工业4.0、人工智能以及CircuitData

Andreas Lydersen

Elmatica 首席技术官

最近在挪威进行的一项调查表明,1/7的工程师认为他们的工作可以在10年内由人工智能(AI)完成。而如果是我们这个行业的工程师,我认为这个比例会更高,并且更快。但与供应链中其他部分的情况相比,这并不算什么。为了解释原因,我们要先来看看驱动供应链本身的潜在需求。

自动化工厂渐渐普及,但在替换设计人员、采购人员、销售和后勤人员等辅助角色时仍然存在很大的困难。在车间中,自动化所取代的更多是重复性手动工作的人员,辅助角色(至少其中的一些角色)则需要脑力来理解和利用信息。

就算是类似PCB这样科技含量比较高的行业,仍然是建立在旧技术基础之上的(只需要看一看我们遗留下来的很多术语,如丝网和钢网,就可以证实这一点),而人类的大脑在处理非结构化信息方面非常强。一些任务正在慢慢被机器接管,但这些机器并不是特别聪明。其中一个例子就是ERP系统,它将采购自动化,对交货进行管理,预测需求并下订单。

50年的传统

PCB行业经过了50多年的发展,PCB需要了解这个行业的人才能生产出来,他们明白如何将其与普通的要求进行对比,并找到组装或制造合作伙伴。再加上所需的保密性和不同的格式,现在人类仍然是唯一的选择。

PCB行业是一个充满了不同的格式、语言、方言和表达方式的世界,非常复杂的,但却是有一套规则的。这就是需要AI的地方了。当AI慢慢地学习这些规则时,它会帮助人们理解这些东西。随着时间的推移,其智能程度也越来越高,直到完全取代人类。Ucamco的Integr8tor就是一个例子。虽然你可能会认为这不是真正的智能,这只是一组算法和代码,但它的确能在理解制造时取代人类。还有许多其他软件工具也可以完成同样的事情或执行相关的任务,以后还会越来越多,越来越好。它们不会抢你的饭碗,而只会让你更有效率。为了替代人类,它们还需要加强与其他系统的整合,对它们的信赖程度也需要提高。这是肯定会发生的,成百上千的开发人员已经在进行这方面的工作了。

在这种格式、语言和方言混杂的世界中,人工智能不是唯一的前进方向,也不是一个“孤注一掷”的选择。CircuitData是一个开源项目,使用标准化来取代脑力。

重大挑战

我的同事,高级技术顾问Jan Pedersen拥有40多年的印制电路设计经验,他每周都会收到大量的制造数据文件,在这其中有一些不好的模式不断重复出现,比如标准不足甚至完全错误。

当他从10个不同的客户那里收集到制造数据时,会发现他们用了10种不同的方式来呈现和解释所要求的内容。公差表达不同,制造图纸解释方式不同,阻焊层被称为绿色层,甚至绿油。元件符号被称为图例,丝印,丝印层等等。我们可以理解不同的词,但是缺少要求就无法理解了。

我们决定接受这个挑战并改善这个问题。我们正在制定一个PCB标准规范,一种用于共享信息的新的语言。我们将这种新的标准或语言作为PCB行业的开源项目提供给大家使用。它是免费的,并且将成为任何PCB设计者、用户和非用户的宝贵信息来源。

一种补充语言,而不是代替语言

那么,CircuitData能做什么?首先,它旨在补充目前所使用的文件格式,如Gerber、ODB ++和IPC-2581,以便解决所有制造方面的未提供足够信息的问题。随着标准的发展,我们希望它能够满足并替代在整个供应链中传输文件的需求。这可以通过向各方提供他们所需要的信息来完成,而其中文件交换只存在于供应链的第一部分和最后一部分——OEM和制造商。

但是,与所有免费和社区驱动的项目一样,语言的价值随着贡献者和用户数量的增加而同步增长。它需要发展、维护和推动,就像一辆你心爱的老爷跑车。因为沟通PCB规格是一个对话,而不是一个独白。它需要将几条信息汇集到一起,才能准确地呈现所有事实。但是规格只是所需数据的一部分,它们还需要符合配置文件的要求和能力。

要使用这种格式,首先要阅读说明文档。然后对你的内部系统进行处理,以使其能够发送和接收这种信息。随着时间的推移,我们相信会有一些系统可以帮助您使用这种格式。

另一种使用该语言的方法是指定配置文件。配置文件旨在取代目前发送包含“要求”的PDF文件的方式。目前的方法是用你自己的话来说明供应链中每个人都需要知道的默认值、可以做的事情和不能做的事情。使用这种格式,您可以将您的需求设置为机器可读格式,以确保合规性。

第三种使用方法是指定能力。这使你可以发送一套制造能力给你的客户。目标是尽量减少向不具备该能力的供应商发送询价,从而使供应商和客户都受益。

严格的老师

那么,这个语言包含了什么?为了便于理解,我们可以把它分成三部分:词典(词本身)、句法(语法)和模式(严格的老师),如图1所示。

图1:为了使“语言”更易于理解,Lydersen将其分为三部分:词典、句法和模式

现在,加上考虑到自动化和人工智能,你可能会想:这对我有什么用?因为最终,这是每个人都关心的问题。

这对我有什么用?

让我给你简单介绍一下。你会得到一个电脑可用的PCB规格,一种语言和工具,通过这些你可以轻松地与现有的软件连接起来。从设计到OEM,到EMS,再到销售和PCB工厂都随时向文件中添加内容,并且这些内容将会无缝融合在一起。这一切都是由社区推动的,我们共同拥有它,这是整个行业都会共同开发和维护的通用语言。

你将不再需要手动重新输入PDF或其他的规格文件。它还能很容易地导入到现有的ERP系统中——用你自己的语言!最棒并且也是我最喜欢的地方是,它会为我们节省大量的时间和金钱。还能避免在供应链的下游出现问题。

这听起来像是我们会在科幻电影中看到的情节,机器人接管了各种系统,然后让世界变得更加美好?并不是。

自动化将继续普及,由标准化和人工智能驱动。在供应链中人是最昂贵的资产,所以我们的选择显而易见。随着公司在这个新的生态系统中找到自己的位置,我相信我们将看到公司和软件在市场上起起伏伏。我们的关注点则应该更向外:我要如何为更好的供应链作出贡献?我们的产品是否能让所有用户变得更轻松?从长远来看,以自我为中心的公司不会成功。

科技改变一切

那么,工业4.0与这一切有什么关系呢?第四次工业革命的核心是电脑与电脑对话。因为它们能比我们更好地跟踪供应链流程中的产品,所以它们可以让合作伙伴之间的流程实现自动化,如下订单,重新安排订单时间,对需求进行分析和做出反应,加快或放慢整个生产过程的速度。在PCB行业中,这意味着最终目标是成为供应链中一个相互关联的部分。制造商将不得不根据客户需求自动调整车间设置,并将重点放在车间中每个工位的机器人技术上。产品所有者必须明白,产品生命周期管理的旧方法已成为过去,从原型到大批量生产的传统路径将不复存在。本行业触觉敏锐的参与者将会意识到,通过着重两种方式——外延到他们的合作伙伴和内涵的产品上,以及他们最需要的事情上——他们为供应链的成功做出了贡献。传统的只看重利润终将失败。在这个产品永远不会过于成熟的行业中,这种新模式需要作做出贡献。

科技改变一切,并且经常是呈指数形式。AI和像CircuitData这样的标准化项目都有可能做出很大的贡献,但它们本身并不是目标。我们的目标是更聪明地工作,减少对环境的影响以及满足需求。在我看来,这就是工业4.0。

本文来自企鹅号 - 电子时代媒体

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