05 挠性印制电路板智能工厂试点示范——厦门弘信电子科技股份有限公司
一、项目实施背景与状况
挠性印制电路板（FPC）是以挠性覆铜板为基材制成的一种具有高度可靠性、绝佳可挠性的印制电路板。作为印制电路板（PCB）的一种重要类别，FPC具有配线密度高、重量轻、厚度薄等其他类型的电路板无可比拟的优势，更符合下游行业中电子产品智能化、便携化的发展趋势，被广泛应用于现代电子产品中。20世纪90年代后，电子产品向更轻、更薄的方向发展，FPC产品特性与之相符，得以伴随电子产业快速成长，应用领域不断扩展，被广泛应用于大部分电子产品中，成为电子产品领域最重要的元器件之一。
而我国FPC行业发展起步比较晚，技术水平、装备水平、研发能力等方面不及国际先进水平。作为我国FPC行业的龙头企业，厦门弘信电子科技股份有限公司（以下简称“弘信电子”）制订了进军全球领先地位的计划，努力为我国电子产业的振兴做出贡献。为进一步提高国际市场竞争力，弘信电子亟须提升企业的自动化、智能化水平，提升生产效率、产品技术水平、产能规模等。
为了更好地参与国际竞争，缩小与国际一流企业的差距，并最终实现超越。弘信电子坚持走信息化与工业化相结合的道路，努力以智能制造为基础，赶超国际一流的FPC企业。
弘信电子于2003年成立，2005年建立厦门市FPC行业研究中心，2006年初步完成企业财务管理信息化建设，2007年初步完成企业生产、人资管理信息化建设，2011年初步完成研发、品质管理信息化建设，2014年开始进行弘信电子挠性印制电路板智能化生产工厂的建设工作。
二、项目主要实施内容
弘信电子挠性印制电路板智能化生产工厂是以智能化、数字化、信息化技术为重点，采用自动化、智能化技术，改造和提升传统挠性印制电路板的加工制程，实现生产过程和仓储的自动化、智能化。通过信息化、数字化系统及技术实现智能化管理；实现挠性印制电路板设计及生产全过程的信息化管理、自动化运行、智能化监测及远程监控；实现减少生产人员60%以上，生产工艺数据自动采集率达90%以上，自控投用率90%以上。弘信电子的项目整体规划如图5-1所示。
图5-1 弘信电子的项目整体规划
（一）生产制程的自动化及智能化改造
采用并开发国际领先的挠性印制电路板“卷对卷”生产工艺，替代传统的片状生产方式。开发并引进自动上下料系统、自动机械手、自动检测机、自动工业机器人、自动搬运系统、自动检测线等智能化设备及系统，实现生产全过程的自动化、重点工序的智能化，有效替代人工，提升制程能力及产品合格率。
（二）管理及控制的信息化、智能化建设
通过品质追溯系统（SFIS）、制造执行系统（MES）、统计过程控制（SPC）系统、设备智能监控系统等先进的控制管理系统的开发及应用，实现生产自动排程、车间智能管理、生产状况实时反馈、物料（产品）加工过程的智能化管控、重要设备的智能化监控。通过ERP系统的深度开发，实现销售、PLM、生产、采购、财务、仓储管理的系统化、信息化和智能化。
在自动化、智能化改造及控制的信息化、智能化建设的基础上，完成弘信电子智能制造工厂的建设工作。
挠性印制电路板产品是根据客户要求进行生产的非标产品，每一款产品的外观、尺寸、性能差异较大，这也在一定程度上加大了项目自动化、智能化的实施难度。针对FPC产品的特殊性及工艺复杂性，弘信电子智能制造工厂的实施模块有以下几种。
1.项目实施模块
弘信电子智能制造项目的实施模块如图5-2所示，各实施模块的主要功能如表5-1所示。
图5-2 弘信电子智能制造项目的实施模块
表5-1 弘信电子智能制造项目各模块的主要功能
2.生产制程的自动化改造情况
在信息化平台的基础上，实现FPC产品加工过程的自动化。主要开发内容包括部分工序“卷对卷”生产工艺改造及相关装备、自动上下料机、自动机械手、自动检查设备、自动控制软件等。
弘信电子项目改造前后对比如图5-3所示。
图5-3 弘信电子项目改造前后对比
3.主要系统建设情况
（1）生产现场过程监控系统。完成对关键工序条码扫描系统、关键工序追溯与标准化防呆机制管控系统、快速精确管理与追溯系统的管理。
（2）数据高度整合的管理过程数字化系统。实现知识信息管理系统、流程管理系统、移动办公系统、报表中心功能模块等的开发。
（3）SPC系统。实现制程过程的品质状态即时监测和快速管控。
（4）生产线设备管理系统。通过对加工及检测设备数据接口等的应用及相关软件的开发，实现设备的实时监控。
（5）模拟器/电化教学系统。通过自动化设备全过程实训模拟系统，全过程的电化学习和考试模式，快速全面培训操作技能。
三、实施成效
本项目的实施已取得了良好的效果。目前已实现单条生产线减少人员40%，产品不良率降低50%，生产能力提升35%，样品制作周期缩短40%。有效提升了公司产品技术水平、生产制程能力，进一步降低了成本，增强了企业的竞争力，为企业的发展提供源源不断的动力，同时也为公司充分参与国际竞争提供了良好的基础。公司产品目前已广销国内外市场，出口额已占公司总产值的13%。
本项目建设运营后，实施智能制造前后的成效对比如表5-2所示。
表5-2 弘信电子实施智能制造前后的成效对比
目前，在挠性印制电路板制造行业中，弘信电子的自动化、信息化、智能化水平已走在行业的前列。随着本项目的进一步开展，公司将不断缩小同国际一流FPC企业的差距，实现“弘信电子FPC行业全球领先”的梦想。
四、实施经验
（1）培养并拥有一批具有绘制逻辑分析图能力的优秀管理人员，以及一批了解企业相关制程的软硬件开发人员。实现软硬件开发人员从技术型角度看问题到管理型角度看问题的提升。通过两者的结合，有效提高公司对信息化、智能化等系统的开发能力，并保证系统的实用性。
（2）人工模拟机器人系统运作流程，通过现场操作人员模拟替代机器人进行流程操作，以验证流程逻辑及系统的可行性及可靠性；降低项目前期的研发投入成本及研发风险，提升项目研发进度，有效提高项目开发的成功率。
（王毅、陈文辉 供稿）