智能电装建设方案概述

熊宇

摘 要 电路板装配技术日益成熟，形成了以表面贴装技术（SMT）为主的自动化加工方式，为智能制造的应用提供了基础。本文对智能电装的总体框架进行了介绍，说明了整个生产过程的数据采集基础，并分析了智能电装系统软件的要素，具有一定的借鉴价值。

关键词 SMT;PCBA;智能電装

概述

智能电装是基于新一代信息技术，贯穿电路板设计、生产、管理等制造活动各个环节，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称。具有以智慧工厂为载体，以关键制造环节智能化为核心，以网络互联为支撑等特征，可有效降低运营成本、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗。

目前在与设计、生产相关的软件方面已有CAD＼CAM＼CAPP＼PDM＼MES＼MPM等多种软件系统，电路板焊接、装配技术也日益成熟，SMT成为电路板装配的主流技术，但是，多数的生产制造系统尚不具备直接获取生产过程数据的能力，无法实时获取设备状态及生产过程数据，导致当前系统功能的发挥受到限制。主要问题如下。

（1）生产过程数据无法自动获取，只能人工记录部分数据，效率低下，导致产品数据包信息不完整。

（2）设备及工序状态数据无法自动获取，不能有效预测设备及工具工作寿命，无法实时监控设备产能状态、车间排程受到限制。

（3）装配过程数据散落在各设备中，无法将生产过程数据及时有效的反馈至工艺、质量控制等行为，导致工艺设计、质量控制等行为对产品生产过程数据响应速度慢，一定程度上影响了产品生产效率与质量。

智能电装是将自动化加工技术与网络技术深度融合集成，通过生产过程的数字化和透明化，实现生产质量追溯、生产状态监控、生产计划排程和工艺改进的科学化管理。

1业务总体框架

智能电装车间要求将先进制造技术、智能传感技术、信息技术和科学管理工具等融合到装配加工业务流程中，形成以自动化加工设备为资源基础、以网络物联为手段、以精益管理为核心的新型生产模式[1]。

2生产数据采集

数据采集是生产过程实现智能管理的基础，以自动化的工艺设备为资源，通过网络进行加工参数的采集，应当涵盖加工数据、检测数据、物料存储数据、环境数据等，覆盖整个电装生产生态圈，实现电路板加工装配全过程的追溯。典型电路板装配信息采集项如下。

（1）自动化加工设备主要包括印刷机、贴片机、回流焊、选择焊、波峰焊、清洗机、涂敷机等 ，应当采集的过程数据包括设备状态（设备ID、开机、关机、运行、报警等 ）、加工参数（压力、速度、温度、循环次数等）、物料信息（PCBA产品编号、辅料批次、元器件批次、器件数量等）、加工时间。

（2）自动化检测设备主要包括SPI、AOI、洁净度测试、X-RAY/AXI等 ，应当采集的过程数据包括设备状态（设备ID、开机、关机、运行、报警等 ）、检测参数（检测位置、检测项目、合格门限等）、检测结果（PCBA产品编号、实测值）、检测时间。

（3）存储设备主要包括低湿柜、烘箱、低温柜/冰箱等，应当采集的过程数据包括设备状态（设备ID、开机、关机、运行、报警等 ）、存储参数（温度、湿度）、存储物参数（物料型号、物料批次、出入时间）。

（4）手工操作工位包括物料清点、手工插件、手工焊接等，应当采集的过程数据包括人员信息、物料参数（物料型号、物料批次）、操作时间。

（5）环境数据采集主要包括车间的温湿度环境和ESD（静电防护）数据，ESD数据采集重点是对手工操作工位的腕带接地电阻、各加工及检测设备的接地电阻、高风险部位的离子风扇运行状态等进行实时监控和记录。

3软件功能要素

系统管理软件是制造过程智能化的核心，软件编制策略的优劣直接决定了项目建设的成败，系统软件的开发应注意以下要素。

进度管理：在实现了系统对设备状态、工单情况、物料准备情况动态监控的基础上，为车间管理人员提供合理排产的辅助决策，尽可能减少生产准备过程的重复动作，提高生产效率。

物料管控：系统在关键工位上进行扫码识别，进行物料控制，系统内应设置老化敏感材料控制规则、湿度敏感材料控制规则、静电敏感材料控制规则，为各工位的操作人员提供预警、提示等功能。

过程控制：系统通过扫码识别各设备当前加工工单信息，对加工程序版本进行自动下发或核查，实现加工程序的辅助管理;系统对于有时间间隔要求的工序设置控制规则，根据生产现场的工单加工情况进行预警提醒。

质量监控：系统对自动化检测设备的数据进行实时记录分析，对关键检测项目进行统计过程控制，设置合理控制门限，当出现不良波动时，提示车间管理或技术人员进行人工干预，及时调整加工参数，降低质量风险。

过程追溯：系统应具备强大的过程追溯功能，支持工单、批次号、加工时间、人员信息等字段的单独查询和组合查询功能，能够遍历产品的所有工序加工信息及物料信息，为质量分析和改进提供便利手段。

参考文献

[1] 王羚薇，王威，张伟.小批量电子设备电装生产组织管理策略[J].电子技术与软件工程，2020（5）：117-119.