制造企業(yè)倉庫普遍問題診斷說明、解決方案、推進(jìn)計(jì)劃_第1頁
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精品文檔精心整理精品文檔可編輯的精品文檔目前制造企業(yè)倉庫普遍問題點(diǎn)診斷與解決方案、推進(jìn)計(jì)劃目錄一、診斷說明二、總體評(píng)價(jià)三、現(xiàn)狀問題與解決方案四、推進(jìn)計(jì)劃一、診斷說明診斷要素:1、倉庫基本2、倉儲(chǔ)效率3、現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃4、倉儲(chǔ)管理5、物流管理6、精益管理1)診斷要素說明

倉庫基本發(fā)現(xiàn)影響倉庫基礎(chǔ)運(yùn)營(yíng)的因素

倉儲(chǔ)效率調(diào)查影響倉儲(chǔ)效率的問題

現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃是否全面參照現(xiàn)代物流標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)

倉儲(chǔ)管理是否把握倉儲(chǔ)管理系統(tǒng),從采購收貨開始到成品發(fā)貨為止的整個(gè)一系列活動(dòng)

物流管理是否把握物流管理系統(tǒng),從成品發(fā)貨到客戶收貨滿意為止的整體物流管理實(shí)際情況。

精益管理是否把握倉庫收發(fā)存運(yùn)作能夠做到有精確的計(jì)劃,達(dá)標(biāo)的庫存準(zhǔn)確率及周轉(zhuǎn)率。2)倉庫診斷的目的以工廠各個(gè)倉庫為對(duì)象,暴露每個(gè)倉庫存在的實(shí)際情況,提供今后需要改善的課題。3)診斷場(chǎng)所以倉庫現(xiàn)場(chǎng)為對(duì)象進(jìn)行診斷。4)診斷的推進(jìn)方法倉庫現(xiàn)場(chǎng)診斷結(jié)合再調(diào)查,團(tuán)隊(duì)討論,確認(rèn)6S管理點(diǎn)檢表,調(diào)研表,診斷報(bào)告書,再總結(jié)改善課題。二.總體評(píng)價(jià)通過個(gè)人評(píng)估,普遍倉庫整體精益現(xiàn)場(chǎng)得分43.0分(標(biāo)桿對(duì)比:豐田2019年倉庫現(xiàn)場(chǎng)100分)。值得點(diǎn)贊方面的有:現(xiàn)場(chǎng)操作配戴安全帽,物料拉動(dòng)看板,物理看板管理,電子動(dòng)態(tài)化看板管理,現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域標(biāo)線,條碼管理,ERP系統(tǒng)管理,采購、倉儲(chǔ)、物控、計(jì)劃、生產(chǎn)及物流整個(gè)一系列運(yùn)作歸口為供應(yīng)鏈系統(tǒng)管理,公司發(fā)展非常穩(wěn)定和產(chǎn)品發(fā)展前景向好,人際關(guān)系友善和人性化管理。整體印象存在不足的細(xì)節(jié)有:揀貨效率低,庫存周轉(zhuǎn)率低,搬運(yùn)距離長(zhǎng)且多反復(fù),物料不配套,缺乏合適容器和缺少容器擺放位置等七大浪費(fèi),存在許多不增值作業(yè)活動(dòng)??傆^大局沒體現(xiàn)出現(xiàn)代物流的專業(yè)水準(zhǔn)。三、現(xiàn)狀問題與解決方案1、工廠倉庫太分散,布局不夠合理。解決方案:以工廠進(jìn)大門方向?yàn)闇?zhǔn),整體物流規(guī)劃方向以右邊進(jìn)入導(dǎo)流路徑到中心倉庫大門設(shè)計(jì)物料采購收貨區(qū),左邊自成品庫大門備貨,裝車范圍內(nèi)設(shè)計(jì)發(fā)貨區(qū),發(fā)貨物流路徑從公司正大門左邊或者左右兩側(cè)大門流出。各個(gè)車間設(shè)計(jì)相關(guān)類別物料現(xiàn)場(chǎng)倉庫,采取全封閉管理。2、所有庫區(qū)標(biāo)識(shí)標(biāo)貼設(shè)計(jì)不夠全面和直觀。解決方案:縱觀大局梳理整體布局規(guī)劃,按照六號(hào)編碼標(biāo)示各個(gè)倉庫、區(qū)域、貨架、縱列、層級(jí)及庫位,現(xiàn)場(chǎng)有物就有賬、有標(biāo)識(shí)。如注塑車間原材料庫,金加工車間半成品庫,如立體庫第一層貨架上標(biāo)識(shí)有庫位號(hào)、物料標(biāo)識(shí)、二維碼,整個(gè)立體貨架中端張貼有“貨架承載2噸”類似安全提示。3、現(xiàn)場(chǎng)常用設(shè)備、設(shè)施如叉車、揀貨車沒固定停放處。解決方案:將所有倉庫搬運(yùn)設(shè)備、設(shè)施及工具給與設(shè)計(jì)固定放置區(qū)域和標(biāo)識(shí)。4、立體貨架通道沒安裝監(jiān)控,存在安全隱患。解決方案:至少將關(guān)鍵及價(jià)值金額高的物料儲(chǔ)存區(qū)域通道安裝360監(jiān)控,以防存在安全隱患。5、立體庫貨架三層以上棧板物料沒做防護(hù)措施。解決方案:高層貨架倉庫區(qū)域自三層起將棧板堆跺的物料用纏繞膜或伸縮纏繞繃帶固定好,再上架,防止物料掉落,方便日后取料安全。6、叉車收發(fā)貨進(jìn)出倉庫大門把室外泥土灰塵帶進(jìn)倉庫,不便于清掃。解決方案:可以在倉庫進(jìn)出大門口平鋪一張蹭泥土灰塵的地毯。7、車間倉庫現(xiàn)場(chǎng)是開放的,不便于管理。解決方案:將每個(gè)車間合適空間設(shè)計(jì)相關(guān)物料倉庫,采取全封閉式管理。8、倉庫儲(chǔ)存空間浪費(fèi)嚴(yán)重,沒合理利用。解決方案:依據(jù)每個(gè)倉庫現(xiàn)場(chǎng)特點(diǎn)設(shè)計(jì)其空間儲(chǔ)存利用最大化。9、倉庫現(xiàn)場(chǎng)無安全警示,團(tuán)隊(duì)安全意識(shí)淡薄。解決方案:將各個(gè)倉庫現(xiàn)場(chǎng)公共最曝光區(qū)域張貼安全相關(guān)標(biāo)識(shí),如叉車進(jìn)出避免碰撞,安全第一預(yù)防為主。10、呆滯品積存過多,沒處理。解決方案:將呆滯品做到每月底清理完成。11、員工對(duì)供應(yīng)商送貨缺少細(xì)節(jié)環(huán)節(jié)和責(zé)任心。解決方案:關(guān)于來料必須對(duì)其數(shù)量、標(biāo)識(shí)、目測(cè)品質(zhì)、訂單核對(duì)等細(xì)節(jié)加以重視。12、供應(yīng)商送貨有些產(chǎn)品無標(biāo)識(shí),幾種產(chǎn)品混在一起。解決方案:及時(shí)反饋給采購相關(guān)人員,建議制定供應(yīng)商考核制度加以監(jiān)督供應(yīng)商送貨沒有送貨單、采購訂單。14、供應(yīng)商送貨包裝沒有按照倉庫發(fā)貨細(xì)節(jié)操作要求。解決方案:反饋給采購與供應(yīng)商溝通改善按照倉庫發(fā)貨標(biāo)準(zhǔn)包裝15、物料入庫歸位無頭緒無引導(dǎo)指示標(biāo)識(shí)。解決方案:對(duì)各庫合理規(guī)劃儲(chǔ)存區(qū)域,標(biāo)識(shí)標(biāo)貼明確,可視化。16、揀貨時(shí)遇到配套物品,單據(jù)上沒有說明,現(xiàn)場(chǎng)物品也沒提示解決方案:庫存產(chǎn)品中把要配套發(fā)的給出現(xiàn)場(chǎng)提示或平時(shí)把它們捆綁一起。17、備料準(zhǔn)確性低與找料時(shí)間過長(zhǎng)。解決方案:經(jīng)過6S標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃儲(chǔ)存區(qū)域,可視化管理,設(shè)計(jì)科學(xué)合理揀貨流程。18、錯(cuò)發(fā),少發(fā),多發(fā),漏發(fā)頻率高。解決方案:現(xiàn)場(chǎng)科學(xué)規(guī)劃,流程優(yōu)化及加強(qiáng)稽核力度19、生產(chǎn)與倉庫補(bǔ)料/換料手續(xù)缺失率高。解決方案:嚴(yán)謹(jǐn)補(bǔ)換料操作流程,倉庫見單發(fā)料。20、成品發(fā)貨差錯(cuò)率不理想。解決方案:加強(qiáng)稽核和獎(jiǎng)懲力度,科學(xué)規(guī)劃,可視化與二維碼管理。單據(jù)出入庫系統(tǒng)賬務(wù)處理不及時(shí)。解決方案:嚴(yán)謹(jǐn)財(cái)務(wù)對(duì)物料賬務(wù)處理原則和流程,必須做到日清日結(jié),心無旁貸。系統(tǒng)賬與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物賬匹配率低與賬實(shí)不符。解決方案:嚴(yán)謹(jǐn)優(yōu)化系統(tǒng)合理化,然后依據(jù)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)引導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物規(guī)劃及完善各庫賬實(shí)相符匹配度。系統(tǒng)未設(shè)計(jì)物料短缺預(yù)警與申購不及時(shí)。解決方案:完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)物料短缺預(yù)警,強(qiáng)化平時(shí)循環(huán)盤點(diǎn)力度。24、采購收貨或成品退貨過多,沒優(yōu)化及時(shí)處理。解決方案:對(duì)于采購收貨不合格品當(dāng)天責(zé)令供應(yīng)商退回,針對(duì)庫內(nèi)和生產(chǎn)后期發(fā)現(xiàn)的及時(shí)與采購部反饋限令一星期內(nèi)處理,銷售退回品2天內(nèi)處理。25、沒有對(duì)所有倉庫進(jìn)行倉庫編碼管理。解決方案:將工廠所有倉庫進(jìn)行編碼,方便日后SAP系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)倉庫無縫對(duì)接操作管理。如A五金交電庫,依次到Q電商淘寶庫等等。26、沒有對(duì)立體庫貨架執(zhí)行六號(hào)定位、平鋪堆列執(zhí)行二號(hào)定位。解決方案:將立體倉庫進(jìn)行六號(hào)定位及標(biāo)識(shí),如某庫、某區(qū)、某貨架、某列、某層、某庫位,備貨區(qū)或重大物品進(jìn)行2號(hào)定位及標(biāo)識(shí)。如某庫、某列。27、沒設(shè)計(jì)看板標(biāo)示物流中心倉庫與車間倉庫平面示意圖及儲(chǔ)存物資目錄。解決方案:在倉儲(chǔ)部門或中心倉庫與各個(gè)車間倉庫最重要公共區(qū)域設(shè)計(jì)平面直觀示意圖及標(biāo)注其所儲(chǔ)存的物資目錄。28、倉庫內(nèi)無物品定置定位規(guī)劃管理.解決方案:將辦公室及倉庫現(xiàn)場(chǎng)所有物品設(shè)置固定區(qū)域進(jìn)行規(guī)劃,標(biāo)識(shí)與定置管理。29、倉庫存在七大浪費(fèi)管理問題。解決方案:將精益管理中的七大浪費(fèi):等待、搬運(yùn)、動(dòng)作、庫存、不良品、加工及制造過剩,認(rèn)真理解后對(duì)照倉儲(chǔ)管理中存在的某種浪費(fèi),如四樓倉庫物料配送到一樓生產(chǎn)線的現(xiàn)象就存在搬運(yùn)、動(dòng)作及等待的浪費(fèi)。30、沒利用現(xiàn)場(chǎng)可視化管理模式展現(xiàn)關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程指導(dǎo)及安全警示。解決方案:可以在采購收貨區(qū)、發(fā)貨區(qū)張貼收貨流程、發(fā)貨流程或各倉庫主通道張貼或懸掛精益安全警示宣傳標(biāo)語。31、未實(shí)現(xiàn)物資ABC分類管理,導(dǎo)致驗(yàn)收存在漏洞。解決方案:可以要采購部門將以往采購的物料評(píng)估分析統(tǒng)計(jì)出價(jià)值金額或重要性來進(jìn)行物料ABC分類管理。32、揀貨員憑熟練程度和全靠記憶來操作。解決方案:如果倉庫全靠老員工來操作,顯得管理太過于被動(dòng)。只要將倉庫設(shè)計(jì)成標(biāo)識(shí)化、可視化、條碼化以及自動(dòng)化,任何新人都可以直接操作。33、揀貨路徑往返重復(fù)。解決方案:可以將WMS-PDA系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)對(duì)接現(xiàn)場(chǎng)倉庫庫位號(hào)依次排序保持一致性,一般揀物料采取自左邊開始從右邊出來,屬于“U”型揀料法,當(dāng)然在電商倉庫還有“X”揀料法。34、揀貨過程中拿貨隨意,無視擺放整齊秩序。解決方案:先優(yōu)化好科學(xué)揀貨流程以及進(jìn)行團(tuán)隊(duì)培訓(xùn),然后班組長(zhǎng)盯緊必須按照大家認(rèn)可簽字的標(biāo)準(zhǔn)流程來操作,三個(gè)星期后就不會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象了。35、儲(chǔ)存環(huán)境與條件如溫濕度、通風(fēng)設(shè)施沒有設(shè)計(jì)。解決方案:在相關(guān)針對(duì)溫濕度及儲(chǔ)存環(huán)境條件要求特別高的物料設(shè)計(jì)溫濕度表和相關(guān)記錄標(biāo)準(zhǔn),以及安裝其通風(fēng)設(shè)備,以便不影響其在庫儲(chǔ)存的品質(zhì)。36、屬于危險(xiǎn)化學(xué)品庫存物品未設(shè)計(jì)專區(qū)特殊管理。解決方案:將這類危險(xiǎn)化學(xué)品物料專門設(shè)計(jì)危險(xiǎn)化學(xué)品倉庫進(jìn)行專項(xiàng)管理。37、沒有設(shè)計(jì)相關(guān)物料恒溫庫。解決方案:將對(duì)溫度要求特別高的物料設(shè)計(jì)專門恒溫庫進(jìn)行專項(xiàng)管理。38、呆滯品沒每月底統(tǒng)計(jì)清出。解決方案:堅(jiān)持做到每個(gè)月底將各個(gè)倉庫呆滯物料統(tǒng)計(jì)匯總清理出來移庫到呆滯品暫存庫區(qū)待處理。39、搬運(yùn)設(shè)備故障的不確定性和維修無計(jì)劃性,導(dǎo)致需求急,數(shù)量少、采購周期長(zhǎng)、成本高。解決方案:堅(jiān)持日常對(duì)搬運(yùn)設(shè)備設(shè)施與工具進(jìn)行檢點(diǎn)表監(jiān)督檢查,然后評(píng)估分析做好相關(guān)叉車、轉(zhuǎn)運(yùn)車等維修計(jì)劃與保養(yǎng)計(jì)劃。40、車間對(duì)物料需求規(guī)律把握不準(zhǔn),導(dǎo)致庫存控制困難,備件積壓或缺貨。解決方案:倉庫要即時(shí)反饋車間申購物料或備件庫存情況、積壓或缺貨信息給主管領(lǐng)導(dǎo),讓車間及時(shí)想方法處理。41、倉庫未設(shè)置安全庫存、訂貨點(diǎn)與最高庫存量。解決方案:與物控計(jì)劃,生產(chǎn)車間溝通協(xié)商進(jìn)行物料需求信息評(píng)估分析進(jìn)行設(shè)計(jì)倉庫物料安全庫存、訂貨點(diǎn)與最高庫存量,設(shè)計(jì)物料看板拉動(dòng)也可以。42、倉庫庫存物料沒有進(jìn)行日常循環(huán)盤點(diǎn)。解決方案:責(zé)令每個(gè)倉管員日常都要在空余時(shí)間對(duì)庫存物料進(jìn)行循環(huán)盤點(diǎn)。43、倉庫庫存物品名稱與系統(tǒng)不一致,如系統(tǒng)“織布燈”實(shí)物為“放大鏡”。解決方案:反饋給公司IT部門進(jìn)行REP系統(tǒng)跟倉庫現(xiàn)場(chǎng)物料名稱不一致的進(jìn)行更正優(yōu)化。44、沒有執(zhí)行庫存物料顏色季度標(biāo)指示先進(jìn)先出。解決方案:將倉庫存儲(chǔ)物料進(jìn)行季度顏色標(biāo)識(shí)方便日后做到先進(jìn)先出。45、倉庫工傷事故率偏高。解決方案:嚴(yán)謹(jǐn)6S現(xiàn)場(chǎng)管理規(guī)范,加強(qiáng)早會(huì),例會(huì)與專項(xiàng)安全操作會(huì)議培訓(xùn)。46、沒有對(duì)新進(jìn)員工進(jìn)行各種操作流程、制度等傳幫帶進(jìn)行培訓(xùn)指導(dǎo)。解決方案:制定與完善倉儲(chǔ)部門整個(gè)管理體系,建立培訓(xùn)計(jì)劃及制度,必須要對(duì)新員工進(jìn)行部門與班級(jí)傳幫帶業(yè)務(wù)培訓(xùn)及指導(dǎo)。47、員工日常缺乏與業(yè)務(wù)相關(guān)部門溝通交流。解決方案:部門培訓(xùn)計(jì)劃中要明確相關(guān)員工溝通技巧方面的培訓(xùn)計(jì)劃及專項(xiàng)課件。48、部門管理層對(duì)各班組工作和生活方面缺乏支持與關(guān)心。解決方案:部門主管以身作則帶動(dòng)各班組長(zhǎng)日常要加強(qiáng)對(duì)員工工作及生活上的大力支持和關(guān)心。49、企業(yè)文化和部門弘揚(yáng)缺乏主觀能動(dòng)性。解決方案:班組日常早會(huì)和部門例會(huì)及專項(xiàng)培訓(xùn)宣傳企業(yè)文化,班組團(tuán)隊(duì)不斷弘揚(yáng)精神。50、沒建立部門培訓(xùn)計(jì)劃。解決方案:擬建部門年月度及關(guān)鍵崗位培訓(xùn)計(jì)劃。51、部門組織架構(gòu)不明確。解決方案:認(rèn)知部門權(quán)責(zé),依據(jù)業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)合理的組織架構(gòu)。52、部門負(fù)責(zé)人管理,溝通及團(tuán)隊(duì)駕馭能力欠缺。解決方案:調(diào)離部門管理崗位,分配其最合適崗位。53、搭建體系缺失人與崗位精準(zhǔn)配置。解決方案:研究個(gè)人信息,掌握其優(yōu)劣勢(shì)針對(duì)性地分配最合適崗位。54、倉庫團(tuán)隊(duì)凝聚力松散。解決方案:建立員工切身實(shí)際利益的激勵(lì)機(jī)制,如績(jī)效獎(jiǎng)金,多勞多得,每月之星競(jìng)賽,技能效率比拼等,團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)以身作則,平衡一切利弊優(yōu)化策略。55、倉庫團(tuán)隊(duì)薪資平均化,沒有突出績(jī)效、能力、技術(shù)水平。解決方案:設(shè)計(jì)部門團(tuán)隊(duì)薪資績(jī)效考核KPI指標(biāo)權(quán)重,突出績(jī)效、能力及技術(shù)水平工資及獎(jiǎng)金。56、沒設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)6S管理每周檢查機(jī)制。解決方案:公司總經(jīng)辦或倉儲(chǔ)部門設(shè)計(jì)6S管理每周現(xiàn)場(chǎng)檢查機(jī)制,可以有效保持作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的6S規(guī)劃成果與秩序。57、沒有創(chuàng)建部門管理體系文件,制度和規(guī)定。解決方案:結(jié)合公司和部門具體實(shí)情制定與完善各領(lǐng)域體系文件,制度和規(guī)定。58、沒有完善設(shè)計(jì)部門各業(yè)務(wù)操作優(yōu)化流程SOP。解決方案:針對(duì)部門各業(yè)務(wù)領(lǐng)域設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單,更優(yōu)化的操作流程SOP.59、部門員工考核機(jī)制不明確。解決方案:依據(jù)各操作領(lǐng)域設(shè)計(jì)合理的KPI績(jī)效考核5個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。60、沒設(shè)置對(duì)團(tuán)隊(duì)更有切身實(shí)際利益的激勵(lì)機(jī)制。解決方案:可以設(shè)置一些對(duì)團(tuán)隊(duì)員工最切身利益的激勵(lì)機(jī)制,如與薪資、獎(jiǎng)金直接掛鉤的全勤獎(jiǎng)、年資、技能工資、業(yè)績(jī)提成、平衡計(jì)分、股份分紅及股權(quán)分配等,這樣能夠一直保持員工的積極性和主觀能動(dòng)性,以及穩(wěn)定性與忠誠(chéng)度。四、推進(jìn)計(jì)劃1、針對(duì)新公司倉庫的改善計(jì)劃要先保持一個(gè)空杯心態(tài),虔誠(chéng)地沉淀及融入新團(tuán)隊(duì)當(dāng)中去,適應(yīng)與透切理解現(xiàn)行各種制度、流程、計(jì)劃及職責(zé)等,反復(fù)推敲與琢磨其中利弊、成本、效率甚至危害等,然后設(shè)計(jì)出超越于它更好的以及團(tuán)隊(duì)認(rèn)可的制度、流程、措施及方案。2、倉庫設(shè)計(jì)好的每項(xiàng)改善計(jì)劃都要經(jīng)過上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)及公司決策層評(píng)估其實(shí)用性。以及經(jīng)過倉庫整個(gè)團(tuán)隊(duì)的討論實(shí)踐與檢測(cè)論證后才能推進(jìn)實(shí)施。3、一般倉儲(chǔ)部門各個(gè)管理體系制度文件可以在2個(gè)月內(nèi)制定與完善,可以涉及到十分全面。4、倉庫現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方面需要3個(gè)月內(nèi)完成改善計(jì)劃,因?yàn)樯婕暗揭恍┪锪喜少徶芷谳^長(zhǎng)。5、倉庫精益管理優(yōu)化計(jì)劃需要半年或一年完成,因?yàn)橛行╉?xiàng)目推動(dòng)需要其他幾個(gè)部門協(xié)作才能完成。6、倉庫自動(dòng)化改善項(xiàng)目計(jì)劃需要一年或兩年完成,如AGV全自動(dòng)無軌激光導(dǎo)航牽引車實(shí)施項(xiàng)目需要長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試才能完成其可操作性與實(shí)用性。精品文檔精心整理精品文檔可編輯的精品文檔PCBLayout中的走線策略布線(Layout)是PCB設(shè)計(jì)工程師最基本的工作技能之一。走線的好壞將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能,大多數(shù)高速的設(shè)計(jì)理論也要最終經(jīng)過Layout得以實(shí)現(xiàn)并驗(yàn)證,由此可見,布線在高速PCB設(shè)計(jì)中是至關(guān)重要的。下面將針對(duì)實(shí)際布線中可能遇到的一些情況,分析其合理性,并給出一些比較優(yōu)化的走線策略。主要從直角走線,差分走線,蛇形線等三個(gè)方面來闡述。1.直角走線直角走線一般是PCB布線中要求盡量避免的情況,也幾乎成為衡量布線好壞的標(biāo)準(zhǔn)之一,那么直角走線究竟會(huì)對(duì)信號(hào)傳輸產(chǎn)生多大的影響呢?從原理上說,直角走線會(huì)使傳輸線的線寬發(fā)生變化,造成阻抗的不連續(xù)。其實(shí)不光是直角走線,頓角,銳角走線都可能會(huì)造成阻抗變化的情況。直角走線的對(duì)信號(hào)的影響就是主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:一是拐角可以等效為傳輸線上的容性負(fù)載,減緩上升時(shí)間;二是阻抗不連續(xù)會(huì)造成信號(hào)的反射;三是直角尖端產(chǎn)生的EMI。傳輸線的直角帶來的寄生電容可以由下面這個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算:C=61W(Er)[size=1]1/2[/size]/Z0在上式中,C就是指拐角的等效電容(單位:pF),W指走線的寬度(單位:inch),εr指介質(zhì)的介電常數(shù),Z0就是傳輸線的特征阻抗。舉個(gè)例子,對(duì)于一個(gè)4Mils的50歐姆傳輸線(εr為4.3)來說,一個(gè)直角帶來的電容量大概為0.0101pF,進(jìn)而可以估算由此引起的上升時(shí)間變化量:T10-90%=2.2*C*Z0/2=2.2*0.0101*50/2=0.556ps通過計(jì)算可以看出,直角走線帶來的電容效應(yīng)是極其微小的。由于直角走線的線寬增加,該處的阻抗將減小,于是會(huì)產(chǎn)生一定的信號(hào)反射現(xiàn)象,我們可以根據(jù)傳輸線章節(jié)中提到的阻抗計(jì)算公式來算出線寬增加后的等效阻抗,然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算反射系數(shù):ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0),一般直角走線導(dǎo)致的阻抗變化在7%-20%之間,因而反射系數(shù)最大為0.1左右。而且,從下圖可以看到,在W/2線長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)傳輸線阻抗變化到最小,再經(jīng)過W/2時(shí)間又恢復(fù)到正常的阻抗,整個(gè)發(fā)生阻抗變化的時(shí)間極短,往往在10ps之內(nèi),這樣快而且微小的變化對(duì)一般的信號(hào)傳輸來說幾乎是可以忽略的。很多人對(duì)直角走線都有這樣的理解,認(rèn)為尖端容易發(fā)射或接收電磁波,產(chǎn)生EMI,這也成為許多人認(rèn)為不能直角走線的理由之一。然而很多實(shí)際測(cè)試的結(jié)果顯示,直角走線并不會(huì)比直線產(chǎn)生很明顯的EMI。也許目前的儀器性能,測(cè)試水平制約了測(cè)試的精確性,但至少說明了一個(gè)問題,直角走線的輻射已經(jīng)小于儀器本身的測(cè)量誤差??偟恼f來,直角走線并不是想象中的那么可怕。至少在GHz以下的應(yīng)用中,其產(chǎn)生的任何諸如電容,反射,EMI等效應(yīng)在TDR測(cè)試中幾乎體現(xiàn)不出來,高速PCB設(shè)計(jì)工程師的重點(diǎn)還是應(yīng)該放在布局,電源/地設(shè)計(jì),走線設(shè)計(jì),過孔等其他方面。當(dāng)然,盡管直角走線帶來的影響不是很嚴(yán)重,但并不是說我們以后都可以走直角線,注意細(xì)節(jié)是每個(gè)優(yōu)秀工程師必備的基本素質(zhì),而且,隨著數(shù)字電路的飛速發(fā)展,PCB工程師處理的信號(hào)頻率也會(huì)不斷提高,到10GHz以上的RF設(shè)計(jì)領(lǐng)域,這些小小的直角都可能成為高速問題的重點(diǎn)對(duì)象。2.差分走線差分信號(hào)(DifferentialSignal)在高速電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來越廣泛,電路中最關(guān)鍵的信號(hào)往往都要采用差分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),什么另它這么倍受青睞呢?在PCB設(shè)計(jì)中又如何能保證其良好的性能呢?帶著這兩個(gè)問題,我們進(jìn)行下一部分的討論。何為差分信號(hào)?通俗地說,就是驅(qū)動(dòng)端發(fā)送兩個(gè)等值、反相的信號(hào),接收端通過比較這兩個(gè)電壓的差值來判斷邏輯狀態(tài)“0”還是“1”。而承載差分信號(hào)的那一對(duì)走線就稱為差分走線。差分信號(hào)和普通的單端信號(hào)走線相比,最明顯的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:a.抗干擾能力強(qiáng),因?yàn)閮筛罘肿呔€之間的耦合很好,當(dāng)外界存在噪聲干擾時(shí),幾乎是同時(shí)被耦合到兩條線上,而接收端關(guān)心的只是兩信號(hào)的差值,所以外界的共模噪聲可以被完全抵消。b.能有效抑制EMI,同樣的道理,由于兩根信號(hào)的極性相反,他們對(duì)外輻射的電磁場(chǎng)可以相互抵消,耦合的越緊密,泄放到外界的電磁能量越少。c.時(shí)序定位精確,由于差分信號(hào)的開關(guān)變化是位于兩個(gè)信號(hào)的交點(diǎn),而不像普通單端信號(hào)依靠高低兩個(gè)閾值電壓判斷,因而受工藝,溫度的影響小,能降低時(shí)序上的誤差,同時(shí)也更適合于低幅度信號(hào)的電路。目前流行的LVDS(lowvoltagedifferentialsignaling)就是指這種小振幅差分信號(hào)技術(shù)。于PCB工程師來說,最關(guān)注的還是如何確保在實(shí)際走線中能完全發(fā)揮差分走線的這些優(yōu)勢(shì)。也許只要是接觸過Layout的人都會(huì)了解差分走線的一般要求,那就是“等長(zhǎng)、等距”。等長(zhǎng)是為了保證兩個(gè)差分信號(hào)時(shí)刻保持相反極性,減少共模分量;等距則主要是為了保證兩者差分阻抗一致,減少反射。“盡量靠近原則”有時(shí)候也是差分走線的要求之一。但所有這些規(guī)則都不是用來生搬硬套的,不少工程師似乎還不了解高速差分信號(hào)傳輸?shù)谋举|(zhì)。下面重點(diǎn)討論一下PCB差分信號(hào)設(shè)計(jì)中幾個(gè)常見的誤區(qū)。誤區(qū)一:認(rèn)為差分信號(hào)不需要地平面作為回流路徑,或者認(rèn)為差分走線彼此為對(duì)方提供回流途徑。造成這種誤區(qū)的原因是被表面現(xiàn)象迷惑,或者對(duì)高速信號(hào)傳輸?shù)臋C(jī)理認(rèn)識(shí)還不夠深入。從圖1-8-15的接收端的結(jié)構(gòu)可以看到,晶體管Q3,Q4的發(fā)射極電流是等值,反向的,他們?cè)诮拥靥幍碾娏髡孟嗷サ窒↖1=0),因而差分電路對(duì)于類似地彈以及其它可能存在于電源和地平面上的噪音信號(hào)是不敏感的。地平面的部分回流抵消并不代表差分電路就不以參考平面作為信號(hào)返回路徑,其實(shí)在信號(hào)回流分析上,差分走線和普通的單端走線的機(jī)理是一致的,即高頻信號(hào)總是沿著電感最小的回路進(jìn)行回流,最大的區(qū)別在于差分線除了有對(duì)地的耦合之外,還存在相互之間的耦合,哪一種耦合強(qiáng),那一種就成為主要的回流通路,圖1-8-16是單端信號(hào)和差分信號(hào)的地磁場(chǎng)分布示意圖。

在PCB電路設(shè)計(jì)中,一般差分走線之間的耦合較小,往往只占10~20%的耦合度,更多的還是對(duì)地的耦合,所以差分走線的主要回流路徑還是存在于地平面。當(dāng)?shù)仄矫姘l(fā)生不連續(xù)的時(shí)候,無參考平面的區(qū)域,差分走線之間的耦合才會(huì)提供主要的回流通路,見圖1-8-17所示。盡管參考平面的不連續(xù)對(duì)差分走線的影響沒有對(duì)普通的單端走線來的嚴(yán)重,但還是會(huì)降低差分信號(hào)的質(zhì)量,增加EMI,要盡量避免。也有些設(shè)計(jì)人員認(rèn)為,可以去掉差分走線下方的參考平面,以抑制差分傳輸中的部分共模信號(hào),但從理論上看這種做法是不可取的,阻抗如何控制?不給共模信號(hào)提供地阻抗回路,勢(shì)必會(huì)造成EMI輻射,這種做法弊大于利。誤區(qū)二:認(rèn)為保持等間距比匹配線長(zhǎng)更重要。在實(shí)際的PCB布線中,往往不能同時(shí)滿足差分設(shè)計(jì)的要求。由于管腳分布,過孔,以及走線空間等因素存在,必須通過適當(dāng)?shù)睦@線才能達(dá)到線長(zhǎng)匹配的目的,但帶來的結(jié)果必然是差分對(duì)的部分區(qū)域無法平行,這時(shí)候我們?cè)撊绾稳∩崮??在下結(jié)論之前我們先看看下面一個(gè)仿真結(jié)果。

從上面的仿真結(jié)果看來,方案1和方案2波形幾乎是重合的,也就是說,間距不等造成的影響是微乎其微的,相比較而言,線長(zhǎng)不匹配對(duì)時(shí)序的影響要大得多(方案3)。再從理論分析來看,間距不一致雖然會(huì)導(dǎo)致差分阻抗發(fā)生變化,但因?yàn)椴罘謱?duì)之間的耦合本身就不顯著,所以阻抗變化范圍也是很小的,通常在10%以內(nèi),只相當(dāng)于一個(gè)過孔造成的反射,這對(duì)信號(hào)傳輸不會(huì)造成明顯的影響。而線長(zhǎng)一旦不匹配,除了時(shí)序上會(huì)發(fā)生偏移,還給差分信號(hào)中引入了共模的成分,降低信號(hào)的質(zhì)量,增加了EMI。可以這么說,PCB差分走線的設(shè)計(jì)中最重要的規(guī)則就是匹配線長(zhǎng),其它的規(guī)則都可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求和實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行靈活處理。誤區(qū)三:認(rèn)為差分走線一定要靠的很近。讓差分走線靠近無非是為了增強(qiáng)他們的耦合,既可以提高對(duì)噪聲的免疫力,還能充分利用磁場(chǎng)的相反極性來抵消對(duì)外界的電磁干擾。雖說這種做法在大多數(shù)情況下是非常有利的,但不是絕對(duì)的,如果能保證讓它們得到充分的屏蔽,不受外界干擾,那么我們也就不需要再讓通過彼此的強(qiáng)耦合達(dá)到抗干擾和抑制EMI的目的了。如何才能保證差分走線具有良好的隔離和屏蔽呢?增大與其它信號(hào)走線的間距是最基本的途徑之一,電磁場(chǎng)能量是隨著距離呈平方關(guān)系遞減的,一般線間距超過4倍線寬時(shí),它們之間的干擾就極其微弱了,基本可以忽略。此外,通過地平面的隔離也可以起到很好的屏蔽作用,這種結(jié)構(gòu)在高頻的(10G以上)IC封裝PCB設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)用采用,被稱為CPW結(jié)構(gòu),可以保證嚴(yán)格的差分阻抗控制(2Z0),如圖1-8-19。

差分走線也可以走在不同的信號(hào)層中,但一般不建議這種走法,因?yàn)椴煌?/p>

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