產品數據管理（PDM）在PCB制前工程中的應用

高艷麗 郭永剛

（江南計算技術研究所，江蘇 無錫 214083）

對于現代制造企業，在其設計和生產過程中早已開始使用CAD、CAM等技術,雖然各單元的計算機輔助技術已經日益成熟，但各自動化單元自成體系，彼此之間缺少有效的信息溝通與協調，這就是所謂的“信息孤島”問題。如何打破這一局面，快速高效的實現信息交互溝通，已經成為提高效率，降低成本的關鍵所在。

1 PDM的思想

產品數據管理（Product Data Management，簡稱PDM）這一新概念在此背景下應運而生，它是以軟件技術為基礎，以產品為核心，實現對產品相關的數據、過程、資源一體化集成管理技術，其明確定位面向制造企業。

目前，發達國家的制造業基本實現了數據信息化，尤其在歐美地區的發達國家中，PDM的應用比較廣泛，也較為成功。據國外資料統計，實施PDM至少能降低工程成本10%，可縮短產品生命周期20%，減少工程變更控制時間30%，減少工程變更數量40%。同時可縮短新產品導入的時間，降低開發新產品的成本和新產品本身的成本，改進產品和服務質量。

如何將PDM應用在PCB生產制造領域，并使其適應企業設計與制造中的動態數據與過程的變化，這面臨著嚴峻的技術難題。PDM進行信息管理的兩條主線是靜態的產品結構和動態的產品設計流程，所有的信息組織和資源管理都是圍繞產品設計展開的，這也是PDM系統有別于其它的信息管理系統的關鍵所在。但目前大部分PCB生產制造企業的制前工程設計數據與CAM設計數據往往分布于各個單元，而產品的實際生產數據參數存儲于ERP系統，在這些數據的溝通協調之間任意一環出現差異，就會造成產品良率的損失甚至報廢。這些相對孤立的數據更無法服務于生產線做具體的數據分析。

2 PCB行業制前信息整合現狀

在制前工程設計方面， 市場已有Inplan、Ezplan、Engenix等制前系統產品，也有部分企業直接通過Excel表格進行制前數據制作，也可以滿足產品設計的基本需要；在CAM制作方面以Genesis2000為主流操作軟體，相當一部分企業自行撰寫了適用于廠內自動化程序（腳本），其中以板框Tooling和鉆孔輸出程序較為典型，然而這些自動化程序大多不成體系，且管控上也需要編寫大量的說明文檔，未能與制前數據做到無縫連接；且CAM制作時數據需要二次輸入，造成大量的冗余數據和人為錯誤；工程問題檢查與客戶詢問過程則多以Office工具配合E-mail進行溝通記錄，未實現真正意義上的電子信息化，不能有效的管控問題的檢查和問題回復后的執行狀況；在生產工具方面無統一的管理系統，對于數據更新及版本得不到有效徹底的管理控制。

3 TopPDM產品簡介

由無錫東領電子有限公司研制開發的TopPDM系統， 在很多方面解決了當前PCB生產制造領域數據整合的問題，很好的體現了PDM在PCB制造行業應用的新趨勢，新思想。

TopPDM系統首先將企業現有的所有產品數據統一管理，逐步建立覆蓋企業的生產數據平臺，構建產品數據庫，加強對已有產品數據的重復利用，加快新產品的導入速度，同時釋放工程人員的大部分精力，使其能夠投入到創新工作中。在產品數據管理和數據共享的基礎上，制前設計人員與CAM設計人員將在統一的數據環境下協同工作，同時設計部門與工藝、制造在共享的環境下實現并行工程；PDM在產品的生產過程中對產品數據進行版本管理，保證所使用的都是正確的版本，保證了工程更改后的生產工具版本完整可控。從企業的信息化規劃來說，PDM將作為至關重要的一環串聯起產品上下游的數據，與制前設計、CAM數據平臺和ERP生產管理平臺一起搭建企業的數字化管理平臺。

其整體產品線構成一套完整的PCB產品數據管理解決方案體系，包括工程數據管理，工程資料制作到生產數據和生產工具的控制。該產品倡導設計數據與生產數據的無縫鏈接,基于此動機，TopPDM產品線共享同一個核心的功能平臺，一些功能模塊與制前設計相關，另一些功能模塊則傾向于生產工具制造，然而整個數據庫與用戶界面形成有效的統一體，以此打破了設計與生產制造之間固存已久的溝通連接障礙。在穩固制前產品的同時開發出與產線連接并具有質量分析功能數據庫的產品，能夠為數據收集，取樣，分析帶來極大便利，能夠即時準確的生成最適合產品的生產參數及質量指標。

TopPDM產品主要分為如下幾個功能模塊見圖1。

3.1 可定制的標準化作業流程

從目前統計到PCB制前設計錯誤分布來看，由于缺少標準化的作業流程和作業方式導致的人為錯誤占整個錯誤總數的70%以上。引入TopPDM系統后，將不同類型產品的CAM制作流程定制在系統中，CAM作業員要完成這個料號，必須完全按系統流程制作，不會出現遺漏和不規范操作，實現標準化的作業流程。同時，作業員可以無需再記憶種類繁多的復雜的規則細則內容，作業員在操作過程中的考慮重點也會從判斷該不該做這項操作，轉變成這項操作的結果有沒有達到預期的要求。這種轉變將大大提升作業效率和完成的品質。

3.2 流程在線幫助，縮短新人培訓周期

功能優勢：（1）在線作業指導；（2）提高培訓品質；（3）縮短培訓周期。

流程中的每步操作都有在線幫助文件，新人作業可以邊做邊學，同時，標準化的作業流程對于新人也容易接受，完全按制訂好的流程做，遇到不知怎么做先看幫助文件，不會再出現顧此失彼，丟三落四的問題，將會大大縮短培訓周期。

3.3 全流程腳本的實現

TopPDM系統將標準CAM作業流程中的多數操作用腳本來實現，且腳本運行選擇可以自動與MI指示建立鏈接，人工要做的只是檢查完成的結果是否滿足預期的需求。

3.4 工程問客系統及CAM作業指示

此項目內容包括，建立料號工程問客系統，工程問客庫管理，CAM作業指示系統。 工程問客庫建立可以設定相關檢查項目， 系統中可以針對不同的客戶的要求確定不同的檢查項目，可以方便快捷的對相同客戶多次問客的同類問題進行總結。問客單區分版本，多次問客可以自動隱藏已回復OK項目，客戶所有項目回復后，可以將所有結果綜合打印在一張問客單上，簡單明了。問客單回復的結果可以與MI指示項目建立動態聯系，從而聯系鏈接到CAM相關操作流程步驟中，省去繁瑣的人工轉化流程。見圖2。

3.5 料號管理系統

此項目內容包括，料號進度管理，規格管理，料號報告定制和自動備份。作用是新增編輯料號；通過連接料號有關模塊，查看料號制作的進度；依據廠內規則和客戶規則，管理料號的制作規格，指導MI和CAM作業； 自動備份所有被更改和新建的料號，并可以查詢備份的報告。

3.6 工具模塊

此項目內容包括，底片、LDI、噴印數據、AOI文件等申請和自動輸出。作用是自動輸出已經被審批過的工具申請。該模塊可以簡化當前的流程，減少來回溝通次數，減輕工具輸出壓力。

3.7 MI自動產生

根據料號的屬性和規格，自動產生料號的生產流程，備注每站的注意事項。 并且由于和CAM系統的無縫連接，可以根據Genesis系統中的孔貫穿層，自動區分板結構，建立不同的流程，自動將CAM后需要提供產線指導生產的信息（如電鍍面積，線寬/間距等）帶入MI相應流程站別的參數項目中，避免手動輸出和輸入帶來的錯誤。

3.8 與ERP等企業管理系統的鏈接

TopPDM獨特的數據采集和數據存儲管理系統，使其可以方便地與ERP等企業管理系統有效鏈接，信息傳遞無障礙。

綜上所述，作為一種蘊含著產品數據管理思想的系統，TopPDM可以在PCB制前工程的內部流程中建立有效的持續改進循環體系，其內容包括MI數據源，CAM指示及制作結果輸出，內部管理數據收集，各單元之間可以做到無縫鏈接，為整個制前設計提供一個統一的數據管理平臺，從而縮短制前設計周期，更好的為客戶服務，輔助產線優化制程能力，提升良率。