結(jié)構(gòu)化工藝在電子行業(yè)的應(yīng)用研究

鄧洪波 江蘭蘭

摘 要：針對(duì)國(guó)內(nèi)電子行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)智造與創(chuàng)新的需求發(fā)展，以傳統(tǒng)卡片為核心的工藝設(shè)計(jì)模式已無(wú)法適應(yīng)工藝協(xié)同設(shè)計(jì)新的發(fā)展需求，更無(wú)法滿足后端ERP（企業(yè)資源計(jì)劃）與MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）需要的數(shù)據(jù)要求。文章將結(jié)合結(jié)構(gòu)化工藝詳細(xì)描述結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)的理念、流程、技術(shù)難點(diǎn)及工藝數(shù)據(jù)應(yīng)用，以期為將建設(shè)結(jié)構(gòu)化工藝的企業(yè)提供參考和幫助。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)化工藝；工藝協(xié)同設(shè)計(jì)；PBOM；MBOM；ERP；MES

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）19-0123-02

Abstract： In view of the development of domestic electronic industry transformation， upgrading， intelligent building and innovation， the process design mode， with traditional card as the core， can no longer meet the new development needs of process collaborative design， nor can it meet the data requirements of the back-end ERP （enterprise resource planning） and MES （manufacturing execution system）. In this paper， the concept， process， technical difficulties and process data application of structured process planning is described in detail， in order to provide reference and help for enterprises that build structured process.

Keywords： structured process； process collaborative design； PBOM； ERP； ME

引言

結(jié)構(gòu)化工藝是將制造過(guò)程中所需的人、機(jī)、料、法、環(huán)等要素，結(jié)合工藝過(guò)程以結(jié)構(gòu)化的形式分層分權(quán)產(chǎn)生和存儲(chǔ)工藝數(shù)據(jù)的手段或方式，結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)完成后，最終的產(chǎn)出是PBOM（工藝BOM）。

PBOM指工藝BOM，是在EBOM基礎(chǔ)上以工藝流程為主線重構(gòu)結(jié)構(gòu)關(guān)系，增加工藝路線、制造屬性以及生產(chǎn)制造所需的人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)等信息，反映工序物料需求及工序邏輯關(guān)系的物料清單。

MBOM在PBOM基礎(chǔ)上增加產(chǎn)品批次、數(shù)量等制造任務(wù)信息，并針對(duì)項(xiàng)目要求進(jìn)行配置，用于指導(dǎo)產(chǎn)品制造全過(guò)程的物料清單，是產(chǎn)品制造基線。

近年來(lái)電子行業(yè)隨著產(chǎn)品向系統(tǒng)綜合化、小型化、集成化、智能化方向發(fā)展，制造端對(duì)工藝數(shù)據(jù)的要求越來(lái)越高，而傳統(tǒng)的卡片工藝注重“給人看”，制造端的信息系統(tǒng)卻無(wú)法識(shí)別這些數(shù)據(jù)，企業(yè)往往花了大代價(jià)建設(shè)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，淪為擺設(shè)。同時(shí)，現(xiàn)在很多企業(yè)都在談智能制造，但是實(shí)現(xiàn)智能制造的前提是數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有價(jià)值的數(shù)據(jù)反而會(huì)適得其反，把生產(chǎn)制造節(jié)奏搞亂。

結(jié)構(gòu)化工藝就是將數(shù)據(jù)做規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的手段，加上校驗(yàn)機(jī)制，可以提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，這是相對(duì)傳統(tǒng)卡片式工藝而提出來(lái)的新工藝管理與設(shè)計(jì)理念，在設(shè)計(jì)方面，結(jié)構(gòu)化工藝不受卡片設(shè)計(jì)模板限制，只需要在對(duì)應(yīng)的位置輸入數(shù)據(jù)，還可以推薦歷史工藝數(shù)據(jù)供參考和引用，將工序物料和資源需求、工藝流程融入在工藝設(shè)計(jì)中是一大亮點(diǎn)；在設(shè)計(jì)分工方面，結(jié)構(gòu)化工藝可多人進(jìn)行工序級(jí)協(xié)同設(shè)計(jì)互不干擾；對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)方面，結(jié)構(gòu)化工藝可以直接采用SOP瀏覽，也可以生成傳統(tǒng)的卡片進(jìn)行瀏覽。本文將從四個(gè)方面對(duì)結(jié)構(gòu)化工藝進(jìn)行研究：

（1）結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)與管理理念。

（2）結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)流程。

（3）結(jié)構(gòu)化工藝的技術(shù)難點(diǎn)。

（4）結(jié)構(gòu)化工藝的應(yīng)用。

1 結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)與管理理念

結(jié)構(gòu)化工藝是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化工藝的核心，也是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)，做結(jié)構(gòu)化工藝就是從數(shù)據(jù)層面對(duì)產(chǎn)品制造非實(shí)例化的“仿真”，將工藝數(shù)據(jù)精細(xì)化、規(guī)范化、結(jié)構(gòu)化、流程化管理，將PBOM構(gòu)建、資源消耗融入其中是結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)與管理的核心理念。

結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)與管理模式與卡片式工藝設(shè)計(jì)模式最大的區(qū)別在于，結(jié)構(gòu)化工藝的工序可以是樹(shù)形結(jié)構(gòu)（如圖1所示），能獨(dú)立使用和引用，也可以幾道工序關(guān)聯(lián)使用，不同工序可由多人同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)活動(dòng)，可獨(dú)立對(duì)工序或工步所涉及到的物料、耗材、資源、工時(shí)、工藝周期、工藝參數(shù)、圖形圖像、模型、工序?qū)傩缘冗M(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)和管理，可對(duì)工序進(jìn)行串行、并行、多路徑等流程規(guī)劃，體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化、協(xié)同化工藝設(shè)計(jì)理念。

2 結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)流程

電子行業(yè)的工藝設(shè)計(jì)重在裝配和調(diào)試，由多個(gè)專業(yè)的工藝師共同完成工藝設(shè)計(jì)，因此工藝設(shè)計(jì)的流程較重要，如圖2所示。

EBOM（工程BOM）是結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)的輸入，在結(jié)構(gòu)化工藝設(shè)計(jì)前，需要對(duì)產(chǎn)品做屬性定義，賦予產(chǎn)品對(duì)象工藝和制造相關(guān)的屬性，之后進(jìn)行產(chǎn)品級(jí)的工藝任務(wù)分工、工序級(jí)的協(xié)同任務(wù)分工以及相關(guān)操作權(quán)限的自動(dòng)授予，分工完成后進(jìn)行工序級(jí)的工藝設(shè)計(jì)活動(dòng)，最終產(chǎn)出PBOM。

3 結(jié)構(gòu)化工藝的技術(shù)難點(diǎn)

結(jié)構(gòu)化工藝的關(guān)鍵技術(shù)主要有工藝數(shù)據(jù)引用、工序級(jí)協(xié)同化設(shè)計(jì)、工序物料資源規(guī)劃與工藝設(shè)計(jì)融合、多路徑工序流程規(guī)劃，這幾點(diǎn)同時(shí)也是結(jié)構(gòu)化工藝的技術(shù)難點(diǎn)。

3.1 工藝數(shù)據(jù)引用

在工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)分析產(chǎn)品特征和屬性將典型工藝、典型工序，以及典型術(shù)語(yǔ)快速、有效、準(zhǔn)確的自動(dòng)推送給用戶是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，也是關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)。首先底層數(shù)據(jù)的組織要分層結(jié)構(gòu)化組織，支持基于特征和屬性的查詢，其次要根據(jù)大數(shù)據(jù)理論，給用戶推送相似度排名靠前的工藝數(shù)據(jù)，最后是用戶可以組合選擇這些數(shù)據(jù)。

3.2 工序級(jí)協(xié)同化設(shè)計(jì)

工序級(jí)協(xié)同設(shè)計(jì)實(shí)際上就是要攻克工序級(jí)管理，讓工序與工序之間可以并行設(shè)計(jì)。實(shí)際上如果工序全部按對(duì)象管理，數(shù)據(jù)量是很大的，管理成本也會(huì)提高，如果不按工序?qū)ο髞?lái)管理，工序的版本管理、權(quán)限以及變更就很難控制，這是一個(gè)兩難問(wèn)題，需要企業(yè)根據(jù)自身的具體情況來(lái)決定采用哪種方式進(jìn)行管理。

3.3 工序物料資源規(guī)劃與工藝設(shè)計(jì)融合

工序物料資源規(guī)劃本身不是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，但是要和工藝設(shè)計(jì)融合在一起就成了關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)難點(diǎn)，因?yàn)橛脩粼诠に嚪椒ㄖ忻枋隽搜b配的物料或資源，就不希望在其他地方再進(jìn)行物料或資源的選擇，他們會(huì)希望程序能自動(dòng)分析工藝方法將物料和資源規(guī)劃到相應(yīng)的工序，而目前國(guó)內(nèi)外的軟件是很難完全實(shí)現(xiàn)這個(gè)需求的。

3.4 多路徑工序流程規(guī)劃

對(duì)于電子行業(yè)來(lái)說(shuō)，由于存在調(diào)試專業(yè)，很多復(fù)雜的電子產(chǎn)品需要上百道工序，工序與工序之間的邏輯關(guān)系相當(dāng)復(fù)雜，如串行、并行、多路徑、可跳躍等工序邏輯關(guān)系，因此需要對(duì)工序進(jìn)行多路徑流程規(guī)劃。多路徑流程規(guī)劃的難點(diǎn)在于界面的人性化設(shè)計(jì)和流程圖如何讓后端MES識(shí)別和還原。

目前國(guó)內(nèi)外的軟件雖然很多都有結(jié)構(gòu)化工藝模塊，但是能將上面幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)解決好的卻很少，包括國(guó)內(nèi)排名靠前的工藝軟件提供商，如開(kāi)目、華天等，在結(jié)構(gòu)化工藝方面也有很多功能點(diǎn)需要完善和攻克。

4 結(jié)構(gòu)化工藝的應(yīng)用

結(jié)構(gòu)化工藝的產(chǎn)出是PBOM，PBOM結(jié)合制造任務(wù)需求生成MBOM（MBOM數(shù)據(jù)與生成批次是相關(guān)的），MBOM作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸出到ERP和MES，ERP根據(jù)MBOM產(chǎn)生訂單、進(jìn)行齊套分析、訂單物料配送等，MES根據(jù)訂單和MBOM數(shù)據(jù)進(jìn)行工序級(jí)齊套分析、物料配送等。

5 結(jié)束語(yǔ)

作為企業(yè)來(lái)說(shuō)，要認(rèn)清自己目前工藝信息化和管理水平，找準(zhǔn)位置，如果不能產(chǎn)出有價(jià)值的數(shù)據(jù)，信息化水平又低，就不要好高騖遠(yuǎn)，先把數(shù)據(jù)做好，而結(jié)構(gòu)化工藝給了我們企業(yè)做好數(shù)據(jù)的手段和平臺(tái)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉緒弟，鄧洪波，等.電子裝備PBOM及MBOM通用要求[S].中華人民共和國(guó)電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，2018.

[2]孟倩，劉儉華.基于流程的復(fù)雜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)化裝配工藝設(shè)計(jì)技術(shù)研究與應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)，2014，20（2）：301-312.