PCB产业对ERP软件的挑战

企业资源计划系统(ERP – Enterprise Resource Planning)在国内已有多年的应用，目前已有比较普遍的认识，即ERP首先是一种管理思想，是以企业为主体，整合企业内部以及外部资源进行有效的计划组织和科学的运作管理；其次是利用IT技术，提供一个软件载体，作为辅助企业管理思想，创造企业效益的工具。ERP是在MRPII和JIT基础上提出的管理概念，能适应多种类型制造业的企业管理运作方式及生产模式。全球性竞争和经济发展正向制造业提出越来越多的挑战，制造行业面临的局面将是：

1. 交易往来分散而多样


2. 交易金额庞大而多币种


3. 交易要求多变而苛刻


4. 交易客户、供应商遍布全球

由此制造企业也将面临上下游企业以及内部管理的各方面高要求：面对客户提交低价格高质量的产品；容忍供应商的延长交货期以及更短的账期；内部的灵活管理。

制造行业极具复杂性，依据不同的出发点可以产生多种分类方式，通常有以下方式的分类

1. 按工艺特点划分




1. 流程式生产 – 主要为连续加工过程。


2. 离散式生产 – 主要为零部件加工装配，工序环节较为清晰。







1. 按生产特性划分




1. 单件生产（车间任务） – 产品生命周期短，交期短，属于间歇式生产。


2. 多品种小批量生产 – 品种多，重复性生产情况较少。


3. 重复性生产 - 品种少，重复性生产频繁，产品标准化。








PCB为印刷电路板的简称，是电子制造业加工链中处于上游的一环，主要加工方式为针对基板进行多次加工，形成最后PCB板。




从工艺范围来看，PCB主要是在已有基板的前提下，经过裁板、转孔、1次铜、压膜、曝光、显影、蚀刻等作业工序，在基板上形成电路，产生PCB板。根据工艺要求，还有多次压合形成多层PCB板的工艺。当然，作为PCB制造的一环，也有很多企业在从事着基板制造的加工工作，主要是将原布在化学溶剂中反应，并经过多次热压形成基板最后进行裁切的工序。基板加工在某些方面也与PCB加工具有相似的特性。




从加工技术以及应用领域看，PCB最早是单面板，随着技术不断进步，工艺也不断提高，随后出现了双面板、多层板（层数不断增加）以及软板（可以一定程度的扭曲变形而不影响使用，在手机照相机笔记本电脑等精细电器中常有应用。）




下面讨论一下PCB行业的一些具体特性以及对制造软件提出的相应要求：







1. 流程性加工

PCB加工，是比较具有代表性的流程性加工。并且不同于机械组装加工模式，它主要是由一种原料投入为主，其后的辅料投入、加工工艺都围绕该主要原料进行处理。并且由于多层板技术的出现，PCB行业中的回流生产（即重复进行某一个或某一段加工工序，不断的循环）情况也越来越多见。由此对ERP软件中制造部分的设计提出了新课题：



1. 主要原料模式

不同于以机械加工行业为基础的传统ERP软件，PCB中对于原料、物料是有明确的区分，不仅在于使用者习惯问题，还需要顾及到通过软件设计，根据同一主要原料可以产生多层父子工单的关联。而作为辅组性物料的投入则不需要考虑多层父子工单关系。

2. 制程区段模式

大多数ERP软件对于制造部分的工艺流程(Routing)的考虑，是线性设计，即针对单一产品加工路线也呈单一化，由于计算机设计要求的数据唯一性，相同的作业工序在同一个工艺流程中通常也被限定为只能定义一次。因此遇到像PCB中回流生产的情况，通常的变通方式就是在语义上进行重复定义，即一次压合、二次压合等。但是这样处理会产生一个弊病，即实际上多次压合，都是在一个车间、由同一批人员、设备利用近似的资源进行加工，而在软件中通过名称定义区别开后，计算机会将多次重复加工看成是毫无关联的作业，这样不利于产能分配、耗损统计等后续实际统计以及计划。而使用制程区段可以很好的解决这一问题，即在传统的工艺流程(Routing)和作业工序(Operation)中再加上一个层次，制程区段(Segment)。一个成品的加工可以有多个区段组成，每个区段内的工序不可重复，但是多个区段内的工序可互相重叠。这样首先是真实再现了PCB制造的现实状况，其次是在生产前的产能规划、生产后的损耗统计、成本分摊等环节又可以做到将单独的工序剥离出来进行单独分析。



2. 裁切

无论是前段的基板加工还是后段的PCB板产出，都必须经历的一个环节就是不断的裁切。前段投入的都是大幅的原布，而在不断加工中，为了适应后续加工的需要，会将其不断裁切成为合理的大小以便后续处理。例如热压前后需要根据设备情况进行裁切、基板大小需要切边、根据基板的多次处理机台大小，也需要多次从大尺寸裁切为小尺寸、最后产出的PCB板为出货尺寸，通常计量单位为粒。应次在PCB企业中，对一种PCB板就有大板裁切、小板裁切、出货裁切等。而以各次裁切为分界点的工序段对于投入原料的单位各有不同，比如大板裁切前（前工序）以及大板裁切后到小板裁切前（中工序），生产人员在计量投产量时通常都称投入多少片，实际前后两段的片所代表的实物是有区别的；而在小板裁切后到正式出货前的工序段（后工序），生产人员则会以正式需要出货的数量来定义投产量，即称投产多少粒。对此，ERP的软件功能则需要考虑到以下方面：
传统ERP中针对产品设计有一个BOM用量比例，非常好理解，即加工一定数量的成品需要多少数量的原料，由此可以借助计算机来自动计算原料的投入数。而借鉴这一思想，我们设定了裁板尺寸以及工序过帐比例这两个概念。即针对具体的成品，首先设定其各类裁切的尺寸（大板尺寸、小板尺寸、成品尺寸）；其次是设定裁切工序。那么当各工序上的生产人员在利用计算机进行辅助工作时，就可以一目了然，例如前工序建立投产工单，该工单的需求数量通常是根据MRP计算从前段的销售需求数量中继承过来（关于企业接单模式以及生产与计划的关系也有多种情况，不在本文探讨范围，因此仅举一例说明），而因为计算机中记录了针对该成品的销售数量与大板裁切的尺寸、投入原料的尺寸，因此经过简单的除法运算后，呈现在生产人员眼前的就是与实际工作相关联，耳熟能详的该工单需要投产多少片。而经过一段工序加工后，需要进行一次裁切，将大板裁为小板。此时，可以根据实际情况，设定该站为裁切站，一旦经过该站工序，系统会自动根据该产品的大板尺寸和小板尺寸算出放大比例（假设为一个大板裁切可成四个小板），经过该站的100片（大板）产品会变成400片（小板）产品，对于中工序的员工看来，没有任何概念上的错位，系统计量数据也没有任何转换上的缺失。
而如果使用传统ERP来解决该问题，则往往需要将数量发生变化的裁切站设定为半成品产出点，用重新开立工单的方式，结合父子工单用料比例来解决该问题。但是这样就会造成工作量的增加以及流程处理的不顺畅不连贯。

3. 压合

无论是前段加工基板，还是后段加工多层板，都需要进行压合工作。即将两块面积形状相同的板压合为一块。在多层板压合的情况尤为明显。

可以想象得到，类似于裁切作业会给产成品数量带来放大的效果，压合也会给产成品数量带来成比例缩小的效果。那么除了利用类似上文提到的产品比例的方式来解决压合的数量问题，软件方面还需要注意什么样的细节呢？



1. 批次过帐

正如图中所示，单面板A和B实际上的加工方式，产出的单面板是一样的。因此，对于这一段的工序工人来说，其投产数量实际上比工单上显示的要翻倍，例如实际要产出200片双层板，那么此时对于单面板加工的工序，要投入的原料实际是以400片单面板来衡量。那么用传统ERP的BOM原料比例放大一倍不就能很好解决这个数量问题了？其实不然，因为作为生产环节中的控制要求，虽然数量是简单的放大一倍，但是在加工时的管理统计上，还是要区分为两个批次，即单面板A批和单面板B批。而放大一倍的简单想法就把批次的概念忽略了。因此，最好还是设定压合比例，由系统来帮助计算，在压合站前的投入数量会被按比例放大，这样既符合实际操作，又免去设计人员头脑中概念转换可能带来的错误。另外，由于是相同的产品相同的工序，因此在一张工单内的两个批次也可以为排产带来连续生产的便利。

2. 单片报废

与组装行业的报废不同，PCB的报废除了报废（将报废产品剔除）之外还有所谓的单片报废概念。原因在于压合工序通常是针对大片板进行的。一个大片板可以最终产出数量不等的最终产品。当压合前工序上发生瑕疵，造成单面板A或者B上某点质量不良时，生产人员不可能简单的将该大板扔弃，而是继续使用该材料，但是会针对该单面板记录一个单片报废数量，该数量是按照裁切比例来统计的。比如某面板A可以最终裁切为16粒PCB版，而当前加工工序中由于工艺问题，造成板上某个点坏损，因此该批次加工的结果为报废数为0（因为没有整片报废）而单片报废为1，该数量会随着工序流动向后累计，以作为生产统计以及最终产品产出之用。






当然，还需要注意一点的是，单片报废数量在通过压合作业后会被双层板继承。因为单面板A和单面板B压合后，A板上的坏点投影在B上也会造成坏点，由此产生的双层板在该点也会无法使用，而形成同样数量的单片报废数。




综上所述，PCB制造行业可以算是化工特性的流程性制造，其工艺繁杂，前后重复贯通性强；并且在不同加工段的数量概念一直变化；由于其流程性作业的特色，对于工单内的批次观念也相对较强，这些都对我们的ERP软件在功能上提出了一系列的要求。如果一味的套用传统ERP的功能，实际是以离散组装行业发展起来的功能来迎合流程性行业，最后大量的变通方案会将完整的加工流程切割得支离破碎，形成与实际情况不符，为了满足软件要求的大大小小的工单，对于与实际生产任务的管理、前后信息的连贯性等都是没有好处的。因此ERP软件厂商在针对PCB行业以及其类似的LCD、裁版业等行业提供解决方案时，也需要从实际出发，将用料清单、工艺流程等基础信息的架构进行一定程度的调整，对于裁切、压合等看似简单但其实隐含着从人员习惯到数据统计一系列变化的作业也要认真对待，既解决了实际业务，又不会造成没有来源的录入工作，真正为企业管理提供助力，而不要让耗费大量资金、人员精力的ERP项目因为这些细节上的特殊性沦为对现实生产没有意义纯粹为数据而数据的鸡肋。

ERP整合系统在PCB和FPC产业的应用

PCB硬式和FPC软式印刷电路板产业同样都是属于OEM代工型产业，就是由客户设计产品的线路图之后，交由PCB和FPC制造厂代工生产．其中PCB硬式和FPC软式印刷电路板产业的生产型态和工艺流程是很类似的，只是使用的材料材质不相同而已，在经营管理技术上也大同小异。

对于PCB硬式和FPC软式印刷电路板产业的经营管理竞争优势方面来探讨，最关键的竞争优势在于：工程研发、生管、物控、制造、委外加工等的环节上，尤其是现场制造管理(Shopflow control)的WIP控管技术方面最为显着，如果WIP控管不当，就会发生许多混版，遗失、停滞打转、盘盈、盘亏、WIP数量不准、补料延误、换线次数增高、交期不明……等管理失当的现象，当然也就会产生制造成本加重，企业信誉不良，获利能力下降，竞争优势不足的后果。

一、 案例名称：红板公司，科桥电子，广桥科技，台丰印刷电路板，翔升电子，九德电子，清三电子，龙伟电子，毅嘉科技，松维工业，台丰印刷电路板……等公司。

二、 PCB产业特性分析：

1. 产品研发、用料和制程特性分析：




1. PCB印刷电路板专业制造厂之产品种类繁多，依据层数来区分，有单面板、双面板、四层板、六层板、八层板、十二层板……等。


2. 在众多的客户群中，每一个客户都有许多种不同的产品规格需求，不同的尺寸规格，不同的层数，不同的材质，不同的厚度，不同的线路印刷需求、不同的产品用途、也有不同的品质管制需求和品质认证要求等．不同客户订制的产品都不相同，很少发生共享性产品的状况．因为大部份PCB厂都是属于OEM帮客户代工的产品。


3. 使用的原材料种模拟其它制造产业少，许多产品都是使用共享性材料，所以是属于用料种类较少，但产品种类繁多的产业。


4. 不同的客户，对于用料的要求也不同，部份客户会指定使用某个厂牌的基板，或油墨……等，达到其品质和成本控管的要求目标。


5. PCB印刷电路板产业的主要原材料为基板、铜箔、胶片、油墨、金粉、化学药水原料等。其中铜箔和基板是以张(片)为进料单位，而且有不同厂牌，不同尺寸，不同厚度，等发料裁切板以后，则是以面板为投产的双计量单位，到生产完成时，则可能以单片或连片入库或出货。所以从一张料，到大板，到小板，到交货时的几连片的单位转换和控管，都是非常重要的管理项目。


6. 产品依据不同的用途目的，可以分为不同的加工方式，其品质要求水准也不相同。


7. 对于四层板(含)以下的产品，其工艺流程比较简单，其制造流程卡只要从头做到尾，不需要转换流程，也不需要换流程卡，就可以完成全部的制程(除非发生返回重工的状况)。除非是不良重工(返工)，或送MRB检修站。


8. 至于六层板以上的产品，因为不同的内层和外层有不同的线路图，也使用不同的模／工／治具／非林／底片／网版……等辅助性设备，必须使用不同的制造流程和工作指导书，也就必须使用不同的料品编码，工艺流程卡，才能够控制其不同层别的生产制造过程和数量，直到压合站之后才使用后工序的制造流程卡。


9. 部份产品在打样品或生产时，会采用并板生产的方式，在一张面板上同时有两种 或以上的产品同步生产，称为并板生产。


10. 产品的生产制造过程，必须用到各种工作指导事项，及各种图示，例如裁板图、线路图、迭合图、V-CUT图……等等。


11. 由于客户有指定用料的要求，所以对于相同规格而不同厂牌的原材料，必须以不同的料号来加以区别，以免用错料。





2. PCB产业特性分析：




1. PCB产业的原材料库存管理，每一种基板和铜箔的原材料都是以张(片)的方式进料，而且，每一种基板的长度，宽度，厚度都可能不同．必须每一种厂牌，尺寸都各自编订料号和批号，注明其长度，宽度，厚度规格，并且贴条形码或识别卡片在上面，以兹识别。


2. 制成品因为采用接单生产型态，制造完成之后多运送交货到客户公司或工厂，留存在仓库的时间比较短，仅少数多产的制成品会保存在仓库。


3. 基板和铜箔存货的重量都比较重，必须使用插举车或板车当作搬运工具，同时必须确保板面的品质，避免划伤或品质异常。


4. 基板原材料经过裁切板生产领用之后，可能缴回部份未用完的原材料边料，并可用于其它产品使用，必须另行编定余料的编码，以兹和正常料区别。


5. 油墨和化学药水原料在库存管理的技术上，都要做批号管理，同时采用间接领用的方式(Pull 拉式领料法)来处理领料和存料控管的问题。


6. 对于像金粉一样贵重的原材料，存货的管理必须特别加以控管，采用保险柜或另外保管的方式加强管理。


7. 存货管理应该采用十分钟库存管理法，达到：活动储位、分批控管、品质分级、先进先出、提高仓储利用率、提高存货周转率、降低存货报费率。





3. 产品生产制造特性分析：




1. 单面板、双面板、四层板的基板原材料先经过开料裁板、内层线路、内层检验、压板、钻孔、沉铜、干菲、电镀、AQI、湿菲、字符、手指、喷锡、锣板、磨指、测试、FQC，到包装完工入库，生产工序比较短。
   


2. 六层板、八层板以上的产品工序较长，后段制程从压合到包装，生产周期相对也比较长．而且，六层板、八层板以上的产品还有２/３层，４/５层……等，其工艺流程各自不同，必须使用不同的半成品编码和不同的途程卡(工艺流程卡)来控管其生产进度和数量变动．如果六层板和六层以上的产品不把２、３/４、５/６、７层分开编定半成品编码，在生产制造的过程中，每一个站别有哪些内层板报废或重工哪一层的板子，补料、补产哪一层板子，将会无法明确表示，就等于产品完工入库前，WIP的数量是完全失控的，必须由人工到现场识别，而无法采用电算化的数据来辅助控管．这是非常落伍的管理模式，肯定不具备太高的产业竞争力。


3. 产品的生产过程，大部份工序都已经自动化或半自动生产。而且，生产效率相当高。生产管理电算化最关键的部份应该是：如何把ERP之营业接单作业，和生产管制作业，能够和生产排程自动化之电算化系统整合起来，并有效的控管WIP进度和品质，成为产／销／存一体化的自动化体系，将是PCB产业是否具备竞争优势的重要关键。
   


4. PCB制造产业在车间生产进度管理的控管上，可以采用移转交接单的方式，或工艺流程卡移转的方式，或采用条型码读取器(Barcode reader)的方式处理站别之间的数量移转控管。


5. 当工艺流程卡发生不良返工的情况时，可以采用途程卡重工切单移转，来控管其生 产进度和数量。


6. 在制程管制的过程中，数量的控管方式必须同时把大板数和连片数都加以控管，不能只控管大板数或连片数的其中一个单位．否则生产无法控制何时该补料．制造部门主要看大板数，生管人员则比较需要知道良品的连片数，和辅助性的大板数。


7. 在PCB产业的生产制造控管中，经常会有单一工序外包的情况，如何简单的处理单一工序外包的作业，同时又能控制进度和数量，而且同步处理应付加工费用的问题，也是PCB产业非常重要的特殊管理技术。


8. 对于PCB制造产业的生产管理作业，因为属于工艺流程型态的制造方式，所以必须采用小排程管理技术，来安排每一个站别应该生产制造哪一张工艺流程卡的优先顺序．使用人工作业是无法解决生管排程问题的。


9. 由于PCB制造产业是一种代工产业，产品的设计变更非常频繁，所以经常更改版次，客户一旦更改版次，生管的制造指令和工艺流程卡也要配合变更，而且可能发生部份变更，部份不变更的情况，都必须在生产管制和制程管制上获得处理。


10. 当一个产品有两种版次在现场投产时，计算机软件必须自动协助控制：在旧版次离站前，新版次不得进站，不让新旧版次同时进入一个站里发生混板的情况，就可以避免许多失误损失。





4. 营业管理特性分析：




1. PCB产业之营销管理体系和其它产业的营销管理体系比较起来，在作业流程上没有特殊差异，从报价、议价、接单、派车、出货、开立增值税发票、发货单、包装清单、应收帐款、收款冲帐、到客诉处理、退货、折让、信用礼券、借记单，除了报价的核算方式有差异之外，几乎没有特别差异之处。


2. 在客户订单的型态方面，分为：内销订单、外销订单、合作外销等种类。在客户订单的类别方面，则分为：正式订单、样品订单等。因为属于OEM代工生产的型态，在产品的自主性方面并不具备任何主动性


3. 在营业管理方面，和其它产业最主要的差异点为：产品报价的计价方式完全不相同，产品的尺寸、层数、加工流程、金手指……等，都会影响产品的报价。


4. 在客户授信管理方面，必需以客户订单做为授信的依据，而不能以出货时点来控管授信。主要是因为PCB产品是专用产品，当A客户出状况的时候，其产品无法转给B客户交货。


5. 营业部门在客户订单变更时，要先查核订单进度，再和客户协商变更的范围，可以避免许多损失。


6. 当客户的研发部门发出产品设计变更时，公司的内部产品编号也必须更改产品编码，避免厂内作业的任何失误的机会。





5. 采购管理特性分析：




1. PCB产业之采购管理体系和其它产业的采购管理体系在作业流程上比较起来，并没有特殊差异之处．从请购单、采购单、斩收单、检验单、验收入库单、进项营业税发票、应付帐款、请款对帐单、付款冲帐单，都完全相同。


2. 同样是PCB制造厂，在采购基板、铜箔原材料的策略方面也不完全相同，有些公司采购大板，依据客户订单的产品规格自行裁板。有些公司则采购裁好规格尺寸的板材来生产制造。


3. 对于客户有指定板材厂牌的请购单，采购部门不得另外自行决定更改厂牌，以免买错料而造成重大损失。


4. 采购的来源则分为国内采购，国外采购，其作业流程会稍有不同，包扩付款方式。


5. 采购料品的范围包括：原材料、间接物料(低值易耗品)、商品、固定资产类、费用类料品、维修零组件等。


6. 依据请购／采购产生的时机规划，可以区分为：安全存量请购、计划性请购、 MRP2请购、随机性请购等。


7. 安全存量请购是依据重置订购点理论所推算而得之请购方式，主要应用于共享性料品，而且，每个月都有固定领用需求的料品。





6. 财务管理和总帐会计特性析：

PCB制造产业之财务管理和总帐会计管理体系和其它产业完全相同，没有任何特殊之管理方式．在财务管理方面，包扩：应收帐款、应付帐款、应收票据、应付票据、银行存款、零用金、营业税／增值税管理系统等。


7. 制造成本特性分析：




1. PCB制造产业之制造成本是所有产业别中最复杂的，必须采用分步兼分批成本制，从基板原材料投入，开料裁板、内层线路、内层检验、压板、钻孔、沉铜、干菲、电镀、AQI、湿菲、字符、手指、喷锡、锣板、磨指、测试、FQC，到包装完工入库，依据每一个加工工序投入的直接材料、间接材料、直接人工和制造费用分步核算，再依据订单生产批号分批累计成本．而且，不同的生产站别，就有不同的算法。


2. PCB制造产业之产品生命周期不长，经常是一个月到数个月之内就更改生产其它产品，制造成本建议采用实际成本制，依据实际投入之原材料成本，实际发生之直接人工分摊率X直接人工工时，实际发生之制造费用分摊率X机器工时，核算出实际之制造成本．并且以月加权平均之方式，核算出每一项产品之实际成本。

三、 一般PCB制造业在实施电算化的关键盲点：

1. PCB制造业，在生产机器设备上来评级，是属于高度自动化的产业，但在ERP企业全面电算化系统集成方面来评级，则属于比较专业特殊管理的产业，许多PCB制造企业在ERP的应用广度和深度方面，都非常的不足，大部份都停留在局部电算化的水平，其电算化困难度远远落后于一般的电子产业的水平．而且一直无法突破这种局面．最关键的问题都是因为许多PCB产业对于ERP全面电算化到底可以达到何种系统整合的程度，及可以发挥电算化的功能到何种水平不够了解的原因。


2. 其实PCB制造产业的ERP企业全面电算化系统集成的广度和深度，绝对可以做得和电子或计算机产业一样好，达到全面性系统整合的目的．而且，只要生管排程管理系统和生产机器设备的自动化系统结合，更可以达到MES的全面计算机化水平。


3. 许多软件开发商和顾问公司对于制造产业并不深入了解，就随便推出一套软件管理系统，就像耀X电子选用安X会计师推荐的美国OrXXXX ERP软件系统，花掉了四千万元人民币，结果把耀X电子的营运管理搞得一团乱，比耀X电子自行开发的软件还差得十万八千里，最后害得耀X电子从台湾前三大PCB厂搞惨到公司被顶伦工业收购掉了，这是需要许多产业选择软件时深思的部份。