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透析SMT车间执行过程的信息化
编辑:深圳市拓天蓝迪电子有限公司   时间:2018-07-12

新世纪以来,我国的电子信息产业每年都以20%以上的速度高速增长,规模从2004年起已连续四年居世界第二位,电子产品制造业工业增加值占我国GDP的比重由1997年的0.86%提高到2006年的5.27%。然而,SMT(Surface mount technology)表面贴装技术,这个电子工业的核心工艺,它如何将最高生产效率的生产方式真正执行到位呢?

SMT车间执行的信息化建设,需要将执行中可提高生产水平及管理能力的信息数据挖掘并有序的呈现在企业的各岗位人员面前以供决策,并可在一能程序上自动干预生产过程的执行,主要需要达到以下管理效果:

1、透明化管理生产现场。

2、实时掌握在制品分布状况。

3、追溯及跟踪生产现场各环节。

4、防止产品加工过程中错料、错操作、错流向。

5、提供实时准确的生产单元生产绩效分析报告。

6、自动收集各类现场数据,降低人力收集成本。

7、可以向企业的客户提供证明制程管理水平的报表。

8、监管SMT车间各个设备运行状态,提供各类设备管理报表。

我们以一条典型的SMT生产线做为例子,从工艺的起始端开始分别有以下设备:吸板机、锡膏印刷机、贴片机、回焊炉、AOI。另外目检及维修也是SMT车间必不可少的单元。本文着重从SMT各制程/工序所产生的执行信息流来分析执行信息化的管理。

首先,第一道工序为吸板,也可看做投料。吸板机的作用是将PCB板吸附后送至产线传送带上。这里从执行的角度来说,经过的信息流主要为投料信息,比如投了哪些板,什么时候由何人执行投板动作。当然这些PCB板自身也带着许多信息,也可以说是PCB板的属性,一般包括板号、型号、供应商、所属制令/工令。其中制令/工令是整个车间执行事务中非常重要的信息流,也是许多信息所需要依附或寄存的主体,如工艺路线、各制程/工序的检验项目、生产线、关键件、BOM、设备参数等等许多执行参数。当然,对于制造执行系统来说,并不是执行参数越多越好,有时过多的执行参数反而会在一定程度上制约生产速度,这就要具体情况具体分析了。比如吸板,你可以将吸板的速度也管理起来,当速度不到位时制造执行系统便进行干预。但一般来说,吸板的执行信息关心投料的量、时间及板号即可。

锡膏印刷,简单的说就是将锡膏涂敷印刷在PCB板上相应的位置上,它是PCB板送入传输带后第一道制程/工序,也是真正开始加工的第一道制程/工序。锡膏印刷所需准备的材料及工具有锡膏、钢板、刮刀、擦拭纸、无尘纸、清洗剂、搅拌刀等,这些材料及工具在生产执行过程中都有各自严格的执行尺度和标准。如锡膏:锡膏的冷藏是否按先进先出控制?锡膏的冷藏温度在制造商推荐的范围内吗?是否检查冷藏柜记录的温度在规定的贮存温度界限内?对于在环境温度下开封的锡膏的超期日期和时间是否有文件规定和记录?对于在环境温度下未开封的锡膏的超期日期和时间是否有文件规定和记录?有证据证明操作者正确完成这些信息并完全理解整个过程吗?锡膏在回流前停留在板上的最大允许时间是否有文件规定,是否被理解并实施?锡膏的批号有记录吗,能够完整和容易地追踪到单个产品的系列号吗?等等一系列锡膏执行规定。显然,这些执行尺度是否需要完全纳入制造执行系统的信息流,如何让系统信息对锡膏使用产生积极的作用,这都是信息化建设者与企业需要共同探讨的问题,一般来说,锡膏的开封时间、冷藏时间及温度,这些信息会对操作者产生比较明显的效益。整个锡膏印刷制程/工序除关注材料及工具的信息外,还有自身的印刷操作者、时间及板号、印刷后锡膏厚度等质量信息。

元件贴片,其作用是将表面组装元器件准确安装到PCB的固定位置上。这是SMT工艺的核心制程/工序,也是最容易产生质量问题的环节。所需准备的材料及工具主要有:物料、供料系统、贴片机。物料目前大部分以卷料盘形式存在,由料带缠绕料盘形成一盘料,每盘料也是物料可追溯的最小包装单元。物料装至供料系统中(如飞达),贴片机的吸嘴再从供料系统中吸收元器件,然后对准PCB相应位置进行贴装。元件贴片的执行要点在于:一、元件不能错,二、贴片位置不能错,三、尽量少停机少抛料。这里我们重点讲述“元件不能错”如何执行。在没有制造执行系统之前,贴片前验料流程一般采用三次检验法,操作员确认后QC再进行两次确认。这种做法在实际操作过程中最大的困难是很多操作员觉得叫QC确认是件麻烦事,于是不少操作员省去执行QC检验的步骤,以至发生上料错误的可能。制造执行系统需要整合这些信息流以防止贴片上料错误,通常采用的做法是条码防错法,事先将上料表(工程部负责导出)汇入至系统中,作为检验用的基准信息,料盘、飞达、料站及机器上都贴好相应的条形码标签,上料/换料时,手持扫描终端扫描各物件的条形码,系统将这些信息与已汇入的上料表进行对比,以达到防止上料错误。这个过程中对元器件的信息也记录其批号,方便日后追溯及查询使用状况。当然元件贴装中需要管理的执行信息并不只这些:作业员是否知道哪些是潮湿敏感器件以及敏感等级?潮湿敏感器件上所标识的开启和暴露时间是否符合预定的标准?是否有标记指明干燥箱中的任何器件暴露时间已超标?每一个系列号的料枪是否有数据库记录以追溯其保养历史记录和运作状况?料枪保养记录是否用于监测料枪的使用寿命使得有问题的料枪能从制程中移走?是否进行了制程能力分析而且Cpk能被接受?……每个事务的执行都有一定标准的,制造执行系统如何管理这些执行信息并提升原有执行的效率?需要信息化建设人员在完全了解企业的需求及实现情况后才能动手规划。

回流焊,回流焊工艺是通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏状软钎焊料,实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。其中最重要的执行参数就是回流焊的温度,目前大多数企业都是进行样本测试,有的企业每班测一次,有的每天一次,有的每周测一次,具体就看企业的管理粒度了,测试时在样板上选择几个点进行,目前大都采用热电偶方法。温度做为一个重要的执行参数,最好能将其信息记录到制造执行系统中,以供工艺人员参考。与前面的制程/工序一样,回流焊的执行过程中还有需要参数及标准,包括元件贴片后至回焊炉中也是有标准的,比如贴片片一定时间内必须进放回焊炉,必须先出先进等。这道制程/序在制造执行系统中管理的执行信息一般有:板号、时间、顺序、温度及操作员等。

目检与AOI,AOI(Automatic Optical Inspection)是自动光学检验的简称,使用的设备名称即为AOI设备,主要功能通过光学原理自动检验PCB板贴片质量。AOI设备的价格需要几十上百万人民币,所以,做为不能产生附加值且价格昂贵的AOI设备并不是所有的SMT车间都有,更不是每条线配有,每条线配有的更多是目检。这里,笔者仅借AOI设备来讲述质量信息如何在制造执行系统中担负自身的角色。质量做为品牌甚至企业的生命来不得半点马虎,质量信息是进入制造执行系统的毫无质疑的。SMT工艺的不良主要有:抛料、少件、位移、短路、虚焊、反白、直立、锡珠等。不良现象都会有原因,它们也会对应相应的品检项目。在没有制造执行前,企业大都是一天上报一次质量数据,品质人员将质量数据进行整理后,以绘成管制图、计算Cpk等,然而发现过程异常时已经无法干预了……它需要将检验执行过程中产生的信息实时收整理以对管理产生即时效益。AOI设备需要与制造执行系统联接,以实现信息实时准确整合,而目检目前大部分的做法是将不良的信息做成条码打印在一张清单上,目检人员在检验时扫描板号,发现不良则扫描其对应的不良信息条形码。系统即时的将这笔数据体现在各类质量管理图表上,质量部门根据实时图表则采取相应的措施。质量检验的信息一般包括:板号、时间、检验人员、不良项目、不良数量等。

维修,与大部分行业不同的是,SMT维修是一门高深的技艺,需要相应级别或资格的维修设备、维修人员。对制造执行系统来说,维修具体的执行过程可能无法干预,但维修方法的知识沉淀、维修资格的审核、维修替换元件的追踪、维修绩效的统计、维修重返流程的入口却是不容懈怠的任务。

当然,以上并不SMT车间执行信息的全部,或许你会认为作业指导书需要实时的展现在操作者面前,或许你的企业包装出货执行过程更加需要管制,亦或许你正在为重工、RMA流程伤透了脑筋,等等。SMT车间的执行信息如何管制管理,我想需要我们信息工作者不断的深入一线深入现场,真正的站在客户的立场去思考,让信息技术更好的为企业管理服务。

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