結構化工藝在電子行業的應用研究

鄧洪波 江蘭蘭

摘 要：針對國內電子行業轉型升級智造與創新的需求發展，以傳統卡片為核心的工藝設計模式已無法適應工藝協同設計新的發展需求，更無法滿足后端ERP（企業資源計劃）與MES（制造執行系統）需要的數據要求。文章將結合結構化工藝詳細描述結構化工藝設計的理念、流程、技術難點及工藝數據應用，以期為將建設結構化工藝的企業提供參考和幫助。

關鍵詞：結構化工藝；工藝協同設計；PBOM；MBOM；ERP；MES

中圖分類號：TP391 文獻標志碼：A 文章編號：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

結構化工藝是將制造過程中所需的人、機、料、法、環等要素，結合工藝過程以結構化的形式分層分權產生和存儲工藝數據的手段或方式，結構化工藝設計完成后，最終的產出是PBOM（工藝BOM）。

PBOM指工藝BOM，是在EBOM基礎上以工藝流程為主線重構結構關系，增加工藝路線、制造屬性以及生產制造所需的人、機、料、法、環、測等信息，反映工序物料需求及工序邏輯關系的物料清單。

MBOM在PBOM基礎上增加產品批次、數量等制造任務信息，并針對項目要求進行配置，用于指導產品制造全過程的物料清單，是產品制造基線。

近年來電子行業隨著產品向系統綜合化、小型化、集成化、智能化方向發展，制造端對工藝數據的要求越來越高，而傳統的卡片工藝注重“給人看”，制造端的信息系統卻無法識別這些數據，企業往往花了大代價建設的生產管理系統，淪為擺設。同時，現在很多企業都在談智能制造，但是實現智能制造的前提是數據要準確、規范和標準，沒有價值的數據反而會適得其反，把生產制造節奏搞亂。

結構化工藝就是將數據做規范和標準的手段，加上校驗機制，可以提高數據的準確性，這是相對傳統卡片式工藝而提出來的新工藝管理與設計理念，在設計方面，結構化工藝不受卡片設計模板限制，只需要在對應的位置輸入數據，還可以推薦歷史工藝數據供參考和引用，將工序物料和資源需求、工藝流程融入在工藝設計中是一大亮點；在設計分工方面，結構化工藝可多人進行工序級協同設計互不干擾；對于現場指導方面，結構化工藝可以直接采用SOP瀏覽，也可以生成傳統的卡片進行瀏覽。本文將從四個方面對結構化工藝進行研究：

（1）結構化工藝設計與管理理念。

（2）結構化工藝設計流程。

（3）結構化工藝的技術難點。

（4）結構化工藝的應用。

1 結構化工藝設計與管理理念

結構化工藝是實現數字化工藝的核心，也是實現智能制造的基礎，做結構化工藝就是從數據層面對產品制造非實例化的“仿真”，將工藝數據精細化、規范化、結構化、流程化管理，將PBOM構建、資源消耗融入其中是結構化工藝設計與管理的核心理念。

結構化工藝設計與管理模式與卡片式工藝設計模式最大的區別在于，結構化工藝的工序可以是樹形結構（如圖1所示），能獨立使用和引用，也可以幾道工序關聯使用，不同工序可由多人同時進行設計活動，可獨立對工序或工步所涉及到的物料、耗材、資源、工時、工藝周期、工藝參數、圖形圖像、模型、工序屬性等進行結構化設計和管理，可對工序進行串行、并行、多路徑等流程規劃，體現了結構化、協同化工藝設計理念。

2 結構化工藝設計流程

電子行業的工藝設計重在裝配和調試，由多個專業的工藝師共同完成工藝設計，因此工藝設計的流程較重要，如圖2所示。

EBOM（工程BOM）是結構化工藝設計的輸入，在結構化工藝設計前，需要對產品做屬性定義，賦予產品對象工藝和制造相關的屬性，之后進行產品級的工藝任務分工、工序級的協同任務分工以及相關操作權限的自動授予，分工完成后進行工序級的工藝設計活動，最終產出PBOM。

3 結構化工藝的技術難點

結構化工藝的關鍵技術主要有工藝數據引用、工序級協同化設計、工序物料資源規劃與工藝設計融合、多路徑工序流程規劃，這幾點同時也是結構化工藝的技術難點。

3.1 工藝數據引用

在工藝設計過程中，通過分析產品特征和屬性將典型工藝、典型工序，以及典型術語快速、有效、準確的自動推送給用戶是一個技術難點，也是關鍵技術點。首先底層數據的組織要分層結構化組織，支持基于特征和屬性的查詢，其次要根據大數據理論，給用戶推送相似度排名靠前的工藝數據，最后是用戶可以組合選擇這些數據。

3.2 工序級協同化設計

工序級協同設計實際上就是要攻克工序級管理，讓工序與工序之間可以并行設計。實際上如果工序全部按對象管理，數據量是很大的，管理成本也會提高，如果不按工序對象來管理，工序的版本管理、權限以及變更就很難控制，這是一個兩難問題，需要企業根據自身的具體情況來決定采用哪種方式進行管理。

3.3 工序物料資源規劃與工藝設計融合

工序物料資源規劃本身不是一個技術難點，但是要和工藝設計融合在一起就成了關鍵技術和技術難點，因為用戶在工藝方法中描述了裝配的物料或資源，就不希望在其他地方再進行物料或資源的選擇，他們會希望程序能自動分析工藝方法將物料和資源規劃到相應的工序，而目前國內外的軟件是很難完全實現這個需求的。

3.4 多路徑工序流程規劃

對于電子行業來說，由于存在調試專業，很多復雜的電子產品需要上百道工序，工序與工序之間的邏輯關系相當復雜，如串行、并行、多路徑、可跳躍等工序邏輯關系，因此需要對工序進行多路徑流程規劃。多路徑流程規劃的難點在于界面的人性化設計和流程圖如何讓后端MES識別和還原。

目前國內外的軟件雖然很多都有結構化工藝模塊，但是能將上面幾個關鍵技術點解決好的卻很少，包括國內排名靠前的工藝軟件提供商，如開目、華天等，在結構化工藝方面也有很多功能點需要完善和攻克。

4 結構化工藝的應用

結構化工藝的產出是PBOM，PBOM結合制造任務需求生成MBOM（MBOM數據與生成批次是相關的），MBOM作為基礎數據輸出到ERP和MES，ERP根據MBOM產生訂單、進行齊套分析、訂單物料配送等，MES根據訂單和MBOM數據進行工序級齊套分析、物料配送等。

5 結束語

作為企業來說，要認清自己目前工藝信息化和管理水平，找準位置，如果不能產出有價值的數據，信息化水平又低，就不要好高騖遠，先把數據做好，而結構化工藝給了我們企業做好數據的手段和平臺。

參考文獻：

[1]劉緒弟，鄧洪波，等.電子裝備PBOM及MBOM通用要求[S].中華人民共和國電子行業標準，2018.

[2]孟倩，劉儉華.基于流程的復雜產品結構化裝配工藝設計技術研究與應用[J].計算機集成制造技術，2014，20（2）：301-312.