產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）在PCB制前工程中的應(yīng)用

高艷麗 郭永剛

（江南計(jì)算技術(shù)研究所，江蘇 無(wú)錫 214083）

對(duì)于現(xiàn)代制造企業(yè)，在其設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中早已開始使用CAD、CAM等技術(shù),雖然各單元的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)已經(jīng)日益成熟，但各自動(dòng)化單元自成體系，彼此之間缺少有效的信息溝通與協(xié)調(diào)，這就是所謂的“信息孤島”問題。如何打破這一局面，快速高效的實(shí)現(xiàn)信息交互溝通，已經(jīng)成為提高效率，降低成本的關(guān)鍵所在。

1 PDM的思想

產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（Product Data Management，簡(jiǎn)稱PDM）這一新概念在此背景下應(yīng)運(yùn)而生，它是以軟件技術(shù)為基礎(chǔ)，以產(chǎn)品為核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)、過程、資源一體化集成管理技術(shù)，其明確定位面向制造企業(yè)。

目前，發(fā)達(dá)國(guó)家的制造業(yè)基本實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息化，尤其在歐美地區(qū)的發(fā)達(dá)國(guó)家中，PDM的應(yīng)用比較廣泛，也較為成功。據(jù)國(guó)外資料統(tǒng)計(jì)，實(shí)施PDM至少能降低工程成本10%，可縮短產(chǎn)品生命周期20%，減少工程變更控制時(shí)間30%，減少工程變更數(shù)量40%。同時(shí)可縮短新產(chǎn)品導(dǎo)入的時(shí)間，降低開發(fā)新產(chǎn)品的成本和新產(chǎn)品本身的成本，改進(jìn)產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量。

如何將PDM應(yīng)用在PCB生產(chǎn)制造領(lǐng)域，并使其適應(yīng)企業(yè)設(shè)計(jì)與制造中的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)與過程的變化，這面臨著嚴(yán)峻的技術(shù)難題。PDM進(jìn)行信息管理的兩條主線是靜態(tài)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程，所有的信息組織和資源管理都是圍繞產(chǎn)品設(shè)計(jì)展開的，這也是PDM系統(tǒng)有別于其它的信息管理系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。但目前大部分PCB生產(chǎn)制造企業(yè)的制前工程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與CAM設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)往往分布于各個(gè)單元，而產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)參數(shù)存儲(chǔ)于ERP系統(tǒng)，在這些數(shù)據(jù)的溝通協(xié)調(diào)之間任意一環(huán)出現(xiàn)差異，就會(huì)造成產(chǎn)品良率的損失甚至報(bào)廢。這些相對(duì)孤立的數(shù)據(jù)更無(wú)法服務(wù)于生產(chǎn)線做具體的數(shù)據(jù)分析。

2 PCB行業(yè)制前信息整合現(xiàn)狀

在制前工程設(shè)計(jì)方面， 市場(chǎng)已有Inplan、Ezplan、Engenix等制前系統(tǒng)產(chǎn)品，也有部分企業(yè)直接通過Excel表格進(jìn)行制前數(shù)據(jù)制作，也可以滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本需要；在CAM制作方面以Genesis2000為主流操作軟體，相當(dāng)一部分企業(yè)自行撰寫了適用于廠內(nèi)自動(dòng)化程序（腳本），其中以板框Tooling和鉆孔輸出程序較為典型，然而這些自動(dòng)化程序大多不成體系，且管控上也需要編寫大量的說明文檔，未能與制前數(shù)據(jù)做到無(wú)縫連接；且CAM制作時(shí)數(shù)據(jù)需要二次輸入，造成大量的冗余數(shù)據(jù)和人為錯(cuò)誤；工程問題檢查與客戶詢問過程則多以O(shè)ffice工具配合E-mail進(jìn)行溝通記錄，未實(shí)現(xiàn)真正意義上的電子信息化，不能有效的管控問題的檢查和問題回復(fù)后的執(zhí)行狀況；在生產(chǎn)工具方面無(wú)統(tǒng)一的管理系統(tǒng)，對(duì)于數(shù)據(jù)更新及版本得不到有效徹底的管理控制。

3 TopPDM產(chǎn)品簡(jiǎn)介

由無(wú)錫東領(lǐng)電子有限公司研制開發(fā)的TopPDM系統(tǒng)， 在很多方面解決了當(dāng)前PCB生產(chǎn)制造領(lǐng)域數(shù)據(jù)整合的問題，很好的體現(xiàn)了PDM在PCB制造行業(yè)應(yīng)用的新趨勢(shì)，新思想。

TopPDM系統(tǒng)首先將企業(yè)現(xiàn)有的所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，逐步建立覆蓋企業(yè)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)平臺(tái)，構(gòu)建產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)，加強(qiáng)對(duì)已有產(chǎn)品數(shù)據(jù)的重復(fù)利用，加快新產(chǎn)品的導(dǎo)入速度，同時(shí)釋放工程人員的大部分精力，使其能夠投入到創(chuàng)新工作中。在產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)上，制前設(shè)計(jì)人員與CAM設(shè)計(jì)人員將在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)環(huán)境下協(xié)同工作，同時(shí)設(shè)計(jì)部門與工藝、制造在共享的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)并行工程；PDM在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行版本管理，保證所使用的都是正確的版本，保證了工程更改后的生產(chǎn)工具版本完整可控。從企業(yè)的信息化規(guī)劃來說，PDM將作為至關(guān)重要的一環(huán)串聯(lián)起產(chǎn)品上下游的數(shù)據(jù)，與制前設(shè)計(jì)、CAM數(shù)據(jù)平臺(tái)和ERP生產(chǎn)管理平臺(tái)一起搭建企業(yè)的數(shù)字化管理平臺(tái)。

其整體產(chǎn)品線構(gòu)成一套完整的PCB產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理解決方案體系，包括工程數(shù)據(jù)管理，工程資料制作到生產(chǎn)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)工具的控制。該產(chǎn)品倡導(dǎo)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)的無(wú)縫鏈接,基于此動(dòng)機(jī)，TopPDM產(chǎn)品線共享同一個(gè)核心的功能平臺(tái)，一些功能模塊與制前設(shè)計(jì)相關(guān)，另一些功能模塊則傾向于生產(chǎn)工具制造，然而整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)與用戶界面形成有效的統(tǒng)一體，以此打破了設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造之間固存已久的溝通連接障礙。在穩(wěn)固制前產(chǎn)品的同時(shí)開發(fā)出與產(chǎn)線連接并具有質(zhì)量分析功能數(shù)據(jù)庫(kù)的產(chǎn)品，能夠?yàn)閿?shù)據(jù)收集，取樣，分析帶來極大便利，能夠即時(shí)準(zhǔn)確的生成最適合產(chǎn)品的生產(chǎn)參數(shù)及質(zhì)量指標(biāo)。

TopPDM產(chǎn)品主要分為如下幾個(gè)功能模塊見圖1。

3.1 可定制的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程

從目前統(tǒng)計(jì)到PCB制前設(shè)計(jì)錯(cuò)誤分布來看，由于缺少標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)流程和作業(yè)方式導(dǎo)致的人為錯(cuò)誤占整個(gè)錯(cuò)誤總數(shù)的70%以上。引入TopPDM系統(tǒng)后，將不同類型產(chǎn)品的CAM制作流程定制在系統(tǒng)中，CAM作業(yè)員要完成這個(gè)料號(hào)，必須完全按系統(tǒng)流程制作，不會(huì)出現(xiàn)遺漏和不規(guī)范操作，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)流程。同時(shí)，作業(yè)員可以無(wú)需再記憶種類繁多的復(fù)雜的規(guī)則細(xì)則內(nèi)容，作業(yè)員在操作過程中的考慮重點(diǎn)也會(huì)從判斷該不該做這項(xiàng)操作，轉(zhuǎn)變成這項(xiàng)操作的結(jié)果有沒有達(dá)到預(yù)期的要求。這種轉(zhuǎn)變將大大提升作業(yè)效率和完成的品質(zhì)。

3.2 流程在線幫助，縮短新人培訓(xùn)周期

功能優(yōu)勢(shì)：（1）在線作業(yè)指導(dǎo)；（2）提高培訓(xùn)品質(zhì)；（3）縮短培訓(xùn)周期。

流程中的每步操作都有在線幫助文件，新人作業(yè)可以邊做邊學(xué)，同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)流程對(duì)于新人也容易接受，完全按制訂好的流程做，遇到不知怎么做先看幫助文件，不會(huì)再出現(xiàn)顧此失彼，丟三落四的問題，將會(huì)大大縮短培訓(xùn)周期。

3.3 全流程腳本的實(shí)現(xiàn)

TopPDM系統(tǒng)將標(biāo)準(zhǔn)CAM作業(yè)流程中的多數(shù)操作用腳本來實(shí)現(xiàn)，且腳本運(yùn)行選擇可以自動(dòng)與MI指示建立鏈接，人工要做的只是檢查完成的結(jié)果是否滿足預(yù)期的需求。

3.4 工程問客系統(tǒng)及CAM作業(yè)指示

此項(xiàng)目?jī)?nèi)容包括，建立料號(hào)工程問客系統(tǒng)，工程問客庫(kù)管理，CAM作業(yè)指示系統(tǒng)。 工程問客庫(kù)建立可以設(shè)定相關(guān)檢查項(xiàng)目， 系統(tǒng)中可以針對(duì)不同的客戶的要求確定不同的檢查項(xiàng)目，可以方便快捷的對(duì)相同客戶多次問客的同類問題進(jìn)行總結(jié)。問客單區(qū)分版本，多次問客可以自動(dòng)隱藏已回復(fù)OK項(xiàng)目，客戶所有項(xiàng)目回復(fù)后，可以將所有結(jié)果綜合打印在一張問客單上，簡(jiǎn)單明了。問客單回復(fù)的結(jié)果可以與MI指示項(xiàng)目建立動(dòng)態(tài)聯(lián)系，從而聯(lián)系鏈接到CAM相關(guān)操作流程步驟中，省去繁瑣的人工轉(zhuǎn)化流程。見圖2。

3.5 料號(hào)管理系統(tǒng)

此項(xiàng)目?jī)?nèi)容包括，料號(hào)進(jìn)度管理，規(guī)格管理，料號(hào)報(bào)告定制和自動(dòng)備份。作用是新增編輯料號(hào)；通過連接料號(hào)有關(guān)模塊，查看料號(hào)制作的進(jìn)度；依據(jù)廠內(nèi)規(guī)則和客戶規(guī)則，管理料號(hào)的制作規(guī)格，指導(dǎo)MI和CAM作業(yè)； 自動(dòng)備份所有被更改和新建的料號(hào)，并可以查詢備份的報(bào)告。

3.6 工具模塊

此項(xiàng)目?jī)?nèi)容包括，底片、LDI、噴印數(shù)據(jù)、AOI文件等申請(qǐng)和自動(dòng)輸出。作用是自動(dòng)輸出已經(jīng)被審批過的工具申請(qǐng)。該模塊可以簡(jiǎn)化當(dāng)前的流程，減少來回溝通次數(shù)，減輕工具輸出壓力。

3.7 MI自動(dòng)產(chǎn)生

根據(jù)料號(hào)的屬性和規(guī)格，自動(dòng)產(chǎn)生料號(hào)的生產(chǎn)流程，備注每站的注意事項(xiàng)。 并且由于和CAM系統(tǒng)的無(wú)縫連接，可以根據(jù)Genesis系統(tǒng)中的孔貫穿層，自動(dòng)區(qū)分板結(jié)構(gòu)，建立不同的流程，自動(dòng)將CAM后需要提供產(chǎn)線指導(dǎo)生產(chǎn)的信息（如電鍍面積，線寬/間距等）帶入MI相應(yīng)流程站別的參數(shù)項(xiàng)目中，避免手動(dòng)輸出和輸入帶來的錯(cuò)誤。

3.8 與ERP等企業(yè)管理系統(tǒng)的鏈接

TopPDM獨(dú)特的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)，使其可以方便地與ERP等企業(yè)管理系統(tǒng)有效鏈接，信息傳遞無(wú)障礙。

綜上所述，作為一種蘊(yùn)含著產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理思想的系統(tǒng)，TopPDM可以在PCB制前工程的內(nèi)部流程中建立有效的持續(xù)改進(jìn)循環(huán)體系，其內(nèi)容包括MI數(shù)據(jù)源，CAM指示及制作結(jié)果輸出，內(nèi)部管理數(shù)據(jù)收集，各單元之間可以做到無(wú)縫鏈接，為整個(gè)制前設(shè)計(jì)提供一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，從而縮短制前設(shè)計(jì)周期，更好的為客戶服務(wù)，輔助產(chǎn)線優(yōu)化制程能力，提升良率。