生產追溯可以正向、反向或無向追溯產品，快速便捷地確認原料、加工方法、加工過程關鍵參數等信息。與可追溯性密切相關的是產品管理方案，主要包括批次管理和單品管理。批次管理是指產品從原材料到成品的生產過程。嚴格按照批次進行科學管理，保證每個生產環節的批次、數量、質量、責任和生產動態。材料批發、批量加工、批量轉移、批量入庫、批量配送等。，嚴格按照先進先出管理。這樣，一旦出現質量問題，可以快速檢查原因，明確問題產品的范圍，降低影響率。

       在印刷電路板(PCB)行業中，生產過程一般采用基于批次的管理方案。批次數量由最優批次算法計算得出，批次數量因不同的板類型而異。EBS(電子商務套裝)系統和MES(制造執行系統)已經實施了基于批次的管理方案[2]。如果某塊板在生產過程中出現異常，整批板都會停止生產；如果已經入庫或發給客戶的板出現異常，在確認異常原因后，需要將整批板全部退回進行驗證。最優批次越大，召回驗證的實物就越多，這也在一定程度上造成了人力物力和成本的浪費。

本文研究的基于PCB行業的單板追溯系統，就是將生產批次管理方案中的追溯信息細化到每塊板，然后根據板的條碼信息和系統記錄，快速準確地定位問題板范圍，排查異常原因。細化生產管理，也便于質量、產品召回或退貨管理。

1.PCB單板跟蹤方案

本文提出的單板溯源管理的前提是基于批次管理，為PCB生產訂單批次中的所有大板維護一個唯一的二維碼，將板的二維碼與生產批號綁定。在加工過程中的設備上安裝掃描設備，掃描記錄經過的時間、加工人員、加工參數、環境參數等信息。每次通過設備時。

PCB追蹤方案主要包括三個模塊(圖1): 2D條碼、硬件掃描和軟件系統。

1.1標牌的條形碼形式

根據生產批次和批號，按照特定規則生成每個大板的二維碼。二維條碼是唯一的，并與批次信息綁定。由于PCB加工路線的特殊性，如果前期產生的二維碼信息僅通過PCB二維碼激光打標機以激光雕刻的形式打印在PCB板上，在后續加工路線過程中很容易被擦除或污染，導致掃描失敗或難以識別。因此，本文的方案是在板材邊緣鉆取二維碼信息，將板材邊緣的二維碼保留在外部圖紙中的絲印字符之前，以記錄加工過程。繪制過程結束后，通過 PCB二維碼激光打標設備 將板邊的二維碼轉移到每塊板上。形狀加工后，板邊會被切掉，繼續記錄小板上的激光打標二維碼。

通過上述方法，可以使二維條碼從工藝路線開始到最后入庫都保持可識別的狀態，不影響客戶的發貨要求，從而滿足單板的追溯要求。

在這個環節中，PCB二維碼激光打標機必不可少。

1.2硬件掃描設備

基于PCB二維條碼的特殊性，掃描硬件設備應具備以下功能:

1.2.1高認可度

鉆孔過程中，由于堵塞、污染等原因，二維碼可能會部分不清晰。因此，掃描設備必須具有高分辨率，能夠讀取點陣二維碼，并具有識別錯碼的容錯機制。掃描設備固定在設備前面的水平線上。當板材通過水平線時，由于板材通過速度、板材放置位置等不確定因素，掃描設備可識別區域廣，讀取速度快。

通信接口

由于掃描設備讀取的條碼信息需要與生產追溯系統關聯，掃描設備需要一個通信接口，能夠滿足文件傳輸的要求。同時，當網絡意外中斷恢復時，可以在斷點處繼續傳輸，防止數據丟失或遺漏。

儲存

掃描硬件設備，可以存儲掃描信息。在沒有網絡的情況下，它仍然可以工作并存儲掃描的數據；此外，可以設置文件存儲間隔，以滿足不同生產線不同間隔上傳掃描記錄的需要。

1.3系統軟件

軟件是追溯查詢的媒介，也是連接2D條碼和掃描設備的重要組成部分。一方面，系統按照指定的規則生成二維碼，與硬件設備(鉆孔設備等)互聯。)通過接口程序；另一方面，系統讀取掃描設備的文件，解析成系統要求的數據格式，存儲在數據庫中以備使用。

2.PCB單板跟蹤系統設計

PCB追蹤系統的設計是在MES系統和EBS系統的基礎上進一步開發的。系統的主要功能模塊包括:基本配置、生產追溯、質量控制、報表管理等。(圖二)。

2.1基本配置

主要功能是綁定ip地址、掃描設備、處理設備之間的關系，方便后續的數據關聯處理。在MES系統和EBS系統中，加工過程和加工設備通過資源實例聯系起來。在追溯系統中，掃描設備主要作為輸入，準確獲取加工時間等生產記錄。
2.2同步接口

主要功能是將2D條形碼數據與掃描數據同步。首先，追溯系統需要同步獲取鉆孔的條形碼。為了防止系統混亂和錯誤，只有在鉆孔成功后，條形碼和工單批次之間的綁定信息才能同步到追溯系統。需要在下一個設備處理該板之前進行條碼的同步驗證，否則可能導致系統條碼綁定錯誤。其次是掃描數據的同步，每塊板材通過加工設備時，會先通過掃描設備，并記錄當前加工時間、生產信息、設備環境因素等。這些掃描信息和設備關聯的處理記錄信息通過接口表單同步到單板追溯系統數據庫。

2.3回顧性記錄

單板加工過程的追溯是MES系統、EBS系統和單板追溯系統的幾個數據庫的數據集成，是人、機、料、法、環境等五個環節的追溯信息可視化。該模塊的主要功能是根據板材的二維碼快速定位加工過程中的各種參數信息以及加工參數相同的板材。

2.4質量控制

該模塊的主要功能是實時準確地記錄每塊板材的質量異常情況。板材報廢后，可以在該模塊中進行確認報廢原因、分析解決方案、解決質量問題等一系列質量控制和管理。同時，根據板材2D條碼的報廢率記錄，可以實時統計批次報廢率。超過預警范圍時，會通過推送郵件、短信、微信等方式提醒相關人員。，從而實時關注批量生產進度，預防并快速解決異常問題等。

2.5報告管理

報表管理是本系統與其他相關系統數據關聯的最大體現。其主要功能是定時推送不同級別的報告。此外，當報告中的某個指標出現異常時，它可以發出預警，并推動指定人員提前發現和預防重大問題和異常。通過單板追溯系統的報表平臺，細化各項管理報表，為管理者提供實時數據參考。

3.關鍵技術和系統實現

在單板追蹤系統的設計中，關鍵問題是單板追蹤系統與各個系統之間的接口開發。

3.1網絡互聯

某公司PCB廠的設備網絡與辦公網絡分離，鉆孔和掃描設備使用設備網絡，而系統部署在辦公網絡中。所以這個單板追蹤系統需要同步設備網絡和辦公網絡的數據。為了方便兩個不同網段之間的通信和同步，使用FTP作為中間服務器，將設備網絡的數據上傳到FTP服務器，然后系統從FTP服務器讀取相關數據并分析到系統數據庫中。

3.2數據同步

根據生產批次和批量，系統生成每塊板唯一的2D條形碼信息，將2D條形碼信息傳送給鉆孔程序，并根據該條形碼信息調用鉆孔程序。在該接口程序的開發過程中，考慮到對網絡流暢性能的依賴，對該接口程序的調用方式進行了優化。本文開發的單板跟蹤系統采用反向傳輸的方式。在鉆井程序服務器中，通過掃描工單批次，根據批次號在程序中直接生成二維條碼信息。鉆孔完成后，鉆孔服務器上已經執行的鉆孔程序數據會及時同步到單板跟蹤系統。

3.3文件解析

設備的掃描文件一般以excel文本格式存儲。本文開發的單板跟蹤系統需要對掃描的文件進行解析，并存儲在系統數據庫中。雖然掃描設備已經盡力避免條碼錯誤等問題，但還是會出現一些信息缺失或異常情況。因此，在解析文件的過程中，一旦出現不符合編碼規則或者異常的數據，就需要將文件的錯誤信息輸出到錯誤文件中進行記錄，以便于后續的驗證和確認。如果網絡突然中斷，掃描設備可以在網絡中斷期間存儲掃描的文件。網絡恢復后，需要繼續發回斷點處的所有數據。

4.系統運行監控和結果

為了驗證PCB單板溯源系統方案的可行性和有效性，所開發的單板溯源系統已經在某PCB廠進行了長時間的試運行。系統運行穩定，與EBS、MES系統接口及各種數據正常。通過對系統運行的分析，證明了單板追蹤方案的可行性和有效性。

在實際生產過程中，有以下幾種情況:一批280塊。在過程檢查中，發現有一部分在固定位置被劃傷。通過確認原因，發現部分設備硬件異常，持續了10分鐘左右。如果只依靠批次管理，需要檢查當天處理的所有批次的板材。但是通過單板追溯系統，可以確定刮傷的板材在本設備中處理的時間是2016年10月8日下午15:13，所以當天下午15:03-15:23之間的板材都需要檢查。單板追蹤系統記錄了32個板塊。可以看出，通過單板追溯系統，問題板的檢查范圍大大縮小，檢查時間縮短。

單板追溯系統不僅可以追溯PCB的生產過程，還可以在板材到達客戶時發揮巨大作用。比如客戶端已經有一批板了，發現了塞孔等其他問題，就要反向檢查問題板。如果整批召回，對雙方影響都很大，不僅影響客戶的進度，還浪費人力和時間。依靠單板追溯系統，我們可以快速準確的定位到這一批的哪些單板出現了問題，以及其他批次是否會出現類似的異常。我們只需要召回不正常的板卡，快速修復即可。從根本上快速解決問題，節省客戶的時間和成本。

5.結論

在研究PCB單板追蹤系統方案的基礎上，通過系統開發和實際應用分析，證明了PCB單板追蹤系統方案的有效性和可行性。既細化了批次管理、生產追溯、質量管控，又方便了質量問題的定位，可以快速分辨問題板，減少召回損失。本文的單板溯源方案為物聯網的發展提供了基礎，對 PCB行業溯源管理趨勢的發展具有一定的參考價值。在此基礎上，可以進一步研究PCB單板追溯系統的其他擴展功能，為PCB行業的智能化信息化發展提供更加多樣化的系統支持。