優(yōu)化表面貼裝元件（SMD）生產(chǎn)的成本和質(zhì)量，必須著眼于整體的生產(chǎn)方法。如今，只有把生產(chǎn)線和供應(yīng)鏈作為一個(gè)整體考慮時(shí)，才能取得進(jìn)展。工藝工程師的工作和專用工具的使用正變得日益重要。

近來，在對(duì)表面貼裝器件生產(chǎn)的成本和質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，需要著眼于整體生產(chǎn)過程。在過去，改良個(gè)別機(jī)器和選擇內(nèi)部工藝，也許已經(jīng)綽綽有余，但是現(xiàn)在，只有在把生產(chǎn)線和供應(yīng)鏈（從供應(yīng)商到顧客）作為一個(gè)整體來考慮時(shí)才能夠在這方面取得進(jìn)展。工藝工程師的工作和專用工具的使用一天天變得更重要。

工藝工程師們都不喜歡聽到這個(gè)，在過去，他們的工作一直是自己解決問題并且對(duì)緊急事件做出反應(yīng)。當(dāng)莫名其妙的問題出現(xiàn)，當(dāng)廢品率突然不可思議地劇增，或者，當(dāng)質(zhì)量和效率下降時(shí)，人們就找他們。在多數(shù)公司里，他們扮演的角色至今沒有改變。

不過，在現(xiàn)代的表面貼裝器件生產(chǎn)中，情況已經(jīng)開始改變。價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)迫使各家公司主動(dòng)地解決工藝方面的問題。在電子領(lǐng)域，技術(shù)上的飛速進(jìn)步也要求工藝不斷向前發(fā)展。例如，我們需要不斷引進(jìn)更小的（0201和 01005）和更復(fù)雜（μBGA）元件，或者環(huán)保的工藝，如無鉛焊接。在與安全有關(guān)的領(lǐng)域，如汽車或者醫(yī)療設(shè)備行業(yè)，法律規(guī)定產(chǎn)品必須可靠，要求使用更復(fù)雜和全面的跟蹤系統(tǒng)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行追蹤。

圖1 在推出新產(chǎn)品之前或者推出產(chǎn)品期間，有八道工序。有可能通過這些工序和正確的軟件編程和工具節(jié)約成本。

在所有這些情況里，不僅僅是個(gè)別機(jī)器或者內(nèi)部的工序在變化。整個(gè)生產(chǎn)過程——包括元件的選擇、采購和儲(chǔ)存，都必須改進(jìn)和調(diào)整。因?yàn)?，各公司再也?fù)擔(dān)不起傳統(tǒng)的反復(fù)試驗(yàn)的方法了，電子產(chǎn)品生產(chǎn)中工藝工程師的傳統(tǒng)角色，正在轉(zhuǎn)變。

可預(yù)測(cè)成本和質(zhì)量的生產(chǎn)工藝

工藝工程師的主要工作仍然是準(zhǔn)備、執(zhí)行和監(jiān)視生產(chǎn)過程，但是，有了更高的要求。今天，工藝工程師必須在執(zhí)行之前，能夠準(zhǔn)確地界定或者預(yù)測(cè)工藝上的這些改變會(huì)給重要的性能指標(biāo)帶來什么結(jié)果。

為了順利地完成這些任務(wù)，作為工藝工程師，他的必須取得最高級(jí)的資格。他們熱心于作出改進(jìn)，他們還需要有明確的方向，開放，善于合作；作為工藝工程師，他要管理質(zhì)量，要主動(dòng)地編制計(jì)劃，需要有很強(qiáng)的分析能力以及統(tǒng)計(jì)工藝管理（SPC）技術(shù)的知識(shí)。

兵器庫在擴(kuò)大

對(duì)于工藝的要求提高了，同時(shí)，可以使用的工具也在改進(jìn)。對(duì)于數(shù)據(jù)的記錄和收集，過去需要許多時(shí)間，現(xiàn)在可以由最新的機(jī)器和工具自動(dòng)完成。穩(wěn)步改進(jìn)程序和提高效用， 可以幫助你分析大量的數(shù)據(jù)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)最重要的工藝參數(shù)。 當(dāng)工藝改變時(shí)，這些工具能夠在數(shù)秒鐘內(nèi)計(jì)算出這種改變對(duì)整個(gè)工藝的影響。因此，工程師可以用數(shù)據(jù)模型和場(chǎng)景技術(shù)，在生產(chǎn)線以外對(duì)新工藝進(jìn)行模擬，不必在生產(chǎn)線上進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)。

用于產(chǎn)品生命期所有階段的工具

產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段。領(lǐng)先的技術(shù)供應(yīng)商很早就認(rèn)識(shí)到工藝技術(shù)將成為它的客戶提高競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素。現(xiàn)在的一些新型貼片機(jī)有許多軟件模塊和系統(tǒng)解決辦法，工藝工程師可以用來設(shè)計(jì)、控制和監(jiān)測(cè)許多條生產(chǎn)線的SMT工藝過程。最重要的先決條件是，這些機(jī)器必須共用同一個(gè)軟件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它的接口是開放的，可以與其他系統(tǒng)連接起來。利用軟件的功能──它們與產(chǎn)品使用期各個(gè)階段的具體要求是相對(duì)應(yīng)的，工藝工程師的工作就變得很簡(jiǎn)單。 站在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的層面上，在推出新產(chǎn)品時(shí)，這個(gè)方法就開始了。電路板的開發(fā)人員經(jīng)過充分準(zhǔn)備制定的設(shè)置和貼片程序，事實(shí)上可以避免出現(xiàn)問題：CAD數(shù)據(jù)和材料清單（BOM）可以自動(dòng)寫入，并轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器程序和安裝說明。但是，如果只提供一塊電路板樣品時(shí)，會(huì)怎么樣呢？通過軟件，程序員可以把元件從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出來，用各種方法放到對(duì)樣品掃描得到的圖像上。軟件自動(dòng)產(chǎn)生貼片程序和材料清單。然后，用軟件的幫助功能，在離線的情況下搜索丟失的元件或者沒有放正的元件。

圖2 現(xiàn)代化生產(chǎn)線改變的管理是從改變模塊演變而來的，從需要幾個(gè)人變成通過軟件用智能的方法來改變。用目前的綜合性軟件工具，可以迅速有效地把產(chǎn)品訂單分配給有生產(chǎn)能力的生產(chǎn)線。

推出新產(chǎn)品的這個(gè)過程，對(duì)電子產(chǎn)品制造商來說有很多好處。既不用占用機(jī)器，也不需要長(zhǎng)時(shí)間專門測(cè)試和運(yùn)行NPI生產(chǎn)線，大多數(shù)工作不是在生線線上進(jìn)行的。使用軟件的電路板檢測(cè)方法加速了啟動(dòng)階段，從第一次生產(chǎn)開始效率就很高。用軟件完成的每一個(gè)變化，都會(huì)自動(dòng)地反映在程序文件里。同時(shí)，使用者也能夠確定程序參數(shù)、誤差和極限的范圍，在以后通過機(jī)器程序來監(jiān)控和檢查。

一旦貼片和安裝程序通過離線測(cè)試，它們就可以直接下載到生產(chǎn)線上使用，不再需要用手工的傳統(tǒng)方法調(diào)試機(jī)器。

磨合與成熟階段

工程數(shù)據(jù)管理（EDM）是管理生產(chǎn)數(shù)據(jù)的強(qiáng)大工具。它把多生產(chǎn)線中央數(shù)據(jù)管理的優(yōu)點(diǎn)和可以在生產(chǎn)線上改變程序的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來。結(jié)果加快了走上正常生產(chǎn)的速度。在生產(chǎn)線上做的所有改變都記錄下來、編制成文件、作了說明并且自動(dòng)發(fā)送給主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。這些改變是否將加到中央數(shù)據(jù)庫里，是由EDM的清除軟件（clearing pool）來決定的。通過修改版本的歷史和控制系統(tǒng)，有可能可以對(duì)工藝進(jìn)行跟蹤，作出所有的修正，并且把這些修正限制在具體的機(jī)器上。當(dāng)數(shù)據(jù)從主數(shù)據(jù)庫移出時(shí)，生產(chǎn)線上的專門的樣板確定，對(duì)于每個(gè)產(chǎn)品，哪一部分貼片數(shù)據(jù)和安裝程序是針對(duì)生產(chǎn)線的，哪一部分是針對(duì)主數(shù)據(jù)庫的。這樣，系統(tǒng)就能夠保證由工程變更請(qǐng)求（ECR）而產(chǎn)生的程序上的任何改變，對(duì)所有生產(chǎn)線都是可以重復(fù)的，在執(zhí)行這些變動(dòng)時(shí)不會(huì)導(dǎo)致事故的發(fā)生。 生產(chǎn)進(jìn)度。這些使工藝更安全和可靠的功能，正是工藝工程師所需要的。針對(duì)安裝的軟件有更多的優(yōu)點(diǎn)。這個(gè)軟件，不僅僅在更換產(chǎn)品，而且在生產(chǎn)中每次需要補(bǔ)充元件時(shí)，都能夠通過條碼對(duì)元件進(jìn)行檢查。同時(shí)，軟件會(huì)幫助操作人員監(jiān)控元件補(bǔ)充的情況，同時(shí)保證按照工藝的需要更換元件卷帶并進(jìn)行優(yōu)化。

一旦生產(chǎn)走上正軌，工藝工程師就開始著手下一步的工藝改進(jìn)。在這里，正確的軟件同樣能夠提供非常寶貴的幫助。機(jī)器編制的報(bào)告提供了詳細(xì)和深入的信息。舉個(gè)例子，如果公司、生產(chǎn)線或者在生產(chǎn)輪班中有一班的廢品率走向引起大家懷疑工藝中存在的缺陷是問題所在，那么，工藝工程師就能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，一直到有關(guān)機(jī)器或者批量的數(shù)據(jù)。工程師也能夠發(fā)現(xiàn)，任何一個(gè)工藝的修改是否產(chǎn)生了我們想要的結(jié)果或者在其他地方造成不希望出現(xiàn)的影響。

最后，花費(fèi)時(shí)間的管理報(bào)告和編制主要性能指標(biāo)（KPI）報(bào)告，差不多是完全自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。軟件不僅消除了差錯(cuò)，提高了報(bào)告的客觀性，它還使工藝工程師可以花更少的時(shí)間在數(shù)字上花工夫，讓他們有更多的時(shí)間去做他們最擅長(zhǎng)的工作——分析和改進(jìn)工藝。

維護(hù)保養(yǎng)和逐步淘汰

在產(chǎn)品生命期的這個(gè)階段，工藝工程師使用同樣的工具，但是程序監(jiān)控和報(bào)告大部分是自動(dòng)進(jìn)行的。常規(guī)報(bào)告逐漸變成針對(duì)具體的目標(biāo)群體（操作員、檢驗(yàn)員、管理員、質(zhì)量控制等）的需要進(jìn)行編制，而且基本上是趨勢(shì)報(bào)告。

逐步淘汰包括從操作系統(tǒng)中刪除不常用的數(shù)據(jù)，為新數(shù)據(jù)騰出空間，改進(jìn)系統(tǒng)的性能，不過，我們還必須保證可以在任何時(shí)候恢復(fù)使用這些數(shù)據(jù)。例如，歷史數(shù)據(jù)可以幫助新產(chǎn)品加快形成穩(wěn)定的工藝。

積極的前景

兩個(gè)積極的發(fā)展趨勢(shì)會(huì)使SMT工藝工程師感到欣喜。一方面，他們的工作對(duì)他們所在公司的利潤(rùn)正變更加重要。他們的工作集中在改進(jìn)決定公司競(jìng)爭(zhēng)力的因素上——也就是整個(gè)電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程的成本、質(zhì)量、效率和靈活性。

另一方面，機(jī)器制造商日益認(rèn)識(shí)到這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，并且用合適的工具提供支持。在開發(fā)方法活動(dòng)反映了未來的主要趨勢(shì)：以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的工具和軟件模塊可以隨時(shí)隨地得到工藝和管理方面的數(shù)據(jù)。因此，使用優(yōu)化專家會(huì)更加有效和經(jīng)濟(jì)，因?yàn)?，他們能夠遠(yuǎn)距離監(jiān)控和管理各個(gè)工廠里的生產(chǎn)過程。 與此同時(shí)，支持網(wǎng)絡(luò)的軟件能夠把原本分離的程序鏈接起來。例如，一位機(jī)器制造商的服務(wù)人員將可以遠(yuǎn)程訪問系統(tǒng)，檢查機(jī)器的狀態(tài)和調(diào)整預(yù)定的維護(hù)周期。同時(shí)，在貼片機(jī)上的計(jì)數(shù)器可以直接連接到采購部門，甚至直接連接到供應(yīng)商的訂貨系統(tǒng)上。

結(jié)論

由于人們?cè)絹碓叫枰櫟哪芰?，這也強(qiáng)烈刺激了SMT工藝與生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）和企業(yè)資源管理（ERP）系統(tǒng)的結(jié)合。在這里，工藝工程師的工作是，在推出新產(chǎn)品階段，提供適當(dāng)?shù)墓に嚰夹g(shù)基礎(chǔ)，尤其是所需要的精確程度。把設(shè)置的確認(rèn)和印刷電路板上的條形碼標(biāo)識(shí)結(jié)合起來，有些技術(shù)能夠提供所有必需的數(shù)據(jù)，用于可靠地跟蹤產(chǎn)品和元件。使用開放的XML接口，這個(gè)數(shù)據(jù)可以方便地傳送到更高級(jí)的系統(tǒng)里。

將來發(fā)展的另一個(gè)核心理念是實(shí)時(shí)。系統(tǒng)和軟件越來越需要實(shí)時(shí)地處理和提供數(shù)據(jù)，以便縮短所有層次的響應(yīng)時(shí)間。這就要依靠工藝工程師把大量的數(shù)據(jù)收集起來，編制成便于管理和內(nèi)容豐富的信息包，使他們對(duì)具體用戶更加有價(jià)值。

*西門子公司的SIPLACE 平臺(tái)。