制造智能的智能工厂

丁海骜

无论是VR设备、智能手表，还是应用最广泛的智能手机，智能硬件正在以一种全所未有的速度改变着人类的生活。这一切，都源自电子领域近年来在技术方面飞速的发展——作为全球最大的半导体和发光二极管行业和封装设备供货商 ，ASM太平洋科技有限公司（以下简称ASM）为芯片制造商、IC制配工厂和消费电子产品制造商提供半导管制配设备。换句话说，ASM正是那个加速我们智能化进程，为智能设备的生产提供加工设备的一家企业。

随着电子工业技术进步的不断加速，对于芯片、IP和电子产品企业来讲，其产品的更新速度更快，结构越来越复杂，响应市场时间缩短，销售服务周期更短……这就使得居于上游的加工设备提供商也要跟上这种进步的频率：需要在更短的周期内，为这些企业提供复杂度更高的设备。

几年前，ASM面临同样的问题。

作为行业当之无愧的领导者，ASM对产品研发和生产都投入了相当大的关注——ASM每年投入产品研发的资金达到销售额的10%，分布在包括香港、成都、新加坡、德国和英国等多个国家和地区产品研发中心拥有超过1300名员工。相对地：ASM的6个大型生产加工工厂则分布在中国、马来西亚、德国等地——研发中心和生产加工工厂之间所存在的来自系统、地域的阻隔，使得当时的ASM在设计开发和生产加工之间也存在难以逾越的鸿沟。

ASM当面面对的挑战是：

首先，虽然一直采用三维设计方式，但是三维模型中缺乏完整的生产信息数据（如几何公差），因此虽然采用了较为先进的设计方法，但是产品三维模型难以直接被应用到生产加工环节。

其次，当时在生产加工工厂所采用的加工方式对设计意图和设计内容无法在系统中抓取，事实上就使得产品数据几乎无法在CAD与CAM之间流动，导致设计与加工始终处在脱节状态。

因此每次来自产品研发中心的产品设计变革，都需要较长的时间才能传递到生产加工端——这也促使ASM意识到：需要从CAD/CAM一体化入手，才能彻底解决设计和生产自动化和效率的问题，进而升级为一家在业务和流程方面更具智能特征的企业。

“产品研发和生产是ASM的核心命脉，ASM每年投入产品研发的资金达到行销额的10%，我们在全球多地拥有多个产品研发中心和生产加工工厂。为了彻底解决设计和生产连接的问题，我们决定在生产制造环节部署信息化系统，从而将打通设计和生产环节。”陈立志，ASM公司MIS 资讯及通訊科技总监在接受采访时强调：“从2000年开始，ASM开始在自己企业的生产加工工厂当中采用Siemens PLM software的NX CAM，到现在为止，已经在包括中国深圳、新加坡和马来西亚的工厂当中，已经部署了100多套软件。”

应用NX带来的最直观的效益，表现在其FBM特征能够打通了设计与制造之间的数据壁垒：所谓FBM（Feature Based Machining）即基于特征的加工，是指NX CAM能够自动读取和识别附着在产品三维模型上的产品和制造信息（PMI，例如公差和表面精加工），并将其作为选择加工方法、加工流程和工具的依据，直接驱动NC编程和加工。

很显然，与以往对每个特征逐步、逐一手工编程相比，FBM使得与产品相关的数据能够在CAD和CAM之间自动传递，自动实现特征识别并编程，从而实现加工编程流程化、加工特征识别智能化、加工工艺规则标准化、加工刀路创建自动化——最大程度减少了程序设计员的人为误差，最大程度提高了效率和准确度。

同时，基于NX CAM的加工仿真和验证（ISV）功能，ASM公司的工程師不再需要在现实的机床上进行试制，而只需要在计算机的虚拟环境中就可以检查刀具路径的数控编程的正确性、准确性和可靠性：通过在三维的环境下观察刀路以及材料去除的过程，G代码驱动的机床仿真驱动了机床3D模型（包括夹具和刀具）的真实移动，从而确保了真实加工过程当中一次加工成功率。

“NX CAM的FBM功能，让我们真正体验到了从CAD到CAM的无缝连接，使得制造端对设计端修改的反应时间更及时，从而大大提高了对用户需求的响应时间，以及新产品研发上市的周期。从我们的统计结果显示：FBM 和 PMI为ASM提高了70%的生产效率和质量 （KPI） 。”胡德文，ASM的CAD/CAM高級制造經理，在接受采访时强调，NX CAM让ASM的制造端对设计端修改的响应更及时，从而极大提高了对用户需求的响应时间，以及新产品研发上市的周期，为企业赢得了宝贵的市场机会。

通过应用更先进的加工生产技术，ASM这个一直以来为智能产品生产企业提供加工设备的企业，也正在向着智能化迈进。