無(wú)鉛工藝控制管理

　　杭州PCB公司-緯亞電子：現(xiàn)在工廠應(yīng)該把注意力轉(zhuǎn)到如何實(shí)現(xiàn)無(wú)鉛轉(zhuǎn)變上面，并且提出一個(gè)符合RoHS法例的管理辦法。產(chǎn)品的材料成分是否符合無(wú)鉛的規(guī)定？他們有沒(méi)有經(jīng)過(guò)正確的熱循環(huán)周期？對(duì)于制造商，這些是很重要的，特別是同時(shí)使用含鉛材料和無(wú)鉛材料的廠商，要能夠做到在正確的時(shí)間里把正確的原料放在正確的地方。
目前的情況
　　大部分公司已經(jīng)使用一種方法把含鉛和無(wú)鉛裝配作業(yè)分開(kāi)。這些方法包括，使用針對(duì)具體方法的專門的裝配線或者工作站，在特定時(shí)間進(jìn)行的分組工作，把原材料分開(kāi)，以及用不同顏色的工作服來(lái)區(qū)分車間人員，表明他們所承擔(dān)的不同工序。然而，不論是那種情形，  實(shí)際上存在一些細(xì)微的變化，不容易控制，不容易覺(jué)察到。這樣的例子有：
    ● 電路板可能同時(shí)有含鉛元件和無(wú)鉛元件，但由于開(kāi)孔的設(shè)計(jì)不同，模板有所不同。
    ● 產(chǎn)品中混合使用無(wú)鉛和含鉛元件，在進(jìn)行再流焊接，溫度處于可以接受的邊沿。
    ● 電路板后需要經(jīng)過(guò)繞線工序，但這需要用到其他的工藝。
    ● 要求改變作業(yè)制程，但是沒(méi)有與車間有效地進(jìn)行溝通。
所有這些情況，都能夠用MES來(lái)管理。

有智力的MES管理
　　智能型MES解決辦法中的管理，是從工廠辦公室開(kāi)始，新產(chǎn)品推出（NPI）的準(zhǔn)備工作或者產(chǎn)品的修改就是在這里進(jìn)行的。整個(gè)制造過(guò)程，包括電路板裝配之前和之后的步驟，都是有智力的，當(dāng)發(fā)生上述情況時(shí)，它能夠確定出現(xiàn)了什么事，并且加以控制。元件的管理程序也是預(yù)先裝在機(jī)器中的，并且鏈接著它支持的客戶、供應(yīng)商和制造廠。
對(duì)于給定的產(chǎn)品，這個(gè)系統(tǒng)迅速地檢查材料清單（BOM），并與以前的版本進(jìn)行比較。對(duì)于材料清單中每一個(gè)元件，元件工程師找出廠里有的、可以使用的元件，并且確定哪些是廠里沒(méi)有的新元件。工程師查看材料清單中制造廠的元件型號(hào)，同時(shí)與自己廠里有的元件型號(hào)對(duì)照，進(jìn)一步看看廠里的元件是否與元件清單相配。如果一個(gè)廠商的無(wú)鉛元件的型號(hào)稍有改變，例如后綴有變化，就要進(jìn)行全面搜索，確認(rèn)這個(gè)型號(hào)的元件可以用于具體的焊接工藝。同時(shí)開(kāi)始制定產(chǎn)品的工藝。工程師負(fù)責(zé)把材料清單中的元件分配到生產(chǎn)線上，制定工作指令，啟動(dòng)機(jī)器程序，并且制定每一道工序的材料清單，核實(shí)批準(zhǔn)每一道工序的加工、耗材和材料。
下面是工藝清單的例子：
     ● 模板印刷機(jī)使用的模板、焊膏和刮刀；
     ● 送料器的型號(hào)和BOM標(biāo)示貼片機(jī)的具體取料位；
     ● 波峰焊夾具和其他工具；
     ● 為手工焊接臺(tái)準(zhǔn)備特殊的焊絲與其他工具，分配手工焊接的元件；
     ● 制造整個(gè)系統(tǒng)的必備工具和元件。

　　工程師負(fù)責(zé)的工作還包括機(jī)器的程序和工藝參數(shù)，作為工藝的一部分，保證它確實(shí)是用在設(shè)備上的。一旦把材料清單確定下來(lái)，也就完成了工藝的制定工作。這些修改進(jìn)入一個(gè)自動(dòng)審批過(guò)程，決定是否可以送到車間。在批準(zhǔn)之后，就可以開(kāi)始生產(chǎn)這個(gè)產(chǎn)品（圖1）。 杭州PCB|杭州smt

在車間進(jìn)行的生產(chǎn)管理
　　在工作進(jìn)行之前，運(yùn)用自動(dòng)化管理來(lái)保證使用的工藝是正確的，以及每一個(gè)工位所用的材料是正確的。這些管理通過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置程序來(lái)指導(dǎo)操作人員，他們不必去作那些可能產(chǎn)生問(wèn)題的決定──到了下游工序，這些問(wèn)題會(huì)變得更加嚴(yán)重。在出現(xiàn)計(jì)劃外的任務(wù)時(shí)，使用同樣的樣品，我們從印刷焊膏工序開(kāi)始觀察：
　　操作人員選擇或者掃描一下制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）中的一個(gè)有效的工作命令。系統(tǒng)立即提示操作人員，必須換一種材料，但是，他們忽略這個(gè)步驟，并且用上流的傳送帶把電路板 送到機(jī)器里。這個(gè)傳送帶，配備了使用可編程邏輯控制器（PLC）的硬件，它連接著SMEMA接口，并與制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）交換信息，它不會(huì)把電路板送進(jìn)機(jī)器里，因?yàn)檫€沒(méi)有把所需要的材料裝進(jìn)去。于是，操作人員會(huì)發(fā)覺(jué)這個(gè)疏忽，并按照提示，把正確的焊膏裝到印刷機(jī)上。操作人員可以掃描焊膏容器上的條碼，或者用一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)，確認(rèn)它把正確的焊膏裝到印刷機(jī)上了，針對(duì)模板和刮刀，繼續(xù)確認(rèn)材料的設(shè)定。
　　對(duì)于貼放設(shè)備，情況是一樣的。在送料器完成轉(zhuǎn)換之前，產(chǎn)品不會(huì)進(jìn)入到機(jī)器里。拾取位ID與送料器之間的鏈接，送料器和所裝的元件的鏈接，元件與唯一的進(jìn)料清單ID之間的鏈接，在材料進(jìn)來(lái)之后，進(jìn)行核實(shí)，來(lái)確認(rèn)相應(yīng)的取料位。和印刷工序一樣，通過(guò)條碼掃描或者用閉環(huán)的方法通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)來(lái)完成確認(rèn)。每一個(gè)取料位都配有各自的RFID天線。
　　在再流焊接爐里，操作人員收到提示，這個(gè)工作的再流焊曲線存在偏離。提示會(huì)主動(dòng)要求輸入正確的參數(shù)，并且可以通過(guò)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）把正確的參數(shù)裝進(jìn)去，實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程的修改和調(diào)整。
　　在手工焊接臺(tái)，作業(yè)人員掃描電路板的條碼，立即得到提示：產(chǎn)品將在其他無(wú)鉛裝配手工焊接臺(tái)上進(jìn)行焊接。如果這道工序完成了，作業(yè)人員通過(guò)掃描確認(rèn)這塊電路板所用的元件以及所用焊絲。

管理取得的數(shù)據(jù)
      這個(gè)系統(tǒng)除了在生產(chǎn)車間進(jìn)行管理，保證產(chǎn)品可以進(jìn)入一條生產(chǎn)線，它還通過(guò)自動(dòng)化設(shè)備和操作人員收集到數(shù)據(jù)。收集到的數(shù)據(jù)送往同一個(gè)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），當(dāng)接近控制極限或者超出控制極限時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)作出反應(yīng)。由生產(chǎn)設(shè)備收集來(lái)的數(shù)據(jù)可以傳送到自動(dòng)光學(xué)檢查（AOI）系統(tǒng)、在線測(cè)試儀（ICT）和功能測(cè)試（FCT）設(shè)備。通過(guò)廣泛的數(shù)據(jù)收集，智能制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）就能夠以各種方式做出直接的反應(yīng)。它通過(guò)電子郵件通報(bào)負(fù)責(zé)項(xiàng)目的工程師或者經(jīng)理，通過(guò)屏幕上的信息提示車間管理人員，在情況嚴(yán)重的時(shí)候，它可以用產(chǎn)品流控制器將生產(chǎn)線停下來(lái)。這方面的一個(gè)實(shí)例，就是用一個(gè)再流焊爐監(jiān)視器自動(dòng)收集數(shù)據(jù)，當(dāng)監(jiān)視器發(fā)現(xiàn)超出允許的峰值溫度或者停留時(shí)間時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)責(zé)任工程師預(yù)先規(guī)定的方式做出反應(yīng)，并且向操作人員發(fā)出他們能夠理解的通知。

意外收獲：可追溯性
      在生產(chǎn)車間進(jìn)行的所有活動(dòng)，都可以通過(guò)一個(gè)嚴(yán)格的制造執(zhí)行系統(tǒng)看到，它包括：產(chǎn)品在車間的研制、裝配、檢查、測(cè)試、建立系統(tǒng)、包裝和退修品管理（RMA）。結(jié)果是，所有這些活動(dòng)，無(wú)論是通過(guò)自動(dòng)收集數(shù)據(jù)還是通過(guò)操作人員輸入，在產(chǎn)品的生命期內(nèi)，都可以看到。重要的是，裝配記錄也證明了產(chǎn)品是使用正確的焊膏、以正確的方式進(jìn)行生產(chǎn)的。RoHS等法例并沒(méi)有明確規(guī)定要求證據(jù)，由于在這個(gè)信息時(shí)代，對(duì)數(shù)據(jù)的廣度和深度要求與日俱增，不可避免地要求這些資料。對(duì)于制造商而言，這種程度的可追溯性給予客戶更大的信心。

結(jié)論
      電路板裝配業(yè)正處在一個(gè)從歷史推動(dòng)轉(zhuǎn)變到法例規(guī)管的過(guò)程中。隨著這個(gè)轉(zhuǎn)變，原先不存在的工藝的變化和材料的兼容性問(wèn)題出現(xiàn)了，現(xiàn)在，我們需要對(duì)它們進(jìn)行智能管理。制造執(zhí)行系統(tǒng)已經(jīng)商業(yè)化了，它能夠覆蓋整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，它可以進(jìn)行設(shè)置管理、實(shí)時(shí)作出響應(yīng)，并且能夠詳細(xì)地追溯一件產(chǎn)品的制造過(guò)程，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)到很高的水平。  

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