一种PCB组装智能制造生产系统

技术领域

本发明属于PCB智能制造技术领域，具体涉及一种PCB组装智能制造生产系统。

背景技术

智能制造是实现整个制造业价值链的智能化和创新，是信息化与工业化深度融合的进一步提升。

目前智能制造的“智能”还处于Smart的层次，智能制造系统具有数据采集、数据处理、数据分析的能力，能够准确执行指令，能够实现闭环反馈；而智能制造的趋势是真正实现“Intelligent”，智能制造系统能够实现自主学习、自主决策，不断优化。

在智能制造的关键技术当中，智能产品与智能服务可以帮助企业带来商业模式的创新；智能装备、智能产线、智能车间到智能工厂，可以帮助企业实现生产模式的创新；智能研发、智能管理、智能物流与供应链则可以帮助企业实现运营模式的创新；而智能决策则可以帮助企业实现科学决策。

因此，PCB要进行智能化制造必须建立智能化基础（如建立数字化、信息化工厂和工业机器人等），同时，在此基础上，建立智能化工厂、智能化生产和智能化物流等才能实现智能化制造。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种PCB组装智能制造生产系统。

本发明的技术方案为：

一种PCB组装智能制造生产系统，其特征在于，包括数字化集成平台，所述数字化集成平台包括物料数据管理模块、设计管理模块、PCB设计与仿真模块、PDM系统模块；

所述物料数据管理模块，可实现以下任一功能：提交物料维护申请、审批物料维护申请、接受物料维护申请、维护物料电气、采购属性；

所述设计管理模块，管理元器件库的运作；

所述PCB设计与仿真模块，可实现以下任一功能：原理图设计、布局布线、模拟仿真；

所述PDM系统模块，可实现以下任一功能：数据及版本管理、Ebom结构管理、图纸评审、工程基线管理。

所述审批物料维护申请功能可实现对元器件库的查重。

本发明中，物料数据管理系统的标准化决定了科研生产的顺畅开展。为了避免人工重复维护物料信息，采用物料编码审批制度。新物料编码发布后，物料数据管理系统需要对名称、型号、电性能属性、供货商、封装属性、采购周期等信息进行维护，便于后续ERP、加工、采购系统的数据调用，同时更新EDA设计元器件库，前期物流数据的标准化，使数据设

计可用、工艺可用、仿真软件可用，而且便于ERP、MES等系统抓取信息。

元器件物资编码的一一对应尤为重要。针对一物多码、多物一码的问题，除需要信息合并外，还可用通过在编码后添加流水号的方式区别，保证物、码一一对应。

所述元器件库的运作与布局布线、模拟仿真功能对应。

所述原理图设计、布局布线、模拟仿真功能依次运行。

本发明中，结合Windchill工具特有的版本、权限、流程等功能，实现数据及版本管理、产品Bom(物流清单）结构管理等。基于Windchill创建Part及印制板设计文件，进行原理图设计、布局布线、模拟仿真等。针对后续的制造环节，对印制板进行制造、装配模拟仿真，全面自动地检查设计中存在的问题。通过设计与制造匹配性分析仿真，改善印制板焊盘、走线、过孔、阻焊缺陷、印制板组装缺陷、接插件装配缺陷，从而达到优化设计、减少改版次数、平衡产品功能与生产要求的目的。

所述模拟仿真可实现对布局布线功能的反馈。

所述数据及版本管理功能可实现对原理图设计的辅助。

所述布局布线功能对应Ebom结构管理功能。

本发明中，人工创建Bom方式易产生诸多错误，通过Windchill与设计软件的互联，使EBom(设计Bom）由图纸驱动自动创建与管理。EBom自动创建的前提就是标准化的设计，统一的设计软件、元器件库需在基于Windchill的数字化集成设计平台下开发设计才能实现自动创建。

所述图纸评审功能对模拟仿真进行反馈。

所述设计管理模块包括工艺管理模块、企业资源计划模块，所述企业资源计划模块包括制造执行模块、监控与数据采集模块、供应链管理模块。

所述工艺管理模块，可实现以下任一功能：基于PBom的工艺任务管理、现场工艺可视化、生产工艺三维仿真。

本发明中，工艺管理系统（CAPP）PDM系统作为产品数据源提供制造产品的EBom信息。CAPP将产品的设计要求与制造环境提供的可用制造能力相匹配，将产品设计信息转化为制造工艺信息，也就是EBom转化为PBom(工艺Bom）。通过CAPP规划电子产品组装的一级工艺路线、产品工艺过程卡，细化PBom属性信息、根据工艺要求优化PBom框架级流程、计算单台套工时信息，有时会针对一种产品根据产品特性、批量大小建立多个PBom。

为了提高生产计划排产水平，规范生产管理流程，解决项目间物资资源冲突，提高库存管理水平，实现成本准确核算，需通过ERP实现工艺、生产、物资、质量、财务等业务流程的整合优化，将企业的物流、资金流和信息流统一起来进行管理。特别针对科研与批量生产的混线生产模式，满足了多品种小批量、研产并重等为特点的企业资源管理要求。

所述制造执行模块，可实现以下任一功能：生产车间计划管理、高级排程管理、车间物料管理、工艺与质量管理、可视化交互。本发明中，MES由生产车间计划管理、高级排程系统（APS）、车间物料管理、工艺与质量管理、可视化交互终端组成。除了MES基本功能外，还需通过对生产线仿真生产线进行实时预测，以供优化决策辅助系统实时提出优化决策，由最终决策层来实施与发布优化执行命令。生产线仿真平台应对生产负荷预测、生产计划预测、工艺能力预测、以及产品质量预测。针对生产线的效率与设备利用率的提升，对单台设备、生产线设备间、多条生产线之间进行排产和优化。

所述监控与数据采集模块，可实现以下任一功能：设备状态采集、生产数据采集、质量数据采集、工艺数据采集。

本发明中，通过数据采集卡、设备连线、固定传感器、PC等途径，更及时精确地获取现场质量、进度信息，包括网络化一体化测试仪器、仪表，自动化拷机设备、自动化物流线、立体仓库、自动化印制板组装生产线的相关信息。做到对于设备状态采集、生产数据采集、质量数据采集、工艺数据采集。将制造过程中采集到的各项数据提供给系统进行分析、推理和决策，经优化后进行排产控制。

所述供应链管理模块，可实现以下任一功能：外协计划管理、外协质量管理、外协工艺管理。

电子产品存在大量的外协生产，如何实现对外协制造的精确控制是完成设计制造全过程信息闭环的关键。供应链管理系统基于扩散制造理念，构建可靠的制造组织模型，统一管理外协计划的生产过程，利用实物条码和信息采集技术，及时掌握、有效监控外协厂家的生产进度和产品制造参数。通过外协计划管理、外协工艺管理、外协质量管理过程最终实现所内外生产协同。

还包括信息云安全模块，所述信息云安全模块包括核心服务器安全模块、核心数据安全模块、高级邮件网关模块、桌面虚拟化模块。

本发明中，所述核心服务器安全模块：引入服务器安全防护系统，为公司的应用服务器、数据服务器以及文件服务器等提供专业的网络安全防护，同时还可以实现服务器以及应用系统的日志审计和服务器及系统的完整性监控，实时监控服务器系统及应用的举动。

所述核心数据安全模块：在终端数据安全方面，引入数据防泄密系统，严密监控PC以及服务器中的核心文件及其他数据，使这些数据文件不被恶意篡改、删除以及被动或者主动泄露。

所述高级邮件网关模块：引入高级邮件网关，可以为公司的邮件系统安全提供更全面的网络安全防护，拦截进入内网的病毒邮件、勒索邮件以及其他恶意邮件，解决邮件冒用等问题。

所述桌面虚拟化模块：使用桌面虚拟化系统替换传统PC，使得办公变得更加方便，即使在家或者出差，通过专用网络也能接入办公PC，集中管理、统一配置，使用安全，降低耗电、节能减排。

本发明构建了一套标准化、信息化与自动化深度融合的印制板组装智能制造生产线，实现在标准化设计、信息互联、自动化生产线及数字化车间等方面的融合，可有效提高印制板组装过程的可制造性、生产效率和可靠性。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

实施例

一种PCB组装智能制造生产系统，其特征在于，包括数字化集成平台，所述数字化集成平台包括物料数据管理模块、设计管理模块、PCB设计与仿真模块、PDM系统模块；

所述物料数据管理模块，可实现以下任一功能：提交物料维护申请、审批物料维护申请、接受物料维护申请、维护物料电气、采购属性；

所述设计管理模块，管理元器件库的运作；

所述PCB设计与仿真模块，可实现以下任一功能：原理图设计、布局布线、模拟仿真；

所述PDM系统模块，可实现以下任一功能：数据及版本管理、Ebom结构管理、图纸评审、工程基线管理。

所述审批物料维护申请功能可实现对元器件库的查重。

本发明中，物料数据管理系统的标准化决定了科研生产的顺畅开展。为了避免人工重复维护物料信息，采用物料编码审批制度。新物料编码发布后，物料数据管理系统需要对名称、型号、电性能属性、供货商、封装属性、采购周期等信息进行维护，便于后续ERP、加工、采购系统的数据调用，同时更新EDA设计元器件库，前期物流数据的标准化，使数据设

计可用、工艺可用、仿真软件可用，而且便于ERP、MES等系统抓取信息。

元器件物资编码的一一对应尤为重要。针对一物多码、多物一码的问题，除需要信息合并外，还可用通过在编码后添加流水号的方式区别，保证物、码一一对应。

所述元器件库的运作与布局布线、模拟仿真功能对应。

所述原理图设计、布局布线、模拟仿真功能依次运行。

本发明中，结合Windchill工具特有的版本、权限、流程等功能，实现数据及版本管理、产品Bom(物流清单）结构管理等。基于Windchill创建Part及印制板设计文件，进行原理图设计、布局布线、模拟仿真等。针对后续的制造环节，对印制板进行制造、装配模拟仿真，全面自动地检查设计中存在的问题。通过设计与制造匹配性分析仿真，改善印制板焊盘、走线、过孔、阻焊缺陷、印制板组装缺陷、接插件装配缺陷，从而达到优化设计、减少改版次数、平衡产品功能与生产要求的目的。

所述模拟仿真可实现对布局布线功能的反馈。

所述数据及版本管理功能可实现对原理图设计的辅助。

所述布局布线功能对应Ebom结构管理功能。

本发明中，人工创建Bom方式易产生诸多错误，通过Windchill与设计软件的互联，使EBom(设计Bom）由图纸驱动自动创建与管理。EBom自动创建的前提就是标准化的设计，统一的设计软件、元器件库需在基于Windchill的数字化集成设计平台下开发设计才能实现自动创建。

所述图纸评审功能对模拟仿真进行反馈。

所述设计管理模块包括工艺管理模块、企业资源计划模块，所述企业资源计划模块包括制造执行模块、监控与数据采集模块、供应链管理模块。

所述工艺管理模块，可实现以下任一功能：基于PBom的工艺任务管理、现场工艺可视化、生产工艺三维仿真。

本发明中，工艺管理系统（CAPP）PDM系统作为产品数据源提供制造产品的EBom信息。CAPP将产品的设计要求与制造环境提供的可用制造能力相匹配，将产品设计信息转化为制造工艺信息，也就是EBom转化为PBom(工艺Bom）。通过CAPP规划电子产品组装的一级工艺路线、产品工艺过程卡，细化PBom属性信息、根据工艺要求优化PBom框架级流程、计算单台套工时信息，有时会针对一种产品根据产品特性、批量大小建立多个PBom。

为了提高生产计划排产水平，规范生产管理流程，解决项目间物资资源冲突，提高库存管理水平，实现成本准确核算，需通过ERP实现工艺、生产、物资、质量、财务等业务流程的整合优化，将企业的物流、资金流和信息流统一起来进行管理。特别针对科研与批量生产的混线生产模式，满足了多品种小批量、研产并重等为特点的企业资源管理要求。

所述制造执行模块，可实现以下任一功能：生产车间计划管理、高级排程管理、车间物料管理、工艺与质量管理、可视化交互。本发明中，MES由生产车间计划管理、高级排程系统（APS）、车间物料管理、工艺与质量管理、可视化交互终端组成。除了MES基本功能外，还需通过对生产线仿真生产线进行实时预测，以供优化决策辅助系统实时提出优化决策，由最终决策层来实施与发布优化执行命令。生产线仿真平台应对生产负荷预测、生产计划预测、工艺能力预测、以及产品质量预测。针对生产线的效率与设备利用率的提升，对单台设备、生产线设备间、多条生产线之间进行排产和优化。

所述监控与数据采集模块，可实现以下任一功能：设备状态采集、生产数据采集、质量数据采集、工艺数据采集。

本发明中，通过数据采集卡、设备连线、固定传感器、PC等途径，更及时精确地获取现场质量、进度信息，包括网络化一体化测试仪器、仪表，自动化拷机设备、自动化物流线、立体仓库、自动化印制板组装生产线的相关信息。做到对于设备状态采集、生产数据采集、质量数据采集、工艺数据采集。将制造过程中采集到的各项数据提供给系统进行分析、推理和决策，经优化后进行排产控制。

所述供应链管理模块，可实现以下任一功能：外协计划管理、外协质量管理、外协工艺管理。

电子产品存在大量的外协生产，如何实现对外协制造的精确控制是完成设计制造全过程信息闭环的关键。供应链管理系统基于扩散制造理念，构建可靠的制造组织模型，统一管理外协计划的生产过程，利用实物条码和信息采集技术，及时掌握、有效监控外协厂家的生产进度和产品制造参数。通过外协计划管理、外协工艺管理、外协质量管理过程最终实现所内外生产协同。

还包括信息云安全模块，所述信息云安全模块包括核心服务器安全模块、核心数据安全模块、高级邮件网关模块、桌面虚拟化模块。

本发明中，所述核心服务器安全模块：引入服务器安全防护系统，为公司的应用服务器、数据服务器以及文件服务器等提供专业的网络安全防护，同时还可以实现服务器以及应用系统的日志审计和服务器及系统的完整性监控，实时监控服务器系统及应用的举动。

所述核心数据安全模块：在终端数据安全方面，引入数据防泄密系统，严密监控PC以及服务器中的核心文件及其他数据，使这些数据文件不被恶意篡改、删除以及被动或者主动泄露。

所述高级邮件网关模块：引入高级邮件网关，可以为公司的邮件系统安全提供更全面的网络安全防护，拦截进入内网的病毒邮件、勒索邮件以及其他恶意邮件，解决邮件冒用等问题。

所述桌面虚拟化模块：使用桌面虚拟化系统替换传统PC，使得办公变得更加方便，即使在家或者出差，通过专用网络也能接入办公PC，集中管理、统一配置，使用安全，降低耗电、节能减排。

本发明构建了一套标准化、信息化与自动化深度融合的印制板组装智能制造生产线，实现在标准化设计、信息互联、自动化生产线及数字化车间等方面的融合，提高印制板组装过程的可制造性、生产效率和可靠性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过本领域任一现有技术实现。