理想的MPPS必须能够支持从设计到量产的整个组装制造过程。这种系统的关键要素包括：开放的架构；接受多端输入(例如BOM和CAD数据)的能力；汇总报告与文档记录；应用于DFX的制造工艺模拟(MPS）;固定设备的输出／模板生成；以及组装设备编程和优化(见图1)。

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促成工厂内各部门的协作足减少管理费用、理顺制造工艺过程，并由此消除工艺瓶颈、人为错误和无效劳动的关键。一旦资料按照智能化的格式集中并储存起来，就很容易输入企业资源计划(ERP)和制造资源计划(MRP) 系统中，供采购与计划部门，以及制造或产品制造工艺部门使用。工厂各部门可以通过设计良好的网络或PDM软件获得这些数据，凭借这类网络和软件，制造工艺和物流数据就可轻松输入不同硬件厂商的软件之中。这类网络也可把不同部门的设计的数据和知识传输连成一个整体(见图2)。

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实际上，许多组装制造商希望通过采用一种具有所有制造工艺性能的集成系统来把各种操作连成一个整体。比如，制造／产品工程师愿意迅速地采用DFX分析和仿真技术来评估新设计的可制造性，在生产现场确定可能影响产出率和返工性能的任何可能发生的工艺瓶颈或设计问题，从而不仅产生可以减少组装生产时间的优化程序，而且凭借这同一套系统进行自动、精确地记录，减少错误和返工的发生。现在大多数制造商都采用“单点解决方案”，试图解决不同的工艺瓶颈和满足特定的功能需求。这样一来造成的结果是，依赖于多家厂商，产生导致数据一致性问题的接口方面的问题，工厂的软件过时，不可升级的软件包必须靠购买新软件来替代，必须雇用了解这些不同工具的工程师，同时对工程师进行再培训，每年增加对每个厂商的维护成本。

另外，合约制造商可以从BOM数据的标准化中获益不浅，因为他们的客户总是提供不同的BOM格式，而大多数ERP／MRP系统在输入这些非正式的、不一致的数据集时，往往力不从心。

CAD／CAM／CPL转换

对所需设计数据进行轻松处理，关键在于能够自动输入不同的EDA／CAD系统，并支持如Gerber、IPC-D-356和Excellon Drill一类CAM低级格式。除了这些格式之外，系统还必须具有基于模板的界面“教会”系统如何辨识任何格式的元件贴装清单(CPL)。凭借这一数据集，系统将CPL、EDA／CAD数据的信息与Gerber／Excellon结合成一个数据库，从而实现对电路板的真正模拟。

BOM／AVL／AML管理

能够从新产品中自动输入、清除并组织BOM文件，对于MPPS十分重要。需要采用电子数据表样式的图形用户界面(GUI)的基于模板的强大的BOM管理模块，来处理设计中心提供的几乎有着无穷可能性的BOM文件。大多数“单点解决方案”有一系列固定的BOM模板，不能加以修改或增强。有些方案则只接受一到两种固定格式，用户在引入任何组装CAM系统之前必须对输入的BOM进行人工编辑。系统应该具有能够提供处理不同的输入格式的柔性的BOM管理模块，保证用户可以编辑模板，或者为新客户创立新模板。

生产制造工艺

在这一阶段，生产／产品工程师应该对数据集进行检查，确定组装在工厂现场的路线，决定采用何种工艺和化学类型，试图明确工艺瓶颈之所在，并评估可能影响组装生产的成本／产出率因素。

MPPS必须推进以上活动的进展。全面的DFX为生产工程师提供了对电路板的真实模拟，从而能够自动确定有问题的区域、工艺瓶颈以及改善产出率的机会所在(见图3)。

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在这一阶段可以实施的DFM分析涉及范围一般包括：

·确认与元件引脚和焊接约束条件相关的焊盘覆盖面、焊接掩模及焊膏。

·分析与元件、邻近形状特征和焊接掩模开口相关的贴装基准目标。

·分析元件测试点密度以及测试点周围的密度。

·为保证最优化的焊膏用量和覆盖面进行模板设计，从而不必担心如墓碑现象和桥接这类问题引起的后果，它们会导致严重的工艺瓶颈，大大影响产出率。

·确定引脚接触区域、元件间距、引脚的数量与类型，以及它们与焊接覆盖面相互关系如何，对于确定时间延迟和返工以避免下游发生问题足至关重要的。

组装管理

在MPPS中，关于生产线制造工艺和元件组装管理有几个关键方面，包括：

·采用以规则为基础的方法，把元器件分配到适当的工艺或机器上的全面的综合性工具。

·以次序和元件进料器设置为基础的，用于生产线平衡和优化的复杂算法，可以减少组装线上的生产时间。

·建立单一的、集中的零部件库，即使组装线混合了多家厂商产品，也不例外。

·轻松有效地管理技术参数的能力，如CAD-NC转换的元件旋转值及元件偏移量，以保证在保持生产条件的情况下产量最高。

每百万次机会缺陷(DPMO)，可用于在统计数据的基础上做决策，DPMO=(缺陷数／机会数)×10⁶。它凭借历史数据为工程师提供了机器和工艺的局限何在。

尽管市场上有各种各样的“单点解决方案”，但真正的MPPS应该采用BOM管理、DFX分析、模板设计以及整个制造工艺过程中所用的相同的一致的数据集，以尽量减少错误发生，确保数据不致丢失，不增加多余的制造工艺任务，特别是在涉及设计中心需要变化制造工艺的情况下。支持多家厂商产品的混合生产线对于真实的生产线模拟和生产结果的最优化至关重要。只有在系统能够模拟生产线，机器的每个真实运动过程都在软件中建立模型时，产量的增加才可能真正实现。模拟应该可以离线实现，这样在整个工艺优化过程中生产工作就不致受到干扰。真正的MPPS还应该支持输出到各种不同的测试设备上，包括AOI、X-射线和在线测试(ICT)设备。

记录文件生成

组装与检测记录文件(SOP)足用来指导工厂现场操作人员的。MPPS必须能够自动生成并提供进料器设置信息、检测点指令和元器件预备等详细情况，它们是以贯穿制造工艺全过程中所用的相同的中心数据为基础的。整个工艺流程应该通过单一的文件表现出来，这样就免却了管理纷乱文件的麻烦。

操作人员在无纸化的工厂环境中，通过文件观察器可以获得全智能化的产品和设置信息。这些观察器应该包括元器件搜索、部件信息检视和色彩编码等功能。文件中经色彩编码的页码也可打印出来，以适应非无纸化环境(见图4)。

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中小型组装制造商可能认为MPPS只适用于大型制造商。事实上，MES的一大关键特点就是可伸缩性。选择低端的单点解决方案，也许可以短期内满足组织的需要，但以中长期的眼光看可能意味着要额外增加成本、工艺过程效率不高，以及当前投资的浪费，因为随着公司的发展，就需要用更多的投资来购买额外的、更现代化的工具。解决的办法就是，中小企业制造商起始采用更小配置的MPPS，然后根据需要增加更多的性能。

结论

MPPS通过释放工厂现场生产设备的使用时间，同时减少人员的使用，可以直接改善收益率。加快推出新产品、制造工艺和实施新工艺的速度，可以释放制造和工艺过程的时间，可用于生产更多的组件，不需相应增加人员或投资更多设备，就能增加收益。要有用同样多的机器制造出更多组件的能力，相应地要求更快、更高质量的记录文件的创立，同时减少错误的发生机率，而采用更精确的BOM管理，将减少返工的潜在可能性并增加产出率，对收益率发生积极影响。