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(lái)，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(guò)程。在過(guò)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(lái)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(tīng)到這個(gè)，在過(guò)去，他們的工作一直是自己解決問(wèn)題并且對(duì)緊急事件做出反應(yīng)。當(dāng)莫名其妙的問(wèn)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(méi)有改變。

不過(guò)，在現(xiàn)代的表面貼裝器件生產(chǎn)中，情況已經(jīng)開(kāi)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(wèn)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(wú)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(guò)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(guò)程——包括元件的選擇、采購(gòu)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(guò)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(lái)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(kāi)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(kù)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(guò)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?，F(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(lái)設(shè)計(jì)、控制和監(jiān)測(cè)許多條生產(chǎn)線的SMT工藝過(guò)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(kāi)放的，可以與其他系統(tǒng)連接起來(lái)。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(kāi)始了。電路板的開(kāi)發(fā)人員經(jīng)過(guò)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(wèn)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(shuō)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(guò)軟件，程序員可以把元件從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)出來(lái)，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(méi)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(lái)的，從需要幾個(gè)人變成通過(guò)軟件用智能的方法來(lái)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(guò)程，對(duì)電子產(chǎn)品制造商來(lái)說(shuō)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(kāi)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(guò)機(jī)器程序來(lái)監(jiān)控和檢查。

一旦貼片和安裝程序通過(guò)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(lái)。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(lái)、編制成文件、作了說(shuō)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(kù)里，是由EDM的清除軟件（clearing pool）來(lái)決定的。通過(guò)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(kù)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(kù)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(guò)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(kāi)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(wèn)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(guò)，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(guò)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(kāi)發(fā)方法活動(dòng)反映了未來(lái)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)椋麄兡軌蜻h(yuǎn)距離監(jiān)控和管理各個(gè)工廠里的生產(chǎn)過(guò)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(lái)。例如，一位機(jī)器制造商的服務(wù)人員將可以遠(yuǎn)程訪問(wèn)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(gòu)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?lái)越需要跟蹤的能力，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(lái)，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(kāi)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(lái)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(lái)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(lái)，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)。