SMT-sor működési folyamatának optimalizálása a prototípustól a gyártásig tartó átmenet során

Egyeztetés SMT sor DFM-elv alapján történő tervezés zavartalan átmenet érdekében

Miért okoznak működési szakadásokat a prototípus-készítés és a gyártás az SMT-sorok működésében

A prototípuskészítés és a gyártási fázisok gyakran problémákat okoznak a felületre szerelhető technológiával (SMT) működő gyártósorok esetében. A tervezők prototípuskészítés során mindenféle rugalmasságot igényelnek, a gyártás viszont minden esetben szabványosítást követel. Ez a nem összhang komoly nehézségeket okoz az időben történő termékbevezetésben. Tapasztalatból beszélve: sok prototípus-terv teljesen figyelmen kívül hagyja azt, amit az automatizált gépek valójában képesek kezelni, ami azt jelenti, hogy a termelési lépték növelésekor manuálisan kell visszatérni a korrekciókra. Az ilyen típusú nem összhangok jelentősen megnövelhetik a gépváltási időt – néha akár fél órától majdnem egy óráig is hozzáadhatnak minden egyes nyomtatott áramkörhöz. Még rosszabb, hogy létezik egy szakadék a CAD-fájlokban megjelenő és a gyártósoron ténylegesen működő megoldások között. Amikor a mérnökök gyorsan, de a gyárthatóság ellenőrzése nélkül hajtanak végre változtatásokat, az később összeszerelési problémákhoz vezet. Tapasztaltuk, hogy a selejtarány kb. 15%-kal csökken, amikor a prototípustól a teljes gyártási sorozatra térünk át. És amíg a mérnöki és a gyártási csapatok nem kezdenek ugyanazon szabványok nyelvén beszélni, addig azok a nyomtatott áramkörök, amelyek tesztelés közben remekül mutattak, továbbra is megbuknak a megfelelő gyártási érvényesítési tesztek során.

Gyártási lehetőségek figyelembevétele a tervezési fázisban (DFM) korai beépítése az SMT-gyártósor bemeneteinek szabványosítása érdekében

Amikor a vállalatok a gyártásra való tervezést (DFM) már a termékfejlesztés kezdetén alkalmazzák, lezárják a nagy rést a prototípusok és a valós gyártási folyamat között. Ez a megközelítés biztosítja, hogy a tervezett megoldás már az első naptól kompatibilis legyen a felületre szerelhető alkatrészeket (SMT) gyártó sorokkal. A DFM hiányában a mérnökök gyakran késői szakaszban kényszerülnek problémák javítására. A gyártási fájlok gyakran nem egyeznek meg a tényleges gyártási specifikációkkal, ami drága hibákhoz vezet a digitális tervek fizikai termékekké alakításakor. Néhány alapvető stratégia például a forrasztómaszk minimális szabad távolságának (legalább 0,15 mm) betartása a forrasztóhidak kialakulásának megelőzésére, az alkatrészek egységes orientációjának biztosítása a pick-and-place gépek zavartalan működése érdekében, valamint a hőmérsékleti szimulációk időben történő elvégzése a potenciális újrafolyásos problémák korai észleléséhez. A gyártók, akik korán bevezetik a DFM-et, általában körülbelül 40-nel kevesebb prototípus-iterációt igényelnek, és az első gyártási ciklus sikeres arányát körülbelül 22 százalékkal növelik. Ezek a javulások azt jelentik, hogy a termékek kis sorozatból teljes méretű gyártásba való áttörése sokkal gyorsabban zajlik, és lényegesen kevesebb nehézséggel jár.

Az SMT-sor folyamatáramlásának szabványosítása a Lean módszertanokkal

A Kaizen, az 5S és a Six Sigma integrálása az SMT-sor szabványos működési eljárásaiba

A lean módszerek segítenek szabványosítani a felületre szerelhető technológiás (SMT) gyártósorok működését a hulladék és az inkonzisztenciák csökkentésével minden olyan helyen, ahol megjelennek. A Kaizen segítségével a csapatok észlelik a forrasztópaszta felvitelének és az alkatrészek nyomtatott áramkörös lapokra történő elhelyezésének folyamataiban rejlő problémákat. Eközben az 5S módszer szigorú munkaterületi diszciplínával biztosítja a tápállomások és eszközök rendezett állapotát. Ezen felül a Six Sigma DMAIC keretrendszere mélyrehatóan elemzi a folyamatok instabilitásának okait – ez különösen fontos, amikor a pontos elhelyezés pontossága 10 mikron alá csökken, mivel ez közvetlenül befolyásolja a termékkihozatalt. Mindezen technikákat beépítik a mindennapi munkafolyamatokba, például az alkatrészek ellenőrzése az összeszerelés előtt, a sablonok rendszeres tisztításának ütemezése, valamint a hőmérsékleti profilok dokumentálása a forrasztási folyamat során. Amikor a vállalatok először próbálták egyszerre alkalmazni mindezeket a módszereket, a gépváltási idők körülbelül 35%-kal csökkentek, emellett a selejtarányok több mint 50%-kal csökkentek a millió lehetőségre jutó hibák számában.

A működtetők képzése az OEE-meghajtó tényezők szerint: Rendelkezésre állás, Teljesítmény és Minőség

A szakmunkások keresztképzése az SMT-sorok diagnosztikájában és az SMED-elvben tovább növeli a rugalmasságot. Nagy választékú, alacsony térfogatú környezetekben ilyen célzott fejlesztés 18–27%-kal javította az OEE-t, összehangolva a szakértelem alkalmazását a valós idejű gyártási igényekkel.

Nagy választékú/alacsony térfogatú rugalmasság biztosítása az SMT-soron

Adagoló-átalakítási szűk keresztmetszetek és offline beállítási késések kezelése

Amikor a cégek túl gyakran váltanak termékeket, komoly akadályokba ütköznek, különösen akkor, ha az adagolóeszközöket újra kell konfigurálni, és minden leáll. Sok gyárnál kipróbált és nagyon hatékony megoldás a beállítási munkák offline elvégzése. A technikusok közben előkészíthetik az alkatrészeket és betölthetik a programokat, miközben a fő termelési vonal továbbműködik. Ez a megközelítés körülbelül felére csökkenti a termékváltási időt a korábban szokásos értékhez képest. A tényleges hardver tekintetében a moduláris adagolókocsik – amelyek praktikus gyorskioldó funkcióval rendelkeznek – lehetővé teszik az operátorok számára, hogy a legtöbb esetben öt percnél kevesebb idő alatt cseréljék ki az alkatrészeket. Amikor a alkatrészeket egységesen, tekercsekben szállítják, a betöltés lényegesen gördülékenyebbé válik. Az ilyen beállítási feladatok elmozgatása a fő termelési időszakból valóban jelentős előnyt jelent a gyártók számára, akik sokféle termékváltozattal dolgoznak. A termelési kapacitás – a napi termékválaszték változása ellenére is – állandó marad.

Termékváltási sorrendek érvényesítése digitális testvér szimuláció segítségével SMT-gyártósorok telepítésekor

A digitális ikertechológia lehetővé teszi a gyártók számára, hogy kockázatmentesen teszteljék az SMT-gyártósorok módosításait a gyártóüzem tényleges bevezetése előtt. A mérnökök virtuális másolatokat hoznak létre a termelési környezetről, ahol kipróbálhatják az anyagok mozgását, észlelhetik a komponensek közötti lehetséges ütközéseket, és biztosíthatják, hogy minden gép megfelelően együttműködjön. Ily módon már nagyon korán – a termelési vonal leállítása és javítása előtt – felfedezhetők például helytelenül elhelyezett adagolók vagy torzult szállítószalagok. Az eredmények magukért beszélnek: a digitális ikertechológiát alkalmazó vállalatoknál a termékek első futtatása utáni hibák száma körülbelül negyedével csökken. Emellett ez a megközelítés felgyorsítja az új termékverziók bevezetését anélkül, hogy kárt okozna azokban az OEE-mutatókban (összes berendezés-hatékonyság), amelyek a berendezések teljes hatékonyságát mérik.

Az SMT-gyártósorok OEE-jének mérése és optimalizálása az átmeneti fázisok során

Az eszközök teljes hatékonyságának (OEE) figyelése a termékek prototípusokról teljes gyártásra történő áttérés során számos olyan munkafolyamat-problémát derít fel, amelyeket máskülönben senki sem venné észre. A prototípus-szakaszok általában nagy rugalmasságot igényelnek, de ez ára van. Amikor a gyártást fokozzák, az egyenetlen cserék és a rendezetlen anyagkezelés akár 15–30%-kal is csökkentheti az OEE-t. Ennek a veszteségnek a legnagyobb része általában abból adódik, hogy a gépek váratlanul leállnak, illetve a pozicionálási pontosság egyszerűen nem elég jó. Az elektronikai gyártási szektorban a cégek általában 70–80% körüli OEE-t érnek el. A legjobb eredményt mutató vállalatok 85%-ot is túllépnek, ami elég ellenálló teljesítmény, figyelembe véve e folyamatok bonyolultságát. Azok a csapatok, amelyek minden szakaszban alaposan elemzik, mi határozza meg az OEE-számukat, számos, még javításra váró szűk keresztmetszetet találnak. Néha ezek a bosszantó késleltetések a sablonok tisztítása közben jelentkeznek, máskor a táplálók újra konfigurálására fordított idő megy kárba, vagy akár a rossz forrasztópaszta-felvitel okozza a problémát. Ezeknek a mutatóknak a folyamatos nyomon követése lehetővé teszi a vezetők számára, hogy valós adatok alapján, nem pedig találgatásokra támaszkodva hozzanak okos döntéseket. Egyes gyárak bevezették a perces szerszámcserék (SMED) technikáját, és gyakorlatban a cserék idejét felére vagy akár harmadára csökkentették. Bár az OEE nyomon követése értékes betekintést nyújt, fontos megjegyezni, hogy ezek a számok csak részben tükrözik a gyár teljes hatékonyságát.

GYIK szekció

Miért fontos a gyártásra való tervezés (DFM) az SMT-gyártósorok működtetésében?

A DFM biztosítja, hogy a tervek kompatibilisek legyenek a gyártástechnológiával, csökkentve ezzel a hibákat és a költséges utolsó pillanatban eszközölt módosításokat a prototípustól a sorozatgyártásra történő áttérés során.

Milyen előnyöket nyújtanak a Lean módszertanok alkalmazása az SMT-folyamatokban?

A Lean módszertanok – például a Kaizen, az 5S és a Six Sigma – segítenek a hulladék csökkentésében, a hibák minimalizálásában és a hatékonyság javításában, ami rövidebb átállási időt és javult termékminőséget eredményez.

Milyen előnyöket nyújthat a digitális ikerszimuláció az SMT-gyártósornál?

A digitális ikerszimuláció lehetővé teszi a gyártók számára, hogy virtuálisan teszteljék a módosításokat, azonosítsák a lehetséges problémákat, és javítsák a gépek koordinációját anélkül, hogy megszakítanák a tényleges gyártósor működését. Ez kevesebb hibához és zavartalanabb áttöréshez vezet új termékverziók esetén.

Milyen szerepet játszik az operátorok képzése az OEE javításában?

A megfelelő munkavállaló-képzés a leállások csökkentésére, a ciklusidők optimalizálására és a hibák minimalizálására összpontosít, amelyek közvetlenül hatással vannak az OEE három oszlopára: Rendelkezésre állás, Teljesítmény és Minőség.