摘要：以生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài)質(zhì)量控制為目標(biāo)，分析ＰＣＢ板組裝行業(yè)生產(chǎn)管理和信息化過(guò)程存在問(wèn)題；描述MES的實(shí)現(xiàn)內(nèi)容及技術(shù)路線；給出ＳＭＴ設(shè)備聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控、報(bào)警、SPC質(zhì)量分析、工序作業(yè)調(diào)度、現(xiàn)場(chǎng)輔助管理的技術(shù)和方法。MES 的使用能夠加快企業(yè)訂單反應(yīng)速度，通過(guò)挖掘先進(jìn)設(shè)備的生產(chǎn)潛力, 優(yōu)化生產(chǎn)行為,全面提高企業(yè)的信息化管理水平。
關(guān)鍵詞：印刷電路板；表面貼裝技術(shù)；制造執(zhí)行系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采集；統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制
引言
隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展和電子產(chǎn)品生命周期的不斷變短，給PCB板組裝制造商提出了越來(lái)越高的要求，同時(shí)，全球化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)使企業(yè)面臨的國(guó)際壓力越來(lái)越大?，F(xiàn)代PCB板組裝制造企業(yè)要想在瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟，得以生存發(fā)展，必須采用先進(jìn)的生產(chǎn)模式，快速響應(yīng)客戶訂單需求，并提供優(yōu)質(zhì)低價(jià)的產(chǎn)品。系統(tǒng)集成和信息集成（CIMS）是當(dāng)前提高企業(yè)管理效率的重要技術(shù)。許多企業(yè)通過(guò)不斷改善貼裝生產(chǎn)線自動(dòng)化程度和導(dǎo)入先進(jìn)的企業(yè)級(jí)管理信息系統(tǒng)( 如MRPⅡ、ERP等) , 使本企業(yè)的生產(chǎn)管理水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有了一定的提高。但一般MRPⅡ/ERP僅管理企業(yè)級(jí)資源計(jì)劃, 它通常只能處理歷史或預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，不能及時(shí)、準(zhǔn)確地反映當(dāng)前生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備狀態(tài)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)。同時(shí), 現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備控制系統(tǒng)也不能將實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳遞到上層資源管理系統(tǒng)。導(dǎo)致企業(yè)資源計(jì)劃層缺乏有效的設(shè)備實(shí)時(shí)信息支持,控制環(huán)節(jié)不能得到有效優(yōu)化的調(diào)度與協(xié)調(diào)[1]。因此如何將先進(jìn)的生產(chǎn)線控制系統(tǒng)和企業(yè)級(jí)的生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)有效地結(jié)合起來(lái), 在兩者之間搭建橋梁提供信息溝通,是企業(yè)信息化建設(shè)迫切解決的問(wèn)題。制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES) 恰好解決這一難題。制造執(zhí)行系統(tǒng)是位于上層的計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層的生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)之間的面向車(chē)間層的管理信息系統(tǒng)[2]。它通過(guò)采集現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)從訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化管理。PCB板組裝行業(yè)是一個(gè)典型的流程制造業(yè), 且設(shè)備自動(dòng)化程度高。為了充分挖掘先進(jìn)設(shè)備的生產(chǎn)潛力, 優(yōu)化生產(chǎn)行為, 全面提高企業(yè)信息化管理水平, MES 的建設(shè)與應(yīng)用尤為重要。本文正是基于這一思想, 以生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài)質(zhì)量控制為目標(biāo)，根據(jù)PCB板組裝企業(yè)的信息化現(xiàn)狀及特點(diǎn), 提出了面向PCB板組裝企業(yè)MES的構(gòu)建和應(yīng)用。
PCB板組裝行業(yè)的信息化現(xiàn)狀及問(wèn)題
現(xiàn)代PCB板組裝企業(yè)的生產(chǎn)制造部門(mén)大量使用絲印機(jī)、貼片機(jī)、回流爐等自動(dòng)化設(shè)備，基本都采用工控機(jī)進(jìn)行控制。由于設(shè)商廠商數(shù)據(jù)接口和格式各不相同，設(shè)備信息不能集中共享，形成了很多"信息孤島"，無(wú)法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)分析及處理。雖然大多數(shù)設(shè)備都具備采集生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)的能力，但設(shè)備之間沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)連接，采集參數(shù)只能通過(guò)人工查看顯示屏或磁盤(pán)備份的方式完成，不能夠及時(shí)反應(yīng)整個(gè)生產(chǎn)線的作業(yè)狀況，實(shí)時(shí)性差。同時(shí)人工采集增加工作量、降低工作效率，準(zhǔn)確性也無(wú)法得到保障。
PCB板組裝行業(yè)特性決定了如果某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，將造成整批在制品的報(bào)廢。因此需要實(shí)時(shí)、靈敏地監(jiān)控關(guān)鍵生產(chǎn)參數(shù)并定位出錯(cuò)位置，給予正確的報(bào)警提示信息。同時(shí)，對(duì)部分重要參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)回控調(diào)整。
企業(yè)不再滿足于最為簡(jiǎn)單、直接的看板信息，需要根據(jù)實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)生產(chǎn)行為進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控。在此基礎(chǔ)上，輔以質(zhì)量過(guò)程控制方法論手段，進(jìn)行科學(xué)、系統(tǒng)的質(zhì)量過(guò)程分析，以支持現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程的判斷和及時(shí)處理，提高生產(chǎn)質(zhì)量。
企業(yè)計(jì)劃層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制（DCS）之間存在斷層，無(wú)法實(shí)現(xiàn)完整的自動(dòng)/半自動(dòng)閉環(huán)業(yè)務(wù)流程。作為PCB板組裝行業(yè)小批量
多樣化，定單變動(dòng)頻繁的特性，生產(chǎn)計(jì)劃和定單需求不能及時(shí)下達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，車(chē)間不能及時(shí)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整。降低了工作效率，影響交付時(shí)間。而交貨期是否穩(wěn)定是客戶采購(gòu)時(shí)的重要考察因素。
另外，車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中存在大量重復(fù)操作且易出錯(cuò)的環(huán)節(jié)。例如：如何對(duì)現(xiàn)場(chǎng)大量貼片機(jī)料架使用狀態(tài)進(jìn)行有效管理，如何保證上料位置的正確性，如何核實(shí)下達(dá)工單與生產(chǎn)BOM之間是否正確對(duì)應(yīng) 等等。
上述問(wèn)題是密切關(guān)聯(lián)和互相影響的，其綜合后果嚴(yán)重制約了企業(yè)的發(fā)展。在日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，行之有效的解決方案將對(duì)PCB行業(yè)具有重要意義，并可獲取巨大的直接經(jīng)濟(jì)效益。
實(shí)現(xiàn)目標(biāo)及技術(shù)路線
面向PCB板組裝行業(yè)MES 的主要建設(shè)目標(biāo)是：
1) 構(gòu)建基于統(tǒng)一基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、統(tǒng)一系統(tǒng)框架的MES指揮調(diào)度平臺(tái)。提供可柔性組合定制的用戶界面、業(yè)務(wù)模塊和二次開(kāi)發(fā)接口。
2) 研究開(kāi)發(fā)面向精益生產(chǎn)管理模式要求的，以生產(chǎn)過(guò)程動(dòng)態(tài)質(zhì)量控制為目標(biāo)的MES系統(tǒng)。通過(guò)建立SMT流水線生產(chǎn)過(guò)程的管理控制模型。實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵工序與設(shè)備的生產(chǎn)和質(zhì)量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、監(jiān)控與調(diào)度。實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品生產(chǎn)任務(wù)分派、設(shè)備管理及現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)調(diào)度的集成信息化管理。
3) 提供動(dòng)態(tài)質(zhì)量分析手段，實(shí)時(shí)質(zhì)量問(wèn)題報(bào)警, 促進(jìn)管理水平提高, 使質(zhì)量管理模式由手工檢驗(yàn)逐步過(guò)渡到自動(dòng)處理、實(shí)時(shí)控制的方式。建立質(zhì)量知識(shí)庫(kù)，促進(jìn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化。通過(guò)采集、分析、處理、積累的循環(huán)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量的持續(xù)改善。
4）完成與企業(yè)已有信息化系統(tǒng)的集成。
根據(jù)PCB板組裝行業(yè)特征, 本方案功能模塊劃分主要包括數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控及報(bào)警、動(dòng)態(tài)質(zhì)量過(guò)程控制、工序計(jì)劃調(diào)度、設(shè)備管理、輔助生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理等。各模塊業(yè)務(wù)關(guān)系如圖1所示：
圖1 MES模塊業(yè)務(wù)關(guān)系圖
3.1 數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控及報(bào)警
3.1.1 主要內(nèi)容
將SMT生產(chǎn)線上的自動(dòng)化設(shè)備組建成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)并與內(nèi)部辦公局域網(wǎng)連接起來(lái)，在生產(chǎn)線自動(dòng)化設(shè)備的控制電腦上安裝軟、硬件通信模塊，自動(dòng)采集實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞到數(shù)據(jù)處理中心。并將數(shù)據(jù)處理中心的共享信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞到監(jiān)控終端上。
3.1.2 數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)
"數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)"用于從SMT車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化設(shè)備中采集實(shí)時(shí)生產(chǎn)信息，并傳輸?shù)奖O(jiān)控終端分解成用戶所需要的界面形式顯示。同時(shí)，根據(jù)用戶需求，對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、輸出等二次處理。按照?qǐng)?bào)警條件輸出報(bào)警信息。
"數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)"中考慮與SMT車(chē)間其它DCS控制系統(tǒng)的集成。目前大多數(shù)先進(jìn)設(shè)備均提供OPC/DDE接口，因此，在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，還應(yīng)具備與OPC/DDE服務(wù)的接口程序，提供全面的讀寫(xiě)交互，方便從控制系統(tǒng)獲取即時(shí)的生產(chǎn)和質(zhì)量信息。
3.1.3 動(dòng)態(tài)質(zhì)量過(guò)程控制
由于采集數(shù)據(jù)量很大，需要高效、快速的分析手段自動(dòng)導(dǎo)入現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)進(jìn)行質(zhì)量分析、掌控當(dāng)前生產(chǎn)狀態(tài)。而動(dòng)態(tài)質(zhì)量過(guò)程控制模塊（Statistical Process Control）正是利用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，對(duì)質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，有效控制企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程、不斷改進(jìn)品質(zhì)、降低不良品率、提升企業(yè)的效益和競(jìng)爭(zhēng)力。
SPC提供的質(zhì)量分析內(nèi)容包括：變化分析、穩(wěn)定性分析、有效能力分析、變異因素分析、過(guò)程相關(guān)性分析。與之對(duì)應(yīng)，本方案提供計(jì)數(shù)型和計(jì)量型共13種統(tǒng)計(jì)圖表：X-MR圖、X-R圖、X-S圖、P圖、NP圖、U圖、C圖、運(yùn)行圖、直方圖、缺陷排列圖、原因排列圖、散點(diǎn)圖，根據(jù)PCB板組裝行業(yè)特征，提供ＤＰＭＯ（百萬(wàn)分之缺陷數(shù)）控制圖分析。
3.
1.4 工序計(jì)劃調(diào)度
在現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)支持下對(duì)車(chē)間生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行詳細(xì)調(diào)度和實(shí)時(shí)調(diào)整。ERP作為企業(yè)的中高層計(jì)劃與決策計(jì)劃系統(tǒng) ，制定車(chē)間的主生產(chǎn)計(jì)劃 ，精確到日生產(chǎn)計(jì)劃。MES以JIT（Just In Time）作為基層的計(jì)劃執(zhí)行與控制系統(tǒng)的核心，將日生產(chǎn)計(jì)劃細(xì)化。從ERP中讀取主生產(chǎn)計(jì)劃信息，根據(jù)訂單類(lèi)型、生產(chǎn)模式等確定目標(biāo)函數(shù)、約束條件，選擇排產(chǎn)算法，建立調(diào)度規(guī)則，生成詳細(xì)的生產(chǎn)計(jì)劃，并下達(dá)到執(zhí)行層組織生產(chǎn)。為實(shí)現(xiàn)SMT流水線生產(chǎn)調(diào)度的實(shí)時(shí)性，要求調(diào)度算法準(zhǔn)確性高、計(jì)算周期短、計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單。以分鐘為單位或新任務(wù)的到來(lái)（瓶頸環(huán)節(jié)）確定期望調(diào)度周期?？筛鶕?jù)企業(yè)生產(chǎn)線和其它人為因素等實(shí)際情況進(jìn)行柔性調(diào)度，提供人工調(diào)整方式，以及緊急情況下的調(diào)度方案。計(jì)劃執(zhí)行完成后，由數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)反饋向ERP返饋。
3.1.5 設(shè)備管理
設(shè)備管理主要負(fù)責(zé)車(chē)間SMT流水線設(shè)備信息的管理，它從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中獲取設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行信息。通過(guò)對(duì)這些信息的統(tǒng)計(jì)分析，得出設(shè)備的利用情況。同時(shí)，設(shè)備信息可供工序計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)派工時(shí)調(diào)用。設(shè)備管理的各項(xiàng)任務(wù)主要由車(chē)間設(shè)備管理部門(mén)和生產(chǎn)部門(mén)來(lái)實(shí)施。主要包括基
礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)的維護(hù)、業(yè)務(wù)信息數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息數(shù)據(jù)的維護(hù)。根據(jù)功能需求，設(shè)備管理模塊主要包括以下幾部分：設(shè)備檔案管理、設(shè)備變動(dòng)管理、設(shè)備檢查管理、設(shè)備保養(yǎng)管理、設(shè)備維修管理、設(shè)備潤(rùn)滑管理、設(shè)備運(yùn)行管理、設(shè)備狀態(tài)統(tǒng)計(jì)和分析、設(shè)備查詢(xún)等。
3.1.6 輔助生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理
用于簡(jiǎn)化車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)操作，輔助SMT生產(chǎn)車(chē)間日常管理功能。包括：
1） 料架管理模塊：維護(hù)料架基礎(chǔ)及使用信息，提高料架的管理效率。方便查詢(xún)所有料架的在庫(kù)狀態(tài)、保養(yǎng)記錄、維修記錄、報(bào)廢記錄、在線明細(xì)等信息。
2） 換料對(duì)比模塊：對(duì)生產(chǎn)線換料進(jìn)行比對(duì)，確認(rèn)其是否符合當(dāng)前站位的要求，并記錄換料行為，有利于對(duì)換料信息的查詢(xún)。
3） 工單比對(duì)模塊：通過(guò)生產(chǎn)BOM數(shù)據(jù)文件與工單文件的比對(duì)，匯總BOM用料數(shù)量，查找差異信息，保證加工的正確性。
4） 貼片機(jī)編程驗(yàn)證及優(yōu)化模塊：從CAD系統(tǒng)中提取坐標(biāo)數(shù)據(jù)，生成相應(yīng)的貼片文件，糾正程序問(wèn)題，優(yōu)化貼裝路徑，保證貼裝的正確性。
5） ERP接口模塊：完成與企業(yè)已有ERP系統(tǒng)的通用接口，實(shí)現(xiàn)與ERP軟件的數(shù)據(jù)互換與共享，動(dòng)態(tài)查詢(xún)、顯示生產(chǎn)計(jì)劃信息，并將完工情況及時(shí)返饋。
3.2 采集驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)
為了優(yōu)化配置，企業(yè)在組建SMT生產(chǎn)線時(shí)，設(shè)備一般均來(lái)自多個(gè)廠家。而目前市場(chǎng)上的SMT生產(chǎn)設(shè)備種類(lèi)繁多，不同設(shè)備之間、甚至同一設(shè)備不同型號(hào)，數(shù)據(jù)接口方式不盡相同。一般數(shù)據(jù)采集的方法有：采用行業(yè)通用協(xié)議采集、通過(guò)設(shè)備自定義通訊協(xié)議采集、通過(guò)設(shè)備控制系統(tǒng)接口采集，另外還可以添加采集板卡方式采集數(shù)據(jù)。本節(jié)以典型SMT生產(chǎn)線為例，對(duì)以上幾種采集方式進(jìn)行論述。
3.2.1 絲印機(jī)數(shù)據(jù)采集
絲印是將焊膏（或固化膠）涂布到PCB板上的過(guò)程。以DEK全自動(dòng)絲印機(jī)為例（如：DEK265LT、DEK265HORIZON）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，采集參數(shù)包括：生產(chǎn)機(jī)種、生產(chǎn)數(shù)、印刷方式、刮印壓力、刮印速度、分離速度、循環(huán)時(shí)間、印刷方向。本模塊通過(guò)行業(yè)通用協(xié)議采集絲印機(jī)數(shù)據(jù)。DEK絲印機(jī)通過(guò)Machine PC和Machine Controller的連接來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制。Machine PC為工控機(jī)，采用intel 奔騰系列CPU，在其上運(yùn)行相應(yīng)的控制監(jiān)視軟件。Machine Controller實(shí)現(xiàn)具體的設(shè)備控制，與Machine PC之間通過(guò)Next Move Card來(lái)完成通訊。
絲印機(jī)的控制系統(tǒng)相對(duì)貼片機(jī)較為簡(jiǎn)單，采用主機(jī)板控制。DEK絲印機(jī)具有符合開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)GEM/SECS II的主機(jī)通信功能。GEM/SECS II協(xié)議為半導(dǎo)體設(shè)備和材料國(guó)際協(xié)會(huì)(SEMI)起草的一個(gè)倡議，其目的是使來(lái)自不同供應(yīng)商的控制系統(tǒng)和設(shè)備統(tǒng)一通訊協(xié)議。制造設(shè)備和主控機(jī)之間的通信標(biāo)準(zhǔn)由GEM/ SECSII、SEMI E30、E37 (HSMS) 協(xié)議定義[2]，具有GEM兼容接口的設(shè)備可以方便地集成到企業(yè)的CIM策略中。具有GEM/SECS II （TCP/IP）主機(jī)通信功能可方便集成整條生產(chǎn)線的絲印資源。
采用SEMI相關(guān)協(xié)議編寫(xiě)通訊驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)采集驅(qū)動(dòng)端與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)應(yīng)答。同時(shí)，需要在絲印機(jī)主控界面上，打開(kāi)相應(yīng)的主機(jī)通訊（Ｈost Comm）開(kāi)關(guān)為Enabled狀態(tài)。值得注意，一般絲印機(jī)的GEM通訊板卡不在默認(rèn)配置，需要單獨(dú)安裝。
3.2.2 貼片機(jī)數(shù)據(jù)采集
貼片是將SMD器件貼裝到PCB板上的過(guò)程，它是SMT流水線關(guān)鍵工藝。貼片機(jī)控制參數(shù)復(fù)雜，精度要求高，是本方案重點(diǎn)采集設(shè)備對(duì)象。以松下Panasert（MSF、MV2VB、MSR）、YAMAHA （YV88Ⅱ、YV100Ⅱ）貼片機(jī)為例。采集內(nèi)容包括生產(chǎn)信息、實(shí)裝信息、吸嘴信息、供料器信息、程序信息。關(guān)鍵參數(shù)有生產(chǎn)數(shù)、停機(jī)時(shí)間、工作時(shí)間、工作效率、取料數(shù)、貼裝數(shù)、拋料數(shù)。按吸嘴、料架、時(shí)間段等不同分析條件對(duì)吸附率、貼裝率過(guò)低以及某一機(jī)種產(chǎn)量降低進(jìn)行報(bào)警。
1） 通過(guò)設(shè)備監(jiān)控軟件接口采集
采用DOS操作系統(tǒng)（如YAMAHA YV88Ⅱ、YV100Ⅱ）的貼片設(shè)備可通過(guò)離線軟件和貼片機(jī)的COM口通訊，采集驅(qū)動(dòng)直接從離線軟件產(chǎn)生的過(guò)程文件中獲取相應(yīng)采集數(shù)據(jù)。
另一種方法為在設(shè)備上安裝串口通訊程序，在DOS狀態(tài)下，與采集服務(wù)器上的串口程序通訊，將過(guò)程數(shù)據(jù)發(fā)送至采集服務(wù)器監(jiān)控、存儲(chǔ)。例如：YAMAHA貼片機(jī)過(guò)程數(shù)據(jù)為PDT格式的文本文件。整個(gè)文件分為三個(gè)部分：HEAD前，HEAD和COMP。采集到服務(wù)器后便可按格式直接分解。
2） 通過(guò)設(shè)備自定義通訊協(xié)議采集
松下Panasert貼片機(jī)是以主機(jī)板為核心的控制系統(tǒng)，采用板卡結(jié)構(gòu)。Panasert貼片機(jī)采用P8000控制箱，由HMI和MMC控制模塊組成。Panas
ert貼片機(jī)提供主機(jī)通訊用的25針RS232串口，其本身就是用于制造信息系統(tǒng)的組網(wǎng)（如松下公司的Pamacim，Unicam公司的Unicam等）。
通過(guò)松下Host Communication協(xié)議，提供設(shè)備與主機(jī)之間的雙向應(yīng)答通訊、通訊指令包括起止位、長(zhǎng)度段、數(shù)據(jù)段等，采用和校驗(yàn)方式。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊需要設(shè)置貼片機(jī)為Online狀態(tài)。貼片機(jī)一般提供了三種工作狀態(tài)：Auto、Semi和Manual。只有在Auto狀態(tài)才能設(shè)置Online狀態(tài)，在其它兩種狀態(tài)下，會(huì)自動(dòng)置回Offline。所以，只能在Auto狀態(tài)下才能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集相關(guān)數(shù)據(jù)。但在到Auto狀態(tài)不能進(jìn)行Step等調(diào)試工作，因此在生產(chǎn)監(jiān)控過(guò)程中用Auto狀態(tài)，檢修維護(hù)時(shí)則切換到semi或者manual狀態(tài)。貼片機(jī)根據(jù)不同機(jī)型及用戶設(shè)置，提供4800~19200bps不等的串口通訊速率[3]。
3.2.3 回流爐數(shù)據(jù)采集
回流焊工藝是將組件板加溫，使焊膏熔化而達(dá)到器件與PCB板焊盤(pán)之間電氣連接。以HELLER 1500W~1809W系列為例進(jìn)行回流爐數(shù)據(jù)采集。采集數(shù)據(jù)包括各區(qū)爐溫（設(shè)置值、實(shí)際值）、帶速。同時(shí)，按時(shí)間間隔對(duì)爐溫變化繪制折線趨勢(shì)圖，對(duì)爐溫過(guò)高報(bào)警提示。
本模塊通過(guò)設(shè)備控制系統(tǒng)接口采集數(shù)據(jù)。HELLER回流爐采用PC機(jī)控制。其控制機(jī)構(gòu)包括ENCODER（解碼器）、KBLC卡（速度控制卡）、CONTROLLER卡（主控制卡）、MOTOR（電機(jī)）等部分。PC和主控制卡通過(guò)COM口通訊，采集設(shè)備信息，發(fā)出控制命令。整個(gè)控制路線是閉環(huán)控制。
通過(guò)分析HELLER回流爐控制系統(tǒng)，其中Heller Comm OLE Control 模塊以COM控件方式提供對(duì)回流爐的控制及采集功能。在回流爐控制電腦上安裝采集應(yīng)答程序，通過(guò)非堵塞SOCK連接與遠(yuǎn)程采集服務(wù)器上的采集驅(qū)動(dòng)應(yīng)答，傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。通過(guò)多線程方式，一臺(tái)采集服務(wù)器可同時(shí)連接多臺(tái)回流爐進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
3 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
根據(jù)在國(guó)內(nèi)某企業(yè)近兩年的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明，實(shí)施本項(xiàng)目可以達(dá)到以下經(jīng)濟(jì)目標(biāo)：
1）監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量，預(yù)先完成分析發(fā)現(xiàn)和糾正異常因素，可以減少停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備利用率，每年增加加工產(chǎn)能約10% ；
2）監(jiān)控生產(chǎn)進(jìn)度，合理安排生產(chǎn)計(jì)劃，減少機(jī)種轉(zhuǎn)換的次數(shù)和停線時(shí)間，提高產(chǎn)量，每年增加加工產(chǎn)能約10% ；
3）每年降低5%管理費(fèi)用。項(xiàng)目實(shí)施后，每年新增產(chǎn)值15%，節(jié)約成本及費(fèi)用5%，每年共產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約30%。
4 總結(jié)
1）目前MES系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用還處于探索階段。真正成熟、通用化的產(chǎn)品以及成功實(shí)施案例較少，MES 的實(shí)施也非一蹶而蹴。企業(yè)在實(shí)施MES時(shí)，切勿按照MES系統(tǒng)定義求大求全。應(yīng)根據(jù)自身實(shí)際情況，進(jìn)行細(xì)致分析和合理規(guī)劃。對(duì)于PCB組裝行業(yè)，流水線設(shè)備自動(dòng)化程度高。實(shí)施MES可以數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控作為切入點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)質(zhì)量分析、工序排產(chǎn)等模塊容易見(jiàn)效。
2）MES系統(tǒng)是生產(chǎn)活動(dòng)與管理活動(dòng)信息溝通的橋梁，在整個(gè)企業(yè)信息集成系統(tǒng)中承上啟下作用。脫離MES的ERP系統(tǒng)將無(wú)法快速根據(jù)市場(chǎng)需求組織生產(chǎn)。因此，MES系統(tǒng)應(yīng)處理好與上層ERP系統(tǒng)的接口。
3）敏捷性生產(chǎn)是先進(jìn)制造模式的核心，傳統(tǒng)的MES解決方案難以適應(yīng)這一要求，面向敏捷制造的MES要具有良好的可集成性( Integratability)、可配置性(Configurabilty) 、可適應(yīng)性(Adaptability) 、可擴(kuò)展性( Extensibility) 和可靠性(Rdliability) [4]。因此, 國(guó)外許多組織和研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)始研究面向敏捷制造的MES[5]。
（轉(zhuǎn)載）
