小批量 PCB 设计文件的离线可复现制造包检查器

1 · 创新命题

中 面向在深圳做小批量打样的学生团队和硬件初创，做离线“制造包体检”：把 Gerber、钻孔、BOM、坐标、版本哈希和装配说明交叉核对，自动构造缺层、错单位、位号不一致和旧版混入的可解释证据，在文件上传工厂前阻断可预防返工，替代靠压缩包命名和人工目测的流程。 EN An offline pre-upload checker for Shenzhen PCB prototyping that cross-validates Gerbers, drill files, BOMs, pick-and-place coordinates, hashes, and assembly notes, blocking explainable package inconsistencies before they become a fabricated batch.

2 · 背景与空白

中国 48 小时 PCB/SMT 打样把制造门槛压低，但高速迭代也让旧 Gerber、新 BOM、毫米/英寸坐标或漏钻孔层混在同一压缩包。KiCad DRC 检查设计内部规则，JLCPCB/PCBWay 等平台有在线预览和工程确认，Git 可管版本；三者没有共同验证“交给工厂的最终包是否来自同一提交且跨文件一致”。空白在：在上传前、离线、供应商中立地做制造包级一致性检查，并用真实两轮深圳打样验证哪些规则能提前抓错。优势来自快速低成本做故意含非危险版图错误的对照批和直接访谈 CAM/SMT 工程人员。

3 · 可检验假设

H1 对 ≥ 100 个由公开开源 PCB 项目生成并盲置错误的制造包，检查器对预定义高风险不一致召回 ≥ 0.90、精确率 ≥ 0.85，单包运行 ≤ 30 秒。 H2 与 KiCad DRC + 人工压缩包目检相比，检查器在 20 名用户的盲测中将漏检高风险错误数降低 ≥ 50%，审查时间中位数不增加。

4 · 量化验收标准

1. 【方法学校验 · 硬门槛】 用自建解析管线复现 KiCad/Gerber X2 官方公开的 ≥ 20 个示例板层边界、钻孔数、元件数与坐标范围，计数一致率 100%、几何偏差 ≤ 0.01 mm。此条不过，后续全部结论无效。
2. ≥ 100 包、≥ 8 类冻结的错误注入，每类 ≥ 10 包；错误注入脚本保留种子，评估者盲法。
3. 异常包比例与真实生产不同，报 PR-AUC、每类召回、精确率与每百正常包误拒，不报 accuracy；按源 PCB 项目划分，衍生版本不得跨集。
4. 随机文件划分 vs 按项目划分对照量化模板泄漏；规则阈值在测试前冻结。
5. 两轮真实打样只验证非危险、低成本测试板；工厂工程确认记录作为外部证据。最容易犯的致命错误是把 EDA 内部 DRC 通过等同于制造包版本一致。
6. 每条告警必须指向文件、字段和修复建议；不上传设计文件，运行期间抓包为零。

5 · 数据与工具

用途	来源 / 工具
项目	KiCad 官方示例、GitHub 许可明确的开源硬件项目；许可证逐项记录
解析	KiCad CLI、Gerber X2/Excellon 解析库；现成库提供语法，跨文件一致规则需自建
版本	Git 提交哈希、manifest 与 SHA-256；不声称哈希证明设计正确
实物	深圳 PCB/SMT 两轮小板打样，价格、周期与工程反馈按实留证，未下单前均写需核实
对照基准	KiCad DRC 与供应商在线预览，仅用于校验与对比，不计入本项目数据贡献

能力边界：检查器看不到工厂替料、制程缺陷和电路功能错误；专有 EDA 格式、柔性板和高频阻抗首版不支持。

6 · 赛季执行路径

1. 第 1–2 周：收集许可项目，冻结 8 类包级错误。
2. 第 3–4 周：完成 20 官方示例解析校验。
3. 第 5–6 周：错误注入器与跨文件规则，做项目隔离评估。
4. 第 7–8 周：100 包盲测、随机/项目划分对照。
5. 第 9 周：第一轮测试板打样，记录工厂 CAM 反馈。
6. 第 10 周：修正规则后第二轮复现，禁止用测试集调阈值。
7. 第 11–13 周：20 用户对照实验、单位经济与报名。
8. 第 14 周起：线下给评委两个相似压缩包做版本混入演示。

7 · 新颖性边界

已有工作：KiCad DRC、JLCPCB/PCBWay 在线预览、Git/Git LFS 与制造数据管理系统均已存在。不声称发明 DRC、Gerber 解析、版本控制或保证可制造；也不指控供应商。本项目贡献是供应商中立的最终制造包 manifest、跨文件一致规则和以两轮深圳打样验证的上传前工作流。护城河为工作流替换（D）+ 深圳小批量极端具体（G）；代码易复制，错误语料库和 CAM 工程反馈循环才会积累。

8 · go/no-go

第 4 周末：若官方示例几何偏差 > 0.01 mm，具名降级为只做文件存在性、哈希、位号/元件计数的非几何检查。第 8 周末：项目隔离 PR-AUC < 0.75，则删除综合风险分，只发布逐条确定性 lint。第 10 周末：若两轮打样无法获得工程反馈，改由本地 SMT 教学线/资深 layout 工程师盲审，主结论保留为上传前漏检差异。