。

而在此案例中，接受挑战的为柔性物流代表企业斯坦德机器人，其自主研发的激光SLAM导航AMR在仓储、产线物流环节均表现出良好的适应性；且区别于传统AGV，斯坦德AMR无需铺设磁条、二维码等辅助物即可实现自主定位导航，更能满足晶圆制造企业对生产环境洁净度的高要求。

项目实施方面

斯坦德机器人为企业定制了带有减震部件的封闭料车，以防运输途中料车震动对晶圆造成影响；
根据企业需求为现有出入设施增设无线对接模块，AMR系统与模块无缝对接实现机器人自动出入电梯、自动门、货淋室等；
定制定位算法程序，实现AMR在近1公里无明显环境特征差异的长廊也能准确定位运行；
提供全信息化的设备管理方案，实现机器人及订单任务实时状况可视化管理。

经导入柔性物流方案，斯坦德机器人为企业实现了物流减员、人工减负、效率提升、自动化与信息化同步升级。

数字化不是口号，信息赋能智造

富士康位于深圳的“熄灯工厂”，专注于智能手机等电气设备组件的生产，其将机器学习和人工智能设备的自动化优化系统、自动监测与维护系统以及智能实时生产监控系统等应用连接上4G工业专网，实现了生产、物流各环节数据实现可视化管控，成为行业内少有的典范。

而在富士康位于美国威斯康星州的工厂里，斯坦德机器人结合5G网络部署、WMS物料管理系统，通过多台AMR（自主移动机器人）、Matrix部署软件、自研FMS多机器人调度系统，实现了4000多平的车间内3个工序段几十种物料的自动化搬运，对动态变化的车间环境，复杂的搬运路线，高难度的多机协作任务，以及高可靠性标准的方案需求表现出了出色的适应性，与客户共同打造出了5G赋能工业互联的示范产线——5G的高带宽、低时延等特性，让机器人与系统可以收集仓储及生产环节海量设备运行数据，并实现更高效的可视化操作管理；结合实时监测、自动维护与数据导出等功能，实现管理者对生产、物流流程的持续优化，实现智造上限的持续提升。