李 凌 楊靈運 嚴 蕓

（貴州航天云網(wǎng)科技有限公司，貴州 貴陽 550000）

1 在電子信息制造業(yè)研究“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”融合應用意義重大

電子信息制造業(yè)是研制和生產(chǎn)電子設備及各種電子元件、器件、儀器、儀表的工業(yè)，是軍民結(jié)合型工業(yè)[1]。除了自成體系的手機、電腦等行業(yè)，汽車、航空航天等重點產(chǎn)業(yè)的發(fā)展同樣離不開電子信息技術(shù)的支持。其中，電子元器件、集成電路則是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心和關(guān)鍵。當前國家已經(jīng)把電子信息制造工業(yè)體系的自主發(fā)展，上升到國家的重點戰(zhàn)略。一方面我國的電子信息制造業(yè)取得快速的發(fā)展。通過《十三五國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》、《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020 年）》等政策的出臺，電子信息制造業(yè)在國產(chǎn)化方面成效顯著。 2017 年，中國電子元件產(chǎn)量為44 071 億只，同比增長17.8%。預計到2022 年中國電子元件產(chǎn)量將達到7.15 萬億只；另一方面電子信息制造業(yè)受制于人的現(xiàn)實情況依然存在。從2013 年起，集成電路進口額超過石油成為第一進口商品，對外依存度超過 60%。2018 年“中興事件”表明，電子信息制造的發(fā)展水平已經(jīng)極大影響我國的國民經(jīng)濟發(fā)展，同時對信息安全帶來重大的影響。因此，在電子信息制造業(yè)研究“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”融合發(fā)展應用，不僅能加快推動我國制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，還將為5G 規(guī)模商用提供龐大的產(chǎn)業(yè)基礎。

2 基于電子元器件檢測試驗場景研究“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”應用

2.1 檢驗測試是電子信息制造不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

電子元器件的工作環(huán)境復雜多樣，具有極高的可靠性要求。尤其在軍民融合領域，高可靠電子元器件是否滿足國軍標所提出的各項應力要求，是評價其是否為合格產(chǎn)品的重要依據(jù)，提供判斷結(jié)果的檢試驗環(huán)節(jié)就成為了電子元器件生產(chǎn)制造過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；而集成電路制造過程中的環(huán)境、機械、電學試驗方法和試驗程序則是為了保證器件滿足預定用途所要求的質(zhì)量和可靠性[2]，對器件的質(zhì)量和可靠性保證具有重要作用，是不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

目前電子元器件等檢測試驗項目主要有電性能參數(shù)測試試驗和電氣產(chǎn)品通用環(huán)境類試驗兩大類，包含了電性能參數(shù)測試、穩(wěn)定性烘焙、老煉試驗、壽命試驗、恒定加速度試驗等試驗項目，產(chǎn)品篩選業(yè)務流程如圖1 所示。

2.2 傳統(tǒng)電子元器件檢驗測試模式存在的痛點

檢驗設備的信息化水平不高：由于電子元器件、集成電路檢測設備廠商大多是傳統(tǒng)設備供應商，檢驗設備采購成本高，迭代升級周期長。使得檢測企業(yè)存在大量三啞檢測設備，以及部分能初步實現(xiàn)局域網(wǎng)通信的檢測設備，對新一代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能等信息技術(shù)的融合應用較差。

圖1 電子元器件建產(chǎn)品篩選業(yè)務false 流程圖

檢測工序手工作業(yè)強度大：基于設備及檢測模式的原因，檢測工序中存在大量手工作業(yè)內(nèi)容，使得操作人員疲于應對，對出現(xiàn)質(zhì)量異常狀況的反饋及處理往往缺乏時效性。對具體產(chǎn)品質(zhì)量異常的原因分析依靠人工經(jīng)驗判斷。

檢驗設備采集的數(shù)據(jù)與產(chǎn)品沒有形成關(guān)聯(lián)：傳統(tǒng)檢測設備僅能實現(xiàn)與控制計算機的通信，但無法實現(xiàn)與產(chǎn)品進行通信，測試結(jié)束后，產(chǎn)品即與夾具分離，數(shù)據(jù)也與產(chǎn)品分離，數(shù)據(jù)不能在過程中跟蹤產(chǎn)品，最終得到的一堆數(shù)據(jù)與一堆產(chǎn)品，其間沒有任何關(guān)聯(lián)，無法進行過程追溯，數(shù)據(jù)價值不高。

2.3 智能檢測是電子元器件檢測發(fā)展的主要方向

電子元器件質(zhì)量檢測工作的發(fā)展趨勢，總體呈現(xiàn)出全生命周期管理的特點。當前質(zhì)量檢測工作的現(xiàn)狀：檢驗任務重，檢驗復雜度、技術(shù)難度增加，檢驗效率低且檢驗周期較長；檢測數(shù)據(jù)量大，人工分析數(shù)據(jù)易出錯，難以自動采集各類數(shù)據(jù)，不能進行統(tǒng)計分析和按用戶需求提供PID 數(shù)據(jù)包等等，難以滿足用戶對檢驗項目擴大，交付周期縮短，全過程狀態(tài)可追溯的需求。因此，利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)對傳統(tǒng)檢測試驗流程進行重塑，實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的實驗檢驗創(chuàng)新升級，提高工作的效率和準確性，提升用戶的滿意度，勢在必行。

3 “5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”為電子產(chǎn)業(yè)智能檢測發(fā)展帶來的機遇

傳統(tǒng)的電子元器件、集成電路檢測中心像一個封閉的實驗室，從待測產(chǎn)品送檢到檢測報告生成，從檢測設備開啟到作業(yè)看板管理，整個檢測流程穿插大量人工作業(yè)。為此，一些廠商研發(fā)質(zhì)量檢測工業(yè)軟件嘗試從試驗任務管理、標準結(jié)構(gòu)化、自動化測試、報告自動生成等幾方面來實現(xiàn)檢測過程的智能化提升。但受限于原有檢測設備信息化參差不齊、業(yè)務數(shù)據(jù)中臺缺失以及網(wǎng)絡環(huán)境制約，檢測數(shù)據(jù)的采集、通信及分析與實際檢測業(yè)務要求尚存在一定差距，尚不具備大量數(shù)據(jù)交換、共享的能力。隨著5G 逐步成熟，5G+工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)給智能檢驗測試提供了很好的技術(shù)實現(xiàn)條件，推動質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)共享向海量數(shù)據(jù)接入、低延時傳輸、人工智能分析建模的2.0 版本進行升級迭代，使得自動化、信息化水平更高，數(shù)據(jù)生產(chǎn)能力更強的檢測裝備及解決方案有了用武之地。而基于5G 數(shù)據(jù)業(yè)務中臺、智能終端，能支持調(diào)用大數(shù)據(jù)和云計算資源，即可以作為企業(yè)操控檢驗測試流程的控制臺，又可以通過移動窗口在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中交互信息并分享到移動互聯(lián)網(wǎng)，與消費者連接起來，使得檢測試驗知識在智能檢驗管理平臺的沉淀和流轉(zhuǎn)，不僅提升了產(chǎn)品檢測效率，還可以釋放網(wǎng)絡化協(xié)同檢測潛能，為工業(yè)制造升級提供無限可能。

4 基于“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的智能檢測應用集成解決方案

4.1 應用建設思路

從電子元器件、集成電路的檢驗篩選環(huán)節(jié)著手，聚焦電子元器件電性能參數(shù)測試、老煉檢測試驗等產(chǎn)品必測工序，依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，基于5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（物聯(lián)網(wǎng)）、大數(shù)據(jù)采集及存儲、大數(shù)據(jù)建模預測分析、BI 可視化等技術(shù)的研究和應用，打造高端電子元器件、集成電路智能檢測解決方案。一方面研發(fā)自動化、信息化水平更高的智能檢測專用設備及解決方案，實現(xiàn)更先進的自動測試、自動篩選，細化到每個元器件的數(shù)據(jù)獲取、存儲及追溯。另一方面，用新一代信息工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的微服務和容器化技術(shù)，采用通用化、平臺化、組件化的設計思路，設計工業(yè)物聯(lián)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，構(gòu)建檢測數(shù)據(jù)中臺，利用5G 技術(shù)實時傳輸檢驗設備及產(chǎn)品測試數(shù)據(jù)，在APP 中實現(xiàn)檢驗設備及產(chǎn)品測試數(shù)據(jù)管理及應用，實現(xiàn)檢測過程全周期的數(shù)據(jù)打通。

4.1.1 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)云端解決方案

使用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，建設物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集平臺及大數(shù)據(jù)分析平臺，包括：設備接入、設備管理、微服務、機理模型、監(jiān)控、規(guī)則引擎、服務開放、數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?/p>

4.1.2 與質(zhì)量檢測工業(yè)APP數(shù)據(jù)共享

可自動匹配試驗標準，通過設備儀表通信自動完成試驗數(shù)據(jù)采集、試驗結(jié)果判定，并可根據(jù)客戶需要自主選擇試驗報告模板。

圖2 基于5G 技術(shù)的電子元器件智能檢測應用集成解決方案

4.1.3 智能檢測設備研發(fā)測試與產(chǎn)品數(shù)據(jù)采集

將對傳統(tǒng)電子元器件檢測設備進行智能化改造，設計信息化夾具載盒、載板，植入5G 通信模組，真正將每個待測產(chǎn)品與檢測數(shù)據(jù)一一對應，實現(xiàn)產(chǎn)品與檢測設備的通信。

4.1.4 工業(yè)無線/有線網(wǎng)絡與5G融合解決方案

基于電信運營商5G 基站部署，在4G/5G 網(wǎng)絡環(huán)境下配置移動信息終端、5G 數(shù)據(jù)采集終端等與物聯(lián)平臺適配，實現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)高效采集與傳輸，提升檢測數(shù)據(jù)治理效率，保障通信安全。

4.2 創(chuàng)新點

該解決方案運用5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，具有以下創(chuàng)新點。1）突破傳統(tǒng)檢測檢測設備無法實現(xiàn)產(chǎn)品與檢測設備通信的瓶頸。為實現(xiàn)檢測試驗數(shù)據(jù)實時監(jiān)測、質(zhì)量追溯打下堅實基礎并解決數(shù)據(jù)來源問題。2）應用智能終端、裝備及工業(yè)app 重塑檢測流程。在智能終端、裝備應用下，產(chǎn)品及設備將產(chǎn)生大量實時檢測數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在原有4G 網(wǎng)絡環(huán)境及工作模式下無法得到有效的處理。而在5G 網(wǎng)絡環(huán)境實現(xiàn)待測產(chǎn)品的實時數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)匯總記錄，大數(shù)據(jù)分析及產(chǎn)品等級分類處理、分析及可視化展示，能極大提高檢測效率以及數(shù)據(jù)治理能力。3）基于5G 測試環(huán)境實現(xiàn)工廠內(nèi)外部數(shù)據(jù)高效傳輸，實現(xiàn)企業(yè)各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互能力。可為行業(yè)內(nèi)電子元器件、集成電路等主體企業(yè)提供檢測服務，為后續(xù)推廣全面智能檢測產(chǎn)線、建設產(chǎn)教融合檢驗實訓基地、對外輸出檢測能力打下堅實基礎。

5 結(jié)語

基于5G 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的電子元器件智能檢測解決方案將在行業(yè)龍頭企業(yè)進行試點示范應用，打造5G +智能檢測典型案例，促進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+5G 的應用拓展，促進檢測裝備智能化研發(fā)水平提升，推動電子信息制造行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。