产品数据管理（PDM）在PCB制前工程中的应用

高艳丽 郭永刚

（江南计算技术研究所，江苏 无锡 214083）

对于现代制造企业，在其设计和生产过程中早已开始使用CAD、CAM等技术,虽然各单元的计算机辅助技术已经日益成熟，但各自动化单元自成体系，彼此之间缺少有效的信息沟通与协调，这就是所谓的“信息孤岛”问题。如何打破这一局面，快速高效的实现信息交互沟通，已经成为提高效率，降低成本的关键所在。

1 PDM的思想

产品数据管理（Product Data Management，简称PDM）这一新概念在此背景下应运而生，它是以软件技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理技术，其明确定位面向制造企业。

目前，发达国家的制造业基本实现了数据信息化，尤其在欧美地区的发达国家中，PDM的应用比较广泛，也较为成功。据国外资料统计，实施PDM至少能降低工程成本10%，可缩短产品生命周期20%，减少工程变更控制时间30%，减少工程变更数量40%。同时可缩短新产品导入的时间，降低开发新产品的成本和新产品本身的成本，改进产品和服务质量。

如何将PDM应用在PCB生产制造领域，并使其适应企业设计与制造中的动态数据与过程的变化，这面临着严峻的技术难题。PDM进行信息管理的两条主线是静态的产品结构和动态的产品设计流程，所有的信息组织和资源管理都是围绕产品设计展开的，这也是PDM系统有别于其它的信息管理系统的关键所在。但目前大部分PCB生产制造企业的制前工程设计数据与CAM设计数据往往分布于各个单元，而产品的实际生产数据参数存储于ERP系统，在这些数据的沟通协调之间任意一环出现差异，就会造成产品良率的损失甚至报废。这些相对孤立的数据更无法服务于生产线做具体的数据分析。

2 PCB行业制前信息整合现状

在制前工程设计方面， 市场已有Inplan、Ezplan、Engenix等制前系统产品，也有部分企业直接通过Excel表格进行制前数据制作，也可以满足产品设计的基本需要；在CAM制作方面以Genesis2000为主流操作软体，相当一部分企业自行撰写了适用于厂内自动化程序（脚本），其中以板框Tooling和钻孔输出程序较为典型，然而这些自动化程序大多不成体系，且管控上也需要编写大量的说明文档，未能与制前数据做到无缝连接；且CAM制作时数据需要二次输入，造成大量的冗余数据和人为错误；工程问题检查与客户询问过程则多以Office工具配合E-mail进行沟通记录，未实现真正意义上的电子信息化，不能有效的管控问题的检查和问题回复后的执行状况；在生产工具方面无统一的管理系统，对于数据更新及版本得不到有效彻底的管理控制。

3 TopPDM产品简介

由无锡东领电子有限公司研制开发的TopPDM系统， 在很多方面解决了当前PCB生产制造领域数据整合的问题，很好的体现了PDM在PCB制造行业应用的新趋势，新思想。

TopPDM系统首先将企业现有的所有产品数据统一管理，逐步建立覆盖企业的生产数据平台，构建产品数据库，加强对已有产品数据的重复利用，加快新产品的导入速度，同时释放工程人员的大部分精力，使其能够投入到创新工作中。在产品数据管理和数据共享的基础上，制前设计人员与CAM设计人员将在统一的数据环境下协同工作，同时设计部门与工艺、制造在共享的环境下实现并行工程；PDM在产品的生产过程中对产品数据进行版本管理，保证所使用的都是正确的版本，保证了工程更改后的生产工具版本完整可控。从企业的信息化规划来说，PDM将作为至关重要的一环串联起产品上下游的数据，与制前设计、CAM数据平台和ERP生产管理平台一起搭建企业的数字化管理平台。

其整体产品线构成一套完整的PCB产品数据管理解决方案体系，包括工程数据管理，工程资料制作到生产数据和生产工具的控制。该产品倡导设计数据与生产数据的无缝链接,基于此动机，TopPDM产品线共享同一个核心的功能平台，一些功能模块与制前设计相关，另一些功能模块则倾向于生产工具制造，然而整个数据库与用户界面形成有效的统一体，以此打破了设计与生产制造之间固存已久的沟通连接障碍。在稳固制前产品的同时开发出与产线连接并具有质量分析功能数据库的产品，能够为数据收集，取样，分析带来极大便利，能够即时准确的生成最适合产品的生产参数及质量指标。

TopPDM产品主要分为如下几个功能模块见图1。

3.1 可定制的标准化作业流程

从目前统计到PCB制前设计错误分布来看，由于缺少标准化的作业流程和作业方式导致的人为错误占整个错误总数的70%以上。引入TopPDM系统后，将不同类型产品的CAM制作流程定制在系统中，CAM作业员要完成这个料号，必须完全按系统流程制作，不会出现遗漏和不规范操作，实现标准化的作业流程。同时，作业员可以无需再记忆种类繁多的复杂的规则细则内容，作业员在操作过程中的考虑重点也会从判断该不该做这项操作，转变成这项操作的结果有没有达到预期的要求。这种转变将大大提升作业效率和完成的品质。

3.2 流程在线帮助，缩短新人培训周期

功能优势：（1）在线作业指导；（2）提高培训品质；（3）缩短培训周期。

流程中的每步操作都有在线帮助文件，新人作业可以边做边学，同时，标准化的作业流程对于新人也容易接受，完全按制订好的流程做，遇到不知怎么做先看帮助文件，不会再出现顾此失彼，丢三落四的问题，将会大大缩短培训周期。

3.3 全流程脚本的实现

TopPDM系统将标准CAM作业流程中的多数操作用脚本来实现，且脚本运行选择可以自动与MI指示建立链接，人工要做的只是检查完成的结果是否满足预期的需求。

3.4 工程问客系统及CAM作业指示

此项目内容包括，建立料号工程问客系统，工程问客库管理，CAM作业指示系统。 工程问客库建立可以设定相关检查项目， 系统中可以针对不同的客户的要求确定不同的检查项目，可以方便快捷的对相同客户多次问客的同类问题进行总结。问客单区分版本，多次问客可以自动隐藏已回复OK项目，客户所有项目回复后，可以将所有结果综合打印在一张问客单上，简单明了。问客单回复的结果可以与MI指示项目建立动态联系，从而联系链接到CAM相关操作流程步骤中，省去繁琐的人工转化流程。见图2。

3.5 料号管理系统

此项目内容包括，料号进度管理，规格管理，料号报告定制和自动备份。作用是新增编辑料号；通过连接料号有关模块，查看料号制作的进度；依据厂内规则和客户规则，管理料号的制作规格，指导MI和CAM作业； 自动备份所有被更改和新建的料号，并可以查询备份的报告。

3.6 工具模块

此项目内容包括，底片、LDI、喷印数据、AOI文件等申请和自动输出。作用是自动输出已经被审批过的工具申请。该模块可以简化当前的流程，减少来回沟通次数，减轻工具输出压力。

3.7 MI自动产生

根据料号的属性和规格，自动产生料号的生产流程，备注每站的注意事项。 并且由于和CAM系统的无缝连接，可以根据Genesis系统中的孔贯穿层，自动区分板结构，建立不同的流程，自动将CAM后需要提供产线指导生产的信息（如电镀面积，线宽/间距等）带入MI相应流程站别的参数项目中，避免手动输出和输入带来的错误。

3.8 与ERP等企业管理系统的链接

TopPDM独特的数据采集和数据存储管理系统，使其可以方便地与ERP等企业管理系统有效链接，信息传递无障碍。

综上所述，作为一种蕴含着产品数据管理思想的系统，TopPDM可以在PCB制前工程的内部流程中建立有效的持续改进循环体系，其内容包括MI数据源，CAM指示及制作结果输出，内部管理数据收集，各单元之间可以做到无缝链接，为整个制前设计提供一个统一的数据管理平台，从而缩短制前设计周期，更好的为客户服务，辅助产线优化制程能力，提升良率。