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眾所周知，ChatGPT等AI正在和將要給各個行業(yè)帶來翻天覆地的變革，也給原有的模式造成極大的挑戰(zhàn)，但同時也將給各行各業(yè)帶來前所未有的巨大的發(fā)展機遇，這就是所謂的“不進則退”。創(chuàng)新飛速發(fā)展的生成式AI將給現(xiàn)在的家庭保姆和教育行業(yè)帶來怎樣的變化呢？中國光明AI研究院報道，教師95%工作和94%的家務勞動將被AI取代。
創(chuàng)新飛速發(fā)展的生成式AI（GPT）為我們各個領域、也為智能制造帶來極大的震撼、顛覆性的思考。生成式AI對智能制造變革具有巨大的啟發(fā)和機遇，在AI的加持下，智能制造發(fā)展的前景和潛力變得無比廣闊。
（a）70%規(guī)模以上制造業(yè)企業(yè)基本實現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡化，建成500個以上引領行業(yè)發(fā)展的智能制造示范工廠，市場滿足率分別超過70%和50%；
（b）培育150家以上專業(yè)水平高、服務能力強的智能制造系統(tǒng)解決方案供應商；
（c）構建適應智能制造發(fā)展的標準體系和網(wǎng)絡基礎設施，完成200項以上國家、行業(yè)標準的制修訂，建成120個以上具有行業(yè)和區(qū)域影響力的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。
作者對當前PCB行業(yè)制造模式現(xiàn)況進行了分析，當前的制造模式存在以下問題。
（1）PCB的產(chǎn)品標準化問題：到目前為止，每個PCB產(chǎn)品，從生產(chǎn)角度來說，都是非標的，所以PCB行業(yè)按產(chǎn)品生產(chǎn)分類的產(chǎn)品標準化程度是比較低的。無論PCB的中國國標，還是美國的IPC標準、國際電工委員會的IEC標準、日本的JPCA標準，從生產(chǎn)角度來說PCB產(chǎn)品標準很粗糙，那么厚厚的標準，只是單面板、雙面板和多層板等幾個可憐的產(chǎn)品標準，從制造角度來看，實際上都是技術標準，不是產(chǎn)品標準。當然把這幾個產(chǎn)品標準，按客戶千變萬化的要求再去細分更詳細的PCB產(chǎn)品種類，難度也是可想而知的。
（2）PCB的生產(chǎn)設備標準化問題：設備制造商多而分散，絕大部分都是非標的，沒有出現(xiàn)像汽車行業(yè)那樣相對完整的多工序整套生產(chǎn)線供應商，更是沒有出現(xiàn)全套的自動化流水生產(chǎn)線的方案集成商、制造商。除了AOI、曝光機等個別設備以外，生產(chǎn)設備幾乎都是每家工廠定制的，也沒有PCB設備的行業(yè)標準。
（3）生產(chǎn)斷點太多，效率極低：由于多次下板子和上板子，被迫需要無數(shù)的流轉車和流轉箱，需要無數(shù)人或AGV去搬運流轉，造成精益生產(chǎn)中的7大浪費，周轉和等待時間長，拉長流轉距離、流動速度慢，效率極低，而且生產(chǎn)停滯、半成品積壓、時間越長產(chǎn)品越易氧化、互相碰傷刮花等品質問題層出不窮。
（4）用人太多，人均產(chǎn)出低：PCB行業(yè)的人均產(chǎn)出不高，勞務派遣用工政策可能不計算在內，人為拉高了人均產(chǎn)出。
（5）落后的工廠工藝流程布局：絕大部分的工廠PCB工藝流程布局依然處于保守、傳統(tǒng)的境地，人為分割獨立成一個個房間，產(chǎn)品流程多次被迫中斷。
（6）同質化、內卷嚴重：當今PCB整個行業(yè)產(chǎn)能過剩，毛利越來越低，內卷已經(jīng)很嚴重，而且將會越來越嚴重，持續(xù)的倒閉潮已經(jīng)開始。
（7）節(jié)能減排：PCB是用電大戶，以上這種到處分散的生產(chǎn)方式，決定了節(jié)能減排和碳中和的任務艱巨。
（8）智能制造推進緩慢：目前智能制造缺乏既懂管理又熟悉IT的復合型人才，而且智能制造要花大錢，舊工廠改造難度大，老板決策猶豫。另一方面PCB行業(yè)見不到IT或者AI大企業(yè)介入。
（9）PCB新工廠建設：越建越大，投資越來越巨大，革命性的流水線布局太少，生產(chǎn)效率、周期、人數(shù)沒有革命性的改變。
（10）上市公司多了：上市公司越來越多，融資不難，越來越不缺資金。
（11）全球份額：中國大陸的PCB行業(yè)總產(chǎn)值，在2022年已經(jīng)占到了全球的一半以上，舉足輕重，行業(yè)發(fā)展和先進性的壓力和責任重大。
其他行業(yè)的生產(chǎn)模式的創(chuàng)新，能為我們PCB發(fā)展帶來怎樣的啟發(fā)？下面四個例子試圖探尋創(chuàng)新PCB制造模式的方法。
每個人不同季節(jié)不同服裝、個性化的尺寸、復雜的不同種族、同種族不同高低、胖瘦、體重等復雜因素，決定了服裝在幾百年來，都是自己單個去買布料，自己到裁縫店里，讓裁縫師給你量尺寸、定制衣褲，“量身定制”這個詞語就是這么來的。
服裝行業(yè)早期的難度和特點：
（1）每個人體型和重量不一，尺寸存在很大差異。歷史上每個人的衣服都需要裁縫師進行量身定制，需要的周期長，成本高。
（2）價格高，產(chǎn)量有限，同一個裁縫師不能同時生產(chǎn)多件衣服。
（3）服裝樣式繁多，不同的性別、年齡、高矮、體重、成人、兒童和季節(jié)以及不同面料都會影響制作周期和制作成本。
（4）不適合大批量工業(yè)化生產(chǎn)。
在19世紀早期，歐洲主要是英國對服裝的尺碼標準化，發(fā)明了SML尺碼的一套服裝標準，即為XS、S、M、L、XL、XXL等一套標準，對應相應性別、身高、體重、胖瘦和兒童以及不同季節(jié)的人群各有一套尺碼標準，使得制衣不再依賴于裁縫師。
由此讓有巨大市場需求的服裝行業(yè)，在統(tǒng)一服裝尺碼產(chǎn)品標準后，服裝可以按照標準尺碼進行大批量工業(yè)化生產(chǎn)，而不再是以往的需要排隊等待裁縫師一件一件地縫制。標準化的尺碼使得服裝產(chǎn)能呈現(xiàn)幾何倍數(shù)的提升，能夠以更加低廉的價格大批量生產(chǎn)，低廉的價格又促進了消費需求，讓服裝行業(yè)蓬勃發(fā)展起來，成為全球最大的行業(yè)之一。中國是在改革開放后的1981年才發(fā)布了中國服裝的國家標準，包括男性的上衣、褲子、西服、大衣、內褲等尺碼標準，女性的上衣、褲子、連衣裙、西服、大衣、內褲等尺碼標準，大童、中童和小童的尺碼標準，還區(qū)分不同的衣料、春裝、夏裝、秋裝和冬裝等，以及不同的款式。了解了我們每天穿在身上的服裝，竟想不到在服裝行業(yè)有這么多的服裝產(chǎn)品標準，才給幾十億人類帶來了如此的便利和大規(guī)模生產(chǎn)。
這個例子說明：一個行業(yè)的細分產(chǎn)品標準徹底改變了這個行業(yè)的制造模式，起到了促進這個行業(yè)大發(fā)展的關鍵作用。
日本豐田汽車大野耐一著作《豐田生產(chǎn)方式》中說：標準化、自動化、準時化，以及必不可少的觀念創(chuàng)新。只要杜絕浪費，生產(chǎn)效率就有可能提高10倍。“徹底杜絕浪費”是豐田生產(chǎn)方式的基本思想，而貫穿其中的兩大支柱就是：準時化、自動化。
全世界對豐田的制造模式推崇備至。
而沒有汽車產(chǎn)業(yè)基礎的特斯拉上海工廠，創(chuàng)新流水線作業(yè)，其第二期電動汽車的流水線作業(yè)產(chǎn)出數(shù)據(jù)是：平均每年生產(chǎn)110萬輛電動汽車，平均制造每臺車所用的時間降低為40秒，超過了有近百年經(jīng)驗的豐田汽車的58秒/輛。而后來更加沒有汽車制造經(jīng)驗的中國理想汽車常州工廠的月產(chǎn)出也已接近特斯拉的水平。
本例子說明：沒有汽車經(jīng)驗的后來居上，創(chuàng)新的設計和標準化的自動流水生產(chǎn)線的重要性。
鐵路智能調度指揮系統(tǒng)的關鍵指標：安全性、準時率、運力產(chǎn)出。
全國現(xiàn)在每天開行客運列車大約6000趟，其中高鐵動車4500趟左右，每天運送旅客500萬人左右，這還沒有包括比公路運輸貨物量還要多的貨運列車。火車種類有10來種，不同線路的軌道、不同速度、不同長度、不同重量、不同站點數(shù)量、不同停靠時間等等，要安全和準時發(fā)車和到達太難了！但是高鐵徹底解決了中國10多億人的出行，尤其是春節(jié)團聚巨量人數(shù)回家的世紀難題，而鐵路智能計劃調度指揮系統(tǒng)和信號傳感傳輸也是關鍵之一。
鐵路智能計劃調度指揮系統(tǒng)的特點：
（1）安全性：自動化的列車調度控制和信號系統(tǒng)能夠顯著降低人為錯誤，提高了鐵路運輸?shù)陌踩?，減少碰撞和其他安全隱患的發(fā)生。
（2）自動化調度：列車調度過程自動化，系統(tǒng)能夠根據(jù)列車運行狀況、交通突發(fā)狀況、故障和運營要求等因素自動優(yōu)化列車的調度計劃，做到了準時性，提高了列車的運行效率。
（3）運行效率高：鐵路調度系統(tǒng)通過優(yōu)化列車的運行間隔、減少停車時間等方式提升運行效率，并根據(jù)實時數(shù)據(jù)和算法自動調整列車等運行計劃，避免延誤和擁堵。
（4）實時信息可視化：調度員可以通過系統(tǒng)監(jiān)控列車的位置、速度、運行狀況等關鍵信息。這將使得調度決策更加準確和及時。
（5）資源利用優(yōu)化：能夠更精準地分配和利用軌道、站臺等資源，合理安排列車的停靠和調度，避免資源的浪費和不均衡利用。
本例子說明：高鐵火車這樣要求最安全、最準時、多品種、多變量、多站點等最復雜情況，都能做到的智能調度指揮系統(tǒng)，對其他行業(yè)，也完全能夠做得到。
例子：順豐快遞華南區(qū)深圳快遞包裹智能管理系統(tǒng)每小時分揀7.1萬個，是原來人工的150倍，正常情況第二天寄到。
本例子說明：全自動化流水線的智能管理系統(tǒng)，對提升效率的重要性。
從其他行業(yè)的制造模式，我們能提煉出怎樣的PCB制造模式創(chuàng)新方案？
（一）價值導向的智能制造賦予新的先進性定義和高標準、創(chuàng)造更高價值，不能搞形式主義。
（二）制定PCB的按產(chǎn)品細分類的產(chǎn)品標準，到目前為止，無論是PCB的中國國家標準，還是美國IPC標準、國際電工委員會IEC標準和日本JPCA標準，PCB產(chǎn)品標準都很粗糙，只是單面板、雙面板和多層板等幾個產(chǎn)品標準，那么厚厚的標準實際上都是技術標準，大部分不是產(chǎn)品標準。我們應盡快組織模仿服裝行業(yè)制定國標或聯(lián)合其他國家的同行，來研究制定PCB細化的產(chǎn)品標準，這個標準只要覆蓋60%以上產(chǎn)品就是PCB行業(yè)的巨大進步。
（三）智能制造：PCB行業(yè)內，引入阿里、騰訊、百度、華為等大企業(yè)的加入和技術協(xié)助，大幅度地提升行業(yè)APS、AVI、化工藥液槽現(xiàn)場測定傳感器和AI+機械手、機器人的協(xié)同水平、自動控制水平和智能決策水平。
（四）顛覆性的工廠工藝流程布局：從下料開始一直到包裝入庫，全部自動化的連續(xù)生產(chǎn)不間斷的流水線，建立所謂的1#生產(chǎn)線，2#生產(chǎn)線，3#生產(chǎn)線……，沒有隔斷房間，除了特殊區(qū)域，設備頭尾相接，沒有斷點，個別用立體軌道輸送產(chǎn)品，有異常被輸送到線邊倉或緩沖區(qū)（類似火車站，各個大小火車站或者編組站就是緩存緩沖重組的大小區(qū)域）。
（五）大拼版設計和工藝分類標準化：1米寬大板子拼版設計和定義產(chǎn)品工藝標準化，大幅寬就是大產(chǎn)能。盡可能合并相似工藝同類項，大幅度提高企業(yè)本身的企業(yè)標準水平，而不是過度依賴PCB行業(yè)的產(chǎn)品標準或等待PCB行業(yè)細化的產(chǎn)品標準。
（六）不是單臺設備而是創(chuàng)新設計和制造大生產(chǎn)線：
（1）創(chuàng)新研發(fā)1米寬的設備和定義幾種標準規(guī)格的設備研發(fā)或聯(lián)合研發(fā)和生產(chǎn)。
（2）創(chuàng)新研發(fā)多工序大段的整套生產(chǎn)線或牽頭組織制造全部整套生產(chǎn)線。
（3）創(chuàng)新研發(fā)多通道垂直生產(chǎn)線（相對應現(xiàn)在的單通道垂直生產(chǎn)線，比如垂直電鍍線相對應現(xiàn)在的單通道垂直生產(chǎn)線，比如垂直電鍍線）或多層水平線（相對應現(xiàn)在的單層水平生產(chǎn)線，比如顯影蝕刻剝膜水平線），讓產(chǎn)能幾倍地提升 。
（七）要大量省人和高的人均產(chǎn)出：驚人的縮短生產(chǎn)周期大量節(jié)省人員，當然也會增加有技術的智能制造人員和技工。
（八）節(jié)能減排：單位時間產(chǎn)能大幅度提升，那么生產(chǎn)同樣單位面積PCB：電消耗、廢水廢氣排放和碳中和也將減少。
五、創(chuàng)新PCB制造模式或智能制造模式的頂層設計建議
對于創(chuàng)新PCB制造模式，或者PCB智能制造而言，我們應該如何去設計整體架構？我們應該從哪些方面體現(xiàn)先進性？
（一）指導思想
（1）推動中國甚至世界PCB行業(yè)智能制造邁上實質性的臺階。
（2）創(chuàng)建PCB制造新模式，即更智能、更先進、創(chuàng)造更高價值的PCB制造模式。
（二）目標設計
（1）具有AI功能的自動排產(chǎn)系統(tǒng)APS
（2）生產(chǎn)調度預警控制指揮中心
（3）使用AI技術的AVI等AI機器人代替絕大部分人工
（4）生產(chǎn)周期縮短三分之二以上
（5）同等情況產(chǎn)能提升50%以上
（6）新流水線產(chǎn)能提升300%以上
（7）變動成本大幅下降50%以上
（8）人數(shù)節(jié)省65%以上
（9）品質提升30%以上
（10）節(jié)能減排&碳中和指標明顯改善
（三）任務設計
組織的落實牽引、PCB細分產(chǎn)品標準的研發(fā)和制定、軟硬件的技術研發(fā)、實施的團隊、實驗工廠的建立和驗證完善和資金的落實等。
（1）組織的落實牽引：組織行業(yè)尤其頭部企業(yè)推動中國PCB行業(yè)制造模式大變革，形成PCB智能制造的中國模式，成為引領世界的先進的PCB制造模式。
（2）研發(fā)和制定PCB細分的產(chǎn)品標準：細分的產(chǎn)品標準的研發(fā)，不能包羅萬象，只要覆蓋了產(chǎn)品的大部分，就是這個PCB行業(yè)產(chǎn)品標準的成功，包括由現(xiàn)在的單面、雙面和多層板等幾種產(chǎn)品標準，去參考類似服裝等其他行業(yè)易于大批量流水線生產(chǎn)的細化的產(chǎn)品標準、工藝技術標準、主要設備標準和主要生產(chǎn)線標準等，并且大力推廣和完善中國PCB行業(yè)的細分產(chǎn)品標準，使中國的PCB產(chǎn)品標準處于世界PCB標準的領先水平。
（3）軟硬件的技術研發(fā)：要對PCB行業(yè)的制造所需的軟硬件系統(tǒng)進行技術研發(fā)，包括：
（a）研發(fā)硬件系統(tǒng)：從倉庫、開料、內層、壓合、外層、……、表面處理、外形等一直到包裝再到入庫上貨架的全套自動化流水生產(chǎn)線；或者上下工序多工序連成線的分段式自動化流水生產(chǎn)線，分段式物流包括AGV的流轉設備；實現(xiàn)包括化工藥液等內的在線分析數(shù)字化的多種傳感器等，進而實現(xiàn)自動分析自動添加的自動化智能化。絕大部分生產(chǎn)工序做到讓產(chǎn)品PCB板子不下線連續(xù)不間斷流轉，就解決了這個PCB傳統(tǒng)行業(yè)需要接板子和上板子人多的主要問題之一。
（b）研發(fā)軟件系統(tǒng)：在PCB這個傳統(tǒng)行業(yè)，深度運用人工智能（AI）、智能云等，應用在局部工序的AVI等設備絕大部分去代替在PCB行業(yè)用人最多的外觀檢驗工序；應用在工廠整體的智能計劃調度系統(tǒng)（APS），結合倉庫管理系統(tǒng)（WMS）、制造執(zhí)行管理系統(tǒng)（MES）和品質管理系統(tǒng)（QMS）以及廢水廢氣環(huán)保管理系統(tǒng)（PEMS）、安全管理系統(tǒng)（SMS）、能源管理系統(tǒng)（EMS）等構成工廠的智能管理系統(tǒng)。這方面也需要AI技術強大的阿里、百度、騰訊這樣的大公司參與進來研發(fā)。
（4）挑選試驗工廠：建設實驗工廠和實驗自動化流水生產(chǎn)線，對新標準、新技術、新設計、新生產(chǎn)線、新軟件如APS等，以及新自動化流水生產(chǎn)線和智能計劃調度系統(tǒng)等進行實驗驗證和改進完善。
（5）組織：由協(xié)會、行業(yè)頭部企業(yè)和積極參與的企業(yè)組織。
（6）選拔實施團隊：各參與單位的專業(yè)人士、國內外招聘專業(yè)人士。
（7）籌集資金：行業(yè)內外籌集資金，用于組織、推動PCB智能制造的創(chuàng)新發(fā)展。
我們相信，在市場發(fā)展需要、價值驅動、AI+對智能制造變革的巨大壓力驅動下，更智能、更先進、更高效率、更好品質、更低成本、更有競爭力和更被客戶認可的PCB智能制造模式，將徹底取代現(xiàn)在傳統(tǒng)的制造模式，力爭中國PCB制造模式處于全球PCB行業(yè)智能制造的領先水平，中國的PCB行業(yè)發(fā)展的前景和潛力將變得更加廣闊。
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