优化表面贴装元件（SMD）生产的成本和质量，必须着眼于整体的生产方法。如今，只有把生产线和供应链作为一个整体考虑时，才能取得进展。工艺工程师的工作和专用工具的使用正变得日益重要。

近来，在对表面贴装器件生产的成本和质量进行优化时，需要着眼于整体生产过程。在过去，改良个别机器和选择内部工艺，也许已经绰绰有余，但是现在，只有在把生产线和供应链（从供应商到顾客）作为一个整体来考虑时才能够在这方面取得进展。工艺工程师的工作和专用工具的使用一天天变得更重要。

工艺工程师们都不喜欢听到这个，在过去，他们的工作一直是自己解决问题并且对紧急事件做出反应。当莫名其妙的问题出现，当废品率突然不可思议地剧增，或者，当质量和效率下降时，人们就找他们。在多数公司里，他们扮演的角色至今没有改变。

不过，在现代的表面贴装器件生产中，情况已经开始改变。价格竞争迫使各家公司主动地解决工艺方面的问题。在电子领域，技术上的飞速进步也要求工艺不断向前发展。例如，我们需要不断引进更小的（0201和 01005）和更复杂（μBGA）元件，或者环保的工艺，如无铅焊接。在与安全有关的领域，如汽车或者医疗设备行业，法律规定产品必须可靠，要求使用更复杂和全面的跟踪系统，对产品进行追踪。

图1 在推出新产品之前或者推出产品期间，有八道工序。有可能通过这些工序和正确的软件编程和工具节约成本。

在所有这些情况里，不仅仅是个别机器或者内部的工序在变化。整个生产过程——包括元件的选择、采购和储存，都必须改进和调整。因为，各公司再也负担不起传统的反复试验的方法了，电子产品生产中工艺工程师的传统角色，正在转变。

可预测成本和质量的生产工艺

工艺工程师的主要工作仍然是准备、执行和监视生产过程，但是，有了更高的要求。今天，工艺工程师必须在执行之前，能够准确地界定或者预测工艺上的这些改变会给重要的性能指标带来什么结果。

为了顺利地完成这些任务，作为工艺工程师，他的必须取得最高级的资格。他们热心于作出改进，他们还需要有明确的方向，开放，善于合作；作为工艺工程师，他要管理质量，要主动地编制计划，需要有很强的分析能力以及统计工艺管理（SPC）技术的知识。

兵器库在扩大

对于工艺的要求提高了，同时，可以使用的工具也在改进。对于数据的记录和收集，过去需要许多时间，现在可以由最新的机器和工具自动完成。稳步改进程序和提高效用， 可以帮助你分析大量的数据、自动监测最重要的工艺参数。 当工艺改变时，这些工具能够在数秒钟内计算出这种改变对整个工艺的影响。因此，工程师可以用数据模型和场景技术，在生产线以外对新工艺进行模拟，不必在生产线上进行反复试验。

用于产品生命期所有阶段的工具

产品的设计阶段。领先的技术供应商很早就认识到工艺技术将成为它的客户提高竞争力的重要因素。现在的一些新型贴片机有许多软件模块和系统解决办法，工艺工程师可以用来设计、控制和监测许多条生产线的SMT工艺过程。最重要的先决条件是，这些机器必须共用同一个软件和数据结构，它的接口是开放的，可以与其他系统连接起来。利用软件的功能──它们与产品使用期各个阶段的具体要求是相对应的，工艺工程师的工作就变得很简单。 站在产品设计阶段的层面上，在推出新产品时，这个方法就开始了。电路板的开发人员经过充分准备制定的设置和贴片程序，事实上可以避免出现问题：CAD数据和材料清单（BOM）可以自动写入，并转变为机器程序和安装说明。但是，如果只提供一块电路板样品时，会怎么样呢？通过软件，程序员可以把元件从数据库中调出来，用各种方法放到对样品扫描得到的图像上。软件自动产生贴片程序和材料清单。然后，用软件的帮助功能，在离线的情况下搜索丢失的元件或者没有放正的元件。

图2 现代化生产线改变的管理是从改变模块演变而来的，从需要几个人变成通过软件用智能的方法来改变。用目前的综合性软件工具，可以迅速有效地把产品订单分配给有生产能力的生产线。

推出新产品的这个过程，对电子产品制造商来说有很多好处。既不用占用机器，也不需要长时间专门测试和运行NPI生产线，大多数工作不是在生线线上进行的。使用软件的电路板检测方法加速了启动阶段，从第一次生产开始效率就很高。用软件完成的每一个变化，都会自动地反映在程序文件里。同时，使用者也能够确定程序参数、误差和极限的范围，在以后通过机器程序来监控和检查。

一旦贴片和安装程序通过离线测试，它们就可以直接下载到生产线上使用，不再需要用手工的传统方法调试机器。

磨合与成熟阶段

工程数据管理（EDM）是管理生产数据的强大工具。它把多生产线中央数据管理的优点和可以在生产线上改变程序的优点结合起来。结果加快了走上正常生产的速度。在生产线上做的所有改变都记录下来、编制成文件、作了说明并且自动发送给主数据管理系统。这些改变是否将加到中央数据库里，是由EDM的清除软件（clearing pool）来决定的。通过修改版本的历史和控制系统，有可能可以对工艺进行跟踪，作出所有的修正，并且把这些修正限制在具体的机器上。当数据从主数据库移出时，生产线上的专门的样板确定，对于每个产品，哪一部分贴片数据和安装程序是针对生产线的，哪一部分是针对主数据库的。这样，系统就能够保证由工程变更请求（ECR）而产生的程序上的任何改变，对所有生产线都是可以重复的，在执行这些变动时不会导致事故的发生。 生产进度。这些使工艺更安全和可靠的功能，正是工艺工程师所需要的。针对安装的软件有更多的优点。这个软件，不仅仅在更换产品，而且在生产中每次需要补充元件时，都能够通过条码对元件进行检查。同时，软件会帮助操作人员监控元件补充的情况，同时保证按照工艺的需要更换元件卷带并进行优化。

一旦生产走上正轨，工艺工程师就开始着手下一步的工艺改进。在这里，正确的软件同样能够提供非常宝贵的帮助。机器编制的报告提供了详细和深入的信息。举个例子，如果公司、生产线或者在生产轮班中有一班的废品率走向引起大家怀疑工艺中存在的缺陷是问题所在，那么，工艺工程师就能够对数据进行分析，一直到有关机器或者批量的数据。工程师也能够发现，任何一个工艺的修改是否产生了我们想要的结果或者在其他地方造成不希望出现的影响。

最后，花费时间的管理报告和编制主要性能指标（KPI）报告，差不多是完全自动实现的。软件不仅消除了差错，提高了报告的客观性，它还使工艺工程师可以花更少的时间在数字上花工夫，让他们有更多的时间去做他们最擅长的工作——分析和改进工艺。

维护保养和逐步淘汰

在产品生命期的这个阶段，工艺工程师使用同样的工具，但是程序监控和报告大部分是自动进行的。常规报告逐渐变成针对具体的目标群体（操作员、检验员、管理员、质量控制等）的需要进行编制，而且基本上是趋势报告。

逐步淘汰包括从操作系统中删除不常用的数据，为新数据腾出空间，改进系统的性能，不过，我们还必须保证可以在任何时候恢复使用这些数据。例如，历史数据可以帮助新产品加快形成稳定的工艺。

积极的前景

两个积极的发展趋势会使SMT工艺工程师感到欣喜。一方面，他们的工作对他们所在公司的利润正变更加重要。他们的工作集中在改进决定公司竞争力的因素上——也就是整个电子产品生产过程的成本、质量、效率和灵活性。

另一方面，机器制造商日益认识到这个发展趋势，并且用合适的工具提供支持。在开发方法活动反映了未来的主要趋势：以互联网为基础的工具和软件模块可以随时随地得到工艺和管理方面的数据。因此，使用优化专家会更加有效和经济，因为，他们能够远距离监控和管理各个工厂里的生产过程。 与此同时，支持网络的软件能够把原本分离的程序链接起来。例如，一位机器制造商的服务人员将可以远程访问系统，检查机器的状态和调整预定的维护周期。同时，在贴片机上的计数器可以直接连接到采购部门，甚至直接连接到供应商的订货系统上。

结论

由于人们越来越需要跟踪的能力，这也强烈刺激了SMT工艺与生产执行系统（MES）和企业资源管理（ERP）系统的结合。在这里，工艺工程师的工作是，在推出新产品阶段，提供适当的工艺技术基础，尤其是所需要的精确程度。把设置的确认和印刷电路板上的条形码标识结合起来，有些技术能够提供所有必需的数据，用于可靠地跟踪产品和元件。使用开放的XML接口，这个数据可以方便地传送到更高级的系统里。

将来发展的另一个核心理念是实时。系统和软件越来越需要实时地处理和提供数据，以便缩短所有层次的响应时间。这就要依靠工艺工程师把大量的数据收集起来，编制成便于管理和内容丰富的信息包，使他们对具体用户更加有价值。

*西门子公司的SIPLACE 平台。