1、工 藝 流 程 的 控 制 過程控制(Process Control)隨著作為銷售市場上具有戰(zhàn)略地位的英特網(wǎng)和電子商務(wù)的迅猛發(fā)展，OEM面臨一個日趨激烈的競爭形勢，產(chǎn)品開發(fā)和到位市場的時機正在戲劇性的縮短，邊際利潤的壓力事實上已有增加。同時合約加工商(CM)發(fā)現(xiàn)客戶要求在增加：生產(chǎn)必須具有資格并持有執(zhí)照，產(chǎn)品上的電子元件必需有效用和有可追溯性。這樣，文件的存檔已成為必不可少的了。 史帝夫.斯柯華茲和費薩爾.番迪(美)當(dāng)今，成功的制造商已經(jīng)消除了其所需的人員與信息之間的時間和距離。管理更加緊密地與運作相連，反過來，運作人員在相互之間和與設(shè)備之間更加緊密地相聯(lián)系。如果存在一個21世紀(jì)的成功電子制造

2、商的定義特征，那就是準(zhǔn)確控制、評估和改進其工藝過程的能力。改進的邏輯過程在計算機和電信市場的制造商的帶領(lǐng)下，制造商們正貫徹邏輯步驟，以使得PCB制造過程的連續(xù)改進達到一體化。如圖一所示，路線十分直接了當(dāng)。以自我測試開始，在一個行進的過程測試的閉環(huán)中達到最高點，過程改進的八個步驟，雖然相互關(guān)聯(lián)，但每一個都重要。圖一、以自檢開始，以行進中的評估“閉環(huán)”結(jié)束，過程的改進步驟的相互關(guān)系清晰可見。1. 定義目標(biāo)。起點是改進制造過程的最基本的元素，由于其通用的范疇，而往往被忽視或難以決定。必須為整個制造運作而不是其某些部分，制定目標(biāo)和目的。提出的問題是基本的：希望從產(chǎn)品得到什么？當(dāng)顧客購買產(chǎn)品時，應(yīng)該得到

3、什么？當(dāng)完全探討這些問題，則可設(shè)立整個制造舞臺通用的清楚的目標(biāo)和目的。然后，運作中的每一個人將明白這些觀點怎樣影響過程中的他那個特定部分，令人厭惡的組織分支內(nèi)的目標(biāo)不一致的問題將消除。決定這些目標(biāo)的力量是多方面的，但大部分是市場驅(qū)動的。所有潛在的因素(例如，內(nèi)部能力與期望，供應(yīng)鏈分枝等)應(yīng)該在一開始時詳盡地討論。2. 建立度量標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵的度量標(biāo)準(zhǔn)，或測量定義的目標(biāo)與目的是否滿足的量化因素，是建立基準(zhǔn)線以及測量過程進度所必須的。有許多測量過程的方法，但選擇的度量標(biāo)準(zhǔn)必須提供評估結(jié)果的最好方法。電子產(chǎn)品中，已出現(xiàn)四個主要度量標(biāo)準(zhǔn)：a. 生產(chǎn)量，或，當(dāng)機器運行時制造產(chǎn)品數(shù)量所決定的設(shè)備有效運行。機器

4、運行期間完成的板的數(shù)量越大，生產(chǎn)量越大。 b. 利用率，或，機器運行時間所決定的設(shè)備本身的運行。連續(xù)以每周七天、每天24小時運行的設(shè)備是以最大的利用率在運行的。 c. 報廢，或浪費的材料，包括裝配期間損壞的或放棄無用的元件，由于裝配返工或整個裝配報廢而必須拿掉或修理的已貼裝的元件。 d. 品質(zhì)，或簡單地，把正確的東西放在正確的位置，以保證產(chǎn)品性能達到設(shè)計規(guī)格。 3. 標(biāo)識運作。一旦度量標(biāo)準(zhǔn)得到滿足，影響它的運作必須得到標(biāo)識。然后，程序可以得到實施，過程可以得到改進，把度量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用到定義的目標(biāo)。這個概念就是標(biāo)識關(guān)鍵的運作，使其可以測量，并可采取對目標(biāo)有意義影響的行動。例如，對生產(chǎn)量來說，關(guān)鍵因素

5、可能是機器編程。程序保證最優(yōu)化的貼裝模式，使得機器以最快的速度運行嗎？編程是手工完成的嗎？如果是，自動編程工具可以改進性能和生產(chǎn)量嗎？其它問題可能包括：是否在適當(dāng)?shù)臅r間有正確的維護，有現(xiàn)有的程序來保證嗎？元件的拾取、恢復(fù)或重試操作會減少實際的機器效率嗎？對利用率來說，什么因素支持(或破壞)不分晝夜的運行？產(chǎn)品數(shù)據(jù)是否正確和迅速地提供給機器操作員和設(shè)備本身，使得不確定以及制造“錯誤產(chǎn)品”的可能得到避免？轉(zhuǎn)換開關(guān) 從一個產(chǎn)品轉(zhuǎn)換到另一個產(chǎn)品 可能對利用率有戲劇性的影響。必須盡量減少機器上的轉(zhuǎn)換，為接納新產(chǎn)品而處理零件和送料器設(shè)定的變化。同樣，產(chǎn)品在生產(chǎn)線上運行的次序以有形的方式用重要影響，如時間和

6、成本(圖二)。為了快速地產(chǎn)品轉(zhuǎn)換，必須強制做到，在轉(zhuǎn)換前把最新的產(chǎn)品規(guī)格和清楚的程序建立指導(dǎo)發(fā)放出來。圖二、“動態(tài)”設(shè)定，產(chǎn)品運行的次序可能對設(shè)備的利用率有很強的影響。決定優(yōu)化的次序可以極大地改進過程。對報廢而言，產(chǎn)生浪費的過程和運作必須標(biāo)識出來。送料器設(shè)定正確嗎？零件用完后，補充是否快速、準(zhǔn)確？有沒有提供給操作員這些步驟所要求的數(shù)據(jù)？其它問題：已經(jīng)選擇了生產(chǎn)運行的正確程序嗎？和車間的元件相符合嗎？機器性能本身應(yīng)該評估：是否所有元件都拿起和貼裝，或者，是否丟失率對報廢有重大影響？機器性能是否在行進的基礎(chǔ)上有文件記錄？品質(zhì)度量標(biāo)準(zhǔn)回到直接了當(dāng)?shù)闹噶睿喊颜_的零件放在正確的位置，以保證產(chǎn)品性能達到

7、設(shè)計要求。為了保證，必須告訴操作員正確的程序，即，所有車間內(nèi)裝配、測試和包裝的步驟。是否工程與制造之間的通信可保證設(shè)計更改直接地反映在制造程序中？最后，傳統(tǒng)的品質(zhì)檢查 產(chǎn)品是否真的制造正確？4. 測量過程。一旦影響定義目標(biāo)最大的運作與程序已經(jīng)標(biāo)識，它們可按照已建立的度量標(biāo)準(zhǔn)來測量。過程測量將邏輯上來自于過程本身，一些簡單得足以手工評估(即，在紙上)，而其它的將要求通過信息系統(tǒng)來精密復(fù)雜地監(jiān)視。事件包括時間、范圍、內(nèi)容、精度和反應(yīng)，或者，制造商對過程中或過程本身變化的有效反應(yīng)的能力。不需要說，成功的制造商中間的運行已清楚地趨向于精密復(fù)雜的實時過程控制 變成日常事務(wù)的一部分的一種承諾。5. 選擇工

8、具。關(guān)鍵因素包括效率、對過程偏移的反應(yīng)速度和數(shù)據(jù)收集與分析錯誤的最小化。提供的某些工具是占優(yōu)勢的： 統(tǒng)計過程控制(SPC, Statictical process control)和交互過程優(yōu)化(IPO, Interactive process optimizaton)被廣泛地用于量化和改進生產(chǎn)量。SPC 提供所有與信息系統(tǒng)通信的設(shè)備的實時狀態(tài)的圖表顯示。它也用來作圖表和提供對自動儲存在運行數(shù)據(jù)庫的信息的可視化和實時監(jiān)測。例如，SPC圖表提供訪問生產(chǎn)(看工具條)、吸嘴和料盒管理數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)和現(xiàn)時與歷史的操作事件數(shù)據(jù)。這些工具最精密復(fù)雜之處可以結(jié)合數(shù)據(jù)區(qū)域來產(chǎn)生用戶圖表和報告，可相對定義的控制

9、參數(shù)對其評估，以提供失控情況的自動報警。 IPO提供從自動轉(zhuǎn)換和CAD數(shù)據(jù)優(yōu)化，到就緒的生產(chǎn)程序的所有東西。典型的，IPO使用多級和多產(chǎn)品的優(yōu)化步驟來轉(zhuǎn)換CAD文件到增加生產(chǎn)設(shè)備效率而減少設(shè)定時間的“處方”?，F(xiàn)在的程序使用圖形用戶介面(GUI, Graphical User Interfaces)來使得在過程中任何點進行自動優(yōu)化的簡單編輯。通過提供多已經(jīng)數(shù)據(jù)庫，IPO給用戶對用來產(chǎn)生程序的零件信息一個提升的控制；其優(yōu)化過程提供整條生產(chǎn)線機器的平衡的設(shè)定時間，而使料車和工作臺的運動最少。這個工具的關(guān)鍵優(yōu)勢是，把多個產(chǎn)品和其元件作為一個整體或“混合”進行優(yōu)化。其結(jié)果是，運行中的所有產(chǎn)品的單一設(shè)定，

10、使設(shè)定和轉(zhuǎn)換時間最少，而提供有力的控制。主要目標(biāo)是建立一條降低所有生產(chǎn)制造時間的，生產(chǎn)和機器程序最大化的生產(chǎn)線。 用于測量利用率標(biāo)準(zhǔn)的流行的工具包括，動態(tài)設(shè)定管理(DSM, Dynamic Setup Management), 元件確認(rèn)與跟蹤(CVT, Component Verification and Tracking)，生產(chǎn)線管理者和主機通信/產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理軟件。DSM工具是增加的生產(chǎn)線管理系統(tǒng)，提供對特定生產(chǎn)線的交互管理產(chǎn)品運行的能力。DSM計算遞增的一列產(chǎn)品的送料器設(shè)定變化，以使所花的生產(chǎn)時間最少；它是基于估計的運行和設(shè)定時間的總和。DSM對合約制造商特別重要，高混合、低產(chǎn)量的生產(chǎn)環(huán)境

11、使得轉(zhuǎn)換的最少化成為首選。 CVT工具結(jié)合硬件和軟件系統(tǒng)，使用拴在系統(tǒng)上的條形碼掃描器。CVT掃描器讓操作員完成單個產(chǎn)品或全部產(chǎn)品混合的設(shè)定全過程。這些系統(tǒng)允許雙料車單獨地設(shè)定，允許設(shè)定現(xiàn)時產(chǎn)品的一個料車的同時，另一個料車已準(zhǔn)備好下一個產(chǎn)品。零件、銷售商、批號、數(shù)量和操作員數(shù)據(jù)儲存在CVT工具里，作為一個輔助受益，以支持元件的可追溯性。典型的，用于新產(chǎn)品設(shè)定的相同CVT屏幕也用于跟蹤元件的用盡，因此簡化兩個操作。生產(chǎn)線管理者提供多元的自動轉(zhuǎn)換。它們可監(jiān)查轉(zhuǎn)換，當(dāng)轉(zhuǎn)換完成時停止和釋放組板；下載產(chǎn)品和把它指向特定的設(shè)備；并且開始新的產(chǎn)品順序，為生產(chǎn)作必要的調(diào)整(如，寬度軸)。生產(chǎn)線管理者通常掃描每

12、個組合板，把其產(chǎn)品和那些運行在生產(chǎn)區(qū)的進行比較，若不同則開始轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換的自動化大大地改善了利用率。主機通信工具使用產(chǎn)品概念，來吸收操作員需要用來在生產(chǎn)線上運行產(chǎn)品的所有信息。有了這些工具，主管可以設(shè)定那些要下載或上載的數(shù)據(jù)；這消除了操作員出錯的機會和減少快速轉(zhuǎn)換時的不確定性。 送料器管理系統(tǒng)(FMS)和元件管理系統(tǒng)(CMS)是應(yīng)用于報廢度量標(biāo)準(zhǔn)的通用工具。(SPC和CVT也應(yīng)用于這個度量標(biāo)準(zhǔn)。) FMS跟蹤工廠內(nèi)送料器資源的位置和生產(chǎn)統(tǒng)計資料。因為送料器有關(guān)的錯誤可能是報廢元件的主要原因，F(xiàn)MS把工廠看作送料器可能放置的幾個區(qū)域。因此，工具通常要求送料器以條形碼作標(biāo)記，作為送料器裝載操作的一部

13、分來掃描。從送料器吸取和報廢的元件計數(shù)自動的和每個送料器聯(lián)系在一起。然后，工具可用來識別和找到需要維護的送料器。因為送料器是從機器上安裝和拆卸的，F(xiàn)MS工具自動地跟蹤和分配計數(shù)和錯誤數(shù)量給每個送料器。 CMS工具跟蹤工廠內(nèi)的元件庫存清單。和FMS一樣，它把工廠按區(qū)域劃分，在這里可以找到元件，并當(dāng)元件移動時，CMS跟蹤它們。高級的CMS工具顯示現(xiàn)時的元件信息，定義區(qū)域內(nèi)的零件位置，低存數(shù)元件報警，以查明接近所定義的用盡極限的元件料盤數(shù)量，和與元件有關(guān)的過程度量標(biāo)準(zhǔn)的圖表(例如，按零件/銷售商/批號的報廢)。 或許，在評估標(biāo)準(zhǔn)中最動態(tài)的發(fā)展是，品質(zhì)的文件編輯工具的應(yīng)用。它們可用來描述制造過程和給生

14、產(chǎn)車間派發(fā)專門的工作指示，消除了只提供單一的解決方案給包裝信息，如裝配圖紙、程序安排圖表和操作指示，所造成的效率低下。文件編制工具迅速把工廠推向無紙張運作，這里，所有要求的信息放在單一的文件內(nèi)，可獨立于其它工具使用。文件編制的運行可在單臺計算機上、手工裝配站或生產(chǎn)線上，消除了報告亂放或無效的工作指示的混亂。重要的是，通過把制造信息結(jié)合在單一的數(shù)據(jù)包中，文件編制工具提供了一個標(biāo)準(zhǔn)來制造產(chǎn)品和促進車間內(nèi)ISO9000的認(rèn)識。最后，在品質(zhì)計量標(biāo)準(zhǔn)的測量中占主導(dǎo)的其它工具包括，檢查工具、生產(chǎn)線管理者和主機通信裝置。 如前面所說，品質(zhì)檢查工具可以是手工的或自動的，看其應(yīng)用而定。在生產(chǎn)線上累加缺陷的能力證

15、明是自動工具最大的實惠，它允許改進的跟蹤，提供尋找關(guān)鍵制造問題的指示。大多數(shù)制造商采用一系列的工具，跨過主要的度量標(biāo)準(zhǔn)工作，來增強工具投資的回歸，同時支持度量標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵前提：追尋既定的目標(biāo)和目的(圖三)。圖三、過程控制工具表，可看出利用率橫跨幾個主要標(biāo)準(zhǔn)。6. 評估標(biāo)準(zhǔn)。隨著目標(biāo)和目的的制定、標(biāo)準(zhǔn)達到一致和得到制定、關(guān)鍵的運作在行進的基礎(chǔ)上用選擇的工具得到標(biāo)識和測量，是時候評估這測量了。這對于描述制造性能的歷史和把結(jié)果與目標(biāo)相比較是必要的。只有當(dāng)呈現(xiàn)了過程及其變量的準(zhǔn)確圖形后，才可以向希望的方向邁進。7. 改進過程。當(dāng)手上持有制造過程的準(zhǔn)確圖形時，那些不支持目標(biāo)的區(qū)域?qū)⒆兊们宄Ｈ缓?，作出調(diào)整，以達到改進度量標(biāo)準(zhǔn)和減少棘手的偏移的目標(biāo)。8. 評估改進。現(xiàn)在，基本的目標(biāo)達到了嗎？這一步實際上是第六步的評估過程的聽診，改進和評估變成運作中的一個行進部分。那些掌握這個連續(xù)準(zhǔn)則的人將具備在當(dāng)今迅速變幻的市場中成功的極具競爭性的法寶。結(jié)論實施這八個步驟的最終理由是極其簡單的：即，生存。制造商所面對的市