在電子制造業中，對材料進行追蹤的呼聲越來越高。在提高產品質量、降低成本方面，競爭激烈，人們要求能夠看到整個裝配工藝和所使用的材料并且對它們進行控制，而且提出了更高的要求。在過去，追蹤只限于高可靠性的產品，例如，汽車、航空航天和醫療設備，現在，在其他領域，例如，數據通訊、電訊和高檔計算設備，追蹤也變成必不可少。

電子制造服務商（EMS）需要對材料進行追蹤，整機制造商則更重視數據的完整和準確。他們很清楚，如果沒有檢查、缺乏平衡，從而保證捕捉到的數據是完整的、準確的，那么追蹤也就失去了意義。這促使裝配商重視如何防止追蹤系統出錯。智能材料檢測系統正在逐步取代人工掃描操作和開環式系統。人們把安全措施整合進來，在規定的追蹤數據沒有成功地記錄下來之前防止生產自動停止。之所以需要這些，原因是：

外包服務。
整機制造商不斷提高外包服務的比例以削減成本，同時，把力量集中到核心競爭力上。這些整機制造商需要保持并且提高現有產品的質量水平，因為這將直接影響到客戶的滿意度和未來的收入。確定在現場失效的根源、執行正確做法和減少產品回收，這些是外包模式取得成功的標志。合同所規定的追蹤要求可以使整機制造商確信供應商能夠實現用來產生和采集必要數據的控制系統。

產品回收。
整機制造商日益感到產品回收的代價越來越高。當需要將產品回收時，如果有數據可以準確地識別需要回收的產品序列號，那么就可以把成本和對用戶的影響降低到最小。如果沒有這樣的數據，在確定哪些產品需要進行回收時，就可能會出現最壞的情況，這就是要把沒有問題的產品也收回來，這完全是浪費，也沒有必要。

責任。
要能夠證明產品是根據正確的用戶技術規范和行業標準、使用正確的材料和化學材料進行組裝的。在制造合同的責任條款中，強調了這點的重要性。

圖1 實時地了解車間里材料狀況。

無鉛。
整機制造商轉到無鉛的時間表各不相同，而且還會根據元件供應商的情況進行調整。一些制造商需要根據法律上對日期的具體要求把某些產品變成無鉛產品。有一些制造商則需要在一個過渡期內，同時使用兩種工藝，不是有鉛工藝就是無鉛工藝，這取決于產品的序號和最終的銷售地點。所有這些問題給裝配商提出了許多新的挑戰。有一點是不變的，那就是根據無鉛法規，需要清楚地知道每個工單或者每個序號產品中用了哪些元件、電路板、焊料（焊棒、焊膏和焊錫絲）。

精益制造。
精益制造的重點是消滅浪費、防止運作出錯，以及提高整個供應鏈的材料供應的速度。裝配商要考慮到客戶要求能夠對材料進行追蹤，同時積極地發現實現精益制造的機會：

● 在線材料檢測系統可以確認正確的材料和工具在適當的時間出現在需要它的生產線上。這樣可以消除因生產線設置錯誤而產生的廢品（純浪費）。

● 材料跟蹤系統可以看到車間里的材料的狀況和位置（圖1）。這樣，既可以避免把時間浪費在查找存貨上，還可以準確地采購所需要的材料。可以根據實際需要來購買材料，用不著像以前一樣，由于無法了解生產車間里的元件存貨情況，不得不先查一下是否有過多的庫存。

對濕度靈敏的設備（MSD）。目前的幾種趨勢加大了MSD控制的后勤保障的難度，增加由于潮濕引起缺陷的風險。這些趨勢包括：由于無鉛回熔溫度較高從而變得更加敏感；封裝厚度和引腳間距越來越小；越來越多地用塑料代替價格更高的密封材料；生產種類更多的產品，因此在料盤或者元件卷帶完全用完之前元件暴露在空氣中的總時間更長；把生產運作遷移到極其潮濕的地區。

材料追蹤系統考慮到按照行業標準IPC/JEDEC J-STD-033B來處理MSD，因此它可以保證MSD器件可以承受回熔工藝。因潮濕引起的內部元件損壞而造成的現場失效，長遠地看，這種風險減少了。當出現責任問題時，裝配商還可以得到有用的數據，證明在裝配過程中MSD器件是妥善地處理了的。這類數據表明，由于潮濕所引起問題，可能是供應鏈上其他地方引起的。

明確追蹤的要求

盡管這個行業同意這種看法，即材料追蹤日益重要，但是，這個術語所包含的內容仍然存在著不同的說法。不同的人的理解也不一樣。在選擇追蹤解決辦法之前，最重要的事情是要搞清楚客戶對數據的深度、范圍和精細程度的要求。

我們經常把最低一級的材料追蹤稱為項目追蹤，它只是簡單地跟蹤正在進行中的工作（WIP），在后續的工序中半產品移動的時間標記數據。項目追蹤可以與路線控制同時展開，在確認產品以這種方法通過所有的測試點和檢查點的情況下，驗證各道工序是否以正確的次序在正確的工位或者工位類型上進行。我們可以在每個工單中執行項目追蹤，但是，目前的發展趨勢是注重每個序列號的產品。

在追蹤方面，在裝配過程中，在所使用的原材料和工具方面，增加了一個必不可少的環節。這可能包含元件批次的歷史，如果它包含這個元件，它的批次就會在工作站或者機器上顯示出來。隨著無鉛的問世，焊膏、焊條和焊絲這些原材料的記錄變得非常重要。

追蹤系統在跟蹤元件的批次時，應當負責說明產品所使用的元件（機器程序或者安裝指令），把一個具體產品上不使用的元件在生產線上剔除出去。對于納入了專門設置的裝配線或者工作站來說，這非常有用。在這種情況下，一個元件在生產線上出現并不一定說明它用在某一個具體的產品上。
在各種水平的材料跟蹤中，都留出了足夠的余地，以便反復進行。在確定具體的要求時，以下幾個問題非常重要：

● 需要追蹤所有元件，還是只追蹤
比較貴的和比較容易失效的元件呢？
● 是否只跟蹤用SMT貼片機貼裝的器件呢？
● 是否需要記錄用手工貼裝的元件和穿孔元件？
● 是否需要追蹤其他原材料的批次數據？例如焊膏、助焊劑和清洗劑？
● 是否需要知道在裝配工藝的各個階段都有哪些操作人員？
● 系統是否需要保留其他工藝參數的記錄呢？例如模板編號，爐區溫度，在手動工作站使用的工具？

數據的全面捕捉和精度

“進來的是垃圾，出去的還是垃圾。”用這句話來形容追蹤系統再貼切不過了。只有當送給追蹤系統的數據是完好的，它才能起作用。基于這個原因，我們應當盡可能地消滅數據丟失和數據出錯的根源。數據丟失的最常見根源是因為需要在整個裝配工藝線上關鍵的位置用掃描器捕捉每一塊印刷電路板的序號。在這時，印刷電路板的序號通常是用條形碼或者二維數據矩陣符號來表示。由于與印刷電路板標識符的建立和粘貼有關的質量問題，或者如果生產線上的掃描器在產品改變期間沒有進行適當的調整，就有可能因此丟失印刷電路板的序號。在產品品種較多的生產環境下，需要不斷改換產品，而且還要考慮到印刷電路板尺寸的變化，在這種情況下，數據丟失的可能性是比較高的。

圖2 產品流控制保證了數據的完整， 并且對路徑進行控制。


產品流控制可以用來控制各個印刷電路板掃描點上傳送帶和機器間的SMEMA握手，然后，只有在成功地捕捉到產品序號之后，才能把印刷電路板傳送給下游工藝（圖2）。當系統檢測到路徑錯誤、生產線下游在設置上出現矛盾時，或者檢測到在前面的工序中出現不合格的產品，生產不應當繼續進行下去時，這種針對產品流控制的機制還可以讓生產停下來。

當把材料（元件、模板、焊膏等等）放在生產線的具體位置上時，產生錯誤的另一個常見來源是手動掃描條碼。自動材料檢測技術，通常也叫做智能技術，可以取代條碼掃描，并且消除人為造成的有關錯誤。舉個例子，射頻識別（RFID）是一種最新的材料檢測和追蹤技術，越來越受到人們的重視。
適合SMT貼片機的帶狀進料器是RFID應用的一個實例。在不同類型的元件和機器使用的進料器上面，一般的印刷電路板裝配廠投入了大量資金。可以把RFID標識盡早地貼到各個進料器上，不需要考慮進料器的類型和牌子，把任何標準進料器變成一個智能進料器，這很容易，也很經濟。然后，把射頻天線陣列安裝在貼片機的進料器組里，自動檢測和識別各個槽里的進料器。這個系統隨后通過驗證貼片機的設置，避免裝配出現缺陷，并且在機器設置和補充材料期間自動收集追蹤數據（圖3）。除了提高數據的完整性，這些系統還消除了SMT生產線上因手工條碼掃描操作而受到的限制，從而改善了生產線的使用情況。

圖3 進料器上的RFID標志和進料器組上的射頻天線陣列。

我們還可以在離線進料器庫和進料器儲存架里裝上射頻天線陣列，這樣，它就可以在整個工廠跟蹤進料器，包括留在進料器上的任何一卷元件。這樣，生產的效率更高。如果你隨時知道車間里所有進料器和元件卷的位置，那么你就不需要為了查找它們而浪費時間。由于不存在看不見車間里存貨狀況的問題，因此，也就沒有必要訂購過多的元件或者從倉庫里取出超出實際需要數量的元件。使用RFID技術來自動確認設置和收集追蹤數據，它的應用范圍可以從貼片機擴大到任何其他類型的裝配設備上。例如，可以用RFID來確認絲網印刷機上的模板和焊膏是否正確，或者在手動裝配臺上的元件是否正確。這些應用的目標是一致的，即消除人為因素造成的效率低下和可能出現的錯誤，例如，手工操作條碼掃描器出現的問題。

對于已經買了條碼MES解決辦法的電子產品裝配商來說，這也不算是太晚。他們不用更換老式系統，仍然可以收到使用RFID技術和自動產品流控制的好處。這是因為目前的也是標準的軟件整合方法，例如網頁服務，可以在完全不同的系統之間實現互用。RFID硬件和SMEMA握手控制器可以同電子制造商現有的軟件系統妥善地整合在一起，互相交換材料追蹤數據。對于制造商內部研制的MES、車間軟件系統、第三方商業性MES，以及由領先的裝配設備制造商提供的軟件，這類整合也是適用的。

在最強大的追蹤系統中，把多個裝配工作站上的產品流控制和自動化的材料及工具檢測整合在一起。在把產品送到下一道裝配工序或者工作站之前，它確保記錄下所有使用的材料并且進行驗證，需要的人工干預是很少的。

結論

為了實現預定的目標，材料追蹤系統的數據捕捉和精確度保證達到100%。這提高了在可能的情況下通過自動數據采集來消除人為錯誤帶來風險的重要性。強大的追蹤系統的作用是首先把所有必需的數據捕捉下來，然后才能繼續生產，這樣可以保證在產品裝配過程的各道裝配工序，正確的材料是在正確的位置上。當用戶需要追蹤車間的材料時，最重要的是清楚地知道它的具體要求。在選擇追蹤系統時，最重要的是選擇一種可以擴展的開放式結構這種解決辦法。