CN103679359A - 一种smt中央智能优化管理与监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种SMT中央智能优化管理与监控系统，包括生产线平衡优化模块，产品质量监控模块，设备故障监控模块，权限管理模块，生产数据管理模块。本发明通过生产线平衡优化模块、产品质量监控模块、设备故障监控模块、权限管理模块和生产数据管理模块对SMT生产线进行生产优化、监控和管理，具有提升生产效率、提高产品质量、降低制造成本、全面提升SMT生产线自动化水平等优点。

Description

一种SMT中央智能优化管理与监控系统

技术领域

本发明涉及表面贴装技术（Surface Mount Technology,简称SMT）与计算机管理相结合的技术领域，尤其是指一种SMT中央智能优化管理与监控系统。

背景技术

业内习知，印制电路板（Printed Circuit Board，PCB）的贴装是电子制造中的重要组成部分，PCB的贴装生产在电子表面贴装生产线上完成，贴装过程中需要使用到表面贴装技术（Surface Mount Technology，SMT）。

表面贴装技术（SMT）是一种无需在印制电路板(PCB)上钻插装孔，而直接将表面贴装元器件贴到PCB上，然后用焊料使元器件与PCB构成机械和电气连接的电子组装技术。SMT生产线主要由上料器、丝印机、贴片机、检测仪、回流焊和下料器等设备构成。

近年来，电子信息产业迅猛发展，为了满足市场需求，许多电子制造企业都在大力寻求提高生产速度和降低生产成本的有效方法。而在整个贴装工序里，贴片机实现将元器件拾取并准确安放到PCB板上相应位置上，所需时间一般占整个组装工艺时间的60％～70％。贴片机价格昂贵，操作和维护要求高，属于生产线生产效率的“瓶颈”设备，因此，如何实现生产线的平衡优化，提高资源利用率和生产线效率，是电子制造企业急需解决的实际问题。与此同时，PCB板的组装与其他生产不同在于：其组装要经过相互密切关联的生产工序；许多元器件装贴在一块PCB板上，任何工序只要有一个缺陷就会导致PCB板的报废。而PCB板某一缺陷的产生，则有可能由生产设备的小故障造成的，为此，通过对产品质量监控和设备故障监控，有助于提高产品质量，同时提升SMT生产线自动化水平。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能提高生产效率、提高产品质量、降低制造成本、提高SMT生产线自动化水平和综合效率的SMT中央智能优化管理与监控系统。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种SMT中央智能优化管理与监控系统，包括：

生产线平衡优化模块，针对SMT生产线中各贴片机的配置参数和实际情况，将元器件分配到不同贴片机上进行贴装，并在单台贴片机上合理分配喂料器，优化元器件的拾取和贴装顺序，使各贴片机的作用时间大致相等；

产品质量监控模块，用于产品缺陷的源头回溯分析，利用PCB板的贴装质量检测数据，将关键工序与贴装缺陷进行关联分析，诊断出SMT生产线上导致贴装缺陷的关键工序，分析出造成元器件缺陷的主要因素；

设备故障监控模块，一方面根据设备的平均修复时间、平均故障间隔时间分析设备生产中存在的能力损失，计算设备的综合效率，当系统预估某个装备的零部件需要更换或者维修时进行提示，实现对设备的维护和管理；另一方面通过产品质量问题寻求故障设备，对关键设备的运行参数与贴装缺陷进行关联分析，确定故障设备，实现对关键设备的监控并对设备进行及时调整以消除造成PCB板缺陷的主要因素；

权限管理模块，用于SMT生产线操作人员的权限管理；

生产数据管理模块，用于SMT生产线各模块相关数据的存储和保护。

所述生产线平衡优化模块通过建立最小化生产周期的物料平衡模型，并采用智能优化算法进行求解，合理分配元器件、喂料器，优化元器件的拾取和贴装顺序，使生产线达到平衡。

所述产品质量监控模块包括：

缺陷检测数据获取模块，用于PCB板上元器件缺陷的数据获取，所述缺陷包括元器件拾取错误、锡膏连锡、偏位；

缺陷与关键工序关联分析模块，将关键工序与获取到的缺陷检测数据进行关联分析，诊断出SMT生产线上导致缺陷的关键工序；

关键工序运行状态评估模块，对关键工序进行监控，分析出造成元器件缺陷的主要因素。

所述设备故障监控模块包括：

设备综合参数评价模块，根据影响SMT生产线效率的主要设备的平均修复时间、平均故障间隔时间分析各设备生产中存在的能力损失，计算设备综合效率，当系统预估某台设备的零部件需要更换或者维修时进行提示，实现对设备的维护和管理；

产品质量参数评价模块，通过产品质量缺陷寻求故障设备，对关键设备的运行参数与贴装缺陷进行关联分析，确定故障设备，实现对关键设备的监控并对设备进行及时调整以消除造成PCB板缺陷的主要因素。

所述权限管理模块包括：

用户操作权限设定模块，用于设定操作者的操作权限范围；

用户添加模块，用于添加相关操作者对生产线的相关权限操作；

权限分配模块，用于对处于不同级别的操作者分配不同的操作权限。

所述生产数据管理模块包括：

生产线平衡优化数据存储模块，包括元器件分配数据，喂料器分配数据，PCB板优化前、后生产数据，元器件贴装顺序的优化前、后数据的存储；

设备运行状况数据存储模块，包括各设备的运行状况数据、引起PCB板缺陷的设备故障数据及调整后设备运行状况数据的存储；

产品质量缺陷数据存储模块，用于PCB板缺陷数据的存储；

权限管理数据存储模块，包括对相关操作者权限的设定数据、操作者数量的添加数据、权力的分配数据的存储。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、达到提高生产效率、提高产品质量、降低制造成本的目的，全面提升SMT生产线的自动化水平和综合效率；

2、将优化、管理与监控集于一身，通过闭环式质量、设备管理与监控，防错防呆设计，生产线优化等，全面提高生产线效率；

3、SMT中央智能优化管理与监控系统提供了一整套管理和监控工具，提高了产品质量，减少了生产成本，提升了设备效率。

附图说明

图1为SMT生产线的主要设备图。

图2为本发明SMT中央智能优化管理与监控系统的组成方框图。

图3为本发明的设备故障监控模块结构图。

图4为本发明的产品质量监控模块结构图。

图5为本发明的权限管理模块结构图。

图6为本发明的生产数据管理模块结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，显示了SMT生产线的主要设备，包括上料器1、丝印机2、贴片机3、传送带4、回流焊5、检测仪6、下料器7，其中，所述上料器1和下料器7用于PCB板的装载和卸载；所述丝印机2用于在PCB板上涂焊锡；所述贴片机3是SMT生产线的关键设备，用于在PCB板上贴装元器件；所述传送带4用于将PCB板由一个设备传送到另一个设备；所述回流焊5用于将锡膏融化成为锡点，使元器件脚和PCB焊盘连接起来；所述检测仪6用于检查元器件是否有缺焊、漏焊等缺陷。

如图2所示，本发明所述的SMT中央智能优化管理与监控系统包括生产线平衡优化模块，产品质量监控模块，设备故障监控模块，权限管理模块，生产数据管理模块。

所述生产线平衡优化模块根据企业的具体产品定单，针对SMT生产线中各贴片机的配置参数和实际情况，将元器件分配到不同贴片机上进行贴装，并在单台贴片机上合理分配喂料器，同时优化元器件的拾取和贴装顺序，使各贴片机的作用时间大致相等。本模块通过建立最小化生产周期的物料平衡模型，采用智能优化算法求解模型，以合理分配元器件、喂料器，优化元器件的拾取和贴装顺序，达到生产线平衡的目的，从而提高资源利用率和生产线效率。

如图3所示，所述产品质量监控模块包括：

缺陷检测数据获取模块，用于PCB板上元器件缺陷的数据获取；

缺陷与关键工序关联分析模块，将关键工序与贴装缺陷进行关联分析，诊断出SMT生产线上导致缺陷的关键工序；

关键工序运行状态评估模块，对关键工序进行监控，分析出造成元器件缺陷的主要因素。

工作时，所述产品质量监控模块首先通过缺陷检测数据获取模块，获取PCB板上元器件缺陷（如元器件拾取错误、锡膏连锡、偏位等）；与此同时，启动缺陷与关键工序关联分析模块，将关键工序与贴装缺陷进行关联分析，诊断出SMT生产线上导致缺陷的关键工序；接着，通过关键工序运行状态评估模块，对关键工序进行监控，分析出造成元器件缺陷的主要因素，从而达到提高产品质量，防错防呆，缺陷源头回溯分析的目的。

如图4所示，所述设备故障监控模块包括设备综合参数评价模块和产品质量参数评价模块，其通过两个方面达到设备的监控和维护：一方面，由设备综合参数评价模块根据影响SMT生产线效率的主要设备（如贴片机、回流焊、丝印机等）的平均修复时间、平均故障间隔时间等分析各设备生产中存在的能力损失，计算综合设备效率，当系统预估某个装备的零部件需要更换或者维修时进行提示；另一方面，由产品质量参数评价模块通过产品质量缺陷寻求故障设备，对关键设备（如贴片机，丝印机，回流焊等）的运行参数与贴装缺陷进行关联分析，确定故障设备，对设备运行状态进行监控，评估并修改设备运行参数，消除造成PCB板缺陷的主要因素，从而实现对关键设备的监控和管理。

如图5所示，所述权限管理模块包括用户操作权限设定模块、用户添加模块、权限分配模块，实现对SMT生产线操作人员的权限管理，其具体情况如下：通过相关用户操作权限设定模块设定操作者的操作权限范围；通过用户添加模块添加相关操作者对生产线的相关权限操作；通过权限分配模块，对处于不同级别的操作者分配不同的操作权限。

如图6所示，所述生产数据管理模块包括生产线平衡优化数据存储模块、设备运行状况数据存储模块、产品质量缺陷数据存储模块、权限管理数据存储模块，主要用于SMT生产线各模块相关数据的存储和保护，其具体情况如下：通过生产线平衡优化数据存储模块实现对元器件、喂料器的分配数据，PCB板优化前、后的生产数据，元器件拾取和贴装顺序优化前、后数据的存储等；通过设备运行状况数据存储模块实现对引起PCB板缺陷的设备故障数据及调整前后设备的运行状况数据的存储等；通过产品质量缺陷数据存储模块实现对各设备调整前后PCB板缺陷数据的存储等；通过权限管理数据存储模块实现对相关操作者权限的设定数据，操作者数量的添加数据，权力的分配数据的存储和保护。

以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种SMT中央智能优化管理与监控系统，其特征在于，包括：

生产线平衡优化模块，针对SMT生产线中各贴片机的配置参数和实际情况，将元器件分配到不同贴片机上进行贴装，并在单台贴片机上合理分配喂料器，优化元器件的贴装顺序，使各贴片机的作用时间大致相等；

产品质量监控模块，用于产品缺陷的源头回溯分析，利用PCB板的贴装质量检测数据，对关键工序与贴装缺陷进行关联分析，诊断出SMT生产线上导致缺陷的关键工序，分析出造成元器件缺陷的主要因素；

设备故障监控模块，一方面根据设备的平均修复时间、平均故障间隔时间分析设备生产中存在的能力损失，计算设备的综合效率，当系统预估某个装备的零部件需要更换或者维修时进行提示，实现对设备的维护和管理；另一方面通过产品质量问题寻求故障设备，对关键设备的运行参数与贴装缺陷进行关联分析，确定故障设备，实现对关键设备的监控并对设备进行及时调整以消除造成PCB板缺陷的主要因素；

权限管理模块，用于SMT生产线操作人员的权限管理；

生产数据管理模块，用于SMT生产线各模块相关数据的存储和保护。

2.根据权利要求1所述的一种SMT中央智能优化管理与监控系统，其特征在于：所述生产线平衡优化模块通过建立最小化生产周期的物料平衡模型，并采用智能优化算法求解模型，合理分配元器件、喂料器，优化元器件贴装顺序，使生产线达到平衡。

3.根据权利要求1所述的一种SMT中央智能优化管理与监控系统，其特征在于，所述产品质量监控模块包括：

缺陷检测数据获取模块，用于PCB板上元器件缺陷的数据获取，所述缺陷包括元件吸取错误、锡膏连锡、偏位；

缺陷与关键工序关联分析模块，将关键工序与贴装缺陷进行关联分析，诊断出SMT生产线上导致缺陷的关键工序；

关键工序运行状态评估模块，对关键工序进行监控，分析出造成元器件缺陷的主要因素。

4.根据权利要求1所述的一种SMT中央智能优化管理与监控系统，其特征在于，所述设备故障监控模块包括：

设备综合参数评价模块，根据影响SMT生产线效率的主要设备的平均修复时间、平均故障间隔时间分析各设备生产中存在的能力损失，计算综合设备效率，当系统预估某个装备的零部件需要更换或者维修时进行提示，实现对装备的维护和管理；

产品质量参数评价模块，通过产品质量缺陷寻求故障设备，对关键设备的运行参数与贴装缺陷进行关联分析，确定故障设备，实现对关键设备的监控并对设备进行及时调整以消除造成PCB板缺陷的主要因素。

5.根据权利要求1所述的一种SMT中央智能优化管理与监控系统，其特征在于，所述权限管理模块包括：

相关用户操作权限设定模块，用于设定操作者的操作权限范围；

用户添加模块，用于添加相关操作者对生产线的相关权限操作；

权限分配模块，用于对处于不同级别的操作者分配不同的操作权限。

6.根据权利要求1所述的一种SMT中央智能优化管理与监控系统，其特征在于，所述生产数据管理模块包括：

生产线平衡优化数据存储模块，包括元器件分配数据，喂料器分配数据，PCB板优化前、后生产数据，元器件贴装顺序的优化前、后数据的存储；

设备运行状况数据存储模块，包括各设备的运行状况数据、引起PCB板缺陷的设备故障数据及调整后设备运行状况数据的存储；

产品质量缺陷数据存储模块，用于PCB板缺陷数据的存储；

权限管理数据存储模块，包括对相关操作者权限的设定数据、操作者数量的添加数据、权力的分配数据的存储。

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