Οι πέντε κορυφαίοι δολοφόνοι παραγωγικότητας στη βιομηχανία PCB

Μερικές λύσεις

Η διαδρομή για τη μεγιστοποίηση της παραγωγικότητας του δαπέδου του εργοστασίου βρίσκεται σε μια προσέγγιση από πάνω προς τα κάτω που αντιμετωπίζει τα λεπτομερή λειτουργικά σημεία στις προηγούμενες ενότητες. Πρέπει να γίνουν βήματα στους ακόλουθους τομείς:  Προετοιμασία δεδομένων  Προσομοίωση παραγωγικής διαδικασίας  Προετοιμασία παραγωγικής διαδικασίας  συστήματα εκτέλεσης παραγωγής Απαιτούνται τεχνικές λύσεις για όλες αυτές τις προκλήσεις. Και, πολύ σημαντικό, πρέπει να υπάρχουν συστήματα αναφοράς για μηχανικούς, χειριστές γραμμής και διευθυντές κατασκευής που προσδιορίζουν τις συγκεκριμένες ενέργειες που πρέπει να γίνουν για τη βελτίωση της απόδοσης. Επιπλέον, οι πληροφορίες πρέπει να είναι αρκετά έγκαιρες ώστε να μπορούν να γίνουν βελτιώσεις πριν χαθεί η ευκαιρία και εμφανιστούν νέα προβλήματα αλλού. Προετοιμασία δεδομένων Η προσοχή στην προετοιμασία δεδομένων τόσο για την εισαγωγή μοντέλων εξαρτημάτων όσο και για την εισαγωγή δεδομένων σχεδιασμού είναι ένα υποχρεωτικό πρώτο βήμα: Μοντελοποίηση εξαρτημάτων – Οι κατασκευαστές πρέπει να εφαρμόσουν ακριβή φυσική μοντελοποίηση όλων των εξαρτημάτων που σχεδιάζουν να χρησιμοποιήσουν στη γραμμή, συμπεριλαμβανομένων των επαφών ακίδων για συγκόλληση αρθρώσεις, ενσωματωμένες με τα δεδομένα CAD. Αυτό θα πρέπει να περιλαμβάνει:  Συνεπή, ουδέτερη βιβλιοθήκη CAD, μοντελοποίηση των εξαρτημάτων για την ενεργοποίηση τυποποιημένων λειτουργιών DFM και προετοιμασίας διεργασιών κατάντη.  Ομαλοποιημένες δηλώσεις μετατόπισης, περιστροφών και πολικότητας εξαρτημάτων σε ένα πρότυπο. Η παγκόσμια βιομηχανία ηλεκτρονικών έχει πωλήσεις 750 δισεκατομμυρίων δολαρίων, τα δύο τρίτα των οποίων αντιστοιχούν στη συναρμολόγηση PCB. Η κατασκευή PCB χαρακτηρίζεται από μια εμμονική ώθηση για αυξημένη παραγωγικότητα στο πλαίσιο τριών σημαντικών παραγόντων της βιομηχανίας: Συντομότεροι κύκλοι ζωής προϊόντων – Η πίεση είναι συνεχής για την ανάπτυξη καλύτερων προϊόντων και τη διάθεσή τους στην αγορά πριν από τον ανταγωνισμό, με χαμηλότερο κόστος, ενώ ταυτόχρονα αναπτύσσεται η προϊόν επόμενης γενιάς. Μόλις πριν από πέντε χρόνια, οι κύκλοι ζωής του προϊόντος μετρήθηκαν σε χρόνια. Τώρα μετρώνται σε μήνες, ασκώντας πίεση στους σχεδιαστές και τους κατασκευαστές να επιταχύνουν τη διαδικασία μετάβασης από το στάδιο του πρωτοτύπου στην κατασκευή μεγάλου όγκου. Περισσότερη πολυπλοκότητα – Οι κατασκευαστές παράγουν πιο σύνθετα σχέδια υψηλότερης πυκνότητας με αυξημένη σμίκρυνση και πιο εξελιγμένες σανίδες. Ένας τυπικός λογαριασμός υλικών (BOM) για ένα συγκρότημα PCB μπορεί πλέον να έχει χιλιάδες εξαρτήματα συνολικά, που αποτελούνται από εκατοντάδες μοναδικά στοιχεία γραμμής. Τα «αγορασμένα» είδη – πυκνωτές, αντιστάσεις, δίοδοι και ούτω καθεξής – θα έχουν το καθένα ένα ή περισσότερα «εναλλακτικά μέρη» για να επιτρέψουν το ελάχιστο κόστος BOM και τη μέγιστη διαθεσιμότητα εξαρτημάτων. Οι πιο σύνθετοι λογαριασμοί υλικών (BOM) δίνουν προτεραιότητα στην αυξημένη ποιότητα των εξαρτημάτων και στην καλύτερη ιχνηλασιμότητα. Η εξωτερική ανάθεση αυξάνεται γρήγορα – Οι μικρότεροι κύκλοι ζωής των προϊόντων και η αυξημένη πολυπλοκότητα ανάγκασαν τους OEM να αγκαλιάσουν την εξωτερική ανάθεση, τώρα το ταχύτερα αναπτυσσόμενο τμήμα της βιομηχανίας PCB. Οι εταιρείες παροχής υπηρεσιών παραγωγής ηλεκτρονικών προϊόντων (EMS) αντιπροσώπευαν το 21% της αγοράς το 2004, αλλά το μερίδιό τους θα φτάσει περίπου το 30% έως το 2008. Η αγορά συνολικά θα αυξηθεί μόλις 16% σε αυτό το διάστημα. Οι πάροχοι EMS προσφέρουν χαμηλότερες τιμές, επιταχυνόμενη ταχύτητα στην αγορά και καλύτερες επιδόσεις εκπλήρωσης παραγγελιών, επειδή αξιοποιούν τη μαζική συγκεντρωτική αγοραστική δύναμη που προέρχεται από την εξυπηρέτηση εκατοντάδων διαφορετικών πελατών και ενοποιώντας τα κατασκευαστικά τους περιουσιακά στοιχεία και διαχειρίζοντάς τα για να επιτύχουν το ελάχιστο κόστος μονάδας. Οι πάροχοι EMS εστιάζουν στις βασικές τους ικανότητες για την κατασκευή και την προμήθεια εξαρτημάτων. Οι OEM είναι ελεύθεροι να επικεντρωθούν στο σχεδιασμό και την εμπορία νέων προϊόντων. Αυτές οι τάσεις της βιομηχανίας είναι καλά κατανοητές και έχουν συμβάλει στο να γίνει η συναρμολόγηση PCB μία από τις πιο ανταγωνιστικές βιομηχανίες στον κόσμο. Με την πίεση για μείωση του κόστους, ενώ ταυτόχρονα βελτιώνονται οι αποδόσεις και η ταχύτητα στην αγορά, η αναζήτηση είναι σε εξέλιξη για εκείνες τις αλλαγές στις λειτουργίες του εργοστασίου που μπορούν να βελτιώσουν την ανταγωνιστικότητα. Συνήθως, το 60-70% του επενδυμένου κεφαλαίου παγίου ενεργητικού στις εργασίες συναρμολόγησης PCB είναι κλειδωμένο στα μηχανήματα στις γραμμές συναρμολόγησης. Η συναρμολόγηση SMT είναι ιδιαίτερα εντάσεως κεφαλαίου, για παράδειγμα, με μεμονωμένες γραμμές να κοστίζουν περισσότερο από 1 εκατομμύριο $ και η τιμή αυξάνεται. Οι σκληροπυρηνικοί διευθυντές εργοστασίων παραγωγής αναρωτιούνται πώς μπορούν να διασφαλίσουν ότι το επενδυμένο κεφάλαιό τους προσφέρει τη μέγιστη παραγωγικότητα και ανταγωνιστικότητα. Η απάντηση δεν βρίσκεται μόνο στο επίπεδο των μεμονωμένων μηχανών, αλλά και στο επίπεδο της πλήρους γραμμής ή του εργοστασίου. Οι συσκευές συναρμολόγησης PCB χρησιμοποιούν πολλές μετρήσεις της απόδοσης κατασκευής από τις ιδιαιτερότητες του υποπροϊόντος του προϊόντος, όπως ο χρόνος κύκλου, ο ρυθμός παλμών γραμμής και η απόδοση πρώτης διέλευσης, έως δείκτες αναφοράς υψηλότερου επιπέδου, όπως το "κόστος μετατροπής BOM" και η απόδοση του χρησιμοποιημένου κεφαλαίου. Όποιοι και αν είναι οι βασικοί δείκτες απόδοσης (KPIs) που χρησιμοποιούνται, ο στόχος είναι να δημιουργηθεί η μέγιστη απόδοση προϊόντος αποδεκτής ποιότητας από τις διαθέσιμες γραμμές συναρμολόγησης, τα υλικά, τα εξαρτήματα και το διαθέσιμο ανθρώπινο δυναμικό.

  • Χάος ανταλλακτικών
  • Αναποτελεσματική ρύθμιση γραμμής
  • Πιο αργοί από τους βέλτιστους ρυθμούς παλμών
  • Χαμηλή κορυφαία απόδοση του μηχανήματος
  • Ο συνδυασμός PCB/διεργασίας δεν είναι βέλτιστος
  1. Χάος ανταλλακτικών Το πρώτο ζήτημα που επηρεάζει την παραγωγικότητα είναι ότι τα υλικά δεν βρίσκονται στη σωστή θέση τη σωστή στιγμή, έτοιμα για χρήση στις γραμμές συναρμολόγησης. Πολλοί πιστεύουν ότι αρκεί η πλήρης κάλυψη στο ERP ή στο κύριο σύστημα ελέγχου αποθεμάτων όλων των BOM που πρόκειται να συναρμολογηθούν. Αλλά ο κρίσιμος παράγοντας είναι να υπάρχουν οι σωστές ποσότητες εξαρτημάτων και υλικών που είναι διαθέσιμες και εγκατεστημένες στα μηχανήματα την ακριβή στιγμή που χρειάζεται. Η μαζική επαλήθευση της διαθεσιμότητας των αριθμών ανταλλακτικών εξαρτημάτων δεν αποτρέπει την αστοχία κατασκευής λόγω μη διαθεσιμότητας εξαρτημάτων στο εργοστασιακό δάπεδο επειδή:

i. Ανταλλακτικά που έχουν ήδη δεσμευτεί σε άλλες ρυθμίσεις – Τα εξαρτήματα για συναρμολόγηση σε PCB συνήθως χειρίζονται χύμα – είτε σε τροχούς που χωρούν χιλιάδες εξαρτήματα είτε σε στοίβες δίσκων που χωρούν εκατοντάδες. Εάν χρειάζονται τα ίδια εξαρτήματα ταυτόχρονα για δύο παραγγελίες παραγωγής, καμία γραμμή δεν μπορεί να ρυθμιστεί σωστά. Ο πολλαπλασιασμός του αντίκτυπου αυτού του προβλήματος σε εκατοντάδες καρούλια εξαρτημάτων ή δίσκους που υπάρχουν σε ένα τυπικό εργοστασιακό δάπεδο PCB, μεγεθύνει τον κίνδυνο να μην είναι δυνατή η παράδοση των σωστών ποσοτήτων εξαρτημάτων στις γραμμές για κάθε παραγγελία παραγωγής, παρά το γεγονός ότι, συνολικά , οι απαιτούμενες συνολικές ποσότητες ανταλλακτικών για τις παραγγελίες παραγωγής αντιστοιχούν στις συνολικές ποσότητες εξαρτημάτων στο κύριο σύστημα ελέγχου αποθεμάτων.

II. Δεν μπορούν να βρεθούν διαθέσιμα ανταλλακτικά – Συχνά, σε μεγάλα εργοστάσια, τα συστήματα ERP δεν παρακολουθούν με μεγάλη ακρίβεια τα υλικά μόλις απελευθερωθούν στο πάτωμα κατασκευής. Συχνά λείπουν βασικά δεδομένα –σχετικά με τη γραμμή στην οποία κατανέμονται τα ανταλλακτικά, εάν οι ρυθμίσεις για τις οποίες έχουν δεσμευτεί εξακολουθούν να παράγονται και την ακριβή ποσότητα εξαρτημάτων που έχουν συνδεθεί σε αυτές τις ρυθμίσεις. Ενώ τα διαθέσιμα δεδομένα δείχνουν ότι τα εξαρτήματα είναι διαθέσιμα για την έναρξη της κατασκευής, συχνά δεν μπορούν να εντοπιστούν. Αχρείαστες καθυστερήσεις προκύπτουν κατά την έναρξη της παραγωγής, ενώ οι «επιταχυντές» αναζητούν μανιωδώς το υλικό που λείπει. Ομοίως, και λόγω της ίδιας έλλειψης ορατότητας των εξαρτημάτων που βρίσκονται, συχνά τα εξαρτήματα μπορούν να παραδοθούν άσκοπα σε μια γραμμή, για να υποστηριχθεί η εγκατάσταση, όταν στην πραγματικότητα έχει ήδη φορτωθεί επαρκής ποσότητα αυτών των εξαρτημάτων στη γραμμή, υπολείμματα από προηγούμενη παραγγελία παραγωγής. Αυτές οι ανακρίβειες παρακολούθησης έχουν ως αποτέλεσμα περιττές αυξήσεις στο κόστος αποθέματος κατώτατου εργοστασίου. λόγω αστοχίας ή αστοχίας ακροφυσίου πριν την τοποθέτηση. Σε γενικές γραμμές, αυτό αναγκάζει τους κατασκευαστές PCB να υπερεκτιμούν

iii. Ανταλλακτικά σε καραντίνα – Ένας άλλος παράγοντας που επηρεάζει τη διαθεσιμότητα εξαρτημάτων στο μηχάνημα συλλογής και τοποθέτησης είναι η ευαισθησία ορισμένων κατηγοριών εξαρτημάτων στην έκθεση σε κανονικές ατμοσφαιρικές συνθήκες στο πάτωμα του εργοστασίου. Μερικές φορές τα εξαρτήματα επηρεάζονται από την ατμοσφαιρική υγρασία μετά την αποσυσκευασία από σφραγισμένα δοχεία και, μετά από λίγες μόνο ώρες, πρέπει να ψηθούν σε φούρνο για να αφαιρεθεί η υγρασία από τα σώματα των εξαρτημάτων. Οι ασυνέχειες που προκαλούνται από τους κύκλους ψησίματος στο φούρνο σημαίνουν ότι ορισμένα εξαρτήματα περνούν από κύκλους "διαθέσιμων" και "μη διαθέσιμων" για συναρμολόγηση, παρόλο που είναι "σε απόθεμα" όλη την ώρα.

Iv. Ανακριβής έλεγχος αποθεμάτων – Η διαθεσιμότητα αποθεμάτων εξαρτημάτων που διατηρείται στο σύστημα ERP είναι συχνά ανακριβής ως αποτέλεσμα της μη καταγεγραμμένης σπατάλης. Όταν τα εξαρτήματα επιστρέφονται στην αποθήκη μετά τη χρήση στο δάπεδο του εργοστασίου, η συλλογή ακριβούς εικόνας του πόσα εξαρτήματα παραμένουν στο καρούλι είναι προβληματική. Θα πρέπει οι υπεύθυνοι παραγωγής απλώς να λάβουν την αρχική ποσότητα και να αφαιρέσουν τον αριθμό των τοποθετήσεων που ορίζονται στο BOM; Μάλλον όχι, επειδή αγνοεί τα εξαρτήματα που χάνονται από τα επίπεδα αποθέματος του μηχανήματος, με αποτέλεσμα απροσδόκητες εξαντλήσεις στο εργοστάσιο σε επόμενες παραγγελίες παραγωγής. Ακριβές (και απρογραμμάτιστες) διακοπές λειτουργίας παραγωγής όπως αυτές δημιουργούν την ανάγκη εκκαθάρισης των υλικών από τις γραμμές για επακόλουθες παραγγελίες και επείγουσες αγορές ανταλλακτικών για τη διόρθωση των ελλείψεων. Ο ανακριβής έλεγχος αποθεμάτων αναγκάζει επίσης τη χρονοβόρα και δαπανηρή πρακτική των ελέγχων απογραφής σε όλη την τοποθεσία, όταν η κατασκευή ουσιαστικά τίθεται σε αναμονή ενώ οι εγγραφές στο σύστημα ERP συγχρονίζονται χειροκίνητα με την πραγματικότητα του ορόφου παραγωγής.

v. επίπεδα αποθεμάτων, οδηγώντας σε απροσδόκητες εξαντλήσεις στο εργοστάσιο σε επόμενες παραγγελίες παραγωγής. Ακριβές (και απρογραμμάτιστες) διακοπές λειτουργίας παραγωγής όπως αυτές δημιουργούν την ανάγκη εκκαθάρισης των υλικών από τις γραμμές για επακόλουθες παραγγελίες και επείγουσες αγορές ανταλλακτικών για τη διόρθωση των ελλείψεων. Ο ανακριβής έλεγχος αποθεμάτων αναγκάζει επίσης τη χρονοβόρα και δαπανηρή πρακτική των ελέγχων απογραφής σε όλη την τοποθεσία, όταν η κατασκευή ουσιαστικά τίθεται σε αναμονή ενώ οι εγγραφές στο σύστημα ERP συγχρονίζονται χειροκίνητα με την πραγματικότητα του ορόφου παραγωγής.

  1. Αναποτελεσματική ρύθμιση γραμμής Μια αποτελεσματική γραμμή συναρμολόγησης SMT εξαρτάται από την ικανότητα συντονισμού εκατοντάδων μεταβλητών εγκατάστασης ταυτόχρονα. Εάν κάποια πτυχή της ρύθμισης της γραμμής είναι εσφαλμένη, το αποτέλεσμα είναι κακής ποιότητας έξοδος. Υπάρχουν αρκετοί συνήθεις λόγοι για αργή ρύθμιση και εντοπισμό σφαλμάτων:

i. Οι οδηγίες ρύθμισης δεν ταιριάζουν με τα προγράμματα μηχανής – Σε πολλές περιπτώσεις, τα δεδομένα μηχανικής που φτάνουν στις γραμμές προέρχονται από πολλαπλές, αποσυνδεδεμένες ροές δεδομένων. Η λίστα κιτ για κάθε μηχανή προέρχεται από το BOM στο σύστημα ERP, ωστόσο δεν λαμβάνει υπόψη τις αποφάσεις διαχωρισμού και εξισορρόπησης BOM που λαμβάνονται από τους προγραμματιστές της μηχανής. Τα συστήματα CAM που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία προγραμμάτων μηχανών λειτουργούν συχνά από διαφορετική βάση δεδομένων από το σύστημα CAM που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία του ταξιδιώτη στο εργοστάσιο. Και τα συστήματα CAM που χρησιμοποιούνται για τον προγραμματισμό μηχανών AOI είναι διαφορετικά από τα συστήματα που χρησιμοποιούνται για τον προγραμματισμό των μηχανών επιλογής και τοποθέτησης. Ο κατακερματισμός των ροών δεδομένων μπορεί να είναι εκτεταμένος. Κάθε σημείο αποσύνδεσης μεταξύ βάσεων δεδομένων μηχανικής προσφέρει μια άλλη ευκαιρία για τη δημιουργία μη συγχρονισμένων δεδομένων ή οδηγιών για διαφορετικά μέρη των γραμμών συναρμολόγησης. Όλα τα σφάλματα εγκατάστασης πρέπει είτε να εξαλειφθούν στην πηγή, είτε από τη σχεδίαση, είτε να ανακαλυφθούν στο στάδιο της πρώτης εκκίνησης και να εξαλειφθούν με την επεξεργασία των οδηγιών εγκατάστασης ενώ η γραμμή είναι ανενεργή και μη παραγωγική

II. Τα δεδομένα εξαρτημάτων στα μηχανήματα λείπουν ή είναι εσφαλμένα – Κάθε μηχανή επιλογής και τοποθέτησης SMT, μηχανή AOI και ελεγκτής κυκλώματος χρειάζεται μια βιβλιοθήκη δεδομένων για την περιγραφή των βασικών χαρακτηριστικών κάθε στοιχείου που πρόκειται να συναρμολογηθεί, να επιθεωρηθεί ή να δοκιμαστεί. Μόνο όταν η βιβλιοθήκη εξαρτημάτων του μηχανήματος γεμίσει με δεδομένα που περιγράφουν τα εξαρτήματα για την παραγγελία παραγωγής, το μηχάνημα μπορεί να κάνει τη δουλειά του. Κάθε νέο εξάρτημα που φορτώνεται στο εργοστασιακό πάτωμα σημαίνει ότι τα δεδομένα της βιβλιοθήκης για αυτό το εξάρτημα πρέπει να εισάγονται στα μηχανήματα και να επαληθεύονται. Αφού δημιουργηθούν, τα δεδομένα πρέπει επίσης να τυγχάνουν σωστής διαχείρισης, καθώς τυχόν αλλαγές που πραγματοποιούνται μπορεί να οδηγήσουν σε περιττό χρόνο διακοπής λειτουργίας, εάν δεν εκτελεστούν από εξειδικευμένο χειριστή. Χωρίς μια ελεγχόμενη και κεντρική λύση για τη διαχείριση των δεδομένων εξαρτημάτων σε επίπεδο μηχανής, τα δεδομένα πρέπει να εισάγονται με κόπο σε πολλαπλές μηχανές, προκαλώντας περιττό χρόνο διακοπής λειτουργίας και υψηλό κίνδυνο ασυνέπειας δεδομένων μεταξύ πολλών μηχανημάτων.

III. Δεν επιτυγχάνεται πλήρης εγκατάσταση εκτός σύνδεσης – Πολλοί κατασκευαστές δεν είναι σε θέση να φορτώσουν εξαρτήματα εκτός σύνδεσης και να επαληθεύσουν τη ρύθμιση. Αυτό αναγκάζει την απογύμνωση της γραμμής και τη ρύθμιση για να γίνει πριν ξεκινήσει η κατασκευή, οδηγώντας σε σπάταλο χρόνο διακοπής λειτουργίας. Χωρίς αμφιβολία, το συνολικό κόστος αποθέματος του τροφοδότη μπορεί να ελαχιστοποιηθεί με την εκτέλεση της εγκατάστασης on-line, αλλά πληρώνεται υψηλό τίμημα όσον αφορά την παραγωγή χαμένης γραμμής και τη χρήση του μηχανήματος.

Iv. Η ρύθμιση είναι λανθασμένη στο πρώτο στάδιο – Εάν η συνολική ρύθμιση της γραμμής δεν επαληθευτεί παράλληλα με τον έλεγχο του αποθέματος στην αρχή, τα σφάλματα πρέπει να ανιχνευθούν τη στιγμή της παραγωγής της πρώτης σειράς. Αυτός είναι ο πιο ακριβός τρόπος για να βρείτε και να εξαλείψετε ένα σφάλμα ρύθμισης, καθώς μεγιστοποιείται ο χρόνος που μεσολάβησε μεταξύ της δημιουργίας του σφάλματος και της ανίχνευσης. Πολλαπλασιάστε τις ευκαιρίες σφάλματος/ανίχνευσης/επιδιόρθωσης ανάλογα με τον αριθμό των τροφοδοτικών, μηχανημάτων, προγραμμάτων και η ευκαιρία για κλιμάκωση του χρόνου εντοπισμού σφαλμάτων εγκατάστασης γίνεται σαφής, σε σύγκριση με την επαλήθευση κάθε πτυχής της ρύθμισης καθώς εκτελείται. Μόλις ολοκληρωθεί το πρώτο στάδιο off και η γραμμή είναι σε πλήρη παραγωγή, είναι επίσης ζωτικής σημασίας να αποφεύγονται τα σφάλματα όταν τοποθετούνται νέα εξαρτήματα σε ένα μηχάνημα για την αναπλήρωση ενός εξαντλημένου τροφοδότη. Στη χειρότερη περίπτωση, τα λανθασμένα τοποθετημένα εξαρτήματα θα εντοπιστούν μετά τη συναρμολόγηση της πλήρους παρτίδας, στο στάδιο της επιθεώρησης ή της δοκιμής. Τέτοιες επισκευές έχουν μέγιστο κόστος και αντίκτυπο στη συνολική παραγωγικότητα της μονάδας.

v. Αποτυχία εκμετάλλευσης των υπαρχουσών ρυθμίσεων μηχανών – Ο καλύτερος τρόπος για να ελαχιστοποιήσετε το χρόνο διακοπής λειτουργίας είναι να εξαλείψετε την ανάγκη να αφαιρέσετε τις γραμμές και να τις ρυθμίσετε ξανά μεταξύ των παραγγελιών παραγωγής. Λόγω της πολυπλοκότητας της διαχείρισης της τεράστιας ποικιλίας εξαρτημάτων, τροφοδοτικών, θέσεων τροφοδοσίας, ποσοτήτων εξαρτημάτων και των παραγόντων που επηρεάζουν μια βελτιστοποιημένη ρύθμιση για ελάχιστο χρόνο κύκλου, οι περισσότεροι κατασκευαστές αφαιρούν όλους τους τροφοδότες και τα εξαρτήματα από τις γραμμές μεταξύ των παραγγελιών παραγωγής. Αυτό διατηρεί τον έλεγχο, αλλά μειώνει δραματικά την παραγωγικότητα. Με την ανάλυση των παραγγελιών παραγωγής εκ των προτέρων και τον εντοπισμό ομάδων προϊόντων που μπορούν να μοιράζονται το ίδιο set-up (ή το μεγαλύτερο μέρος του set-up) σε μια γραμμή συναρμολόγησης χωρίς να θυσιάζεται ο ρυθμός παλμών σε απαράδεκτο βαθμό, μπορεί να επιτευχθεί τεράστια εξοικονόμηση χρόνου διακοπής λειτουργίας. Η χρήση τεχνικών ομαδοποίησης προϊόντων προσφέρει σημαντικές βελτιώσεις παραγωγικότητας σε λειτουργίες Υψηλής Ανάμειξης/Χαμηλού προς Μέτριου Όγκου, όπου οι μετατροπές είναι ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες που συμβάλλουν στο χρόνο διακοπής της γραμμής.

είδε. Αποτυχία πρόβλεψης απαιτήσεων αναπλήρωσης εξαρτημάτων – Σε περιβάλλοντα παραγωγής μεγάλου όγκου, χαμηλής ανάμειξης, έλλειψη προόδου για μια ακριβή προσέγγιση βασισμένη σε προσομοίωση για τον προγραμματισμό της γραμμής στο σύνολό της. ii. Ο προγραμματισμός της μηχανής δεν βασίζεται σε πλήρη κινηματική προσομοίωση – Εάν η προσομοίωση σε επίπεδο γραμμής και ο προγραμματισμός (εξισορρόπηση) διαχωρίζονται από τον προγραμματισμό της μηχανής, θα υπάρξει σύγκρουση μεταξύ των δύο. η εξισορρόπηση εξαρτάται από ακριβείς πληροφορίες σχετικά με τους μεμονωμένους χρόνους κύκλων και ο προγραμματισμός του μηχανήματος μπορεί να δημιουργήσει διαφορετικό χρόνο κύκλου μηχανής από αυτόν που υποτίθεται από τη λειτουργία εξισορρόπησης γραμμής. Το κλειδί είναι η πολύ ακριβής προσομοίωση της διαμόρφωσης κάθε μηχανής (τροφοδότες, ακροφύσια,…) και η κινηματική της κίνησης. Χωρίς ακρίβεια στην προσομοίωση του χρόνου κύκλου μηχανής, όχι μόνο θα υποφέρει η απόδοση της μεμονωμένης μηχανής, αλλά και η συνολική γραμμή δεν θα εξισορροπηθεί για τη βέλτιστη συνολική απόδοση. Η ορατότητα της ανάγκης αναπλήρωσης εξαρτημάτων στη γραμμή είναι η πιο σημαντική αιτία διακοπής λειτουργίας. Η χειρότερη περίπτωση συμβαίνει όταν όλα τα εξαρτήματα σε έναν τροφοδότη έχουν εξαντληθεί, αλλά αποτελεί έκπληξη για τον χειριστή της γραμμής (ο οποίος πρέπει να επιβλέπει εκατοντάδες τροφοδότες ταυτόχρονα). Αυτό αναγκάζει τη γραμμή προς τα κάτω ενώ αφαιρείται ο τροφοδότης, φορτώνεται ένα νέο καρούλι (υποθέτοντας ότι είναι διαθέσιμο) και ο τροφοδότης επαναφορτώνεται στο μηχάνημα.

  1. Χαμηλότεροι από τους βέλτιστους ρυθμούς παλμού Μόλις δημιουργηθούν οι γραμμές, η παραγωγή εγκαθίσταται στον επαναλαμβανόμενο ρυθμό της, με τα συναρμολογημένα PCB να βγαίνουν από τη γραμμή σε μια σταθερή συχνότητα που καθορίζεται από την ισορροπία γραμμής, τις δυνατότητες του μηχανήματος και το επίπεδο βελτιστοποίησης που είναι ενσωματωμένο στο προϊόν- συγκεκριμένα προγράμματα μηχανών. Σε αυτό το σημείο, η παραγωγικότητα επηρεάζεται με έναν ακριβό αλλά αόρατο τρόπο, εάν οι γραμμές δεν είναι προγραμματισμένες να τρέχουν με τον μέγιστο δυνατό ρυθμό παλμών. Αυτό μπορεί να συμβεί για διάφορους λόγους: i. Η προσομοίωση, ο διαχωρισμός/εξισορρόπηση BOM και ο προγραμματισμός μηχανών δεν εκτελούνται σε επίπεδο πλήρους γραμμής – Οι μεμονωμένες μηχανές μπορούν να προγραμματιστούν στο βέλτιστο επίπεδο, αλλά εάν δεν ακολουθηθεί προσέγγιση πλήρους γραμμής στην εργασία προγραμματισμού, με βάση μια πλήρη κινηματική προσομοίωση Από όλα τα μηχανήματα που αποτελούν τη γραμμή, η συνολική απόδοση υποφέρει, κυρίως λόγω ανισορροπίας του φόρτου εργασίας του μηχανήματος. Ο χρόνος κύκλου, ή ο ρυθμός παλμών, της γραμμής καθορίζεται από το πιο αργό μηχάνημα στη γραμμή, δίνοντας έμφαση στην ανάγκη για μια ακριβή προσέγγιση βασισμένη σε προσομοίωση για τον προγραμματισμό της γραμμής στο σύνολό της.

II. Ο προγραμματισμός της μηχανής δεν βασίζεται σε πλήρη κινηματική προσομοίωση – Εάν η προσομοίωση σε επίπεδο γραμμής και ο προγραμματισμός (εξισορρόπηση) διαχωρίζονται από τον προγραμματισμό της μηχανής, θα υπάρξει σύγκρουση μεταξύ των δύο. η εξισορρόπηση εξαρτάται από ακριβείς πληροφορίες σχετικά με τους μεμονωμένους χρόνους κύκλων και ο προγραμματισμός του μηχανήματος μπορεί να δημιουργήσει διαφορετικό χρόνο κύκλου μηχανής από αυτόν που υποτίθεται από τη λειτουργία εξισορρόπησης γραμμής. Το κλειδί είναι η πολύ ακριβής προσομοίωση της διαμόρφωσης κάθε μηχανής (τροφοδότες, ακροφύσια,…) και η κινηματική της κίνησης. Χωρίς ακρίβεια στην προσομοίωση του χρόνου κύκλου μηχανής, όχι μόνο θα υποφέρει η απόδοση της μεμονωμένης μηχανής, αλλά και η συνολική γραμμή δεν θα εξισορροπηθεί για τη βέλτιστη συνολική απόδοση.

III. Τα δεδομένα εξαρτημάτων σε επίπεδο μηχανής δεν έχουν προγραμματιστεί για βέλτιστη απόδοση χειρισμού – Τα δεδομένα εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται από κάθε μηχανή καθορίζουν τον τρόπο χειρισμού των εξαρτημάτων: με ποια ταχύτητα, με ποιο ακροφύσιο, πόσο πρέπει να είναι οι διάφοροι χρόνοι παραμονής, ποιες μετατοπίσεις πρέπει να ισχύουν για το σημείο παραλαβής και ούτω καθεξής. Η ολοκλήρωση της πρώτης εκκίνησης είναι αρκετή για να επαληθευτεί ότι το προϊόν έχει συναρμολογηθεί σωστά, αλλά αυτό δεν εκθέτει κανένα αποτέλεσμα χαμηλής ταχύτητας συναρμολόγησης λόγω των υποβέλτιστων οδηγιών χειρισμού που είναι ενσωματωμένες στη βιβλιοθήκη δεδομένων ανταλλακτικών του μηχανήματος. Ένας χειριστής θα επιλέξει μερικές φορές να μειώσει την ταχύτητα τοποθέτησης ενός εξαρτήματος για να εξασφαλίσει τη συναρμολόγηση, συχνά συγκαλύπτοντας ζητήματα συντήρησης που πρέπει να αντιμετωπιστούν, ενώ μειώνει σημαντικά τη συνολική παραγωγικότητα της γραμμής. Όπως και με τη βελτιστοποίηση των ίδιων των προγραμμάτων μηχανών, χωρίς πρόσβαση σε λεπτομερή δεδομένα απόδοσης είναι σχεδόν αδύνατο για τον άνθρωπο να αναγνωρίσει αυτά τα αποτελέσματα. και χωρίς ανίχνευση δεν μπορούν να διορθωθούν.

  1. Χαμηλή κορυφαία απόδοση του μηχανήματος Με επενδύσεις σε γραμμές που ανέρχονται σε εκατομμύρια δολάρια, είναι σαφές ότι τα μηχανήματα θα πρέπει να διατηρούνται ώστε να αποδίδουν στη μέγιστη παραγωγικότητα για τον μέγιστο χρόνο. Ωστόσο, υπάρχουν πολλές πτυχές της κατάστασης του μηχανήματος που έχουν μια ύπουλη επίδραση στη μείωση της συνολικής απόδοσης.
  1. Πίεση κενού στο ακροφύσιο – Εάν αυτή είναι εκτός προδιαγραφών, προκαλεί την πτώση των εξαρτημάτων κατά τη μεταφορά μεταξύ του σημείου παραλαβής και της θέσης τους στο PCB.
  2. Εναλλαγή κενού κολλώδους ακροφυσίου – Εάν ο διακόπτης κενού είναι κολλώδης, οδηγεί σε παρακάμψεις ακροφυσίων. Για να παραλάβετε τα εξαρτήματα από τον τροφοδότη χωρίς σφάλμα απαιτείται θετική και γρήγορη εναλλαγή της παροχής κενού στα ακροφύσια. Το ίδιο ισχύει και για την τοποθέτηση. Η αργή ή ανακριβής εναλλαγή του κενού προκαλεί ανακριβή παραλαβή ή τοποθέτηση.
  3. Φθαρμένοι τροφοδότες – Αυτό οδηγεί σε υψηλά ποσοστά αστοχίας επιλογής. Οι τροφοδότες εξαρτημάτων είναι μηχανικές συσκευές ευρετηρίου που φθείρονται με την πάροδο του χρόνου. Καθώς ο μηχανισμός φθείρεται με κανονική χρήση, η ακρίβεια παρουσίασης του εξαρτήματος για παραλαβή μειώνεται, οδηγώντας σε αποτυχία σωστής επιλογής, γεγονός που σπαταλά εξαρτήματα και χρόνο κύκλου. iv. Κακές οδηγίες συντήρησης – Οι γραμμές SMT τοποθετούν εξαρτήματα με ρυθμούς δεκάδων ή εκατοντάδων χιλιάδων εξαρτημάτων ανά ώρα. Αυτή η ταχύτητα της αστραπιαίας μηχανής καθιστά δύσκολη την παρατήρηση της φθίνουσας απόδοσης. Οι μη επιλογές γίνονται πολύ γρήγορα για να φαίνονται, αλλά μια καθυστέρηση μερικών χιλιοστών του δευτερολέπτου σε μια επαναλαμβανόμενη λειτουργία οδηγεί σε αποσυντονισμό της απόδοσης. Χωρίς ακριβή και έγκαιρη ειδοποίηση για το πού βρίσκονται οι μειώσεις απόδοσης, οι χειριστές γραμμής και το προσωπικό συντήρησης έχουν λίγες πιθανότητες να προβούν στις σωστές ενέργειες για να αυξήσουν την απόδοση.
  4. Κακές οδηγίες συντήρησης – Οι γραμμές SMT τοποθετούν εξαρτήματα με ρυθμούς δεκάδων ή εκατοντάδων χιλιάδων εξαρτημάτων ανά ώρα. Αυτή η ταχύτητα της αστραπιαίας μηχανής καθιστά δύσκολη την παρατήρηση της φθίνουσας απόδοσης. Οι μη επιλογές γίνονται πολύ γρήγορα για να φαίνονται, αλλά μια καθυστέρηση μερικών χιλιοστών του δευτερολέπτου σε μια επαναλαμβανόμενη λειτουργία οδηγεί σε αποσυντονισμό της απόδοσης. Χωρίς ακριβή και έγκαιρη ειδοποίηση για το πού βρίσκονται οι μειώσεις απόδοσης, οι χειριστές γραμμής και το προσωπικό συντήρησης έχουν λίγες πιθανότητες να προβούν στις σωστές ενέργειες για να αυξήσουν την απόδοση.
  5. Η ταχύτητα της αστραπιαίας μηχανής καθιστά δύσκολη την παρατήρηση της φθίνουσας απόδοσης. Οι μη επιλογές γίνονται πολύ γρήγορα για να φαίνονται, αλλά μια καθυστέρηση μερικών χιλιοστών του δευτερολέπτου σε μια επαναλαμβανόμενη λειτουργία οδηγεί σε αποσυντονισμό της απόδοσης. Χωρίς ακριβή και έγκαιρη ειδοποίηση για το πού βρίσκονται οι μειώσεις απόδοσης, οι χειριστές γραμμής και το προσωπικό συντήρησης έχουν λίγες πιθανότητες να προβούν στις σωστές ενέργειες για να αυξήσουν την απόδοση.
  1. Ο συνδυασμός PCB/διεργασίας δεν είναι βέλτιστος Τα PCB μπορούν να σχεδιαστούν για να είναι φιλικά προς τη διαδικασία συναρμολόγησης ή εχθρικά προς τη διαδικασία. Τα περισσότερα PCB μπορούν τελικά να συναρμολογηθούν, αλλά υψηλότερο κόστος από ό,τι είναι απαραίτητο λόγω του μη βέλτιστου σχεδιασμού, των επιπέδων επανεπεξεργασίας και της απόδοσης της γραμμής ποικίλλουν ως αποτέλεσμα χαρακτηριστικών σχεδιασμού όπως:

i. Το PCB δεν είναι φιλικό προς τη μηχανή ή τη γραμμή – Τα εμπιστευτικά στοιχεία είναι κρυμμένα, τα εξαρτήματα συγκρούονται με τους μεταφορείς, ο σχεδιασμός του πίνακα συναρμολόγησης δεν είναι φιλικός προς τη βελτιστοποίηση. Οι περιορισμοί σχεδιασμού, όπως η διανομή εξαρτημάτων στον πίνακα ή η ποικιλία στο BOM, είναι τέτοιοι που ένας τύπος μηχανής δεν μπορεί να επιτύχει χαμηλό κόστος τοποθέτησης και αυτό δεν γίνεται ορατό μέχρι να εκτελεστεί το προϊόν στη γραμμή.

II. Ο σχεδιασμός κόλλησης με στένσιλ οδηγεί σε μη βέλτιστες συνδέσεις συγκόλλησης – Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την υψηλή επανεπεξεργασία. Ο πρωταρχικός στόχος της συναρμολόγησης είναι η δημιουργία αξιόπιστων συγκολλήσεων. Εκτός από τον καλό έλεγχο της διαδικασίας συγκόλλησης, ο συνδυασμός πείρου συστατικού, μοτίβου μαξιλαριού και ανοίγματος στένσιλ συγκόλλησης πρέπει να βελτιστοποιηθεί για να δώσει στη διαδικασία την καλύτερη ευκαιρία να επιτύχει αρμούς εντός των αποδεκτών ανοχών (συνήθως μετράται σε δεκάδες κακές αρθρώσεις, ανά εκατομμύριο κατασκευασμένο).

iii. Η διάταξη σχεδίασης PCB ενθαρρύνει το τόξο και το στρίψιμο – Τα πάνελ των PCB που τοποθετούνται στη γραμμή για συναρμολόγηση θα πρέπει να είναι τελείως επίπεδα, ώστε να αποφεύγονται τα «κλείσιμο» του μεταφορέα και τα σφάλματα επεξεργασίας στα μηχανήματα. Σχεδιάζοντας το PCB με ομοιόμορφη κατανομή χαλκού σε όλους τους άξονες, η τάση του PCB να λυγίζει και να συστρέφεται κατά την επεξεργασία θα ελαχιστοποιηθεί.

iv. Τα μοτίβα μαξιλαριών/κομματιών ενθαρρύνουν την τοποθέτηση ταφόπλακων κατά τη διάρκεια της επαναροής – Με την τάση προς μικρότερα παθητικά εξαρτήματα τσιπ, όπως τα πακέτα 0201 που διαχειρίζονται τώρα σε όγκο, ο σχεδιασμός των μοτίβων μαξιλαριών και κομματιών που επιτρέπουν ίσα αποτελέσματα βύθισης θερμότητας και στις δύο πλευρές του εξαρτήματος είναι αυξανόμενης σημασίας. Καθώς τα εξαρτήματα γίνονται ελαφρύτερα, η επίδραση της επιφανειακής τάσης κατά τη διάρκεια της επαναροής γίνεται πιο σημαντική. Εάν η μία πλευρά ρέει ξανά πριν από την άλλη, η επιφανειακή τάση μπορεί να προκαλέσει την ανύψωση της ξηρής πλευράς της άρθρωσης, προκαλώντας το φαινόμενο της «ταφόπλακας».

Μερικές λύσεις

Η διαδρομή για τη μεγιστοποίηση της παραγωγικότητας του δαπέδου του εργοστασίου βρίσκεται σε μια προσέγγιση από πάνω προς τα κάτω που αντιμετωπίζει τα λεπτομερή λειτουργικά σημεία στις προηγούμενες ενότητες. Πρέπει να γίνουν βήματα στους ακόλουθους τομείς:  Προετοιμασία δεδομένων  Προσομοίωση παραγωγικής διαδικασίας  Προετοιμασία παραγωγικής διαδικασίας  συστήματα εκτέλεσης παραγωγής Απαιτούνται τεχνικές λύσεις για όλες αυτές τις προκλήσεις. Και, πολύ σημαντικό, πρέπει να υπάρχουν συστήματα αναφοράς για μηχανικούς, χειριστές γραμμής και διευθυντές κατασκευής που προσδιορίζουν τις συγκεκριμένες ενέργειες που πρέπει να γίνουν για τη βελτίωση της απόδοσης. Επιπλέον, οι πληροφορίες πρέπει να είναι αρκετά έγκαιρες ώστε να μπορούν να γίνουν βελτιώσεις πριν χαθεί η ευκαιρία και εμφανιστούν νέα προβλήματα αλλού. Προετοιμασία δεδομένων Η προσοχή στην προετοιμασία δεδομένων τόσο για την εισαγωγή μοντέλων εξαρτημάτων όσο και για την εισαγωγή δεδομένων σχεδιασμού είναι ένα υποχρεωτικό πρώτο βήμα: Μοντελοποίηση εξαρτημάτων – Οι κατασκευαστές πρέπει να εφαρμόσουν ακριβή φυσική μοντελοποίηση όλων των εξαρτημάτων που σχεδιάζουν να χρησιμοποιήσουν στη γραμμή, συμπεριλαμβανομένων των επαφών ακίδων για συγκόλληση αρθρώσεις, ενσωματωμένες με τα δεδομένα CAD. Αυτό θα πρέπει να περιλαμβάνει:  Συνεπή, ουδέτερη βιβλιοθήκη CAD, μοντελοποίηση των εξαρτημάτων για την ενεργοποίηση τυποποιημένων λειτουργιών DFM και προετοιμασίας διεργασιών κατάντη.  Κανονικοποιημένες δηλώσεις μετατόπισης, περιστροφών και πολικότητας εξαρτημάτων σε ένα πρότυπο.

Ετικέτες:
,
Χωρίς σχόλια

Δημοσίευση σχολίου

X