PCB组装中的CIMS技术是怎么一回事

在国内PCB板组装行业正迅速地采用表面安装技术（SMT），国内的STM生产线已经达到了一万多条。PCBA行业中的重要加工设备均属计算机控制的自动化生产设备。这些自动化加工设备在生产某中印刷线路板（PCB）之前均需编程人员花费相当长时间进行数据准备及编程，而绝大多数电子产品生产厂家尤其是具有自主开发设计能力的高新技术企业具有产品更新快、多品种、小批量的生产特点，这就要求加工设备的生产准备时间短，有效生产时间长，以适应上述生产特点的要求和缩短产品的研究开发-投入市场的周期。如何在CAD设计系统和自动化生产设备之间建立有机的信息集成与共享，即将设计自动化和生产自动化这些"自动化孤岛"进行信息流上的联接，拆除产品设计与产品制造之间的"隔墙"，正是计算机集成制造系统（CIMS）技术所要解决的问题。

在PCBA行业，CIMS系统的实体建立在工厂计算机网络和数据库之上，是一个能提高电路装配的质量、能力、产量的无纸化制造信息系统。系统可以控制和监控丝印机、点胶机、贴片机、插件机、测试设备等装配线设备。一旦发生问题，CIMS可以把信息反馈给操作者或工艺工程师，并指出发生问题的确切位置。一个比较完备的CIMS系统应具备如下四个要素：

首先，系统要实现CAD和计算机辅助制造（CAM）的信息集成，这是CIMS系统的最基本的部分。自动设计和自动制造子系统之间的信息集成，可以帮助实现CAD数据到生产设备所需制造数据的自动转换，即实现自动编程。这一功能使得生产线上的产品转换变得相当容易。线上的产品一旦有转换的要求，便可通过CIMS系统自动反映到机器程序、测试数据和文档之中，而不需要对每台设备单独进行编程或修改设置，这就意味着过去几小时甚至几天才能实现的产品转换，现在几分钟便可实现。本文将在后面的章节重点探讨如何实现CAD/CAM集成。

其次，CIMS应提供可制造性分析和可测试性分析工具。通过对来自设计部门的CAD文件进行可制造性的分析，将违反贴装规则的问题反馈到设计系统中，可以促进设计与制造系统的并行工程，提高设计的一次成功率，而可测性分析工具能为设计者提供完整的可测率分析报告，以便合理有效地安排测试和检测资源，并有助于设计工程师改进产品的可测性设计。

第三，CIMS可以提供生产进度安排的参考，通过综合分析考虑待装配产品、机器占用率、交货周期要求等参数，系统将最大限度地提高生产装配效率。CIMS即可用于直接的短期进度安排，也可对工厂能力作长期战略考虑。

最后，CIMS要有助于生产线的平衡与工艺优化。CIMS的一大特点是通过自动平衡产品的装载和排序、元器件的分配与贴装以及设备的速度来达到装配的最优化。同时，系统还应该能合理地在分配部件到合适的机器还是采用手工装配之间做出选择。

在国家相关机构的帮助推动下，我国已在机械制造行业建立了不少CIMS典型应用工程，先后有北京机床厂、华中科技大学获国际CIMS推广应用奖，标志着我国已在CIMS研究开发推广上进入国际领先水平。但在电子产品制造行业却很少有工厂真正实施CIMS工程。

日前，SMT技术在国内PBCA行业正迅速被采用，近年来已先后引进了上万条先进的SMT自动化生产线，这些生产线设备基本上都是计算机控制的自动化设备，为PCBA行业实施CIMS工程创造了有利条件。

针对目前我国PCBA行业的具体情况，接受近年来机械行业实施CIMS的经验教训，在PCBA行业实施CIMS工程，不一定要面面俱到，关键是CIM的应用。PCBA行业应用CIM技术，使企业具有多品种、小批量的生产特点，提高企业快速响应市场变化的能力，从而提高企业在全球化大生产中的竞争力。

从PCB设计到装配完成，CIMS为PCBA制造商提供了强有力的工具，不论元器件的种类繁杂、基板的类型、PCB板的尺寸、所采用工艺的不同，CIMS都能提供完整的解决方案，同时，CIMS还是异构设备集成的纽带，为产品快速转换、质量和产量的提高提供保障。