本系列文章阐述了现代 MES 如何为 PCB 和电子行业的工业 4.0 奠定基础。我们已经介绍了 MES 必须具备的一些关键功能，用以提供高度自动化和现代化制造设施所期望的灵活性和效率。从主数据管理到端到端产品可追溯性的一切对于 MES 来说都是必不可少的，可以提供直观的可操作输入并为用户提供无缝的移动体验。
在本文中，我们着眼于其他关键功能，但最重要的是 MES 在 NPI 和人员参与中的作用。MES 提升工作效率的能力改变了制造过程并提供了竞争优势。在应用 MES 的时候，用户接受度是首要考虑因素。下面探讨了现代 MES 功能的必备条件。
采样和反应限制
测试和检查操作既昂贵又耗时，因此，除非客户严格要求，否则并非每块 PCB 都经过测试，这就是制造商依靠抽样和 AQL 来确保产品符合性能规格的原因。在 SMT 中，最常见的采样方法是基于时间或基于计数器的。
上图描述了基于时间和基于计数器的采样方法。抽样的挑战在于，它应该是动态的，根据抽样结果或根据产品关键性的抽样策略进行更改。运营团队应该能够实施抽样计划并验证其执行情况。
现代 MES 应该能够适应动态和静态抽样计划，哪些子组件需要测试以及测试的频率取决于产品规格。一旦在系统中定义了抽样规则，实际抽样必须由 MES 自动执行、执行和记录。
黄金板(Golden Board)
在电子组装中，对关键生产流程通常使用“黄金板”或测试板以确保它们符合规格。调整流程和设备以确保黄金板符合公差限制，然后可以放行其余部分。
MES 可以明确定义黄金板或测试板以及批次的剩余部分，它还可以确定在黄金板质量得到批准之前，不会放行剩余批次进行加工。
在测量失败的情况下，系统有责任调整工艺设备或发布新的黄金板。仅当给定关键生产过程的黄金板测量成功时，系统才必须发布该批次进行生产。上图以简化的方式说明了此逻辑。
分析/数据孤岛
数据分析决定了通常与工业 4.0 相关的效率和敏捷性。典型电子装配操作中的数据来自多个系统，ERP 用于订单，PLM 用于产品信息，DFM 用于可制造性分析，ECAD 用于设计和规范。这些数据并不总是容易以导致改进的方式进行协调和分析。
电子工厂面临的另一个挑战是，每台设备都有自己的软件，混合了现代设备和旧设备，收集数据并协调数据以提供可操作的见解成为一项挑战。如果数据没有根据上下文进行正确分析，它可能会影响生产正常运行时间和产品质量，从而增加成本并降低底线。
MES 将制造工厂与企业应用系统集成在一起，并有效且高效地提供可操作的数据。设备和传感器生成广泛分布的数据，因此，通过物联网 MES 连接设备和系统以在边缘处理数据，提供可操作的输入。上图显示了 MES 作为接口和单一来源真相的方式。
现代 MES 超越标准生产报告，创建实时仪表板、工厂数字双胞胎，并支持高级警报管理。除了收集和分析边缘数据外，MES 还为员工配备移动连接，让 AR 成为现实。
来自 MES 的见解建立了一个制造数据管理平台，使流程经理、组织领导、销售团队成员、供应商和客户受益。所有这些都加强了协作并改进了产品组合。
新产品导入 (NPI)
多个工程利益相关者参与新产品的设计。但是，如果设计工程与生产之间存在差距，则可能会丢失设计意图。创建可制造的设计是挑战的一部分，另一部分是确保将设计转化为可制造的规格，并由操作人员测量性能。
另一个经常遇到的挑战，特别是考虑到当前市场上的组件短缺，是可用的实际零件和组件可能不符合设计规范。当发生这种情况时，BOM 需要更改，并且随着 BOM 的频繁更改，NPI 的故障率和延迟会增加。
新产品试运行通常会争夺制造能力，否则这些能力将用于生产大批量产品。管理生产线以尽量减少新产品试验造成的中断是另一个挑战。
MES 在加快 NPI 方面发挥着重要作用，工程师可以上传 ECAD 文件、与之交互并将其与要生产的相应产品相关联，如上图所示。PCB 的所有层都可见，并明确定义了适用的 BOM 向工程师提供包含所有组件和相应参考标志的完整产品树。ECAD 文件还可用于为操作员创建工作说明和检查表，从而减少发生错误的机会。
好的 NPI 提高了组织的竞争力， 其中 MES 起着至关重要的作用。由于 BOM、ECAD 文件和产品路由存在于系统中，因此可以保持数据完整性。此外，MES 还提供深度质量、WIP 跟踪和操作员指导，从而帮助进行 NPI 试验，这也意味着生产线上有更多时间可用于大批量产品订单。
人员参与
无论自动化操作变得如何，人永远是制造企业成功运营的关键。生产系统有时被操作员和员工敌对，尤其是在根据吞吐量和效率评估性能的时候。还有一个挑战是用熟练的工人代替知识渊博的员工来学习企业的工作方式。
MES 系统需要保存当前专家的现有知识，并将这些知识转移给经验不足的新员工。如果 MES 未被员工接受并被视为敌对的而不是好用的工具，则实施很可能会失败。
这就是现代 MES 可以产生影响的地方，它可以为用户执行任务的能力增加有形价值，那些可以让人们使用移动设备并请求即时更新和配置更改的解决方案可能会增加 MES 的采用率。
为了让 MES 提供这种感知价值，它需要有一个现代的基于云和容器的可组合架构。拥有 DevOps 环境以及提供本地、云和混合托管选项的能力，可以更快地部署变更请求，同时保持一定的安全性和速度，这对于系统的可接受性至关重要。
无论系统的功能如何，在电子制造中实施 MES 的最重要方面应该是领导层认识到人们在项目成功中的重要性，以及实际用户参与项目试点和后续部署过程。
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