【正文】 B assembly. Only few investigations are for PCB assembly process control (Chandraker et al, 1990。 Randhawa, 1996。參考文獻(xiàn)1 [D].天津大學(xué),:1~32 Tucker W Statistical Process Control an Elaboration[J].Technometrics, :7~83 李玉玲基于過(guò)程能力指數(shù)的工序質(zhì)量控制研究[D].重慶大學(xué),:3~54 李朝青單片機(jī)原理及接口技術(shù)第三版[M].:152~1645 [M].:164~2386 . 集成測(cè)試技術(shù)與虛擬式儀器面向21世紀(jì)的儀器系統(tǒng)[M]:102~1157 楊樂(lè)平，李海濤，楊磊. LABVIEW程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].第二版 :122~2848 趙勇，李海濤，[M].:134~1589 虛擬儀器及LabVIEW概況[J]2002. 9:1~510 National Instruments Corp PXI E Series User Manual[J] 1998:1~311 虛擬儀器編程基礎(chǔ)——VISA標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)用航空計(jì)測(cè)技術(shù)[J]:23~3512 測(cè)試儀器的發(fā)展方向——以TCP/IP作為通訊方式的虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置[J]:33~37附錄A:下位機(jī)電路原理圖附錄B:上位機(jī)軟件運(yùn)行圖附錄C:外文文獻(xiàn)原文A FRAMEWORK of an INTELLIGENT REALTIME DECISION SUPPORT SYSTEM for PROCESS CONTROL in ELECTRONICS ASSEMBLYAbstractThis paper reports a framework of an intelligent realtime decision support system for process control in electronics assembly. A process control is an essential ingredient to ensure a successful operation. Most process control systems can neither evaluate environmental variables nor learn past successful experience. The major objective of this system is to provide a decision support for process control in PCB assembly. The system will be expected to have the abilities to acmodate environmental and process variability and to learn past successful experience. The major methodologies used in the system are the statistical process control (SPC), artificial neural networks (ANNs) and expert systems (ESs).1. IntroductionThe major functions of PCBs are to provide electronic connection among electronic ponents and external circuits, and to hold the electronic ponents (Groover, 1996). A PCB assembly is the major process in electronics manufacturing. Compared with other types of manufacturing processes, the PCB assembly process consists of several plex steps that have strong interrelationships with each other and a large number of ponents are assembled on PCBs. There are approximately 2000 solder joints in an assembly. In practice, a demand failure rate for overall processes, including adhesive dispensing, insertiod placement, and soldering actions, has to be less than 20 defects per million (dpm). If the processes are not adequately controlled, large efforts in testing and repairing that may cost 30% to 50% of total manufacturing costs must be undertaken. A strong mitment to robust process control is required (Feldmann et al, 1994).The difficulties of the process control in PCB assembly are (Conway et al, 1990。感謝測(cè)控081班所有的同學(xué)，四年來(lái)對(duì)我無(wú)微不至的照顧和的關(guān)懷，伴我度過(guò)充實(shí)而美好的大學(xué)時(shí)光。致謝在此，謹(jǐn)向我的導(dǎo)師表示最崇高的敬意和最衷心的感謝。通過(guò)本項(xiàng)目的開(kāi)展，完成了一種在線檢測(cè)儀器的研制，該儀器可以根據(jù)上位機(jī)的指令，完成不同傳感器通道的組態(tài)計(jì)算，針對(duì)不同幾何量測(cè)量對(duì)象，建立測(cè)量方程，實(shí)現(xiàn)儀器在線修改功能。而且電路簡(jiǎn)單，具有成本低、采集速度快、操作方便的特點(diǎn)，有較高的使用價(jià)值?！敖Y(jié)論”以前的所有正文內(nèi)容都要編寫在此行之前。最后還介紹了信號(hào)處理濾波器設(shè)計(jì)。介紹完SPC參數(shù)，我們利用程序框圖的截圖還為大家講解了利用LABVIEW編寫SPC參數(shù)統(tǒng)計(jì)的程序。該檢測(cè)儀器在工作時(shí)，先在上位機(jī)的組態(tài)表達(dá)式中輸入所需的函數(shù)，接著，下位機(jī)的傳感器會(huì)接收到一定的信號(hào)，這個(gè)信號(hào)經(jīng)過(guò)一系列的轉(zhuǎn)換處理后經(jīng)串口傳輸給上位機(jī)，此時(shí)，結(jié)合輸入的函數(shù)即可在窗口中顯示所需要的對(duì)應(yīng)值。以及根據(jù)參數(shù)判斷和對(duì)生產(chǎn)過(guò)程等級(jí)評(píng)定。而在第二部分SPC參數(shù)統(tǒng)計(jì)部分，我們首先向大家介紹了SPC的各個(gè)參數(shù)：CA、CP、CPU、CPL、CPK。串口初始化，串口讀取，串口寫入，串口關(guān)閉，我們都通過(guò)截圖和文字給大家一一做了介紹。而在上位機(jī)程序編寫的部分，主要介紹了兩塊：串口通信部分和SPC參數(shù)統(tǒng)計(jì)部分。如圖312所示： (38) (39)圖 312 濾波器用MATLAB通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)我們能夠清晰的看到經(jīng)過(guò)濾波器和未經(jīng)濾波器濾波的信號(hào)的巨大差距，我們用正弦信號(hào)和隨機(jī)信號(hào)疊加，其中隨機(jī)信號(hào)作為噪聲信號(hào)，仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如圖313：圖 313 濾波器仿真實(shí)驗(yàn) 本章小結(jié)本章內(nèi)容主要介紹了上位機(jī)編程語(yǔ)言的選擇。方便了濾波器的編程。而我們通過(guò)MATLAB中的濾波器設(shè)計(jì)工具箱FDAtool能夠很好的輔助完成單片機(jī)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)。 信號(hào)處理濾波器設(shè)計(jì)由于在數(shù)據(jù)采集通道中容易產(chǎn)生各種噪聲，從而對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的精度造成不同程度的影響，導(dǎo)致產(chǎn)生誤差。再根據(jù)SPC各個(gè)參數(shù)的評(píng)等參考，對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)（如A等，B等，C等，D等），結(jié)合評(píng)價(jià)等級(jí)，確定對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的處理決定。右面的SPC參數(shù)統(tǒng)計(jì)區(qū)包括五個(gè)參數(shù)：Ca、Cp、Cpk、CPU、CPL。在操作區(qū)通過(guò)對(duì)串口的選擇，確定COM口。上位機(jī)軟件部分前面板的界面如圖311所示。通過(guò)對(duì)上位機(jī)界面的操作就能夠?qū)崿F(xiàn)上位機(jī)軟件部分各個(gè)不同的功能，如接收下位機(jī)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)波形實(shí)時(shí)顯示和SPC參數(shù)統(tǒng)計(jì)。完整的程序框圖如圖310所示。按下按鈕，則退出整個(gè)循環(huán)。Ca的計(jì)算框圖Cp的計(jì)算框圖Cpk的計(jì)算框圖圖 39 SPC參數(shù)計(jì)算程序框圖由于要對(duì)下位機(jī)通過(guò)串口上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷的測(cè)量，顯示，統(tǒng)計(jì)，所以應(yīng)該在整個(gè)程序外添加一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)。通過(guò)原先規(guī)定的兩個(gè)全局變量5，和規(guī)格上限USL以及規(guī)格下限LSL，對(duì)SPC參數(shù)Ca、Cp、Cpk、CPU、CPL進(jìn)行計(jì)算。如圖38圖 38 算均值和標(biāo)準(zhǔn)差的程序框圖我們根據(jù)SPC參數(shù)計(jì)算的規(guī)則，應(yīng)該首先算出信號(hào)值的算術(shù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。將全局變量3字符串信號(hào)經(jīng)過(guò)字符串到數(shù)組轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)換變成數(shù)組，在通過(guò)統(tǒng)計(jì)節(jié)點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)節(jié)點(diǎn)在信號(hào)分析Express VI的選板中，統(tǒng)計(jì)節(jié)點(diǎn)可以用來(lái)計(jì)算信號(hào)值的算術(shù)平均值，信號(hào)中值，信號(hào)中出現(xiàn)次數(shù)最多的值，信號(hào)所有值的總量，信號(hào)值的均方根，標(biāo)準(zhǔn)差，方差峰度和偏度。首先得根據(jù)下位機(jī)通過(guò)串口傳送來(lái)的數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)存放到全局變量3中，等待后面的計(jì)算。從而利用SPC參數(shù)提高生產(chǎn)效率，降低次品率。過(guò)程控制的目的就是消除、避免異常波動(dòng)，使過(guò)程處于正常波動(dòng)狀態(tài)。異常波動(dòng)是由系統(tǒng)原因（異常因素）造成的。正常波動(dòng)是偶然性原因（不可避免因素）造成的。它是由人、機(jī)器、材料、方法和環(huán)境等基本因素的波動(dòng)影響所致。 有了以上的預(yù)防和控制，我們的企業(yè)當(dāng)然是可以： 　(1)降低成本； (2)降低不良率，減少返工和浪費(fèi)； 　(3)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率； (4)更好地理解和實(shí)施質(zhì)量體系。完成對(duì)于上傳數(shù)據(jù)的選擇[12]。通過(guò)得到的SPC參數(shù)，對(duì)加工的工件進(jìn)行系統(tǒng)的檢測(cè)。通過(guò)由上位機(jī)經(jīng)過(guò)SPC過(guò)程統(tǒng)計(jì)控制處理過(guò)得參數(shù)來(lái)確定所得到的SPC參數(shù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)。 (34) (35)PS制程特性定義單邊規(guī)格（設(shè)計(jì)規(guī)格）因沒(méi)有規(guī)格上限或下限 沒(méi)有規(guī)格下限Cp=CPU=Cpk (36) 沒(méi)有規(guī)格上限Cp=CPL=Cpk (37)評(píng)等參考當(dāng)Cpk值愈大，代表制程綜合能力愈好。表31 Ca評(píng)等參考等級(jí)Ca值處理原則A維持現(xiàn)狀B改進(jìn)為A級(jí)C立即檢討改善D全面檢討停工檢查 Cp制程精密度Cp為制程精密度，表示制程特性的一致性程度，值越大越集中，越小越分散。評(píng)等參考：Ca值愈小，品質(zhì)愈佳。當(dāng)Ca=0時(shí)，代表量測(cè)制程之實(shí)際平均值與規(guī)格中心相同；無(wú)偏移。標(biāo)準(zhǔn)公式： Ca=k= (31)=制程平均數(shù)估計(jì)值，即Xbar。表示過(guò)程特性中心位置的偏移程度，值等于零，即不偏移。CPK具有一定的評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，利用公式計(jì)算出來(lái)的CPK值愈大，代表過(guò)程綜合能力愈好，并可根據(jù)其值所在的等級(jí)做出相應(yīng)的調(diào)整對(duì)策[11]。SPC的主要參數(shù)CPK（過(guò)程能力指數(shù)），是某個(gè)工程或過(guò)程水準(zhǔn)的量化反應(yīng)，也是工程評(píng)估的一類重要指標(biāo)。 SPC參數(shù)統(tǒng)計(jì)前面介紹過(guò)，SPC是Statistical Process Control的簡(jiǎn)稱統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制。將單片機(jī)與計(jì)算機(jī)通過(guò)串口連接，打開(kāi)LABVIEW 2011的程序，點(diǎn)擊運(yùn)行后，在十六進(jìn)制輸入?yún)^(qū)輸入十六進(jìn)制數(shù)，點(diǎn)擊發(fā)送按鈕，數(shù)據(jù)能夠通過(guò)串口到達(dá)下位機(jī)部分，然后由于下位機(jī)串口的讀取與寫入是短接的，所以在上位機(jī)的十六進(jìn)制顯示區(qū)會(huì)出現(xiàn)與發(fā)送的數(shù)據(jù)完全相同的數(shù)據(jù)，而在波形顯示區(qū)也能夠產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)波形。圖 37讀取節(jié)點(diǎn)框圖在完成對(duì)VISA串口初始化、VISA串口寫入、VISA串口讀取的配置后，串口的收發(fā)就能夠進(jìn)行。在程序末尾還得配置VISA串口關(guān)閉節(jié)點(diǎn)。同時(shí)在外部添加層疊式順序結(jié)構(gòu)，并且在后面添加幀，在該幀內(nèi)添加等待整數(shù)倍毫秒節(jié)點(diǎn)，使上一幀完成后延時(shí)500ms。在讀取節(jié)點(diǎn)輸出端口同時(shí)接上十六進(jìn)制顯示端口和全局變量3字符串顯示。寫入節(jié)點(diǎn)的程序框圖如圖36所示。圖 35串口配置初始化在完成串口初始化之后，需要對(duì)VISA寫入和VISA讀取進(jìn)行配置。完成串口配置初始化[9]。將這5個(gè)控件與VISA配置串口節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接。主要配置串口波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶校驗(yàn)位。如圖34所示。這樣使得接收設(shè)備能夠知道一個(gè)位的狀態(tài)，有機(jī)會(huì)判斷是否有噪聲干擾了通信或者是否傳輸和接收數(shù)據(jù)是否不同步。如果是奇校驗(yàn)，校驗(yàn)位為1，這樣就有3個(gè)邏輯高位。對(duì)于偶和奇校驗(yàn)的情況，串口會(huì)設(shè)置校驗(yàn)位（數(shù)據(jù)位后面的一位），用一個(gè)值確保傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有偶個(gè)或者奇?zhèn)€邏輯高位。有四種檢錯(cuò)方式：偶、奇、高和低。適用于停止位的位數(shù)越多，不同時(shí)鐘同步的容忍程度越大，但是數(shù)據(jù)傳輸率同時(shí)也越慢。由于數(shù)據(jù)是在傳輸線上定時(shí)的，并且每一個(gè)設(shè)備有其自己的時(shí)鐘，很可能在通信中兩臺(tái)設(shè)備間出現(xiàn)了小小的不同步。 c，停止位：用于表示單個(gè)包的最后一位。每個(gè)包是指一個(gè)字節(jié)，包括開(kāi)始/停止位，數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位。擴(kuò)展的ASCII碼是0～255（8位）。如何設(shè)置取決于你想傳送的信息。 b，數(shù)據(jù)位：這是衡量通信中實(shí)際數(shù)據(jù)位的參數(shù)。波特率可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這些值，但是波特率和距離成反比。這意味著串口通信在數(shù)據(jù)線上的采