电子行业洞察与SMT+电子装配智能制造解决方案

电子行业发展洞察

近年来电子信息制造业经济效益增长放缓，行业增加值、收入、利润等指标增速均下降，2019年我国电子信息制造业营业收入为15.56万亿元，同比增长4.5%，比2018年下降4.5个百分点。

当前我国电子信息制造业正处于技术革新的机遇期，以5G为代表的技术突破带来终端硬件的形态变化，刺激新的消费需求产生，从而推动产业链的向上升级。

2020年全球电子信息制造业在疫情爆发情形下保持稳定增长，我国电子信息制造业低开高走，行业主要指标自5月以来均实现由负转正，为后疫情期我国工业经济发展贡献稳定力量。预计2021年营收增速将恢复至11%，利润率有望恢复至5%以上。

电子行业产业链特点

电子行业是我国信息产业的基础支撑。中国电子行业总产值约占电子信息产业的五分之一，其上下游产业链覆盖广泛。以宏观的角度上讲，从材料到成品的过程中主要包含了上游的原材料、化工产品、生产设备。中游主要是电子元器件行业，按照工作是是否需要外部能量源，电子元器件可以分为主动元件和被动元件两大类。其中被动元件包括电容、电阻和电感；主动元件包括分立器件和集成电路。下游是各种消费电子、通讯设备等终端产品。

电子信息制造业产业链复杂，产品众多，上下游之间物料标示及信息共享困难。通过工业互联网平台，企业可实现上下游之间的信息交互与共享，优化供应链资源配置，实现供应链协同，提高供应链整体效率。

SMT与电子装配细分行业智能制造方案

电子行业产业链从下游到上游的科技含量和制程精密程度越高，生产工艺难度也越大。针对不同上下游细分领域，生产工艺与生产管控关注点有很大差异。接下来将从SMT、电子装配这两个细分领域介绍智能制造方案特点：

SMT行业智能制造方案概览

SMT全称是表面贴装技术，是目前电子板PCBA贴片生产行业里最流行的一种技术和工艺。依据SMT表面贴装企业的信息化现状及特点，以智能制造为核心理念，对SMT行业的MES相关功能模块进行设计以及搭建，提供一系列独特的管理方式以及管理工具，用以提高生产效率，改善产品品质，缩短生产周期，降低制造成本，并进行全面的防错防呆，实现全面科学的可追溯管理。

1.1 SMT行业智能制造需求

• SMT物料以最小包装进行条码追溯，供应商协同系统需要条码支撑

• SMT设备的抛料率和feeder供料预警，触发JIT叫料与仓库进行联动

• MSD湿敏元器件管理，需要对MSD器件的干燥时间与次数进行管理

• 锡膏、红胶等辅料使用时间管理，钢网、刮刀、托盘、测试工装等工具管理

• 全制程质量追溯与品质管理，实现物料、工序、设备、加工程序等要素的防呆防错，以及质量问题的持续改善

• DIP插件生产是典型连续生产方式，工序级上料防错、物料+产品条码绑定

• 不良维修处理闭环管理

• 测试机台需要自动联网采集测试数据

• 工位机上能快速异常报告与叫料，查看电子作业指导书

1.2 SMT行业智能制造系统功能方案

• 物料管理

SMT原材料/生产线旁仓库的管理粒度决定了车间生产的可追溯性(可追溯性是指跟踪所考虑对象的历史，应用或位置的能力)。就实现的程度而言，MES首先建立物料数据，并且每个流通环节都在系统控制之下。对于MSD材料和IC组件，MES还建立了标准化的管理和控制机制，以确保材料级别在实现材料申请时不会出错。

• 辅料管理

辅助材料类型，辅助材料定义，辅助焊膏红胶转移，入库，请购，报废，库存，焊膏温度恢复的管理，并完成焊锡的规则设定和温度恢复粘贴红色胶水并进行状态监控。

• 生产执行管控

通过系统的方法和基于过程的管理与控制方法，集成了各种条形码识别方法，以获得并绑定实时的产品和物料条码信息，并结合SMT料站表应用，不仅可以有效地达到防错，防呆的目的。它可以收集完整的产品过程数据，并为生产和质量可追溯性奠定基础。

导入ERP生产订单后，根据产品的过程特征选择适当的工艺路线，并确认产品信息维护中涉及的流程形式收到的准备项目通常包括焊膏类型，模板模型，放置程序（材料工位表），生产工艺等。在后台数据库中，MES系统已根据工艺完成了工艺和材料工位表的匹配。如果生产确认的结果与系统配置一致，则可以开工生产。

• 品质管控

通过对生产过程的首检、巡检、QC工位检验、成品检验，以及各种ICT、FVT等测试工站数据采集，实时记录检验与测试结果、以及不良原因与数量。通过系统检查分析每条生产线的直通率，不良率，各种质量管理报告和分析图。完成对各种表格/模块数据的统计分析，并生成不同类型的图表（直方图，饼图，柏拉图P图表，U图表，C图表等）。

• 钢网、工装夹具管理

    SMT行业的钢网、测试工装、回流焊/波峰焊设备的夹具都需要进行制作、维修保养与使用寿命管理，因此SMT行业MES系统基本都需要对钢网、工装与夹具进行系统管理。

• 设备联网与管理

SMT设备联网主要实现以下功能：包括贴片机料站物料与Feeder防错比对、制程防错、料站表与设备生产程序按照生产订单自动导入设备、SPI/AOI检测数据、回流焊/波峰焊炉温曲线监控、OEE与抛料数据统计等。

MES系统在后台获取当前的生产程序，并检查每个过程的人员操作/设备执行情况；自动获取相关测试数据，为数据分析和数据报告提供原始信息；自动检查上一个过程是否完成。

通过设备管理功能，完成设备账目，维护计划，维护和修理数据收集，并提供设备生产能力，使用时间，效率等分析。

电子装配行业智能制造方案概览

电子装配属于劳动密集型、科技含量较高的行业。产品零部件种类繁多，供应商众多，生产组装困难，也决定了它的流水线多且对自动化水平要求较高。在实际的生产中，企业面临的生产形式也是复杂多变，既有装配生产、多品种小批量生产、批量生产，又有连续生产、混合式生产和大批量的生产。但是，这些不同的生产类型上，都有一个共同的特点，那就是生产周期短，产品更新换代快。

金蝶云星空的智慧车间MES产品采用柔性生产模式，具有单件流、人性化、场地利用率高等特点，可以完全满足电子装配行业的小批量、多品种、个性化的生产需求。柔性产线模式需先定义柔性工艺路线、柔性产线与物料的关系，设定需包装打印的标签模板，生产现场需调取的技术文档，绑定好BOM中关键件与工艺路线的，以实现关键件防呆。

2.1 电子装配行业智能制造需求

• 组装工序需实现上料防错、物料+产品条码绑定

• 组装工序按生产流程单或者产品SN号进行过站防错防呆

• 批次拆分与合并需求

• 测试机台需要自动联网采集测试数据

• 品质问题分析，并及时反馈给生产进行改善，在产线上快速启动返修处理闭环流程

• 多层包装条码、卡板与外箱的条码绑定与拆箱装箱管理

2.2 电子装配行业智能制造系统功能方案

• 工序计划编制

PC上通过可视化派工平台实现工序计划自动分配到设备，通过甘特图可快速调整工期，设备负荷图形显示最近几天能力状况。

• 刷卡登录

在车间生产现场，在多人共用的HMI设备处配置刷卡设备，方便操作员快速登录。操作员通过RFID刷卡实现HMI设备快速登录，简化触屏操作，实现工序任务的派工、汇报。

• 扫码报工与包装

星空智慧车间MES实现的主要功能，生产现场配备扫码设备，生产单、工序计划单、派工单、汇报单等单据号条码化，物料的批号、序列号标签化，操作员通过扫码，识别、定位各种关键信息，方便操作员快速获取、录入、汇报生产信息；包装工序支持通过生产流程单条码，自动生成各级包装条码，通过扫码绑定关联小中大包装；支持拆箱、合箱扫码操作。

• 技术文档查看

可以在HMI设备上直接读取文件服务器和PLM系统中定义的文档，如图纸、作业指导书等技术文档，方便在现场智能终端上读取、查看。

• 关键件物料绑定

柔性产线的主要功能，通过事先设定BOM中关键物料与工艺路线的对应关系，实现关键件绑定，在生产现场装配时，当作业不匹配或漏装时，系统提示不通过，实现防呆操作功能。

• 标签打印

通过HMI连接斑马标签打印机，实时打印标签，主要用在工序转移，工序入库，包装产品，装箱等环节。

• 工序检验

过程检验，产品生产过程中，通过HMI设备操作，对各加工工序过程中进行检验，提交检验结果，支持首检、巡检、完工检。

• 过程记录

过程记录俗称Checklist，记录操作工生产过程记录，进行指标项记录，确认。

• 安灯呼叫

当生产现场发生异常，如设备异常、缺料、呼唤现场管理人员等需求时，安灯呼叫可以为生产现场人员提供便捷的现场报警方式，向相关人员精准推送实时的监控信息，让异常处理人员轻松地定位和解除报警。

• 电子看板

生产现场通过电视屏，通过表格，图形等样式展示生产进度、质量、异常、状态、出入库等的电子看板，电子看板内容支持自定义设置；

实时了解物料的收货、IQC、入库、发料及在制品、半成品库存信息；
实时了解生产订单的加工进度，生产线的产出与在制品状况；
实时了解良率、直通率、缺陷分布以及品质管制图，分析与改善品质状况。

• 全程质量追溯

正向追溯：回溯追踪产品生产时的用料、加工生产线与设备、操作员工、品质等记录分析并做出处理；通过生产过程追溯表查询产品详细生产过程，关键件绑定/解绑过程，检验等信息。

反向追溯：根据物料批次、生产时间等追溯使用该物料的产品及在库、出货信息。

• 自动防错与实时监控

制程防错: 跳战、漏站、不良出货、包装错误、出货错误等的防止；

上料错误: 电子装配工序上料防错、备料防错、换料防错、工程变更防错等；
包装防错: 包装清单及附件检查。

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