结构化工艺设计的管理和应用

　　这篇电子工程师论文发表了结构化工艺设计的管理和应用，传统卡片为核心的工艺设计模式已经不能满足国内电子行业转型升级的需求和发展，论文探讨了结构化工艺设计与管理理念，将结合结构化工艺详细描述结构化工艺设计的理念、流程、技术难点及工艺数据应用，以期为将建设结构化工艺的企业提供参考和帮助。

　　关键词：电子工程师论文,结构化工艺;工艺协同设计

　　引言

　　结构化工艺是将制造过程中所需的人、机、料、法、环等要素，结合工艺过程以结构化的形式分层分权产生和存储工艺数据的手段或方式，结构化工艺设计完成后，最终的产出是PBOM(工艺BOM)。PBOM指工艺BOM，是在EBOM基础上以工艺流程为主线重构结构关系，增加工艺路线、制造属性以及生产制造所需的人、机、料、法、环、测等信息，反映工序物料需求及工序逻辑关系的物料清单。MBOM在PBOM基础上增加产品批次、数量等制造任务信息，并针对项目要求进行配置，用于指导产品制造全过程的物料清单，是产品制造基线。近年来电子行业随着产品向系统综合化、小型化、集成化、智能化方向发展，制造端对工艺数据的要求越来越高，而传统的卡片工艺注重“给人看”，制造端的信息系统却无法识别这些数据，企业往往花了大代价建设的生产管理系统，沦为摆设。

　　同时，现在很多企业都在谈智能制造，但是实现智能制造的前提是数据要准确、规范和标准，没有价值的数据反而会适得其反，把生产制造节奏搞乱。结构化工艺就是将数据做规范和标准的手段，加上校验机制，可以提高数据的准确性，这是相对传统卡片式工艺而提出来的新工艺管理与设计理念，在设计方面，结构化工艺不受卡片设计模板限制，只需要在对应的位置输入数据，还可以推荐历史工艺数据供参考和引用，将工序物料和资源需求、工艺流程融入在工艺设计中是一大亮点;在设计分工方面，结构化工艺可多人进行工序级协同设计互不干扰;对于现场指导方面，结构化工艺可以直接采用SOP浏览，也可以生成传统的卡片进行浏览。本文将从四个方面对结构化工艺进行研究：(1)结构化工艺设计与管理理念。(2)结构化工艺设计流程。(3)结构化工艺的技术难点。(4)结构化工艺的应用。

　　1结构化工艺设计与管理理念

　　结构化工艺是实现数字化工艺的核心，也是实现智能制造的基础，做结构化工艺就是从数据层面对产品制造非实例化的“仿真”，将工艺数据精细化、规范化、结构化、流程化管理，将PBOM构建、资源消耗融入其中是结构化工艺设计与管理的核心理念。结构化工艺设计与管理模式与卡片式工艺设计模式最大的区别在于，结构化工艺的工序可以是树形结构(如图1所示)，能独立使用和引用，也可以几道工序关联使用，不同工序可由多人同时进行设计活动，可独立对工序或工步所涉及到的物料、耗材、资源、工时、工艺周期、工艺参数、图形图像、模型、工序属性等进行结构化设计和管理，可对工序进行串行、并行、多路径等流程规划，体现了结构化、协同化工艺设计理念。

　　2结构化工艺设计流程

　　电子行业的工艺设计重在装配和调试，由多个专业的工艺师共同完成工艺设计，因此工艺设计的流程较重要,如图2所示。EBOM(工程BOM)是结构化工艺设计的输入，在结构化工艺设计前，需要对产品做属性定义，赋予产品对象工艺和制造相关的属性，之后进行产品级的工艺任务分工、工序级的协同任务分工以及相关操作权限的自动授予，分工完成后进行工序级的工艺设计活动，最终产出PBOM。

　　3结构化工艺的技术难点

　　结构化工艺的关键技术主要有工艺数据引用、工序级协同化设计、工序物料资源规划与工艺设计融合、多路径工序流程规划，这几点同时也是结构化工艺的技术难点。

　　3.1工艺数据引用

　　在工艺设计过程中，通过分析产品特征和属性将典型工艺、典型工序，以及典型术语快速、有效、准确的自动推送给用户是一个技术难点，也是关键技术点。首先底层数据的组织要分层结构化组织，支持基于特征和属性的查询，其次要根据大数据理论，给用户推送相似度排名靠前的工艺数据，最后是用户可以组合选择这些数据。

　　3.2工序级协同化设计

　　工序级协同设计实际上就是要攻克工序级管理，让工序与工序之间可以并行设计。实际上如果工序全部按对象管理，数据量是很大的，管理成本也会提高，如果不按工序对象来管理，工序的版本管理、权限以及变更就很难控制，这是一个两难问题，需要企业根据自身的具体情况来决定采用哪种方式进行管理。

　　3.3工序物料资源规划与工艺设计融合

　　工序物料资源规划本身不是一个技术难点，但是要和工艺设计融合在一起就成了关键技术和技术难点，因为用户在工艺方法中描述了装配的物料或资源，就不希望在其他地方再进行物料或资源的选择，他们会希望程序能自动分析工艺方法将物料和资源规划到相应的工序，而目前国内外的软件是很难完全实现这个需求的。

　　3.4多路径工序流程规划

　　对于电子行业来说，由于存在调试专业，很多复杂的电子产品需要上百道工序，工序与工序之间的逻辑关系相当复杂，如串行、并行、多路径、可跳跃等工序逻辑关系，因此需要对工序进行多路径流程规划。多路径流程规划的难点在于界面的人性化设计和流程图如何让后端MES识别和还原。目前国内外的软件虽然很多都有结构化工艺模块，但是能将上面几个关键技术点解决好的却很少，包括国内排名靠前的工艺软件提供商，如开目、华天等，在结构化工艺方面也有很多功能点需要完善和攻克。

　　4结构化工艺的应用

　　结构化工艺的产出是PBOM，PBOM结合制造任务需求生成MBOM(MBOM数据与生成批次是相关的)，MBOM作为基础数据输出到ERP和MES，ERP根据MBOM产生订单、进行齐套分析、订单物料配送等，MES根据订单和MBOM数据进行工序级齐套分析、物料配送等。

　　5结束语

　　作为企业来说，要认清自己目前工艺信息化和管理水平，找准位置，如果不能产出有价值的数据，信息化水平又低，就不要好高骛远，先把数据做好，而结构化工艺给了我们企业做好数据的手段和平台。

　　参考文献：

　　[1]刘绪弟，邓洪波，等.电子装备PBOM及MBOM通用要求[S].中华人民共和国电子行业标准，2018.

　　[2]孟倩，刘俭华.基于流程的复杂产品结构化装配工艺设计技术研究与应用[J].计算机集成制造技术，2014，20(2)：301-312.

　　作者：邓洪波 江兰兰 单位：中国电子科技集团公司第29研究所

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