基于5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的電子元器件智能檢測(cè)研究與應(yīng)用

金 山，渠 磊

（陜西省電子技術(shù)研究所有限公司，陜西 西安 710100）

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在當(dāng)前的生產(chǎn)生活中應(yīng)用較為普遍，讓傳統(tǒng)的信息孤島局面被有效打破。而隨著信息技術(shù)的不斷升級(jí)和創(chuàng)新，5G技術(shù)已經(jīng)成為了新時(shí)期互聯(lián)網(wǎng)中的核心技術(shù)。在5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)背景下，工業(yè)生產(chǎn)開始向網(wǎng)絡(luò)化與智能化的方向邁進(jìn)，而電子信息化生產(chǎn)制造行業(yè)受到5G技術(shù)的影響更大。為確保人們多元化要求得到滿足，必須加速5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和電子信息化制造行業(yè)的融合[1]。

1 5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概述

1.1 概念

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新型互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展領(lǐng)域，與互聯(lián)網(wǎng)之間存在著不可分割的聯(lián)系。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主要用于工業(yè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域，從一定程度上來講，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以作為一種基礎(chǔ)設(shè)施，推動(dòng)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)體系的智能化轉(zhuǎn)型。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，銜接網(wǎng)絡(luò)的主要對(duì)象包括各類機(jī)械設(shè)施、產(chǎn)品與服務(wù)，致力于打造全新的萬物互聯(lián)空間，提倡人機(jī)交互的新型發(fā)展理念，最終構(gòu)建的互聯(lián)工業(yè)生產(chǎn)制造體系能夠?qū)崿F(xiàn)各類要素整合、銜接產(chǎn)業(yè)鏈與價(jià)值鏈。

1.2 作用

首先，5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用能夠?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域提供虛擬化場(chǎng)景。在5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)背景下，企業(yè)需采用高清監(jiān)控?cái)z像頭、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等進(jìn)行遠(yuǎn)程化與虛擬化操作，有利于工作效率的不斷提升，還能實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)。其次，5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)有利于工業(yè)領(lǐng)域的智能化生產(chǎn)。目前因工藝流程越來越復(fù)雜，企業(yè)在大量工業(yè)場(chǎng)景中往往會(huì)使用無線通信技術(shù)進(jìn)行集成管控，但由于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的智能設(shè)備以及生產(chǎn)線類型眾多，傳統(tǒng)的共享體系很難實(shí)現(xiàn)全范圍兼容。5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以在電子信息技術(shù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建萬物互聯(lián)的體系，有利于提升網(wǎng)絡(luò)的安全性與可靠性，同時(shí)傳輸信息的速度也非常快，這是加快工業(yè)生產(chǎn)智能化轉(zhuǎn)型的根本保障。最后，5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)有利于工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)字化生產(chǎn)。新時(shí)期電子元器件生產(chǎn)管理，需要對(duì)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行積極改進(jìn)，拓展網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬。由于5G網(wǎng)絡(luò)具有很高的帶寬，在信息傳輸過程中，時(shí)延性較低，可以實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的快速傳輸，可保證通信更安全與更可靠，能滿足工業(yè)海量數(shù)據(jù)傳輸和處理的要求。所以在5G網(wǎng)絡(luò)背景下，應(yīng)設(shè)法提升設(shè)備生產(chǎn)的無線銜接靈活性，從而支持工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的柔性化與數(shù)字化發(fā)展[2]。

2 5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在電子元器件檢測(cè)中的應(yīng)用價(jià)值

電子元器件在電子信息制造行業(yè)起到了至關(guān)重要的作用，往往應(yīng)用大量的智能化終端和產(chǎn)品，具備高精尖特點(diǎn)，其性能將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)﹄娮釉骷陨淼馁|(zhì)量有著較高要求，在生產(chǎn)和使用的過程中需要對(duì)其進(jìn)行全方位的檢測(cè)。所以我國(guó)政府非常關(guān)注電子信息化制造行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，近幾年，國(guó)內(nèi)制造行業(yè)飛速發(fā)展，并得到了政策方面的大力支持。我國(guó)生產(chǎn)電子元器件的數(shù)量龐大，即便如此，我國(guó)電子信息化制造行業(yè)仍需依靠進(jìn)口產(chǎn)品。為了推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康平穩(wěn)發(fā)展，以及促進(jìn)信息的安全性水平不斷提升，應(yīng)該加速5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和電子信息化制造行業(yè)融合，能夠?yàn)殡娮釉骷纳a(chǎn)及創(chuàng)新提供保障，還可以打造智能化以及數(shù)字化的電子元器件檢測(cè)體系，為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供根本保障[3]。

3 5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下的電子元器件智能檢測(cè)可行性

3.1 在電子信息化制造行業(yè)中試驗(yàn)檢測(cè)是重要環(huán)節(jié)

電子元器件的制造工藝較為復(fù)雜，且對(duì)于產(chǎn)品的要求較高，這就需要在元器件制造的過程中提供相對(duì)應(yīng)的質(zhì)量檢測(cè)體系，目前的質(zhì)量檢測(cè)通常是建立在智能化檢測(cè)的基礎(chǔ)上展開，這就涉及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的使用5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，會(huì)通過通訊體系將質(zhì)量檢測(cè)的各個(gè)環(huán)節(jié)聯(lián)系起來，能夠針對(duì)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精細(xì)化的把控，尤其可以判斷制造環(huán)境、制造設(shè)施以及實(shí)驗(yàn)步驟等相關(guān)細(xì)節(jié)從類型上來看，對(duì)于電子元器件的檢測(cè)，通常分為以下兩類：測(cè)試電性能參數(shù)實(shí)驗(yàn)與電器產(chǎn)品的通用環(huán)境試驗(yàn)，如測(cè)試電性能參數(shù)、恒定加速試驗(yàn)、使用周期試驗(yàn)，有關(guān)篩選產(chǎn)品的業(yè)務(wù)過程可見圖1。

圖1 電子元器件的產(chǎn)品篩選業(yè)務(wù)流程圖

3.2 電子元器件的智能化檢測(cè)的主要原則

電子元器件的質(zhì)量檢測(cè)往往需要遵循全生命周期管理的原則，檢測(cè)復(fù)雜程度較高、技術(shù)難度較大、任務(wù)繁重、效率不高而且周期長(zhǎng)；在檢測(cè)數(shù)據(jù)量龐大的情況下，以人力開展數(shù)據(jù)分析容易出錯(cuò)，無法做到對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化收集，而且無法統(tǒng)計(jì)、分析用戶的需求，導(dǎo)致所提供的PID數(shù)據(jù)包不夠完善，用戶對(duì)于擴(kuò)大檢驗(yàn)項(xiàng)目的要求也得不到滿足。采用5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以重塑傳統(tǒng)的電子元器件試驗(yàn)檢測(cè)過程，確保試驗(yàn)檢測(cè)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化及數(shù)字化創(chuàng)新，確保操作準(zhǔn)確性與工作效果的全面提升，從而提升用戶滿意度[4]。

4 電子元器件的檢測(cè)現(xiàn)狀及發(fā)展機(jī)遇

4.1 現(xiàn)狀分析

因?yàn)殡娮釉骷Y(jié)構(gòu)精密，而且工作環(huán)境復(fù)雜，如何保證電子元器件的安全性與可靠性，使各行各業(yè)發(fā)展需求得到滿足，是一個(gè)挑戰(zhàn)性命題。在軍民融合型領(lǐng)域，只有采用的電子元器件高度可靠，才能保證制造出來的產(chǎn)品合格[5]。

4.2 發(fā)展機(jī)遇

因電子元器件檢測(cè)環(huán)境相對(duì)封閉，在檢測(cè)產(chǎn)品時(shí)，不僅需要用到檢測(cè)設(shè)施，還有賴于技術(shù)人員掌握的專業(yè)技術(shù)，所以檢測(cè)步驟非常復(fù)雜。目前大多數(shù)廠商已經(jīng)認(rèn)識(shí)到電子元器件傳統(tǒng)檢測(cè)方法存在的缺陷，正在試著采用智能化檢測(cè)技術(shù)。如試驗(yàn)任務(wù)管理方法的改善，確保自動(dòng)檢測(cè)與自動(dòng)生成檢測(cè)報(bào)告。

5 5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)背景下的電子元器件智能化檢測(cè)方法的改善對(duì)策

5.1 建設(shè)思路

從電子元器件和集成電路的檢驗(yàn)篩選環(huán)節(jié)入手，專注于對(duì)電子元器件的電性能參數(shù)測(cè)試和老煉檢測(cè)試驗(yàn)等關(guān)鍵檢測(cè)工序的精細(xì)化管理。為了更好地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，積極應(yīng)用5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（物聯(lián)網(wǎng)）、大數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)、大數(shù)據(jù)建模預(yù)測(cè)分析、BIM可視化等先進(jìn)技術(shù)，打造出高端電子元器件、集成電路的智能檢測(cè)解決方案[6]。

在智能檢測(cè)解決方案的研發(fā)過程中，致力于提高自動(dòng)化和信息化水平，通過設(shè)計(jì)更先進(jìn)的自動(dòng)測(cè)試和篩選流程，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)元器件的詳細(xì)數(shù)據(jù)獲取、存儲(chǔ)及追溯。這些數(shù)據(jù)將為企業(yè)提供更加準(zhǔn)確和及時(shí)的信息，有助于提高生產(chǎn)效率、降低成本、優(yōu)化資源配置等方面的工作。

同時(shí)，利用新一代信息工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的微服務(wù)和容器化技術(shù)，采用通用化、平臺(tái)化、組件化的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)出一套工業(yè)物聯(lián)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各類檢驗(yàn)設(shè)備和產(chǎn)品測(cè)試數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)和分析，構(gòu)建起一個(gè)全面的檢測(cè)數(shù)據(jù)中臺(tái)。

借助5G技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，可以將這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)皆贫耍褂梦锫?lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集平臺(tái)及大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，包括：設(shè)備接入、設(shè)備管理、微服務(wù)、機(jī)理模型、監(jiān)控、規(guī)則引擎、服務(wù)開放、數(shù)據(jù)傳輸?shù)取２⑶遗c質(zhì)量檢測(cè)工業(yè)APP數(shù)據(jù)共享可自動(dòng)匹配試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，通過設(shè)備儀表通信自動(dòng)完成試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、試驗(yàn)結(jié)果判定，并可根據(jù)客戶需要自主選擇試驗(yàn)報(bào)告模板。實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)應(yīng)用程序中查看和管理檢驗(yàn)設(shè)備及產(chǎn)品測(cè)試數(shù)據(jù)的目標(biāo)。這一創(chuàng)新舉措將極大地提高數(shù)據(jù)利用效率和信息共享水平，同時(shí)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)過程全周期的數(shù)據(jù)打通。

智能檢測(cè)設(shè)備研發(fā)測(cè)試與產(chǎn)品數(shù)據(jù)采集是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)，它旨在將傳統(tǒng)電子元器件檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行智能化改造，提高檢測(cè)效率和精度。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，將設(shè)計(jì)信息化夾具載盒和載板，并植入5G通信模組，確保每個(gè)待測(cè)產(chǎn)品與檢測(cè)數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)。這種設(shè)計(jì)可以有效地解決傳統(tǒng)檢測(cè)設(shè)備中存在的數(shù)據(jù)傳輸速度慢、精度低等問題，同時(shí)也提高了檢測(cè)設(shè)備的智能化程度和自動(dòng)化水平。

在電信運(yùn)營(yíng)商的5G基站部署基礎(chǔ)上，還將配置移動(dòng)信息終端和5G數(shù)據(jù)采集終端等與物聯(lián)平臺(tái)適配，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的高效采集與傳輸。這種配置不僅可以提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的治理效率，還可以保障通信安全。通過這些措施，可以更好地滿足客戶對(duì)檢測(cè)設(shè)備的需求，提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性，為客戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

綜上所述，通過關(guān)注電子元器件和集成電路的檢驗(yàn)篩選環(huán)節(jié)，并利用先進(jìn)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以為企業(yè)提供更高效、精準(zhǔn)的智能檢測(cè)解決方案。這將有助于提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)一步推動(dòng)中國(guó)制造業(yè)的發(fā)展。

5.2 創(chuàng)新環(huán)節(jié)

這個(gè)解決方案可謂大放異彩，它借助于5G和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，首先，打破了傳統(tǒng)的檢測(cè)設(shè)備的局限性，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品與檢測(cè)設(shè)備的通信，這樣一來，就可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，質(zhì)量追溯也有了保障，再也不用擔(dān)心數(shù)據(jù)來源的問題。

其次，通過智能終端、裝備和工業(yè)app的助力，檢測(cè)流程得到了重塑。在這些智能設(shè)備的幫助下，產(chǎn)品和設(shè)備會(huì)產(chǎn)生大量的實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)。但這些數(shù)據(jù)在以前的4G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和工作中可是難以處理的。現(xiàn)在有了5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，待測(cè)產(chǎn)品的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸和匯總記錄得以實(shí)現(xiàn)，大數(shù)據(jù)分析和產(chǎn)品等級(jí)分類處理及可視化展示也變得輕而易舉，檢測(cè)效率和水準(zhǔn)都得到了大大的提升。

最后，基于5G的測(cè)試環(huán)境，工廠內(nèi)外部的數(shù)據(jù)傳輸變得高效起來，企業(yè)各個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互能力也得到了提升。這樣一來，就可以為主體企業(yè)提供檢測(cè)服務(wù)，無論是電子元器件還是集成電路，都可以得到全面的智能檢測(cè)產(chǎn)線。建立檢驗(yàn)實(shí)訓(xùn)基地、對(duì)外輸出檢測(cè)能力，都成了水到渠成的事情[7]。

6 結(jié)束語

總之，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為支撐新一輪工業(yè)革命的基石，大大促進(jìn)了智能制造的創(chuàng)新發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)正向高層次邁進(jìn)，而且又能促進(jìn)電子元器件的檢測(cè)朝智能方向發(fā)展，克服傳統(tǒng)檢測(cè)方法的缺陷。因?yàn)殡娮釉骷|(zhì)量和諸多行業(yè)的發(fā)展密切相連，所以提升產(chǎn)品和檢測(cè)設(shè)施的通信檢測(cè)效果，有利于提升工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量。