构建PCB组装联机集成系统的七大步骤

系统应用工程师

美国环球仪器公司

联机集成系统是指那些按照产品要求专门设计，并灵活地将若干个独立组装设备相联的系统。由于设计时考虑了生产流程、设备配置和其他诸多因素，原先互不相关的单个组装设备联机后能够作为一个整体进行生产。

这种集成系统不仅优化了企业的生产工序，而且使企业能够根据实时制造流程进行生产管理，不再像从前那样需要根据计划进行管理。利用收集到的生产趋势实时数据，企业能够根据日生产的实际情况同客户签订生产合同。这样，集成系统不仅可以最大限度地提高企业的生产效率，而且也能灵活有效地针对变化的市场做出积极反应。

本文分析建立联机集成系统的六个主要步骤，帮助企业降低成本，缩短产品上市时间，并最终提高生产利润。

第一步：分析目前企业生产运作

详细分析制造流程可以帮助一个企业避免不必要的开支，为当前和将来的生产需要提供最佳集成方案。分析制造流程时，需要从物料流、产量、库存管理和工序瓶颈等方面入手。

物料流

根据传统的批量物料需求计划，并利用独立的制造单元从事大批量生产时，物料流方面往往有不当之处。 企业使用单独的插件机进行印刷线路板自动组装，容易积存在造件，并因此引起库存成本的攀升。

例如生产人员要安装三种元件，其中用到传统的可装50只印刷线路板的箱子。假定线路板的输入和输出各需要两只箱子，那么每位生产人员要操作100只待输入线路板和100只待输出线路板，这样每台机器有200只在造件。三台机器便有600只在造件。在这种批量生产过程中，在造件以及库存成本很容易失控。

工序、物料吞吐能力和库存

线路板受损时，大量的线路板会堆积在制造和检验工序前；组件脱离组装孔时，半成品就会在各工序间堆积起来。缓慢的物料人工搬运会影响企业物料的吞吐能力。库存管理问题包括不知自己有哪些库存，放置在何处，需要购进新的物料却不具备足够的库存空间等等。

除了上述问题之外，企业往往还需要考虑成本因素。首先是物料自身的成本，其次是组件、半成品存放及搬运引起的劳动成本，还有库存场地的成本以及资金成本。所有这些加在一起都将消耗大量资金。

第二步：按照生产要求设计系统

企业可能会有多种设计集成系统的方案。 由于部分电子产品的使用年限不过一年，因此选择设计方案的关键是：按照该产品的市场生命周期，选择符合生产需求的系统。市场的不断变化要求企业能够通过联机制造技巧，最大限度地缩短产品上市时间，降低生产成本。

联机集成系统能够将插件或表面贴装电路产品的上市时间从若干天缩短到数小时。联机还使传送装置加快了制造流程的速度，因而企业能够轻松控制产品的付运和采购计划。

当设计联机集成系统时，企业需要考虑如下因素：

生产流程

可以设计一个满足多种生产要求的联机系统。传递装置可在组装机之间传递线路板，也可自动地将线路板从一个区域运送到另一个区域。

如果设备操作要求工作人员随时能安全跨越到生产线的另一侧，则必须为系统配备穿梭门和提升门等相关装置：可在生产线上自动打开一个缺口，方便人员走动。

以装卸模块作为缓冲，管理物流可以避免生产出现瓶颈现象。利用其他模块还可为线路板提供旋转、倒装、升降、改变方向等动作，以满足双面加工的需求或适应场地限制。

富有针对性的配置

联机集成系统既可满足大批量生产，又可满足多品种生产。如果是大批量-少品种生产，可以将系统设计为全线传送线路板，不必像批量生产那样将线路板临时垒放在生产线旁边的箱子内。线路板可自动通过如下生产工序：丝网印刷、表面贴装/插件组装、回流、波焊、手工组装、波焊后手工组装、线路测试、功能测试、最后组装和包装。

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联机集成系统避免了库存，因而减少了库存带来的较高的增值成本。过长的的生产线可能不适用于所有生产环境。不过系统集成的选择范围很宽。例如，采用线路板传送模块可使生产线设计更具灵活性；安装有换向器或线路板翻转模块的生产线可以克服场地狭小的限制。生产线也可以采用U型或首尾相接的布局来充分利用场地；空中传送装置可以节省空间。

在多品种产品生产环境中，板的正面和背面的组装都是自动完成，但各工序相互独立，以满足迅速转换品种的需要(图1)。

系统可在不改变整条生产线配置的情况下变换产品设计或者改变产量要求。而改变配置往往能浪费数小时甚至几天的时间。

牵引技术

在集成系统中使用牵引技术有助于避免生产出现瓶颈现象，并可保持连续的物料流。利用这种设计技术，系统可以在组装单元之间牵引线路板，保持线路板移动。由于避免了瓶颈现象，系统无需再为组装单元之间配置缓冲模块。牵引技术也有利于减少组件库存。