وقتی باید ماشین پیک و پلیس خود را ارتقا دهید؟ ۵ نشانه اینکه خط SMT شما قدیمی است

۵ نشانه هشداری که نشان می‌دهد ماشین پیک و پلیس شما نیاز به ارتقاء دارد

افزایش زمان دوام و هزینه‌های نگهداری

وقتی یک ماشین قرار دادن و برداشت کننده دچار مشکل می‌شود، این زمان توقف باعث ایجاد شکاف در برنامه‌های تولید می‌شود که منجر به بهم خوردن تاریخ‌های تحویل و کاهش سودهای شرکت می‌گردد. آمارهای صنعتی نشان می‌دهند که ماشین‌های قدیمی‌تر نسبت به نمونه‌های جدیدتر به بازرسی‌های نگهداری بیشتری نیاز دارند و این امر هزینه‌ها را به سرعت بالا می‌برد. تفاوت هزینه نگهداری بین تجهیزات قدیمی و جدید چقدر است؟ برخی گزارش‌ها این اختلاف را حدود ۴۰ تا ۵۰ درصد بالاتر برای سیستم‌های قدیمی‌تر اعلام کرده‌اند. تکنسیان‌هایی که به طور منظم روی این ماشین‌ها کار می‌کنند، اشاره می‌کنند که مدل‌های قدیمی‌تر به سادگی بیشتر از کار می‌افتند و نیاز به توجه مداوم دارند که این موضوع هم زمان کارخانه و هم بودجه شرکت را تحت تأثیر قرار می‌دهد. تمام این خرابی‌های غیرمنتظره باعث می‌شود که هزینه تعمیرات پرداخت شود، در حالی که در همان زمان ساعات ارزشمند تولید از دست می‌رود که می‌توانستند برای تولید محصولات استفاده شوند.

عدم توانایی در مدیریت اندازه‌های مدرن مولفه‌ها

فناوری به سرعت در حال پیشرفت است و قطعات الکترونیکی آنقدر کوچک شده‌اند که دستگاه‌های قدیمی مونتاژ SMD دیگر نمی‌توانند با این تغییرات سرعت کار کنند. به عنوان مثال، چیپ‌های میکرو BGA یا مقاومت‌های کوچک 01005 به دقتی نیاز دارند که بیشتر ماشین‌های ساخت پنج سال پیش و قبل‌تر، به طور کلی فاقداند. دنیای تولید اکنون تحت فشار زیادی این مشکل را احساس می‌کند. یکی از متخصصان با ده‌ها سال تجربه کارگاهی هفته گذشته در یک بازدید از کارخانه به صورت صریح این موضوع را مطرح کرد. او به این نکته اشاره کرد که چگونه بسیاری از سیستم‌های قدیمی در هنگام تلاش برای گرفتن این قطعات کوچک، واقعاً لرزش پیدا می‌کنند و این موضوع منجر به هدر رفتن وقت و برد‌های معیوب می‌شود. شرکت‌هایی که با تجهیزات منسوخ شده کار می‌کنند با مشکلات جدی برای حفظ رقابت‌پذیری مواجه هستند. قطعات جابجا می‌شوند، اتصالات لحیم کاری انجام نمی‌شوند و به طور کلی تولید به شدت کند می‌گردد. به همین دلیل تولیدکنندگان باهوش در حال سرمایه‌گذاری روی سیستم‌های جدیدتری هستند که قادر به کار با این اجزای در حال کوچک شدن هستند، اگر بخواهند در بازار امروزی معتبر بمانند.

کاهش نرخ‌های دقت قرار دادن

قرار دادن مولفه‌ها در محل مناسب، در تولید الکترونیک اهمیت زیادی برای دستیابی به کیفیت مناسب دارد. ماشین‌های قدیمی قراردهی (Pick and Place) دیگر عملکرد خوبی ندارند. از داده‌های واقعی خط تولید مشاهده کرده‌ایم که ماشین‌هایی که از هفت سال سن بالاتر هستند، شاهد کاهش واقعی در دقت قرارگیری نسبت به ماشین‌های جدید هستند. سیستم‌های خودکار جدید اکثراً به استانداردهای سخت‌گیرانه صنعتی دست می‌یابند که این امر باعث حفظ سلامت محصولات در زمان مونتاژ می‌شود. اما وقتی دقت شروع به کاهش می‌کند، دیگر فرآیندهای خط تولید نیز تحت تأثیر قرار می‌گیرند. تعداد معایب افزایش یافته و مشتریان بسیار سریع ناراضی می‌شوند. بررسی این ارقام نشان می‌دهد چرا کارخانه‌ها باید تجهیزات قدیمی خود را به‌روز کنند تا بتوانند در بازار امروزی پیشی بگیرند.

مشکلات سازگاری نرم‌افزار

نرم‌افزار نقش مهمی در نحوه کارکرد دستگاه‌های pick and place ایفا می‌کند و تمام چیزها از جمله محل قرارگیری قطعات و همچنین بررسی اینکه آیا همه چیز به درستی کار می‌کند را کنترل می‌کند. اما با توجه به پیشرفت بسیار سریع فناوری، بسیاری از سیستم‌های قدیمی در اجرای به‌روزرسانی‌های نرم‌افزاری جدید با مشکل مواجه می‌شوند. وقتی این اتفاق می‌افتد، معمولاً مشکلات بزرگی در خط تولید به وجود می‌آید، تاخیرهای زیادی رخ می‌دهد و کارگران مجبور می‌شوند کارهایی را که باید اتوماتیک انجام شوند، به صورت دستی انجام دهند. به عنوان مثال، یک دستگاه قدیمی تنها نمی‌تواند نسخه‌های جدید نرم‌افزاری را اجرا کند و این به آن معنی است که نمی‌تواند فرآیندهای پیشرفته تولیدی که شرکت‌ها امروزه می‌خواهند را مدیریت کند. پس چه اتفاقی می‌افتد؟ تولیدکنندگان عملاً مجبورند هزینه به‌روزرسانی تجهیزات را متحمل شوند تا بتوانند تولید را بدون وقفه‌های مکرر حفظ کنند.

عدم کارایی انرژی نسبت به مدل‌های جدیدتر

میزان مصرف انرژی این دستگاه‌ها در تحلیل اینکه آیا استفاده از فناوری مونتاژ سطحی (SMT) از نظر مالی مقرون به صرفه است یا خیر، اهمیت زیادی دارد. دستگاه‌های نسل‌های قبلی در مقایسه با تجهیزات فعلی تمایل بیشتری به مصرف بیشتر برق دارند. بر اساس گزارش‌هایی از سوی صنعت، تجهیزات امروزی دارای ویژگی‌هایی هستند که مصرف انرژی را تا حدود 30 تا 35 درصد کاهش می‌دهند. وقتی دستگاه‌های قدیمی به‌صورت ناکارآمد کار می‌کنند، تنها هزینه‌های ماهانه را افزایش می‌دهند و رسیدن به اهداف زیست‌محیطی را دشوارتر می‌کنند. شرکت‌ها باید در بلندمدت نیز به این موضوع فکر کنند. هدر رفتن انرژی تنها برای کیف پول ضرر ندارد، به‌ویژه اینکه مشتریان به‌تدریج به دنبال عملیات پایدار هستند. تعویض تجهیزات منسوخ شده، منافع متعددی به همراه دارد. کاهش هزینه‌های برق یکی از مزایای آشکار است، اما این همچنین این امکان را فراهم می‌کند که شرکت با انتظارات کنونی درباره پایداری در بخش تولید هماهنگ شود.

پیشرفت‌های فناوری در تجهیزات SMT

پیشرفت‌های در سیستم‌های بینایی خودکار

سیستم‌های بینایی که فرآیندها را اتوماتیک می‌کنند، واقعاً ماشین‌های پیک‌اندپیلیس را به سطح دیگری از لحاظ کارایی و سرعت کار ارتقاء داده‌اند. فناوری‌های به کار رفته در این سیستم‌ها شامل چیزهایی مانند دوربین‌های فوق‌العاده واضح و نرم‌افزارهای هوشمندی هستند که به قطعات این امکان را می‌دهند تا به‌درستی، سریع و دقیق در جای خود قرار بگیرند. وقتی این سیستم‌ها محل دقیق قطعات را تشخیص داده و آن‌ها را به‌درستی تراز می‌کنند، خطاهای کار به‌طور چشمگیری کاهش یافته و کیفیت محصولات به‌طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. بسیاری از تولیدکنندگان در صنایع مختلفی چندین سال پیش شروع به استفاده از این فناوری بینایی کرده‌اند که این امر باعث می‌شود خطوط مونتاژ آن‌ها امروز به‌صورت روان‌تری کار کنند و زمان کمتری صرف انتظار برای تعمیرات شود. به‌عنوان مثال می‌توان به استیون هاوس در پروژه LumenPnP اشاره کرد که او در سال 2018 راه‌حل‌های بینایی اتوماتیک را در خط تولید خود به کار گرفت و نتایج واقعی از بهتر شدن نرخ دقت و کاهش محصولات رد شده از خط تولید را مشاهده کرد.

طراحی‌های ماژولی چند منظوره

مفاهیم طراحی ماژولار در حال تغییر دادن نحوه کار ماشین‌های بارگیری و تخلیه در سطح امروز هستند. این سیستم‌ها انعطاف‌پذیری بیشتری را در قبال تغییرات یا ارتقاء قطعات فراهم می‌کنند. تولیدکنندگان می‌توانند به سرعت بیشتری نسبت به تغییرات بازار پاسخ دهند، بدون اینکه نیاز باشد همه چیز را از پایه تخریب و دوباره شروع کنند. تعمیر و نگهداری نیز ساده‌تر می‌شود زیرا ماژول‌ها به‌صورت فردی قابل تعویض هستند و نیازی به تعویض کل ماشین نیست. شرکت‌هایی که به دنبال گسترش عملیات خود هستند، می‌توانند ویژگی‌های جدید را به‌صورت اضافی و حسب نیاز به سیستم متصل کنند، مانند افزودن سیستم‌های بینایی یا بازوی رباتیک. کارخانه‌هایی که به این رویکرد تغییر کرده‌اند، بهبود عملکرد کلی را گزارش داده‌اند. برخی از بازیگران بزرگ در زمینه اتوماسیون، افزایش بهره‌وری در حدود 30 درصد را پس از اجرای این راهکارهای ماژولار تجربه کرده‌اند و این همان دلیلی است که باعث شده این روش به یک شیوه استاندارد در سراسر واحدهای تولیدی جهانی تبدیل شود.

توانایی‌های ادغام تولید هوشمند

حرکت به سمت تولید هوشمند نشان‌دهنده یک تغییر عمده در نحوه عملکرد کارخانه‌ها در سطح امروز است، به‌طوری‌که شرکت‌ها به‌طور فزاینده‌ای به چیزهایی مانند دستگاه‌های اینترنت اشیا و هوش مصنوعی روی می‌آورند تا عملیات خود را به‌صورت روان‌تری انجام دهند. آنچه این رویکرد را متمایز می‌کند، ارتباط فراگیری است که بین تمام اجزا ایجاد می‌شود، به‌گونه‌ای که ماشین‌ها می‌توانند به‌صورت لحظه‌ای با یکدیگر ارتباط برقرار کنند تا مدیران بتوانند تصمیمات بهتری را سریع‌تر اتخاذ کنند و همزمان منابع را به‌طور مؤثرتری در سراسر سیستم مدیریت کنند. وقتی تولیدکنندگان سیستم‌های اینترنت اشیا را درون جریان کار خود ادغام می‌کنند، توانایی پیش‌بینی زمانی که تجهیزات ممکن است دچار خرابی شوند را قبل از وقوع فراهم می‌کنند، همچنین امکان رفع فوری مشکلات را فراهم می‌کنند بجای اینکه صبر کنند تا خرابی رخ دهد. با توجه به اینکه در بازار چه اتفاقی در حال رخ دادن است، بیشتر تحلیلگران گسترش مداوم این روش‌های تولید هوشمند را به‌ویژه در کاربردهای فناوری نصب سطحی انتظار دارند، عمدتاً به این دلیل که شرکت‌ها به دنبال راه‌حل‌هایی هستند که از طریق بهره‌وری بیشتر، هزینه‌ها را کاهش دهند و به مداخله دستی وابستگی کمتری داشته باشند.

تحلیل هزینه و سود منفعت ارتقاء ماشین‌آلات

کاهش تولید نسبت به سرمایه‌گذاری ارتقاء

وقتی ماشین‌آلات با حداکثر بهره‌وری کار نمی‌کنند، کارخانه‌ها روز به روز پول از دست می‌دهند. گیربکس‌های قدیمی دیگر سرعت خط تولید را حفظ نمی‌کنند و همچنین کیفیت محصولات را تحت تأثیر قرار می‌دهند. اعداد و ارقام داستانی را روایت می‌کنند که بسیاری از مدیران کارخانه غفلت می‌کنند: درآمد از دست رفته ناشی از توقف کار در مقابل هزینه واقعی به‌روزرسانی به فناوری‌های جدید. البته خرید تجهیزات جایگزین اولیه گران به نظر می‌رسد. اما اینگونه به آن نگاه کنید - بیشتر تولیدکنندگان متوجه می‌شوند که این هزینه‌ها را در عرض دو تا سه سال به دلیل بهبود معیارهای عملکرد و کاهش مشکلات تعمیر و نگهداری جبران می‌کنند. برخی از کارخانه‌ها حتی پس از تعویض سیستم‌های قدیمی با گزینه‌های مدرن، ۳۰٪ در هزینه‌های انرژی صرفه‌جویی کرده‌اند.

بازده سرمایه‌گذاری (ROI) ژرفه برای تجهیزات جدید

در تصمیم‌گیری‌های خرید، دانستن اینکه از ماشین‌های جدید pick and place چه میزان بازدهی از سرمایه می‌توانیم انتظار داشته باشیم، امری بسیار مهم است. زمان لازم برای دیدن بازدهی‌ها بسته به عواملی مانند میزان بهبود بهره‌وری، میزان خرابی‌های ماشین‌ها و سازگاری آن‌ها با سیستم‌های موجود ساخت هوشمند، بسیار متفاوت است. تجهیزات با کیفیت‌تر تمایل دارند توقف‌های ناخوشایند تولید که سود را کاهش می‌دهند را کاهش دهند، به این معنی که شرکت‌ها سرمایه خود را زودتر به دست می‌آورند. هنگامی که به بازدهی سرمایه به‌طور خاص در خطوط تکنولوژی نصب سطحی نگاه می‌کنیم، مشورت با یک متخصص صنعت که از این حوزه کاملاً اطلاع دارد، اهمیت زیادی پیدا می‌کند. این محاسبات باید بهبودهای واقعی در سرعت تولید، دقت در قرار دادن قطعات روی بوردها و اینکه آیا این سرمایه‌گذاری در کنار آینده فناوری معقول است یا خیر، را در نظر بگیرد. یک تحلیل خوب از بازدهی سرمایه به کسب‌وکارها کمک می‌کند تا هم برای رشد برنامه‌ریزی کنند و هم جریان نقدی خود را سالم نگه دارند.

رویکردهای اجرا برای مدرن‌سازی خطوط SMT

رویکرد بهبود فازی

وقتی شرکت‌ها از به‌روزرسانی‌های مراحله‌ای سخن می‌گویند، در واقع منظورشان این است که به جای اینکه تمام تغییرات را یک‌باره اعمال کنند، به تدریج و مرحله‌ای این کار را انجام دهند. این استراتژی به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهد تا تولید خود را در سطح عادی حفظ کنند و در عین حال به مرور زمان فناوری‌های جدید را به کار گیرند. هیچ‌کس نمی‌خواهد تولید را کاملا متوقف کند، چون این موضوع به معنای از دست دادن درآمد و نارضایتی مشتریانی است که منتظر تحویل سفارشات به تعویق افتاده هستند. به عنوان مثال، دستگاه‌های اتوماتیک pick and place که در خطوط فناوری نصب سطحی (SMT) استفاده می‌شوند را می‌توان نام برد. بسیاری از شرکت‌های تولیدکننده الکترونیکی با موفقیت این سیستم‌ها را به‌صورت تکه‌تکه به‌روز کرده‌اند و در طول فرآیند خطوط مونتاژ خود را به‌خوبی در حال اجرا نگه داشته‌اند. عامل اصلی که این رویکرد را موفق می‌کند، تعادلی است که بین به‌روز بودن با روندهای فناوری و عدم اختلال زیاد در عملیات روزانه برقرار می‌کند.

نکات مربوط به بازسازی کامل خط

وقتی شرکت‌ها تصمیم می‌گیرند که یک بازسازی کامل خط تولید انجام دهند، در واقع تمام خط تولید SMT را از ابتدا تا انتها بازسازی می‌کنند تا نتایج بهتری به دست آورند. قبل از پرش به چنین پروژه‌ای، مدیران باید به طور جدی تمام ارقام را بررسی کنند. آن‌ها باید هزینه‌های ارتقاء دادن ماشین‌های موجود را با خرید کاملاً ماشین‌آلات جدید مقایسه کنند. در نگاه اول، انجام بازسازی اغلب از لحاظ هزینه‌ها ارزان‌تر به نظر می‌رسد، اما هزینه‌های پنهانی وجود دارد که باید در نظر گرفت، مانند افزایش بهره‌وری کارکنان، کاهش قبض‌های انرژی در طول زمان و بهبود کیفیت محصول که منجر به کاهش ضایعات می‌شود. مشکل اصلی چیست؟ شروع این کار معمولاً نیازمند سرمایه اولیه زیادی است و ترکیب فناوری‌های جدید با ماشین‌آلات قدیمی همیشه ساده نیست. برخی از قطعات به راحتی با هم کار نمی‌کنند. به همین دلیل، کارآفرینان باهوش با مهندسان و تحلیل‌گران مالی مشورت می‌کنند تا قبل از تصمیم به یک دگرگونی کامل سیستم، بفهمند که آیا ساختار فعلی آن‌ها برای پنج سال آینده منطقی است یا خیر.

مطالعه موردی: بازیابی تولید از طریق جایگزینی ماشین

مقایسه قبل/پس از

بر اساس تجربه اخیر ما، تعویض ماشین‌آلات قدیمی واقعاً تفاوت زیادی در میزان تولید روزانه ایجاد کرد. قبل از دور کردن این واحدهای منسوخ شده، اعداد تولید ما همواره کمتر از حد مورد نیاز بود که این امر باعث بروز مشکلات متعدد در تحویل به موقع سفارش‌ها و رعایت ددلاین‌ها شد. پس از نصب سیستم جدید اتوماتیک pick and place، شرایط تقریباً بلافاصله بهتر شد. ما شاهد افزایش حدود 35 درصدی نرخ تولید بودیم که حتی کارکنان با تجربه ما را هم شگفت‌زده کرد. اپراتورهایی که مستقیماً با این ماشین‌ها کار می‌کنند، اظهار داشتند که این ماشین‌ها در مقایسه با مدل‌های قدیمی بسیار راحت‌تر قابل استفاده هستند. همچنین، آنها متوجه کاهش خرابی‌ها و صرف زمان کمتر برای رفع مشکلات در طول شیفت کاری خود شدند. تمام این موارد به پول واقعی صرفه‌جویی شده و تسریع در تحویل محصولات به بازار ترجمه می‌شود.

شاخص‌های بهبود کیفیت

بهبود کیفیت پس از تعویض تجهیزات قدیمی بسیار مهم است، به خصوص اگر بخواهیم در زمینه تولید رقابت‌پذیر باقی بمانیم. پس از انجام این به‌روزرسانی‌ها در تریمستر گذشته، ما چند عدد کلیدی را بررسی کردیم تا ببینیم چه بهبودهایی حاصل شده است. نرخ عیوب ما کاهش قابل توجهی داشته است، از حدود 2.5٪ به 0.7٪. این موضوع ما را در همان سطحی قرار می‌دهد که بیشتر عملیات SMT باید باشند، طبق استانداردهای صنعتی. بررسی این ارقام به‌خوبی نشان می‌دهد که دستگاه‌های جدیدتر چقدر می‌توانند خطاها را کاهش داده و محصولات نهایی ما را بسیار قابل اعتمادتر کنند. کاهش عیوب تنها بهبود در سود خالص ما نیست. تعداد کمتری محصول معیوب به معنای رضایت بیشتر مشتریان است و این نوع رضایت باعث می‌شود مردم به جای اینکه به دنبال سایر گزینه‌ها باشند، دوباره به سراغ ما بیایند.