1、2009 产品创新数字化峰会征文：单损耗制作的信息化系统整合发表时间：2009-9-11 特约撰稿人： 黄佑阳 来源：e-works关键字：PCB 单损耗 系统整合 信息集成 本文介绍 PCB 制造厂如何通过信息化系统整合，简化单损耗制作，缩短其制作时间。说明在这个信息化的时代，企业要善用产品生命周期管理（PLM）理论，把系统集成和信息集成（CIMS） ，企业才能够面对全球化竞争的挑战，不断提高企业核心竞争力。1 背景介紹PCB 制造厂一般为进出口加工型企业，所有原物料进口时海关免征关税，但加工后产品必須全部用于出口，产品加工过程中原物料会产生工艺上的损耗，故出口时成品上的原物料量必然会少于进
2、口原物料量。PCB 厂所有料号成品出货前均需提供单损耗 BOM 表给海关备案。通过建立出口时产品上各原物料重量(单耗) 与加工过程产生的边角料(损耗)的关系，说明所有进口的原物料全部都用于出口产品的加工。单损耗，是指加工贸易企业在正常生产条件下加工生产单位出口成品所耗用的进口料件的数量，简称单耗。在 PCB 厂，一般由工程部负责提供单损耗数据。海关对提供的单损耗数据要求非常精确，误差要求非常小。而随着电子产品向着轻，薄，短，小的方向发展，PCB 板设计变的越来越复杂，使单损耗的计算变得更难。电子产品生命周期的不断变短，PCB 样品交期越来越短，如单损耗没及时递交海关备案，就不能出货，影响交期。
3、单损耗的制作非常重要，工程部常常需花大量的人力和时间制作单损耗。在企业面临的全球化市场竞争国际压力下，原有的以纸质文件为载体，手动填写计算的技术方式已不能适应需要。如何通过系统化的整合，把系统集成和信息集成（CIMS），使单损耗数据计算自动化，在整合性及内稽内控之原则下，快速响应、满足交期及数据精确之目标，提升产业之竞争力等，是 PCB 厂必须考虑的一个重要课题。2 现狀分析单损耗资料需將組成成品的零件（基板，PP，RCC，油墨，铜箔，铜粉，铜球）等原材料的重量(即单耗)及损耗分別计算出來，以便每一种原材料报关进口。加工贸易损耗是有一定的标准的，什么材料一般不能超过多少，如果你们的损耗超出范围
4、那就要向海关先申请过，批准了以后才可以按照这个损耗备案。PCB 生产工艺流程非常多，每个环节有哪些损耗，需相关技术人员统计分析总结出计算公式。统计实际单损耗的方法有：(1) 仓库理论结余与实际结余比对，如果基本一致，则正常。(2) 生产过程中物料流动的单据应有一份海关联反馈到报关部门，如领料单，入库单等。再与生产制作单比较。(3) 与工程部、生产部、品保、仓库等部门保持密切联系，制订相应的反馈机制，如报废、产品不良、工艺改进等情况及时反馈到报关部门。(4) 借助企业的 MRP、ERP，TIPTOP 等系统，加强资源整合，及信息反馈。因 PCB 原物料的多样性和生产工艺流程之多，计算单损耗需很长
5、的时间，一个 HDI 单损耗表一般需花 45 个小时时间，为什么单损耗制作时间这么长呢？通过鱼骨图（图一）进行分析，从人，机，物，法四个方面考虑，发现主要原因是系統未相互串接整合，系統信息自动化不健全，单损耗制作方式未规范化。下面，我将介绍如何整合系统，数据信息自动化，简化单损耗制作。图一 鱼骨图分析 3 改善历程3.1 系统信息整合现代 PCB 制造厂工程部大量使用 CAM，CAD，ERP，InPlan 或 EzPlan 等自动化软件，但大都信息没有集中共享，形成了很多“信息孤岛”，无法实现统一数据分析及处理。采集数据通过人工查看显示屏手动填写的方式完成，人工采集计算数据增加工作量、降低工作
6、效率，准确性也无法得到保障。我们通过 Visual Basic, Perl, 或 C+ 等语言写相关API（Application Programming Interface），把 InPlan 系统，CAM，Genesis 系统，ERP系統整合起來，使几个系統信息相互串接（图二）。在 CAM 编写自动跑单损耗 Scripts，自动计算如出貨面積，每一层的殘铜率，孔壁面积，化金，文字面积等。然后 InPlan 通过程式自动抓取 CAM Genesis 系統里的数据，減少了重复的手动輸入，避免了人工操作错误的發生，并大大缩短了制作时间，原来至少需要花半个小时的工作，系统信息自动化后只需点两个按鈕
7、，用程式跑数据不到一分钟的时间。图二 系统信息串接3.2 智能自动流程设计PCB 制作工序多，大站就有几十个，不同表面处理，不同叠板叠构的板子所走的流程都不同。为了简化产品工艺流程设计的难度，增加工序设计的准确性，在产品的工序设计前工程部可以按工厂生产的产品类型分类，为产品工序设计建立一个标准的流程模型，写入 InPlan Rule，为每一步工序设计一个满足条件的计算公式，系统可以自动判断公式在产品流程时自动增加哪些站点及其子工序。这样当具体到每一款产品时不需要为复杂的工艺流程，一步一步增加工站代码。只需要选择对应的表面处理类型，同时输入设计时满足工序流转的相关产品特征参数。系统将自动为具体
8、PCB 类型生成合适的工序流程。一般 PCB 制造厂用到的 PP，基板，铜箔等料件就有几千个，物料有不同厂牌，不同尺寸，不同厚度，或不同含胶量。每一个料件的单重都不同，如果人工找，非常难，于是我们建立了原物料数据库，储存在工艺流程自动化系统 InPlan 系統里，通过在 InPlan 系统写入相关 Rule，建立加料件信息的 Work Flow。自动添加物料规格，单位用量等信息。并自动抓取 PP，基板和铜箔的单重。因 InPlan 系統里的数据非常多，储存的不光是单损耗用到的资料，所以我们建立了一个单损耗 Entry Form（图三），把自动抓取的单损耗使用的数据都显示在一个界面，方便修改和检
9、查单损耗计算的相关数据。图三 单损耗 Entry Form 3.3 建立 Rule 自动计算单损耗由于 PCB 的主要原材料基板和铜箔是以张 (Sheet)为单位进料。待下料裁切以后，将会以生产拼板（Panel）的单位进行生产。到了成形工序后，又将转化为连片（Strip）或单只（Pcs）为计量单位，直到生产完成后都以单 Pcs 或连片的方式分别入库，出货，这就出现了在生产过程的多计量单位运行。所以从张（Sheet），到大板（Panel），到连片（Strip）或单只（Pcs）的计量单位转换非常复杂，人为操作很容易出错。而需通过InPlan 系统建立 Rule 实现数量与工序的自动换算及对接，避免
10、了这种错误的发生。PCB 的单损耗计算非常复杂：从下料，裁板，捞边，钻孔，电镀，蚀刻到成型需要依据每一个工序投入的物料，制程损耗等进行分步核算，再依据产品代码编号分批累计损耗。此外，对于一些特殊制程产品，如盲埋孔板，ELIC，镀前成型，减铜流程等，因其工艺或所用物料的特殊性，要求对此采用一些对应的计算方法。如埋孔厚度，减铜后厚度都会影响到产品损耗，必须提供与之对应的计算模型。然后把计算公式写入 InPlan Rule（图四），让系统自动计算。图四 自动计算单损耗 Rule3.4 VBA 自动整理报表在系統里計算好数据后，还需整理成关务要求的 BOM 表格式，按关务之要求將 BOM 展开至最底阶
11、。按以下规则整理：(1) 确认料件及成品的商品编码、备案单重、单位及损耗工段，废料形态；(2) 統计成品单重，統计成品所耗料件单个的重量；(3) 计算出料件单耗:以产品单重/产品总重得出单耗；(4) 一般料件无损耗的情況下:成品数量*单耗=实际进口料件单损耗计算 BOM 表数据量庞大，格式要求非常严格，手动整理一个 BOM 表平均需 1 个小时. 我们收集整理了 BOM 表的格式规则，在 Excel 里写了 3 个 VBA 程式（图五），自动整理 BOM 表数据，现整理一个 BOM 表只需 3 分钟。图五 VBA 自动整理程式4 总结通过系统整合，信息集成，数据计算自动化，大大缩短了单损耗制作時间（图六），使原來复杂难懂的单损耗制作变得简单易学，节省了单损耗制作人力 3 人，使单损耗制作错误率由原來的 12 件/月降低到 0，每年为公司节省数十万元。图六 信息系统化前后比对单损耗制作的信息化系统整合案例，使我们认识到，在这个信息化的时代，企业要善用产品生命周期管理（PLM）理论，透过工程标准化与先进弹性导向的自动化工具结合，使系统集成和信息集成，简化现有用户操作，提高工作效率，提升其产品良率，企业才能够面对全球化竞争的挑战，不断提高企业核心竞争力。
