关于Whelen的首次专访是在2015年，当时在业内激起了巨大的反响。2年后，国外电路板制造商面临的问题也变成了中国的问题。劳动力成本增长、招工难、原材料上涨、交期紧、终端产品的激进对工艺与良率施加了巨大的压力，这一系列的问题快速地将中国的制造业推向了自动化和智能制造的前沿。我们认为有必要做这样一个系列给我们的中文读者。现在再回过来看当初这篇文章，还是会觉得非常有前瞻性。需要提醒读者的是，其中的数据都是2年前的，当然我们不会停留在过去，近期我们的团队又一次来到Whelen，看看现在的工厂又会带来什么样的亮点，请关注我们的后续报道。
美国PCB制造商看到了夺回市场的好时机。在此之前，亚洲制造商控制大部分PCB市场已经长达20余年。尽管美国近期都在讨论产业回流，但情况并非很乐观，行业内不一定会发生很大的变化。
尽管一些公司正在回归美国，但大家普遍认为大多数公司会搬迁到下一个拥有劳动力红利的新兴市场，比如越南、墨西哥等等这种工资成本较低的地方。那么同样是自动化生产的美国会为了产业回流做出哪些努力呢？在北美的一家公司里，我们得到的答案令人振奋。
美国制造业的未来可能就在位于新罕布什尔州查尔斯城的一个小型社区里，那里有一家Whelen Engineering公司。这家公司成立于20世纪五十年代，总部最初位于康涅狄格州，是汽车和航空行业应急灯和警笛的领先制造商。多年来，Whelen公司每年大约花费700万美元从中国购入PCB。但是该公司一直提倡将工作岗位和资金重新带回美国，于是两年前他们决定开始在美国本土购买PCB。
他们选择了哪家公司作为新的供应商呢？有趣的是，他们选择了自己。一家专门生产音频和视觉警报设备的公司要如何开始生产PCB呢？Alex Stepinski在PCB行业有着丰富的从业经验，Whelen公司聘请他负责设计工厂和监管内部制造工作，这家工厂是北美地区多年来开设的第一家自有PCB制造基地。
Alex已经在这个行业从业很多年，先后在TTM和Sanmina这样的标志性工厂工作过。当Whelen公司向他发出邀请时，他非常兴奋。想像一下，用1200万美元的预算在45,000平方尺的空白画布上设计你自己想要的PCB生产线该是多么令人激动。Whelen公司没有过分干涉Alex的工作，也没有给他提很多的要求——他对工厂设计享有完全的自由，只要投资回报率（ROI）合理，生产线符合单面板、双面板以及一些多层板的典型生产要求即可。该公司计划推出含有2,500种不同零件编号的产品阵容。这些是他们的基础需求，但是他们得到的回报却远远大于这些。
当这些都完成以后，Whelen公司将拥有世界上第一个完全自动化在线式、无需照明、零废水排放、100%数字化的PCB工厂。Alex认为这不仅是建立一个PCB生产流程的机会，这更是一个建立完全自动化PCB生产流程的好机会。值得注意的是，Alex之所以选择使用自动化流程主要是因为这种方式能最快收回投资。这个厂房非常令人惊讶，和你之前见过的任何PCB工厂设施都不一样。整个生产线呈矩形，中间设有控制塔，方便你在整个加工过程中跟进线路板的加工进度。整个加工过程通过传送带运输，你在一端放入钻好孔的线路板，4.5小时过后，便可在另一端得到PCB成品；Whelen公司已经把生产周期从几天缩短成了几个小时。设计师们当天就可以拿到测试板和样板。整个厂房最引人注意的地方就是很少用到人力。整个布局是开放式的，你能看到整条生产线旁只站了两名操作工，而通常情况下这样的生产线是需要8~10名工人操作的。
为了缩短生产时间，新厂房采用了大量创新设计——许多创新设计是未经过长期测试的，所以具有一定的风险。Alex没有走安全可靠的道路；除了实现自动化以外，他还希望通过引进新技术来缩短整体生产时间，如使用MuTracx的Lunaris线路成像设备，该项技术可以实现在电镀之前，耗时仅两分钟就将线路成像在电路板上。整个流程中这台机器发挥了关键作用，它在一小时之内可以印刷大约50块双面面板，同时其还内置了自动光学检测（AOI）。
之后，线路板被送入集成加工系统（IPS）电镀生产线，进行自动化电镀。该公司不仅提供了电镀生产线，还被Alex选为主要设备合作伙伴，厂里超过三分之一的设备都是由该公司提供的。工厂的设备和技术阵容强大，包含了分别来自于39家不同的供货公司，这些供应商几乎全是美国本土的公司。IPS不仅可以制造设备，在整合方面也发挥了重要作用，它设计了用于连接和控制生产流程的软件，还帮助设计和安装了所有的高架设备。
这些高架设备非常精美，全部清晰标记、用颜色编码，和U型支架紧紧地贴合在一起。我们PCB007团队参观过世界各地的工厂，但很少会在参观结束时感叹“天啊，那些设备太厉害了！”在这样一间具有如此多新技术和新设备的工厂里，和其他最先进的设备比起来，像高架设备这样的设施实在是微不足道的，比如工厂里的废物处理系统，有了该系统工厂都不需要办理废物原料许可证，还有Whelen生产的警报器，会在生产线的某部分出现问题时发出警报，该警报器可以根据不同生产线设置警报，方便操作员轻松找到出问题的地方。
当我们亲眼看到生产线上的阻焊层部分时，我们发现这家工厂的加工方式是与众不同的，新技术和整合在不断反复试错。可以看出，为了能将制造业带回美国，Whelen公司愿意承担一定的风险。
在利用自动化来缩短生产周期方面，Whelen公司的模式能给其他制造商带来很多启发，甚至会吸引一些OEM开始考虑建造内部工厂的可能性。但Whelen工厂能在美国制造业大获成功的真正原因是他们乐于和北美地区的其他PCB制造商分享他们的创新方案，以提高美国PCB行业的整体水平。虽说是内部工厂，但Whelen公司一点都不担心同行竞争者偷走他们的业务或工艺，有许多制造商想在真正安装之前亲眼看一看像Lunaris这样的新设备在生产环境中是如何工作的，因此Whelen公司的分享对他们来说是一种宝贵的资源。随着问题不断得到解决、方案的可行性不断被证实，这样的工厂有很多地方值得学习。Alex Stepinski和Whelen公司为北美地区PCB自动化制造设定了标准。
更多内容请点击阅读刊登在《PCB007中国线上杂志》7月号上的原文，Alex对Whelen工厂进行了简要概述，其中包括他认为每间工厂应首先自动化哪几项工艺流程。
