PCB成本數(shù)據(jù)智能搜集的應(yīng)用研究

張 豪 丁 建 李云萍

（博敏電子股份有限公司電子 薄膜與集成器件國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室梅州HDI工程部， 廣東 梅州 514768 ）

0 前言

由于公司在生產(chǎn)及報(bào)價(jià)時(shí)需要計(jì)算生產(chǎn)成本，故需要搜集大量的工藝參數(shù)及成本數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總及分析，之前部分?jǐn)?shù)據(jù)需要人工導(dǎo)入相應(yīng)的CAM軟件中進(jìn)行計(jì)算，耗時(shí)且效率低下。故開(kāi)發(fā)相關(guān)聯(lián)的程序模塊：（1）計(jì)算并搜集相應(yīng)的參數(shù)；（2）上傳指定的數(shù)據(jù)到ERP（Enterprise Resourse Planning的縮寫(xiě)，企業(yè)資源規(guī)劃）數(shù)據(jù)庫(kù)中；（3）ERP根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)生成報(bào)表；（4）設(shè)計(jì)商業(yè)智能模塊相應(yīng)分析數(shù)據(jù)，得出精確而全面的數(shù)據(jù)。由系統(tǒng)定時(shí)自動(dòng)而快速的搜集相關(guān)數(shù)據(jù)，為有效節(jié)約公司成本提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)搜集

1.1 CAM350總孔數(shù)

1.1.1 現(xiàn)狀分析

由于之前外協(xié)加工單的孔數(shù)是按照genesis2000（PCB的CAM軟件）的鉆孔信息生成的，而外協(xié)廠商是以CAM350軟件（一種計(jì)算機(jī)輔助制造軟件）統(tǒng)計(jì)孔數(shù)的，造成外協(xié)加工單的鉆孔孔數(shù)與外協(xié)廠商的不一致（正常情況下槽孔在genesis2000中的個(gè)數(shù)是按條數(shù)計(jì)算，CAM350是按照孔密度計(jì)算出具體需要鉆出多少個(gè)圓孔，而公司與外協(xié)廠商的合同中是按照CAM350算法對(duì)帳），以致使每次財(cái)務(wù)對(duì)帳時(shí)都將外協(xié)加工單給到工程部，工程安排人員手動(dòng)回讀外發(fā)時(shí)的鉆孔文件，在CAM350中讀出孔數(shù)，然后手工抄到外協(xié)加工單上，財(cái)務(wù)再次按照手抄的數(shù)據(jù)重新對(duì)帳，往返操作，浪費(fèi)大量人力成本。

1.1.2 計(jì)算函數(shù)模塊

針對(duì)原genesis2000的孔數(shù)與外協(xié)廠商不一致情況，專門(mén)設(shè)計(jì)計(jì)算公式，應(yīng)用perl（Practical Extraction and Report Language的編寫(xiě)），是一種功能豐富的計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)言）語(yǔ)言編寫(xiě)計(jì)算函數(shù)，做到計(jì)算的孔數(shù)和外協(xié)廠商在CAM350中提取的一致。

（1）設(shè)計(jì)計(jì)算公式

①重疊值公式（注：r為槽孔半徑）

②求CAM350孔數(shù)公式：Total = ( Len/ lap + 1 ) × n（注：Len為槽孔兩端中心到中心的長(zhǎng)度、lap為重疊值公式計(jì)算出的重疊值、n為槽孔條數(shù)）；

（2）編寫(xiě)槽孔孔數(shù)計(jì)算函數(shù)

應(yīng)用設(shè)計(jì)的計(jì)算公式及perl語(yǔ)言中指令編寫(xiě)槽孔孔數(shù)計(jì)算函數(shù)（如圖1）。

（3）匯總機(jī)械鉆帶的總孔數(shù)

單一孔徑總孔數(shù) = 圓孔數(shù) + 槽孔孔數(shù)

鉆帶中總孔數(shù) = 所有單一孔徑總孔數(shù)相加求和

按照以上公式運(yùn)用perl語(yǔ)言計(jì)算出用于計(jì)算成本的CAM350總孔數(shù)。

1.1.3 創(chuàng)建相關(guān)欄位

在ERP中創(chuàng)建“基板厚度”、“最小鉆頭”、“CAM350孔數(shù)”、欄位（如圖2），用于存放相應(yīng)的參數(shù)值。

1.1.4 上傳關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)

將計(jì)算出的CAM350孔數(shù)及外協(xié)時(shí)所需的參數(shù)通過(guò)編寫(xiě)上傳模塊上傳到ERP對(duì)應(yīng)的參數(shù)欄位內(nèi)。供ERP導(dǎo)出外協(xié)加工單時(shí)按照工程提供的參數(shù)直接生成。

1.1.5 設(shè)定上傳節(jié)點(diǎn)

搜集CAM350總孔數(shù)模塊設(shè)定在審核人員歸檔

圖1 CAM350槽孔孔數(shù)計(jì)算函數(shù)代碼圖示

圖2 ERP中新建參數(shù)欄位

TGZ（TGZ是以tar.gz為擴(kuò)展名的一種壓縮文件，“歸檔TGZ”是在工程制作當(dāng)中設(shè)計(jì)的一個(gè)流程環(huán)節(jié)）時(shí)自動(dòng)運(yùn)行此功能，將獲取的參數(shù)項(xiàng)上傳到指定的ERP欄位中。

1.1.6 生成外協(xié)加工單

根據(jù)ERP中外協(xié)申請(qǐng)記錄、最小孔徑、CAM350孔數(shù)、基板厚度、最小鉆頭等信息自動(dòng)生成外協(xié)加工單（見(jiàn)圖3）。

1.1.7 搜集CAM350總孔數(shù)小結(jié)

通過(guò)編寫(xiě)相應(yīng)的程序模塊將外協(xié)加工單所需的參數(shù)在輸出TGZ時(shí)自動(dòng)上傳到ERP的數(shù)據(jù)庫(kù)，在申請(qǐng)外協(xié)時(shí)自動(dòng)生成外協(xié)加工單，有效達(dá)到以下效果：

（1）提供參數(shù)項(xiàng)目的值同外協(xié)廠商通過(guò)CAM350軟件查詢的孔數(shù)及相關(guān)參數(shù)一致，無(wú)須每月月底二次對(duì)帳，有效解決了原本公司與外協(xié)廠商對(duì)帳時(shí)孔數(shù)不一致的問(wèn)題；

（2）在輸出TGZ時(shí)一并上傳相應(yīng)數(shù)據(jù)，省掉另外將鉆帶文件導(dǎo)入CAM350軟件里查詢孔數(shù)及手動(dòng)記錄數(shù)據(jù)的環(huán)節(jié)，提高了搜集CAM350總孔數(shù)及相關(guān)數(shù)據(jù)的效率。

（3）系統(tǒng)性的處理及解決問(wèn)題有效降低了出錯(cuò)機(jī)率，大幅提升孔數(shù)及相關(guān)數(shù)據(jù)的一次準(zhǔn)確率，準(zhǔn)確程度接近100%。

1.2 電銑銑程

1.2.1 目前現(xiàn)狀分析

針對(duì)小于50.8 mm的短槽，公司與外協(xié)廠商合同中是按照短槽的個(gè)數(shù)對(duì)帳，而ERP中只有銑程，需手動(dòng)將電銑程式回讀到CAM350軟件中用測(cè)量工具逐個(gè)量出短槽的個(gè)數(shù)，浪費(fèi)人力成本且時(shí)效性差。原操作流程：（1）用genesis2000軟件輸出電銑程式；（2）將輸出的電銑程式導(dǎo)入cam350軟件內(nèi)；（3）執(zhí)行CAM350當(dāng)中的測(cè)量銑程指令逐個(gè)測(cè)量銑槽的長(zhǎng)度，手動(dòng)計(jì)算出短槽的個(gè)數(shù)（圖4）；（4）將短槽個(gè)數(shù)錄入到ERP數(shù)據(jù)庫(kù)中。此種方法動(dòng)作繁瑣，效率低下，容易出錯(cuò)。

圖3 開(kāi)料鉆通孔外協(xié)加工單

圖4 手動(dòng)計(jì)算短槽個(gè)數(shù)流程圖

1.2.2 設(shè)計(jì)上傳銑程方案

為了解決這一問(wèn)題，根據(jù)實(shí)際情況開(kāi)發(fā)自動(dòng)上傳電銑核算銑程功能模塊，具體開(kāi)發(fā)步驟如下：

（1）介定規(guī)則

公司與外協(xié)廠商達(dá)成協(xié)議，核算規(guī)則調(diào)整為：①計(jì)算小于50.8 mm；短槽的個(gè)數(shù)及短槽的長(zhǎng)度；②對(duì)帳時(shí)統(tǒng)一以核算銑程為準(zhǔn)，核算銑程計(jì)算公式設(shè)定為：核算銑程＝基礎(chǔ)銑程-ERP中的pnl短槽總長(zhǎng)度（m）+槽孔個(gè)數(shù)（pnl）×50.8/ 1000銑程單位為m。

（2）編寫(xiě)上傳關(guān)聯(lián)銑程模塊

①上傳基礎(chǔ)銑程。編寫(xiě)程序模塊，根據(jù)實(shí)際制作的電銑程式，后臺(tái)計(jì)算出銑程信息并上傳到ERP的數(shù)據(jù)庫(kù)中（如圖5）。②上傳短槽個(gè)數(shù)及pnl短槽總長(zhǎng)度。開(kāi)發(fā)上傳短槽個(gè)數(shù)及pnl（panel的縮寫(xiě)，實(shí)際PCB廠在制作PCB時(shí)的作業(yè)板）短槽總長(zhǎng)度模塊：具體步驟如下:

（A）運(yùn)行g(shù)enesis2000軟件，以set（set就是出貨單位。也就是成品。一個(gè)set中可能只有一個(gè)單只（pcs，也稱unit），也有可能有多個(gè)單只）為單位，輸出電銑程式。

（B）解析電銑程式，計(jì)算出set短槽的個(gè)數(shù)及長(zhǎng)度：解析模塊步驟（如圖6）；解析程式說(shuō)明（如圖7）：短槽長(zhǎng)度計(jì)算拆解

通常短槽存在幾種：走單刀的直線短槽，此種直接計(jì)算短槽鏈的長(zhǎng)度（如圖8）；

圖5 ERP中電銑基礎(chǔ)銑程

圖6 解析模塊流程圖

圖7 解析電銑程序說(shuō)明圖

圖8 單刀短槽圖（左：效果圖;右：骨架圖)

②方槽（包括正方槽及長(zhǎng)方槽），此種槽長(zhǎng)為組成方槽鏈長(zhǎng)度的總合（如圖9）；③異形槽，槽長(zhǎng)為組成異形槽所有鏈的總合，通常包括銑直線與銑?。ㄈ鐖D10）。（3）從panel step中獲取set的拼版?zhèn)€數(shù)，計(jì)算出工作板的短槽個(gè)數(shù)。（4）自動(dòng)上傳至ERP數(shù)據(jù)庫(kù)，供計(jì)算核算銑程使用。

圖9 方槽圖（左:效果圖; 右：骨架圖)

圖10 異形槽拆解圖

1.3.1 生成外協(xié)加工單

（A）根據(jù)核算銑程計(jì)算公式（公式見(jiàn)1.2.2中）計(jì)算出核算銑程；

（B）從ERP中獲取外協(xié)申請(qǐng)中的生產(chǎn)型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量、面積、基板厚度、壓合厚度及公差、核算銑程、板材厚度自動(dòng)生成電銑工序的外協(xié)加工單（如圖11）。

2.2.3 搜集電銑銑程小結(jié)

通過(guò)開(kāi)發(fā)計(jì)算并上傳電銑銑程，ERP自動(dòng)生成電銑外協(xié)加工單有效的省略了人工核對(duì)電銑銑程的工作，并避免了因核算失誤而導(dǎo)致多算或少算的現(xiàn)象。新方案產(chǎn)生的效果明顯，具體體現(xiàn)在以下方面：（1）上傳電銑銑程的模塊綁定在輸出電銑的節(jié)點(diǎn)，即上傳電銑銑程相應(yīng)的參數(shù)不用人工參與，在輸出電銑程式時(shí)自動(dòng)生成并上傳ERP；（2）完全省掉將輸出的電銑程式回讀到cam350軟件，人工運(yùn)用指令逐個(gè)數(shù)出短槽個(gè)數(shù)的環(huán)節(jié)，大幅提高工作效率；（3）設(shè)計(jì)核算銑程公式、ERP自動(dòng)生成外協(xié)加工單，使生成的銑程更為合理、準(zhǔn)確度更高；（4）此方案已導(dǎo)入一年時(shí)間，根據(jù)實(shí)際使用效果未出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤現(xiàn)象，能夠滿足執(zhí)行簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)正確、效率大幅提升的效果。

圖11 ERP圖

2.3 印制插頭數(shù)據(jù)

原財(cái)務(wù)與外協(xié)廠商核對(duì)鍍印制插頭的面積、條數(shù)、印制插頭內(nèi)斜邊、外斜邊的條數(shù)，均為財(cái)務(wù)將外協(xié)加工單給到，工程人員手動(dòng)調(diào)出工程資料進(jìn)行查詢，再寫(xiě)到外協(xié)加工單上給財(cái)務(wù)對(duì)帳，人工操作動(dòng)作繁瑣，且易出錯(cuò)，浪費(fèi)人力。

2.3.1 設(shè)計(jì)解決方案

（1）針對(duì)印制插頭面積服務(wù)器在每天24 h自動(dòng)運(yùn)行上傳面積程序模塊，將相關(guān)的金手指面積上傳到ERP數(shù)據(jù)庫(kù)。

（2）印制插頭條數(shù)原手動(dòng)查詢調(diào)整為和外協(xié)廠商達(dá)成協(xié)議，介定用鍍印制插頭的面積為7mm2（以單pcs雙面數(shù)的總和為準(zhǔn)）。在ERP中創(chuàng)建欄位“pcs印制插頭數(shù)（條）”（如圖12），將參數(shù)在上傳面積時(shí)自動(dòng)帶出，省去人工查詢環(huán)節(jié)。

（3）印制插頭內(nèi)斜、外斜條數(shù)，在ERP中創(chuàng)建“斜邊方式”欄位，制作MI人員根據(jù)客戶要求錄入“內(nèi)斜”或“外斜”參數(shù)。

（4）ERP自動(dòng)根據(jù)工程提供的鍍印制插頭的面積、條數(shù)、斜邊方式（若需斜邊）等參數(shù)，生成外協(xié)加工單（如圖13）。

2.3.2 搜集印制插頭條數(shù)小結(jié)

通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算工式，創(chuàng)建ERP欄位，自動(dòng)生成鍍印制插頭的外協(xié)加工單，省去原打開(kāi)TGZ文件人工數(shù)印制插頭條數(shù)的環(huán)節(jié)，提高了數(shù)據(jù)搜集的效率，有效降低出錯(cuò)機(jī)率。

2.4 表面處理面積

2.4.1 現(xiàn)狀分析

圖電、化金、化學(xué)銀、鉛熱風(fēng)整平等以及表面處理面積數(shù)據(jù)在實(shí)際生產(chǎn)中也是需要提供的，是安排人員運(yùn)行程序上傳，需占用人力?，F(xiàn)調(diào)整并實(shí)施新的做法，省去人為參與部分，利用系統(tǒng)后臺(tái)處理并上傳相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。

2.4.2 具體實(shí)施步驟

（1）編寫(xiě)自動(dòng)上傳面積模塊在genesis中計(jì)算相應(yīng)的面積，并將相應(yīng)的參數(shù)上傳到ERP的數(shù)據(jù)庫(kù)中，化學(xué)銀與沉錫制板以set為準(zhǔn)上傳面積、其它制板以pnl為準(zhǔn)上傳面積。

圖12 框內(nèi)為新建的"PCS金手指數(shù)(條)

圖13 鍍印制插頭工序外協(xié)加工單

（2）審核人員將CAM資料確認(rèn)正確后TGZ歸檔時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將信息上傳到數(shù)據(jù)庫(kù)中的《TGZ輸出記錄》表中，設(shè)置“uploading_staus”字段的狀態(tài)為空，以備后序上傳面積時(shí)判斷上傳狀態(tài)。

（3）此模塊設(shè)置在每天24 h定時(shí)執(zhí)行，根據(jù)審核人員輸出TGZ的記錄。當(dāng)“uploading_staus”字段的狀態(tài)為空時(shí)計(jì)算并上傳面積，上傳完成后將狀態(tài)更新為“已上傳”（如圖14）。

1.4.3 表面處理面積搜集小結(jié)

（1）通過(guò)開(kāi)發(fā)上傳面積模塊及關(guān)聯(lián)模塊整合，由原來(lái)的需要人為參與升級(jí)為由系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，同等達(dá)到人為操作的效果，以達(dá)到節(jié)省人力效果。

（2）上傳面積的計(jì)算占用系統(tǒng)資源非常大，故將自動(dòng)上傳時(shí)間調(diào)整為每日的24 h（這個(gè)時(shí)間電腦使用頻率低或處于空閑狀態(tài)），從而充分的利用了公司的資源，將有限資源最大化。

（3）系統(tǒng)根據(jù)《TGZ輸出記錄》的“uploading_staus”字段的狀態(tài)運(yùn)行上傳面積子程序模塊，從而有效避免漏上傳相關(guān)面積的問(wèn)題，保證ERP參數(shù)的完整性，為產(chǎn)線生產(chǎn)及計(jì)算加工成本提供了有力保障。

2 商業(yè)智能

商業(yè)智能模塊，將ERP數(shù)據(jù)庫(kù)中的后臺(tái)數(shù)據(jù)按要求整合，按照一定的規(guī)則進(jìn)行查詢、生成excel報(bào)表，供產(chǎn)線及成本會(huì)計(jì)部使用。

2.1 ERP前端查詢

設(shè)計(jì)查詢窗口，可以將前期上傳的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，按照選擇的不同報(bào)表及設(shè)置的條件進(jìn)行查詢（如圖15），選擇需查詢的項(xiàng)目，并設(shè)置查詢的日期范圍，“執(zhí)行”后即可生成需查詢的內(nèi)容（如圖16）。

2.2 導(dǎo)出excel

根據(jù)后臺(tái)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的字段，前端可以自定義所需excel的列（如圖17），根據(jù)設(shè)置自動(dòng)生成excel。（如圖18）。

圖14 TGZ輸出記錄及面積上傳狀態(tài)

圖15 可查詢數(shù)據(jù)列表

圖16

圖17 自定義設(shè)置excel格式窗口

圖18 梅一常用物料之消耗之化金鹽

圖19 按月分析金鹽面積折線圖

2.3 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)不同類別數(shù)據(jù)類型建立分析類庫(kù)，使相關(guān)人員可以簡(jiǎn)單明了的查看不同時(shí)段數(shù)據(jù)的變化情況，根據(jù)數(shù)據(jù)的變化優(yōu)化或調(diào)整即定方案（如圖19）。

3 結(jié)論

（1）通過(guò)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)、編寫(xiě)相應(yīng)的上傳數(shù)據(jù)模塊、設(shè)置不同情況的上傳數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)，形成一個(gè)完整的自動(dòng)上傳數(shù)據(jù)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了外發(fā)數(shù)據(jù)的自動(dòng)搜集。從而省去了人工查詢的繁重工作，提升了錄入數(shù)據(jù)效率，方便了財(cái)務(wù)對(duì)帳。為公司創(chuàng)建智能數(shù)據(jù)搜集提供了有效的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。以達(dá)到ERP生成外協(xié)加工單時(shí)能夠帶出需要的數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。有效杜絕了公司與外協(xié)廠商提供參數(shù)不一致的現(xiàn)象。

（2）數(shù)據(jù)查詢模塊，將搜集的數(shù)據(jù)按照用戶的需求自定義不同模式進(jìn)行查詢;導(dǎo)出excel，根據(jù)設(shè)置的時(shí)間區(qū)間及所需的字段導(dǎo)出excel供工序及財(cái)務(wù)使用，使相關(guān)人員獲取數(shù)據(jù)更加簡(jiǎn)單快捷；數(shù)據(jù)分析，根據(jù)已上傳的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以折線圖的方式顯示出來(lái)，以方便階段性觀察及分析相應(yīng)數(shù)據(jù)的變化狀態(tài)，以便提醒相關(guān)人員分析變化原因，及調(diào)整因時(shí)間及環(huán)境變化而需優(yōu)化或調(diào)整的方案。