PCB成本数据智能搜集的应用研究

张 豪 丁 建 李云萍

（博敏电子股份有限公司电子 薄膜与集成器件国家重点实验室梅州HDI工程部， 广东 梅州 514768 ）

0 前言

由于公司在生产及报价时需要计算生产成本，故需要搜集大量的工艺参数及成本数据进行汇总及分析，之前部分数据需要人工导入相应的CAM软件中进行计算，耗时且效率低下。故开发相关联的程序模块：（1）计算并搜集相应的参数；（2）上传指定的数据到ERP（Enterprise Resourse Planning的缩写，企业资源规划）数据库中；（3）ERP根据数据库中的数据生成报表；（4）设计商业智能模块相应分析数据，得出精确而全面的数据。由系统定时自动而快速的搜集相关数据，为有效节约公司成本提供数据依据。

1 数据搜集

1.1 CAM350总孔数

1.1.1 现状分析

由于之前外协加工单的孔数是按照genesis2000（PCB的CAM软件）的钻孔信息生成的，而外协厂商是以CAM350软件（一种计算机辅助制造软件）统计孔数的，造成外协加工单的钻孔孔数与外协厂商的不一致（正常情况下槽孔在genesis2000中的个数是按条数计算，CAM350是按照孔密度计算出具体需要钻出多少个圆孔，而公司与外协厂商的合同中是按照CAM350算法对帐），以致使每次财务对帐时都将外协加工单给到工程部，工程安排人员手动回读外发时的钻孔文件，在CAM350中读出孔数，然后手工抄到外协加工单上，财务再次按照手抄的数据重新对帐，往返操作，浪费大量人力成本。

1.1.2 计算函数模块

针对原genesis2000的孔数与外协厂商不一致情况，专门设计计算公式，应用perl（Practical Extraction and Report Language的编写），是一种功能丰富的计算机程序语言）语言编写计算函数，做到计算的孔数和外协厂商在CAM350中提取的一致。

（1）设计计算公式

①重叠值公式（注：r为槽孔半径）

②求CAM350孔数公式：Total = ( Len/ lap + 1 ) × n（注：Len为槽孔两端中心到中心的长度、lap为重叠值公式计算出的重叠值、n为槽孔条数）；

（2）编写槽孔孔数计算函数

应用设计的计算公式及perl语言中指令编写槽孔孔数计算函数（如图1）。

（3）汇总机械钻带的总孔数

单一孔径总孔数 = 圆孔数 + 槽孔孔数

钻带中总孔数 = 所有单一孔径总孔数相加求和

按照以上公式运用perl语言计算出用于计算成本的CAM350总孔数。

1.1.3 创建相关栏位

在ERP中创建“基板厚度”、“最小钻头”、“CAM350孔数”、栏位（如图2），用于存放相应的参数值。

1.1.4 上传关联数据

将计算出的CAM350孔数及外协时所需的参数通过编写上传模块上传到ERP对应的参数栏位内。供ERP导出外协加工单时按照工程提供的参数直接生成。

1.1.5 设定上传节点

搜集CAM350总孔数模块设定在审核人员归档

图1 CAM350槽孔孔数计算函数代码图示

图2 ERP中新建参数栏位

TGZ（TGZ是以tar.gz为扩展名的一种压缩文件，“归档TGZ”是在工程制作当中设计的一个流程环节）时自动运行此功能，将获取的参数项上传到指定的ERP栏位中。

1.1.6 生成外协加工单

根据ERP中外协申请记录、最小孔径、CAM350孔数、基板厚度、最小钻头等信息自动生成外协加工单（见图3）。

1.1.7 搜集CAM350总孔数小结

通过编写相应的程序模块将外协加工单所需的参数在输出TGZ时自动上传到ERP的数据库，在申请外协时自动生成外协加工单，有效达到以下效果：

（1）提供参数项目的值同外协厂商通过CAM350软件查询的孔数及相关参数一致，无须每月月底二次对帐，有效解决了原本公司与外协厂商对帐时孔数不一致的问题；

（2）在输出TGZ时一并上传相应数据，省掉另外将钻带文件导入CAM350软件里查询孔数及手动记录数据的环节，提高了搜集CAM350总孔数及相关数据的效率。

（3）系统性的处理及解决问题有效降低了出错机率，大幅提升孔数及相关数据的一次准确率，准确程度接近100%。

1.2 电铣铣程

1.2.1 目前现状分析

针对小于50.8 mm的短槽，公司与外协厂商合同中是按照短槽的个数对帐，而ERP中只有铣程，需手动将电铣程式回读到CAM350软件中用测量工具逐个量出短槽的个数，浪费人力成本且时效性差。原操作流程：（1）用genesis2000软件输出电铣程式；（2）将输出的电铣程式导入cam350软件内；（3）执行CAM350当中的测量铣程指令逐个测量铣槽的长度，手动计算出短槽的个数（图4）；（4）将短槽个数录入到ERP数据库中。此种方法动作繁琐，效率低下，容易出错。

图3 开料钻通孔外协加工单

图4 手动计算短槽个数流程图

1.2.2 设计上传铣程方案

为了解决这一问题，根据实际情况开发自动上传电铣核算铣程功能模块，具体开发步骤如下：

（1）介定规则

公司与外协厂商达成协议，核算规则调整为：①计算小于50.8 mm；短槽的个数及短槽的长度；②对帐时统一以核算铣程为准，核算铣程计算公式设定为：核算铣程＝基础铣程-ERP中的pnl短槽总长度（m）+槽孔个数（pnl）×50.8/ 1000铣程单位为m。

（2）编写上传关联铣程模块

①上传基础铣程。编写程序模块，根据实际制作的电铣程式，后台计算出铣程信息并上传到ERP的数据库中（如图5）。②上传短槽个数及pnl短槽总长度。开发上传短槽个数及pnl（panel的缩写，实际PCB厂在制作PCB时的作业板）短槽总长度模块：具体步骤如下:

（A）运行genesis2000软件，以set（set就是出货单位。也就是成品。一个set中可能只有一个单只（pcs，也称unit），也有可能有多个单只）为单位，输出电铣程式。

（B）解析电铣程式，计算出set短槽的个数及长度：解析模块步骤（如图6）；解析程式说明（如图7）：短槽长度计算拆解

通常短槽存在几种：走单刀的直线短槽，此种直接计算短槽链的长度（如图8）；

图5 ERP中电铣基础铣程

图6 解析模块流程图

图7 解析电铣程序说明图

图8 单刀短槽图（左：效果图;右：骨架图)

②方槽（包括正方槽及长方槽），此种槽长为组成方槽链长度的总合（如图9）；③异形槽，槽长为组成异形槽所有链的总合，通常包括铣直线与铣弧（如图10）。（3）从panel step中获取set的拼版个数，计算出工作板的短槽个数。（4）自动上传至ERP数据库，供计算核算铣程使用。

图9 方槽图（左:效果图; 右：骨架图)

图10 异形槽拆解图

1.3.1 生成外协加工单

（A）根据核算铣程计算公式（公式见1.2.2中）计算出核算铣程；

（B）从ERP中获取外协申请中的生产型号、规格、数量、面积、基板厚度、压合厚度及公差、核算铣程、板材厚度自动生成电铣工序的外协加工单（如图11）。

2.2.3 搜集电铣铣程小结

通过开发计算并上传电铣铣程，ERP自动生成电铣外协加工单有效的省略了人工核对电铣铣程的工作，并避免了因核算失误而导致多算或少算的现象。新方案产生的效果明显，具体体现在以下方面：（1）上传电铣铣程的模块绑定在输出电铣的节点，即上传电铣铣程相应的参数不用人工参与，在输出电铣程式时自动生成并上传ERP；（2）完全省掉将输出的电铣程式回读到cam350软件，人工运用指令逐个数出短槽个数的环节，大幅提高工作效率；（3）设计核算铣程公式、ERP自动生成外协加工单，使生成的铣程更为合理、准确度更高；（4）此方案已导入一年时间，根据实际使用效果未出现计算错误现象，能够满足执行简单、数据正确、效率大幅提升的效果。

图11 ERP图

2.3 印制插头数据

原财务与外协厂商核对镀印制插头的面积、条数、印制插头内斜边、外斜边的条数，均为财务将外协加工单给到，工程人员手动调出工程资料进行查询，再写到外协加工单上给财务对帐，人工操作动作繁琐，且易出错，浪费人力。

2.3.1 设计解决方案

（1）针对印制插头面积服务器在每天24 h自动运行上传面积程序模块，将相关的金手指面积上传到ERP数据库。

（2）印制插头条数原手动查询调整为和外协厂商达成协议，介定用镀印制插头的面积为7mm²（以单pcs双面数的总和为准）。在ERP中创建栏位“pcs印制插头数（条）”（如图12），将参数在上传面积时自动带出，省去人工查询环节。

（3）印制插头内斜、外斜条数，在ERP中创建“斜边方式”栏位，制作MI人员根据客户要求录入“内斜”或“外斜”参数。

（4）ERP自动根据工程提供的镀印制插头的面积、条数、斜边方式（若需斜边）等参数，生成外协加工单（如图13）。

2.3.2 搜集印制插头条数小结

通过设计计算工式，创建ERP栏位，自动生成镀印制插头的外协加工单，省去原打开TGZ文件人工数印制插头条数的环节，提高了数据搜集的效率，有效降低出错机率。

2.4 表面处理面积

2.4.1 现状分析

图电、化金、化学银、铅热风整平等以及表面处理面积数据在实际生产中也是需要提供的，是安排人员运行程序上传，需占用人力。现调整并实施新的做法，省去人为参与部分，利用系统后台处理并上传相关联的参数。

2.4.2 具体实施步骤

（1）编写自动上传面积模块在genesis中计算相应的面积，并将相应的参数上传到ERP的数据库中，化学银与沉锡制板以set为准上传面积、其它制板以pnl为准上传面积。

图12 框内为新建的"PCS金手指数(条)

图13 镀印制插头工序外协加工单

（2）审核人员将CAM资料确认正确后TGZ归档时，系统自动将信息上传到数据库中的《TGZ输出记录》表中，设置“uploading_staus”字段的状态为空，以备后序上传面积时判断上传状态。

（3）此模块设置在每天24 h定时执行，根据审核人员输出TGZ的记录。当“uploading_staus”字段的状态为空时计算并上传面积，上传完成后将状态更新为“已上传”（如图14）。

1.4.3 表面处理面积搜集小结

（1）通过开发上传面积模块及关联模块整合，由原来的需要人为参与升级为由系统自动运行，同等达到人为操作的效果，以达到节省人力效果。

（2）上传面积的计算占用系统资源非常大，故将自动上传时间调整为每日的24 h（这个时间电脑使用频率低或处于空闲状态），从而充分的利用了公司的资源，将有限资源最大化。

（3）系统根据《TGZ输出记录》的“uploading_staus”字段的状态运行上传面积子程序模块，从而有效避免漏上传相关面积的问题，保证ERP参数的完整性，为产线生产及计算加工成本提供了有力保障。

2 商业智能

商业智能模块，将ERP数据库中的后台数据按要求整合，按照一定的规则进行查询、生成excel报表，供产线及成本会计部使用。

2.1 ERP前端查询

设计查询窗口，可以将前期上传的基础数据，按照选择的不同报表及设置的条件进行查询（如图15），选择需查询的项目，并设置查询的日期范围，“执行”后即可生成需查询的内容（如图16）。

2.2 导出excel

根据后台基础数据的字段，前端可以自定义所需excel的列（如图17），根据设置自动生成excel。（如图18）。

图14 TGZ输出记录及面积上传状态

图15 可查询数据列表

图16

图17 自定义设置excel格式窗口

图18 梅一常用物料之消耗之化金盐

图19 按月分析金盐面积折线图

2.3 数据分析

根据不同类别数据类型建立分析类库，使相关人员可以简单明了的查看不同时段数据的变化情况，根据数据的变化优化或调整即定方案（如图19）。

3 结论

（1）通过建立相应的数据库、编写相应的上传数据模块、设置不同情况的上传数据的节点，形成一个完整的自动上传数据系统。实现了外发数据的自动搜集。从而省去了人工查询的繁重工作，提升了录入数据效率，方便了财务对帐。为公司创建智能数据搜集提供了有效的基础数据。以达到ERP生成外协加工单时能够带出需要的数据，提高了数据的准确性。有效杜绝了公司与外协厂商提供参数不一致的现象。

（2）数据查询模块，将搜集的数据按照用户的需求自定义不同模式进行查询;导出excel，根据设置的时间区间及所需的字段导出excel供工序及财务使用，使相关人员获取数据更加简单快捷；数据分析，根据已上传的基础数据，以折线图的方式显示出来，以方便阶段性观察及分析相应数据的变化状态，以便提醒相关人员分析变化原因，及调整因时间及环境变化而需优化或调整的方案。