MES在手機(jī)生產(chǎn)核心工序的研究應(yīng)用

戴慶院

（塔里木大學(xué)信息工程學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300）

1 引言

整個(gè)手機(jī)終端，外部看起來就是LED屏、中框、電池、背殼組成，其實(shí)不然，其內(nèi)部由上千個(gè)零部件組裝而成，從小小的一個(gè)芯片最終成為整機(jī)，需要經(jīng)過漫長的生產(chǎn)制造過程，其中按主要的大生產(chǎn)工段進(jìn)行劃分，包括SMT的貼片、主板測試、組件預(yù)加工、組裝測試、包裝五大內(nèi)部生產(chǎn)制造工段，每個(gè)工段小到四五個(gè)工序，大到幾十個(gè)工序，整個(gè)生產(chǎn)工藝過程中，都是必不可少的，無論是質(zhì)量管理、流程管理還是測試管理都必須納入制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System，MES）的管控[1]，但在眾多的生產(chǎn)工序中，重中之重為IMEI的寫入管理，因?yàn)镮MEI是手機(jī)運(yùn)營使用過程中的唯一身份識別碼，等同于人的身份證一樣[2]，這也是在工藝流程中管控不到位時(shí)，最容易導(dǎo)致人為低級錯(cuò)誤的產(chǎn)生從而導(dǎo)致客戶的投訴。

2 現(xiàn)狀調(diào)研

傳統(tǒng)的手機(jī)生產(chǎn)制造過程一般包括SMT生產(chǎn)制程、板測生產(chǎn)制程、組裝生產(chǎn)制程、包裝生產(chǎn)制程，而本文調(diào)研的制程為包裝生產(chǎn)制程中的寫IMEI號工序，除內(nèi)部質(zhì)量管控體系進(jìn)行監(jiān)管外，當(dāng)制造型企業(yè)，完成生產(chǎn)后，如何確保交付給終端客戶手上的產(chǎn)品是符合質(zhì)量管控，可溯源。本文重點(diǎn)分析如何利用MES進(jìn)行管控，降低由IMEI帶來的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，從而降低產(chǎn)品缺陷帶來的損失，節(jié)約成本，提升效益及客戶信譽(yù)度。

從IMEI本身所具備的條件因素進(jìn)行分析，IMEI本質(zhì)問題的主要難點(diǎn)有：①IMEI的號段數(shù)量大，涉及到單卡、雙卡等因素制約，且之間沒有任何對應(yīng)關(guān)系。②同屬一個(gè)客戶，不同項(xiàng)目之間由于銷往地的不同，其對IMEI的管控需求也不盡同，難以使用人為操作進(jìn)行管控。③對于不同的項(xiàng)目寫IMEI號制程而言，由于產(chǎn)品本身設(shè)計(jì)的千差萬別，其對于IMEI的分配也各有千秋，難以用簡單的程序語言進(jìn)行賦值[3]。

3 IMEI號及MES介紹

3.1 IMEI號介紹

IMEI（International Mobile Equipment Identity，國際移動(dòng)設(shè)備識別碼）是移動(dòng)電話唯一身份識別，IMEI是由15位的數(shù)字組成的一組數(shù)字串且全球唯一。如果一部移動(dòng)電話屬于雙卡，該手機(jī)還有另一個(gè)IMEI號定義為IMEI2，規(guī)則與IMEI等同[4]。

以一組IMEI號碼為例解釋各位數(shù)字代表的含義：865593047716707。前6位865593（TAC）是型號認(rèn)證代碼，代表手機(jī)類型；接著2位04（FAC）是工廠裝配代碼，代表制造商和裝配地點(diǎn)；后6位771670（SNR）是串號，代表生產(chǎn)順序號；最后1位7（SP）是檢驗(yàn)碼。前面14位根據(jù)IMEI號檢驗(yàn)位計(jì)劃邏輯（見表1）計(jì)算出來，正常流程申請下來的IMEI號可以不作檢驗(yàn)碼的核查，如果是根據(jù)規(guī)則由自行生成時(shí)，最后一位的校驗(yàn)碼需要再次進(jìn)行檢查[5]。

表1 IMEI號檢驗(yàn)位計(jì)劃邏輯

3.2 MES介紹

MES可以在統(tǒng)一平臺上集成諸如生產(chǎn)調(diào)度、產(chǎn)品跟蹤、質(zhì)量控制、設(shè)備故障分析、網(wǎng)絡(luò)報(bào)表等管理功能，其重點(diǎn)在于制造，也就是以產(chǎn)品質(zhì)量、準(zhǔn)時(shí)交貨、設(shè)備利用、流程控制等作為管理的目標(biāo)，實(shí)時(shí)對生產(chǎn)制程進(jìn)行監(jiān)管，真正做到生產(chǎn)的管理本質(zhì)——現(xiàn)場管理[6]，因?yàn)镸ES能更細(xì)致到每個(gè)制造工序，對每個(gè)工序進(jìn)行任務(wù)的下達(dá)、執(zhí)行的控制和數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場調(diào)度，使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接可以同時(shí)為生產(chǎn)部門、質(zhì)檢部門、工藝部門、物流部門等提供車間管理信息服務(wù)。MES通過強(qiáng)調(diào)制造過程的整體優(yōu)化來幫助企業(yè)實(shí)施完整的閉環(huán)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)智能制造和智能管理[7]。所以MES 是面向生產(chǎn)過程（現(xiàn)場）管理的執(zhí)行與實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)，MES功能架構(gòu)除必須滿足客戶的需求外，還需要逐步符合MESA所定義的11個(gè)主要功能，涉及人、機(jī)、料、法、環(huán)、測的監(jiān)管[8]，MES功能架構(gòu)如圖1所示。

圖1 MES功能架構(gòu)圖

由于MES在生產(chǎn)過程中對生產(chǎn)數(shù)據(jù)交互的實(shí)效性非常高且數(shù)據(jù)量大，必須確保系統(tǒng)7×24 h正常運(yùn)行，每天的數(shù)據(jù)增量高達(dá)幾個(gè)G甚至更大，從而為應(yīng)對高數(shù)據(jù)量、高并發(fā)、讀寫技術(shù)等因素的影響，對于MES的硬件架構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)的要求非常高。這也表明，MES在一家企業(yè)中運(yùn)行的重要性，因?yàn)槠渌鎯Φ臄?shù)據(jù)，將是企業(yè)在未來很長一段時(shí)間內(nèi)的價(jià)值所在[9]。常見的MES服務(wù)器架構(gòu)如圖2所示。

圖2 MES服務(wù)器架構(gòu)圖

4 MES對寫IMEI號工序的監(jiān)管

針對上述問題，本文提出使用MES進(jìn)行管控，重點(diǎn)關(guān)注寫號工位的IMEI讀取、寫入及檢查的協(xié)同操作，IMEI業(yè)務(wù)邏輯處理框架圖如圖3所示。

圖3 IMEI業(yè)務(wù)邏輯處理框架圖

首先，手機(jī)在進(jìn)入寫號設(shè)備時(shí)，設(shè)備獲取到手機(jī)終端中的產(chǎn)品序列號，與MES進(jìn)行交互驗(yàn)證，該序列號的狀態(tài)信息，包括產(chǎn)品、生產(chǎn)工序是否與當(dāng)前計(jì)劃和寫號工序匹配，MES將反饋OK與NG的狀態(tài)給到設(shè)備[10]，設(shè)備根據(jù)反饋回來的狀態(tài)確定是否繼續(xù)下一步操作。

同時(shí)，設(shè)備獲取到 NG 狀態(tài)時(shí)，將錯(cuò)誤信息呈現(xiàn)到操作人員，終止該產(chǎn)品序列號的下一步操作；當(dāng)OK狀態(tài)時(shí)，寫號設(shè)備會驗(yàn)證硬件的相關(guān)屬性，通過后，再向MES獲取IMEI號，MES根據(jù)產(chǎn)品的基礎(chǔ)參數(shù)，分步操作[11]。

1）獲取IMEI的范圍，確定一個(gè)未使用的IMEI，并進(jìn)行鎖定，防止其它設(shè)備并發(fā)獲取。

2）反饋到寫號設(shè)備，寫號設(shè)備寫入手機(jī)終端，成功寫入后，反饋至MES更新IMEI的使用狀態(tài)及產(chǎn)品SN的過站狀態(tài)，失敗后，反饋給MES，并釋放IMEI號，防止被占用，造成IMEI的浪費(fèi)。

3）成功寫入后，MES與打印機(jī)進(jìn)行集成，打印出IMEI的標(biāo)簽，并提醒員工粘貼到手機(jī)終端，由MES與客戶產(chǎn)品管理的云平臺集成，將手機(jī)終端號及IMEI信息上傳至云端。

4）手機(jī)進(jìn)入下一工序?qū)懱枡z查進(jìn)行驗(yàn)證，機(jī)身粘貼的IMEI標(biāo)簽、機(jī)身內(nèi)部的IMEI序列號及MES中該產(chǎn)品序號所對應(yīng)的IMEI是否匹配，并從客戶云端確認(rèn)該IMEI是否被注冊成功。

5）最后在出貨站位，對整批手機(jī)的產(chǎn)品序列號IMEI進(jìn)行出貨前的最后一次驗(yàn)證。

由于各個(gè)供應(yīng)商的MES框架不盡相同，有各自開發(fā)的語言，在本文研究中，以Visual Studio的開發(fā)平臺C#、.NET作為分析工具，以滿足IMEI寫號與檢查的需求，為提升效率，采用一臺操作電腦運(yùn)行寫號軟件時(shí)，同時(shí)對6部手機(jī)進(jìn)行寫號檢查操作。

1）連接手機(jī)，使用“System.Diagnostics.Process”進(jìn)行手機(jī)端的連接檢測。

2）獲取手機(jī)主板的序列號“shell getprop ro.serialno”（正常情況下，手機(jī)主板PCBA在SMT貼片完成的測試下載工序會將MES分配的產(chǎn)品序列號等信息寫入到手機(jī)主板的地址碼中），根據(jù)MES的流程控制機(jī)制，判斷該序列號的手機(jī)是否符合生產(chǎn)制程的要求，沒有出現(xiàn)跳漏工位的操作。檢查OK后，繼續(xù)下一步操作，檢查NG后，提示相應(yīng)預(yù)警信息。

3）獲取手機(jī)原有的所有信息“shell getprop ”

（IMEI、IMEI2、SN、WIFI、BT、ISN、IDCODE、

CountryCode、KEYBOX、CID等信息，主要是確保該手機(jī)是第一次寫號還是返工），并與MES中該序列號的相關(guān)信息對比，確保手機(jī)硬件中所存儲的信息與MES一致。

4）將手機(jī)刷回出廠測試狀態(tài)，主要是防止手機(jī)在生產(chǎn)過程中經(jīng)過QC檢測時(shí)，寫入了一些非出廠的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)（聲音、視頻、圖片、其他應(yīng)用程序等），確保所有的手機(jī)在出貨時(shí)無任何生產(chǎn)制程中遺留的非法信息。

5）根據(jù)產(chǎn)品序列號異步從MES中獲取該序列號分配的IMEI等號段信息，若MES已根據(jù)訂單初始化時(shí)分配號段，那么相對簡單也是系統(tǒng)負(fù)載最輕的機(jī)制，若是根據(jù)序列號實(shí)時(shí)分配IMEI等號段信息時(shí)，需要考慮到并發(fā)情況，必須確保多臺設(shè)備同進(jìn)獲取IMEI等號段信息時(shí)，不存在獲取到同一個(gè)號段信息及阻止其他進(jìn)程獲取不同的號段信息，這樣才能防止重號的風(fēng)險(xiǎn)以及提升工作效率，也可以根據(jù)客戶對號段信息的特殊控制進(jìn)行判斷，雙卡雙待中，IMEI與IMEI2之間的前后關(guān)系或者奇偶關(guān)系[12]。

6）從MES獲取到IMEI等號段信息，在寫號工序中調(diào)用寫號腳本，將IMEI號等信息寫入到手機(jī)端。

7）當(dāng)寫號過程出現(xiàn)異常時(shí)，中止進(jìn)行，并給操作人員進(jìn)行預(yù)警提示，如過程中無任何異常，則將所有的記錄提交至MES進(jìn)行保存[13]。

5 總結(jié)

目前手機(jī)已成為人們手上必備消耗品，手機(jī)終端的產(chǎn)品質(zhì)量問題，越來越受到終端用戶的關(guān)注，一個(gè)公司產(chǎn)品的好與壞，已不是單純的從外觀進(jìn)行評估，除了產(chǎn)品提供商本身的品牌效應(yīng)外，更多是的關(guān)注產(chǎn)品本身各個(gè)關(guān)鍵零部件的品質(zhì)情況，雖然IMEI等號段信息只是數(shù)字而已，看不見摸不著，但它確是萬千數(shù)據(jù)中的一個(gè)重要指標(biāo)。雖然本文研究只是在手機(jī)終端的IMEI號這一核心物料環(huán)節(jié)，然而，本文所提及的MES管控邏輯適用于所有的物料，特別是對于一家企業(yè)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)及邏輯管控而言，其歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)是非常寶貴的，如本文所描述的IMEI寫號與檢查工序的相關(guān)數(shù)據(jù)的調(diào)研，導(dǎo)入MES取代人工操作是必然趨勢，也是近年來各大企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的手段之一。