赣州市PCB协会会员单位-信丰迅捷兴电路科技有限公司是生产印制线路板的高新技术企业，于*开通会员可解锁*正式投产，目前公司在职700多人。公司技术能力全面，基本覆盖了高多层及HDI板、高频板、高速板、厚铜板、金属基板、挠性板、刚挠结合板等多种特殊工艺和特殊基材产品，同时已成为多家世界知名企业的核心PCB供应商。

通过高密度互连技术、高频高速板技术、高精密多层板技术等关键核心技术攻关，推进了工业“四基”领域印制电路板“补短板”。产品具有高密度、高可靠性、布线密度高、体积小、重量轻等特点。产品广泛应用于通信设备、医疗器械、汽车电子、轨道交通等领域。

公司已获得16项发明专利，5项有软件著作权，84项实用新型，均已进行成果转化，产品成本降低，技术指标提升。公司凭借对研发创新的持续投入，成功组建赣州市HDI（线路板）技术创新中心、江西省省级企业技术中心等研发创新平台，并获得国家高新技术企业、“5G+工业互联网”应用示范工厂、江西省两化融合示范企业、江西省专精特新中小企业、国家第四批专精特新小巨人企业等诸多荣誉。

公司倾力打造智能化工厂，实现数字化计划调度、智能化生产作业、可视化供应链管理、智能化生产作业、全流程品质追溯、AGV智能仓储物流，生产效率大幅提升。

1、数字化基础

高度自动化是信丰迅捷兴的优势特色之一，企业共拥有工业设备280台，数字化设备比重85%，关键工序数控化率达到95%，生产设备联网率达到90%，相比传统的PCB工厂，企业节省了50%的人工需求，2023年，为全力打造行业数字化转型标杆工厂，企业围绕“数字化、智能化、绿色化”的目标，推进智能技改，优化生产力，生产效率提升40%以上，生产周期缩短30%，生产品质提升2%-3%，印制电路板产能达到了60万平方米，数字化转型成效显著。具体表现为：

1.1自动化生产设备全覆盖

企业高度重视智能化设备应用与推广。引进了二次元检测机、内层自动连线前处理、内层涂布机、线宽测量仪、压合棕化线、博克压机、镭射钻机、多轴机械钻机、电镀沉铜线、电镀VCP线、外层压膜线、自动曝光机、LDI曝光机、金手指线、UV激光切割机、飞针检测机、外观检测机等一系列高端先进设备，还积极引入国内外高端自动化产品，如高端数控机床和数控铣床，提高产线生产效率和产线自动化(如图2所示)。

(a)智能化数控机床

(b)水平棕化线 (c)外层线路车间

图2 部分数字化设备

企业员工通过操作先进的智能设备，就能快速地完成生产任务，这些设备之间通过数字化网络相互连接，实现了高效的协同工作。

图3 企业员工在智能化车间加工高精度印制电路板

在生产流程中，企业利用机械臂、AGV（Automated Guided Vehicle，自动导引车）等机器人设施（见图4）减少工人直接接触危险、高强度任务和有害环境的机会，机械臂和AGV还能与其他系统（如MES、WMS）进行数据交互，实现生产过程的智能化管理和预测性维护，进一步提升生产效率和数字化、智能化、绿色化水平。

(a) 机械臂进行印制电路板换板作业

(b) AGV机器人进行印制电路板搬运作业

图4 机器人辅助作业

1.2 网络设施与云计算、算力网络深度融合

企业着重发展算力和网络设施，采用混合云策略部署企业云环境。通过利用公有云的强大计算能力和灵活的资源调配能力，企业能够高效处理大规模数据和复杂任务；同时，建设私有云以保障敏感数据的安全性和隐私性。在此基础上，企业运用SCADA（数据采集与监控）、DCS（过程控制系统）、DNC（分布式数控系统）和MDC（数据采集系统），实现生产数据的实时监控和远程操作。此外，企业还结合MES（生产管理系统）、ERP（企业资源规划系统）和SCM（供应链管理系统），构建了IT与OT（运营技术）网络的深度融合，从而推动生产流程的智能化和数字化转型（见图5）。

图5 数字化IT-OT网络融合

1.3 生产过程高度透明化数字管理

如图5所示，企业已构建了数字化的IT-OT融合网络，通过将SCADA、DCS等OT系统与MES、ERP、SCM等IT系统集成，企业实现了从设备层到管理层的数据流通和协同工作。这种融合打破了传统工业中的数据孤岛，使得生产数据能够实时反馈到企业的决策层，支持基于数据的优化和决策。SCADA和MDC系统专注于实时数据采集与监控，能够从生产设备和工艺流程中获取大量生产数据，并通过人机界面（HMI）进行可视化展示（见图6）。DCS系统通过分布式控制架构，实现对复杂生产过程的高精度控制，确保生产过程的稳定性和灵活性。这些系统为工业互联网提供了强大的自动化控制能力，是实现智能制造的关键基础。

此外，企业十分注重网络资源安全及数据安全。部署了工业防火墙，运用安全检测审计、入侵检测等安全技术措施，确保生产网络安全稳定运行。提供异地数据备份，定期备份制度确保生产数据资源安全。建立了24小时全天候的安全监控中心，实时监测安全状况。

图4-6 可视化平台监控

2、数字化及智能化场景

在打造5G+IMS智能制造工厂的过程中，信丰迅捷兴深度融合了IoT设备联网平台、MES制造执行系统、WMS仓库管理系统、EAM企业资产管理系统以及QCS质量控制系统等多个先进模块。这些系统的集成应用，贯穿了从原材料入库、生产计划制定、生产过程监控到产品质检、库存管理的每一个环节，实现了生产全过程的数字化管理与精确控制，确保产品的高品质输出（见图7，给出了运营管理的总体方案）。具体而言，智能制造工厂的建设涵盖了以下几个方面：

图7 制造运营管理系统总体方案

2.1 数字化辅助产品设计

企业使用数字化辅助产品设计的流程如图4-12所示，主要分为软件仿真→数据分析→多人协同设计→数据管理与共享→AI辅助决策多个环节。具体为：

图8 数字化辅助产品设计流程

环节1：企业广泛采用专业的PCB设计软件，如Altium Designer和Cadence，进行电路原理图绘制和版图设计等工作，这些软件强大的功能能够实现高效、精准的设计，为高质量的产品开发提供有力支持。

环节2：企业运用先进的仿真软件，对设计电路进行电气性能仿真、信号完整性分析和热分析等多维度验证，通过虚拟环境中的全方位评估，提前发现并解决潜在问题，从而显著减少物理样机制作和测试的成本与时间。

环节3：企业搭建了协同设计平台，支持不同部门、不同地域的设计人员、工程师以及客户实时在线协作，共同参与产品设计过程，促进交流与反馈，有效提升设计效率和质量。

环节4：企业建立了产品数据管理（PDM）系统或企业资源规划（ERP）系统，对设计数据、工艺数据、生产数据等进行集中管理和共享，确保数据的准确性、一致性和可追溯性，方便设计人员随时获取所需数据，同时也为生产制造等后续环节提供有力支持。

环节5：在此基础上，企业引入东领PCB自动化设计软件（见图9），对研发好的设计图纸进行拼板设计，方便后续生产部门进行大板制作。

图9 东领PCB自动化设计软件

2.2 数字化工艺设计

企业通过IoT系统、EAM系统、IMS系统、AGV智能调运系统、QCS系统与MES系统、WMS仓储管理等系列智能化系统实现了生产全流程的高效管理和优化。

首先，利用IoT系统对接核心生产设备，完成设备的自动化生产、参数及配方下发（见图10），并进行实时参数校验，同时借助EAM系统自动触发维修工单、记录维修过程以及触发设备点检工单，确保设备高效稳定运行。在生产管理方面，上线IMS标准功能，满足生产计划管理和批次管理需求，实现多环节的自动配方下发和二维码追溯，并通过数字化系统精准制定生产计划，安排各批次生产进度。AGV智能调运系统则根据工序和排产规则生成计划排程，实现点到点、点到域的物料调运和自动上下料，提高运输效率，减少人工操作，降低出错率。在质量控制上，QCS系统与MES系统关联，实现全流程正反追溯，快速定位并解决质量问题。MES系统还具备防呆功能，自动下发生产配方，关联测试结果，并在异常时触发警报和设备停机。仓库管理方面，WMS系统实现物料从收料到产线应用的全过程监控，自动计算物料使用量并触发领料信息，确保库存准确性和及时性。同时，EAM系统对零配件和模治具的全生命周期进行管理，提高管理效率，降低库存成本，保障设备正常运行。此外，通过工厂看板、工序看板和设备看板实时展示产能和生产结存信息，为管理者提供决策支持，助力科学管理生产运营。

图10 生产工艺参数设置

2.3 数字化计划调度

生产计划与批次管理：ERP系统将生产计划同步盘古MES系统中，通过MES系统中主计划下推到批次维护进行排产（见图11）。

图11 MES排产计划

AGV智能调运：按照工序、设备及排产规则生成计划排程，实现RCS层面的点到点、点到域调运以及AGV自动上下料。通过数字化系统控制AGV智能小车，可根据生产计划和实际生产进度，自动完成物料的运输和上下料操作，提高物料配送的准确性和及时性，减少人工干预，提升生产效率。

仓库管理优化：WMS系统上线，实现物料从收料至产线应用的全过程监控以及仓库内部的策略管理，自动计算物料使用数量，依规则自动触发领料信息。数字化的仓库管理系统能实时掌握物料库存情况，根据生产计划自动生成领料计划，确保物料及时供应，同时避免物料积压或短缺。

生产运营信息实时展示：通过工厂看板、工序看板、设备看板实时展示产能、当前结存等生产运营信息，为计划调度人员提供全面、实时的数据支持，使其能根据实际生产情况及时调整生产计划和调度策略，优化资源配置，提高生产效率和计划的准确性。

2.4 智能化生产作业

对生产要素进行监控、校验、预警和追溯；对物料、产品、设备全面可视化动态管理；实现产品的4M追溯、5M全面防错，MED制造执行系统架构如图12所示。

图12 信丰迅捷兴PCB工厂MED制造执行系统架构

打造智能化工厂，拥有一条条全自动智能制造生产线，能高效完成印制电路板（PCB）生产，其中自动化的生产流程（见图13）主要包括：开料、内光成像、内外层AOI检查、棕化与压合、钻孔、沉铜电镀、外光成像、阻焊、字符、沉金、外形、电测试与终检、有机保焊膜等。通过高精度的开料设备，原材料被精确切割成符合设计规格尺寸的板坯，为后续加工奠定基础。紧接着，内光成像步骤利用紫外线曝光技术，将设计图案精准转移到板坯的内层铜箔上，形成精细的电路图案。随后，内外层AOI（自动光学检测）设备对电路板进行全方位扫描，确保每一层电路图案的准确无误，及时剔除任何缺陷产品。钻孔环节则利用精密的数控钻机，按照预设的孔位信息精确打孔，为元件的焊接连接做准备。沉铜电镀步骤在孔壁沉积一层均匀的铜层，确保良好的电连接性。之后，外光成像过程与内光成像类似，但针对的是电路板的外层，再次应用曝光技术形成外层电路图案。阻焊层的应用有效防止了焊接时的短路问题，通过涂覆并固化阻焊油墨实现。字符打印步骤在电路板上清晰标记元件标识、编号等信息，便于组装和维修。沉金工艺则在电路板的表面镀上一层薄金，既提升了导电性能，又增强了抗腐蚀能力。电测试与终检阶段，利用自动化测试设备对电路板的电气性能进行全面检测，确保所有连接无误且符合质量标准。最后，有机保焊膜（OSP）处理在电路板表面形成一层保护膜，防止铜面氧化，同时保证焊接时的良好润湿性。

图13 一体化智能生产线

2.5 可视化供应链管理

IMS与MES协同可视化：通过IMS数字化智能制造项目及MES制造执行系统，将生产计划与供应链各环节紧密连接，根据订单需求和生产能力，精确制定物料采购计划、生产排程等，使原材料供应、生产加工和产品交付等环节协同运作。

设备联通可视化：实现对生产设备的实时监控和数据采集，了解设备的运行状态、生产进度等信息，便于及时调整供应链策略。如设备出现故障，可提前通知供应商调整供货计划，或调整生产任务到其他设备，确保生产的连续性。

供应过程可视化：对供应链全流程进行可视化管理，从原材料采购到产品交付的每一个环节都能实时跟踪和监控。管理者可随时掌握物料运输状态、库存水平、生产进度等信息，及时发现并解决供应链中的问题。

物料管理可视化：对每种物料赋予唯一的编码，确保物料信息的准确性和唯一性，避免物料混淆和管理混乱，提高物料管理的效率和准确性。

物料需求可视化：根据生产计划和库存情况，运用数字化系统精确计算物料需求数量和采购时间，合理安排物料的采购和供应，减少库存积压和缺货现象。

库存管理可视化：利用传感器、RFID等技术对物料的入库、出库、盘点等环节进行自动化数据采集和管理，实时更新库存信息，使库存水平保持在合理范围内，降低库存成本。

供应商管理可视化：与供应商进行信息共享和协同合作，供应商可通过平台实时了解企业的采购需求、交货计划等信息，提前做好生产和供货准备（见图14）。企业也能及时掌握供应商的生产进度、交货能力等情况，加强对供应商的管理和评估。

在线采购与订单管理可视化：通过数字化平台实现采购订单的在线生成、发送和跟踪，提高采购效率，减少人工操作失误。同时，对采购订单的执行情况进行实时监控，及时处理订单变更、延迟交货等问题。

图14 企业采购计划

2.6 仓储物流

优化仓储及物流配送管理，实现库位管理；实现与SAP、WMS、MES数据实时交互；发料配送模式全面优化，信息传递电子化，及时化；提升仓储作业效率、优化现场人员配置结构。仓储管理系统架构如图15所示。

图15 信丰迅捷兴仓储管理系统架构

设备协同智能化：实现仓储物流设备如智能物料车等与其他生产设备的互联互通。AGV智能物料车可在系统调度下（见图16），按照预设指令精准、高效地来回穿梭运送物料，自动完成物料的搬运和配送，减少人工干预，提高搬运效率和准确性。

图16 AGV调用配送

仓储物流平台化：利用传感器、监控设备和数字化管理系统等，对仓储物流的全流程进行实时监控和数据采集，从物料入库、存储、分拣、配送至出库等各个环节的状态和数据都能实时反馈到管理平台，工作人员可随时了解仓储物流的运行情况，及时发现和解决问题。

2.7 设备管理

PCB制造的流程长，涉及的设备种类众多、数量也多，设备管理人员基于传统的管理方式，难以对设备状态进行有效监控，预防性保养维护难，故障难预防。IoT设备联网平台的应用可以使PCB行业的设备与系统相连，实现对设备的全方位远程监控、调整和管理。IoT设备联网平台架构如图17所示。

图17 信丰迅捷兴PCB工厂IoT设备联网平台架构

数字化的设备管理方式能够识别设备故障，及时采取措施避免损失。IoT设备联网平台还可以对现场关键设备数据进行采集分析（见图18）。企业采用IoT设备联网平台为品质管理及成本降低提供数据支持。

图18 设备管理台账

2.8 质量管控

QCS质量管理系统可以实现全流程控制，监测物料，半成品、成品的质量问题，加快质量异常事件的处理速度；实现对物料、工序及人员等生产过程信息的记录；建立产品与构成要素之间的双向追溯。QCS质量管理架构如图19所示。

图19 信丰迅捷兴PCB工厂QCS质量管理架构

全流程品质管理：在仓储物流环节，对物料的存储环境、搬运过程等进行严格的品质管控。通过数字化系统设定环境参数阈值，如温湿度等，当环境参数超出范围时自动报警，确保物料存储品质。同时，对物料搬运过程中的碰撞、振动等进行监测，防止物料受损。

全流程品质追溯：为每一批物料和产品赋予唯一的身份标识，通过扫码等技术手段，实现从原材料仓储到成品出库的全流程品质追溯。一旦出现质量问题，可快速定位问题环节和责任，便于采取相应的措施进行处理（见图20）。

图20 产品生产过程点检

2.9 安全管控

PCB制板设备实现互联，实时掌握各设备的运行状况和健康状态（如图21所示），进行预防性维护。系统可以根据设备的运行数据和故障规律，提前预测设备可能出现的故障，安排维护人员进行检修，确保设备安全稳定运行，减少因设备故障引发的安全事故。

图21 安全监控系统

2.10 能源管理

2021年信丰县出台《制造业数字化转型三年攻坚行动方案》，推动企业数字化、智能化、绿色化升级。在此背景下，信丰迅捷兴电路科技有限公司响应政策，运用数字化技术优化能源管理，提高能源利用效率，降低能耗和碳排放。具体措施如下：

① 公司投入3亿元实施智能化生产工厂项目，实现了工厂全流程管理自动化、数字化、智能化。生产设备具备智能监控和管理系统，能实时监测设备的能源消耗情况（见图22），通过分析数据来优化设备运行参数和生产流程，降低能源浪费。

② 2021年公司启动IMS数字化智能制造项目，打造了数字化基础的运作平台，实现全流程管理。该系统集成了能源管理模块，对水、电、气等能源数据进行集中采集、分析和管理，便于企业全面掌握能源使用状况，为能源优化、决策等方面提供依据。

③ 作为江西省“5G+工业互联网”应用示范工厂，公司借助5G和工业互联网技术，实现能源数据的实时传输和远程监控。使管理人员能随时随地了解能源消耗情况，及时发现能源异常并进行处理。

图22 生产过程能源监控

2.11 环保管控

污染物排放监测与控制：通过安装智能传感器和监测设备，实时收集废水、废气、废渣等污染物排放数据。如在废水排放口安装水质监测传感器，实时监测化学需氧量、重金属含量等指标，一旦数据超标，系统自动报警并停止相关生产环节，同时精准定位污染源头，便于工作人员及时处理。

环保设备运行管理：利用物联网技术将环保设备接入统一的管理平台，实时监测设备的运行状态、故障信息等，实现远程监控和操作。如对废气处理设备的风机、净化器等关键部件进行实时监测，提前预警设备故障，确保环保设备稳定运行，提高污染物处理效率。智能化污水处理系统装置如图23所示。

图23 智能化污水处理系统装置

环境风险预警与应急管理：建立环境风险评估模型和预警系统，基于实时监测数据和生产工艺信息，对可能出现的环境风险进行预测和预警。制定数字化应急预案，一旦发生环境事故，系统自动启动应急响应程序，快速调配应急资源，指导应急处置工作，降低环境风险和损失。废水处理工程监控系统如图24所示。

图24 信丰迅捷兴PCB废水处理工程监控系统

1.生产效率提升

企业投入3亿元进行技术改造，推进新型工业化，2024年建成智能化工厂后，生产效率提升了40%以上，多条全自动智能制造生产线高效运转，15台智能小车来回穿梭运送物料，大幅减少了人力成本和时间成本。

通过数字化、智能化改造，实现了工厂全流程管理自动化、数字化、智能化，生产周期缩短了30%，能更快速地响应市场需求，交付产品。

企业的印制电路板产能达到了年产120万平方米，为企业承接更多订单、扩大市场份额提供了有力支撑。

2.产品质量管控

全流程品质追溯：通过应用盘古信息的QCS系统进行首件、自主件、巡检管理，并关联MES系统，实现了产品全流程的正反追溯。一旦出现质量问题，能够快速准确地定位问题环节和原因，便于及时采取措施解决，避免问题产品流入下一道工序或市场。

生产过程精准可控：应用IOT系统对接生产核心设备，完成设备生产自动化和参数及配方下发、生产过程中的参数校验，确保每一道工序都按照精准的参数和标准进行生产，减少了因人工操作等因素导致的质量波动，提高了产品质量的稳定性和一致性。

异常情况及时处理：MES系统针对工厂物料、流程、工艺路线等进行防呆，生产过程依照配方自动下发，测试结果与MES关联，并可触发异常警报和设备自动停止投板。当出现质量异常时，系统能够迅速发出警报并停止相关设备运行，防止问题进一步扩大，降低了不良品的产生概率。

产品品质整体提升：技术改造后，企业的产品品质得到了大幅提升，所生产的印制电路板达到了高精度、高密度、高品质的标准，能够满足安防、电子工业、控制通信设备、医疗器械、汽车电子、轨道交通等多个领域对电路板的高要求。

3.单位生产成本下降

采用“双辅料+大拼版”的生产方式与智能工厂的自动互联流程设计相结合，降低了生产成本。仓库管理通过WMS系统上线，实现物料从收料至产线应用的全过程监控以及仓库内部的策略管理，自动计算物料使用数量，依规则自动触发领料信息，提高了物料管理的效率和准确性，减少了物料浪费。通过数字化转型和技术改造，企业的产能达到了60万平方米。随着产能释放，公司增加样板小批量、高多层及HDI等高附加值订单占比，以优化产品结构，提高产品附加值。

生产效率跨越式增长：智能排产使工单生成时间从2小时压缩至10分钟，物流效率提升40%，设备综合效率提高20%。AGV应用释放83%搬运人力，车间流转时间缩短25%。

质量管控实现质的突破：自动化检测使PCB不良率从0.8%降至0.2%，首末件检验漏检归零，质量问题追溯周期从8小时锐减至1小时内，客户投诉率下降60%。

成本控制效果突出：精准投料降低原材料浪费15%，库存周转率提升25%，呆滞物料减少28%。设备预测维护节约维护成本15%，年均减少返工损失超千万元。

管理决策科学化升级：建立实时数据看板，工序透明化覆盖率达95%，主计划达成率提升至98%。通过大数据分析物料消耗趋势、设备老化预警，驱动持续工艺优化。

本项目构建的数字化生态系统，不仅实现单点环节的技术突破，更形成研发-生产-物流-质控的全链条智能协同。各项指标均达行业领先水平，其中生产效率、质量追溯、库存周转等关键指标超越同业基准20%以上。

来源：信丰智造

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