China- to corn ◆第2章大规模定制的展望◆ 些唯一的条形码编号是连续的,它简化了条形码的刻制或 印制。当条形码第一次在PCB组件中被读出的时候,该唯 的编号就与当前的工序固定地联系起来。从这个时候开 始,该条形码编号将会调用PCB组件的CNC程序、手工组 装的说明、包装信息和运输指令 3.印制电路板组件的柔性制造 大多数印制电路板是由可编程的自动设备进行组装的, 该设备将那些应该嵌入的元件插入底版中,或者将表面组 装元件安放在底版上面。在大多数制造过程中,这些通用 设备既可以用于单件生产,也可以用于批量模式,不过用 于更换零件、夹具和编程的停工时间开销很大。但是,这 些计算机控制的电路板组装设备能够根据客户的不同需要, 设置组装程序,插接不同的元件。印制电路板组件为使用 现有设备实现自动化定制生产展示了重要的机会! 为了使PBC的组装具有柔性,减少加工中的辅助工作, 必须遵循以下一些规则 (1)所有底版都应该是相同规格(相同的形状要素) 的,应该有相同的工艺孔,以减少装夹时的调整。另外 种办法是,可以使用通用夹具安装不同规格的底板。 (2)产品族中不同元件的数量不得超过机床零件箱的 存放能力。这取决于元件的标准化,在第5章中将对此加以 论述 (3)所有程序都应该能够迅速地从文件服务器中下载 对于这种仪器,所有的底板都具有相同规格,所有的 元件都可以固定地存放在机床零件箱中,可以快速地从订
些唯一的条形码编号是连续的，它简化了条形码的刻制或 印制。当条形码第一次在 P C B组件中被读出的时候，该唯 一的编号就与当前的工序固定地联系起来。从这个时候开 始，该条形码编号将会调用 P C B组件的C N C程序、手工组 装的说明、包装信息和运输指令。 3. 印制电路板组件的柔性制造 大多数印制电路板是由可编程的自动设备进行组装的， 该设备将那些应该嵌入的元件插入底版中，或者将表面组 装元件安放在底版上面。在大多数制造过程中，这些通用 设备既可以用于单件生产，也可以用于批量模式，不过用 于更换零件、夹具和编程的停工时间开销很大。但是，这 些计算机控制的电路板组装设备能够根据客户的不同需要， 设置组装程序，插接不同的元件。印制电路板组件为使用 现有设备实现自动化定制生产展示了重要的机会！ 为了使P B C的组装具有柔性，减少加工中的辅助工作， 必须遵循以下一些规则： （1）所有底版都应该是相同规格（相同的形状要素） 的，应该有相同的工艺孔，以减少装夹时的调整。另外一 种办法是，可以使用通用夹具安装不同规格的底板。 （2）产品族中不同元件的数量不得超过机床零件箱的 存放能力。这取决于元件的标准化，在第 5章中将对此加以 论述。 （3）所有程序都应该能够迅速地从文件服务器中下载。 对于这种仪器，所有的底板都具有相同规格，所有的 元件都可以固定地存放在机床零件箱中，可以快速地从订 ◆第2章 大规模定制的展望◆ 37 下载
China-pub.c 下载 ◆第一部分综述◆ 单登录数据库中下载程序。通过把各种功能集成到标准超 大规模集成电路(VLSI)芯片和针对企业的特定用途的集 成电路( ASICS)中,使元件的数量减至最少。 4.专用集成电路 有一种元件可以被自动地安装在电路板上,它是针对 特定企业或者针对特定产品的集成电路,它被称为专用集 成电路(ASIC)。ASIC通常被认为仅适用于大批量生产的 产品,它可以通过减少待组装元件的数量,简化组装的过 程,提高质量和可靠性。产品的质量取决于质量等级(合 格零件百分比)的a次幂(a代表产品中的零件数)。1例如 将50个独立的集成电路合成为一个ASIC,使指数从50降到 1,其结果是使质量得到了巨大的提高。如果集成电路的质 量等级是999%(每100万件中有1000件废品),那么未合 成时,质量将降低到(0.999)0,或者说合格率为95.12%, 这表明质量下降了5%。用一个ASIC代替50个芯片,将使 品质量提高将近5%(合格率为(0.999)=99.9%)。多次 使用ASIC或VLSI设备,将使质量有明显提高。 可以将多个企业产品的估计需求集成在一个(或几个) 针对特定企业的ASIC中。即使每个产品只使用1/4的ASIC, 所有这些产品仍可获得装配和质量方面的效益。另外,这 种ASIC的订货数量将是单一用途的ASIC订货数量的4倍, 从而使其处于小批量生产的范围内。将许多功能集成在 起节省了电路空间,并能将所有电路安置在一块电路板上, 同时也减小了电路板的体积并简化了电路板的包装 基于产品族的ASIC甚至可以采用由几个标准层和一个
单登录数据库中下载程序。通过把各种功能集成到标准超 大规模集成电路（ V L S I）芯片和针对企业的特定用途的集 成电路（A S I C s）中，使元件的数量减至最少。 4. 专用集成电路 有一种元件可以被自动地安装在电路板上，它是针对 特定企业或者针对特定产品的集成电路，它被称为专用集 成电路（A S I C）。A S I C通常被认为仅适用于大批量生产的 产品，它可以通过减少待组装元件的数量，简化组装的过 程，提高质量和可靠性。产品的质量取决于质量等级（合 格零件百分比）的 a次幂( a代表产品中的零件数）。1 例如， 将5 0个独立的集成电路合成为一个 A S I C，使指数从5 0降到 1，其结果是使质量得到了巨大的提高。如果集成电路的质 量等级是9 9 . 9％（每1 0 0万件中有1 000件废品），那么未合 成时，质量将降低到（ 0 . 9 9 9）50 ，或者说合格率为9 5 . 1 2％， 这表明质量下降了 5％。用一个 A S I C代替5 0个芯片，将使 产品质量提高将近 5％（合格率为 ( 0 . 9 9 9 )1= 9 9 . 9％）。多次 使用A S I C或V L S I设备，将使质量有明显提高。 可以将多个企业产品的估计需求集成在一个（或几个） 针对特定企业的A S I C中。即使每个产品只使用 1 / 4的A S I C， 所有这些产品仍可获得装配和质量方面的效益。另外，这 种A S I C的订货数量将是单一用途的 A S I C订货数量的 4倍， 从而使其处于小批量生产的范围内。将许多功能集成在一 起节省了电路空间，并能将所有电路安置在一块电路板上， 同时也减小了电路板的体积并简化了电路板的包装。 基于产品族的A S I C甚至可以采用由几个标准层和一个 38 ◆第一部分 综 述◆ 下载
China- to corn ◆第2章大规模定制的展望◆ 针对特定产品和产品组的“定制层”组合的方式来进行定 制。ASIC的优越性还在于,其制造过程实质上是不可逆的 所以产品很难仿制。产品中的ASIC使你的竞争对手无法进 行“复制”。 该设备中有一种ASIC,它覆盖了所有仪器的许多常规 功能。因为几个条生产线都要用到这种芯片,所以,订货 的数量足以满足投资需要。 5.插槽和连接器 利用自动焊接在电路板上的插槽和连接器,可以将产 品进一步升级、扩展或定制。固件可以插在兼容的插槽里 (参见223“在线固件编程”)。同样,存储器可以在制造过 程中安装,也可以在以后由客户或由分销商添加。连接器 可以用来定制标准“母板”中的可定制的“子板”。可以 把升级和扩展的“子板”连在这些连接器上。多用途的子 板连接器可以通过增加新功能和新技术来延长产品的寿命 该产品为固件提供了一个可编程只读存储器(PROM) 插槽,为存储器提供了SIMM插槽,可以在SIMM插槽中插 入,或者以后再加入不同数量的存储器。另外,主处理 也是插入式的,这样,可以利用电路内部的仿真程序进行 调试,而且以后还可以升级。为现有的子板准备了一个连 接器,为将来可能用到的子板准备了另一个连接器。 6.自动焊接 如果在这种生产过程中的电路板具有相同的大小和厚 度,那么,无需改变工艺参数就可进行自动焊接,用“波峰 焊接”设备焊接插入式元件,用“回流焊接”设备焊接表面
针对特定产品和产品组的“定制层”组合的方式来进行定 制。A S I C的优越性还在于，其制造过程实质上是不可逆的， 所以产品很难仿制。产品中的 A S I C使你的竞争对手无法进 行“复制”。 该设备中有一种A S I C，它覆盖了所有仪器的许多常规 功能。因为几个条生产线都要用到这种芯片，所以，订货 的数量足以满足投资需要。 5. 插槽和连接器 利用自动焊接在电路板上的插槽和连接器，可以将产 品进一步升级、扩展或定制。固件可以插在兼容的插槽里 （参见2 . 2 . 3“在线固件编程”）。同样，存储器可以在制造过 程中安装，也可以在以后由客户或由分销商添加。连接器 可以用来定制标准“母板”中的可定制的“子板”。 可以 把升级和扩展的“子板”连在这些连接器上。多用途的子 板连接器可以通过增加新功能和新技术来延长产品的寿命。 该产品为固件提供了一个可编程只读存储器（ P R O M） 插槽，为存储器提供了 S I M M插槽，可以在S I M M插槽中插 入，或者以后再加入不同数量的存储器。另外，主处理器 也是插入式的，这样，可以利用电路内部的仿真程序进行 调试，而且以后还可以升级。为现有的子板准备了一个连 接器，为将来可能用到的子板准备了另一个连接器。 6. 自动焊接 如果在这种生产过程中的电路板具有相同的大小和厚 度，那么，无需改变工艺参数就可进行自动焊接，用“波峰 焊接”设备焊接插入式元件，用“回流焊接”设备焊接表面 ◆第2章 大规模定制的展望◆ 39 下载
China-pub.c 下载 ◆第一部分综述◆ 组装元件。为了在焊接阶段避免改变工艺参数,电路板必须 具有相同的厚度和尺寸,或者具有相同的形状比例。要想既 不改变工艺参数,又能适应不同尺寸电路板的惟一办法,是 在标准的焊接夹具上进行焊接。从质量角度来看,自动焊接 是所有工业工艺过程中最精确的方法之一。许多PCB装配车 间的废品率一般在百万分之三,而手工焊接的质量和可靠性 都很差,因此,设计产品时应该减少手工焊接 在本例中,所有电路板都是在经过自动焊接和清理之 才被送到装配站的 2.22指令的显示 在完成自动焊接之后,定制的电路板被放在一个简单 的传送带上送到手工装配站,如图2-1和图2-2左部所示。 当工人用条形码扫描器扫描了该电路板后,在图2-1右上方 的计算机监视器上立刻显示出装配指令。本章244将论述 如何生成这些手工装配指令。 2.2.3在线固件编程 通过在线PROM编程器(图2-1中机箱的右边),可以 将定制的软件下载到PROM中。工人从PROM编程器旁边 的零件箱中取出标准的“空白”PROM,并将其插入 PROM编程器的插槽中,然后开始下载由软件数据库专为 客户自动生成的软件(如图2-2所示)。PROM编程结束 之后,在将电路板装配到机箱中之前,工人把PROM插入 电路板相应的插槽中。如有必要,此时可以用电路板等级
组装元件。为了在焊接阶段避免改变工艺参数，电路板必须 具有相同的厚度和尺寸，或者具有相同的形状比例。要想既 不改变工艺参数，又能适应不同尺寸电路板的惟一办法，是 在标准的焊接夹具上进行焊接。从质量角度来看，自动焊接 是所有工业工艺过程中最精确的方法之一。许多 P C B装配车 间的废品率一般在百万分之三，而手工焊接的质量和可靠性 都很差，因此，设计产品时应该减少手工焊接。 在本例中，所有电路板都是在经过自动焊接和清理之 后，才被送到装配站的。 2.2.2 指令的显示 在完成自动焊接之后，定制的电路板被放在一个简单 的传送带上送到手工装配站，如图 2 - 1和图2 - 2左部所示。 当工人用条形码扫描器扫描了该电路板后，在图 2 - 1右上方 的计算机监视器上立刻显示出装配指令。本章 2 . 4 . 4将论述 如何生成这些手工装配指令。 2.2.3 在线固件编程 通过在线P R O M编程器（图 2 - 1中机箱的右边），可以 将定制的软件下载到 P R O M中。工人从 P R O M编程器旁边 的零件箱中取出标准的“空白” P R O M，并将其插入 P R O M编程器的插槽中，然后开始下载由软件数据库专为 该客户自动生成的软件（如图 2 - 2所示）。P R O M编程结束 之后，在将电路板装配到机箱中之前，工人把 P R O M插入 电路板相应的插槽中。如有必要，此时可以用电路板等级 40 ◆第一部分 综 述◆ 下载
China- to corn 第2章大规模定制的展望◆ 功能检测仪对带有定制软件的电路板进行检测。 在装配过程中进行在线PROM编程的另一种方法是, 在把PROM装配到板上之前,利用PCB装配设备对PROM进 行编程。然而,这种方法统常需要将PROM焊接在电路板 上,这样就限制了升级、维修服务和检测的可能性。虽然 PROM可以被编程,并且被自动地插入插槽中,但是,电 路板装配设备可能无法在不改变工艺参数的条件下既装配 插槽,又将PROM插入插槽中 2.3产品的装配 2.3.1机箱 图2-1中的传送带旁边有三组不同规格的机箱,工人根 据计算机监视器上的指令,从中选择出一个机箱,然后开 始真正的产品装配。各种类型的机箱都具有相同的、用来 安装PCB、电源和面板的框架。 2.3.2自动送料改锥 如图2-1所示,工人用其左边的自动送料改锥和刚编程 的PROM芯片,在机箱里安装电路板。在第5章里将谈到, 如果整个装配过程只需要使用一种规格的螺钉,那么可以 将所有的螺钉排列好,并且沿着一根软管输送,这样 旦启动电动改锥,就可以安装螺钉了。改锥本身通过其头 部的恒力弹簧保持平衡(图中未画出)。预先调节好紧固扭 矩,保证每个螺钉以合适的扭矩旋入
功能检测仪对带有定制软件的电路板进行检测。 在装配过程中进行在线 P R O M编程的另一种方法是， 在把P R O M装配到板上之前，利用P C B装配设备对P R O M进 行编程。然而，这种方法统常需要将 P R O M焊接在电路板 上，这样就限制了升级、维修服务和检测的可能性。虽然 P R O M可以被编程，并且被自动地插入插槽中，但是，电 路板装配设备可能无法在不改变工艺参数的条件下既装配 插槽，又将P R O M插入插槽中。 2.3 产品的装配 2.3.1 机箱 图2 - 1中的传送带旁边有三组不同规格的机箱，工人根 据计算机监视器上的指令，从中选择出一个机箱，然后开 始真正的产品装配。各种类型的机箱都具有相同的、用来 安装P C B、电源和面板的框架。 2.3.2 自动送料改锥 如图2 - 1所示，工人用其左边的自动送料改锥和刚编程 的P R O M芯片，在机箱里安装电路板。在第 5章里将谈到， 如果整个装配过程只需要使用一种规格的螺钉，那么可以 将所有的螺钉排列好，并且沿着一根软管输送，这样，一 旦启动电动改锥，就可以安装螺钉了。改锥本身通过其头 部的恒力弹簧保持平衡（图中未画出）。预先调节好紧固扭 矩，保证每个螺钉以合适的扭矩旋入。 ◆第2章 大规模定制的展望◆ 41 下载