本文關鍵字:
現在市場競爭越來越激烈,印制板組裝廠要在這樣的環境中立于不敗之地,首要一點就是要降低其生產成本。而要實現這一目標,最主要的方法就是通過提高生產線的生產效率來實現。本文結合筆者工作實際探討一些提高SMT生產線效率的措施及辦法。
貼裝程序處理
SMT生產線由多臺設備組成,包括絲印機、貼片機、回流焊等等,但實際上生產線的速度是由貼片機來決定的。一條SMT生產線通常包括一臺高速機和一臺高精度貼片機,前者主要貼裝片狀元件,而后者主要貼裝IC和異型元件。當這兩臺貼片機完成一個貼裝過程的時間(以下簡稱貼裝時間)相等并且最小時,則整條SMT生產線就發揮出了最大生產能力。為了達到這個目標,我們可以對貼裝程序按以下方法進行處理。
1. 負荷分配平衡。合理分配每臺設備的貼裝元件數量,盡量使每臺設備的貼裝時間相等。我們在初次分配每臺設備的貼裝元件數量時,往往會出現貼裝時間差距較大,這就需要根據每臺設備的貼裝時間,對生產線上所有設備的生產負荷進行調整,將貼裝時間較長的設備上的部分元件移一部分到另一臺設備上,以實現負荷分配平衡。
2. 設備優化。每臺貼片機都有一個最大的貼片速度值,例如YAMAHA的YV100號稱0.25秒/片,但實際上這一速度值是要在一定條件下實現的。對每臺設備的數控程序進行優化,就是使貼片機在生產過程中盡可能符合這些條件,從而實現最高速貼裝,減少設備的貼裝時間。優化的原則取決于設備的結構。對于X/Y結構的貼片機,通常按以下原則來優化。
·盡可能使貼裝頭同時拾取元件。
·在排列貼裝程序時,將同類型元件排在一起,以減少貼裝頭拾取元件時換吸嘴的次數,節約貼裝時間。
·拾取次數較多的供料器應安放在靠近印制板的料站上。
·在一個拾放循環過程中,盡量只從正面或后面的料站上取料,以減少貼裝頭移動距離。
·在每個拾放循環過程中,要使貼裝頭滿負荷。
有些原則在優化程序時會發生矛盾,這就需要進行折中考慮,以選出最佳優化方案來。
在進行負荷分配和設備優化時可使用優化軟件,優化軟件包括設備的優化程序和生產線平衡軟件。
設備的優化程序主要是針對貼裝程序和供料器的配置進行優化。在取得元器件BOM表和CAD數據以后,就可以生成貼裝程序和供料器配置表,優化程序會對貼裝頭的運動路徑和供料器的配置情況進行優化,盡量減少貼裝頭的移動路程,從而節省貼裝時間。
生產線平衡軟件是對整個生產線進行優化的有效工具,優化軟件采用一定的優化算法,目前的優化軟件已經具備一定的智能化,可以更快、更好地完成優化過程。
貼片機貼裝程序的一般處理步驟如圖1所示。
消除瓶頸(bottleneck)現象
SMT生產線是由多臺
自動化設備所組成的,當某一臺設備的速度慢于其他設備時,那么這臺設備就將成為制約整條SMT生產線速度提高的瓶頸。根據對19個工廠的抽樣(表1),一般瓶頸經常出現在貼片機上,要消除瓶頸現象就只有通過增加貼片機來實現了。當然這需要一筆較大資金投入,但這樣可以充分利用其它設備過剩的生產能力,要遠比投資再購入一條SMT生產線劃算的多。增加何種類型的貼片機要視生產線的瓶頸而定,一般情況下最好采購一臺高速、多功能的貼片機,因為它兼具高速機和高精度機的特點,貼裝元器件的范圍覆蓋了高精度機和高速機,它能解決無論是高速機還是高精度機引起的瓶頸問題。而目前貼片機的發展趨勢也在向這個方向發展,以滿足市場的需要。
工藝步驟瓶頸
案例研究百分比
高精度貼片機
32
高速貼片機
21
在線測試(ICT)
16
功能測試
16
其它
15
總計
100
表1 工廠內最常見瓶頸的案例研究分布
增加一臺貼片機給生產線,可以解決瓶頸問題和加快節奏速率,這個方法提供更多的生產能力和更多的送料器(feeder)位置,以更好地平衡生產線,而不顯著地增加生產線管理復雜性,這要遠比單獨增加一臺貼片機所提高的生產能力大得多。
實施嚴格有效的管理措施
SMT設備是機電一體化的精密設備,在工作中實行嚴格有效的管理措施是提高SMT生產線效率的一個重要辦法。如提前將要補充的元件裝在備用送料器上;生產線裝配前面批號的最后幾塊的的同時,做好生產線下一批號產品的準備工作等等。
SMT生產線屬大生產流水線,產值是以秒來進行計算的。而生產的流暢性和產品的質量除設備與環境因素外,人的因素占有極為重要的成分。例如若操作員對設備很熟悉,那么在生產過程中排除問題所花費時間較少,也可節約生產時間,提高生產效率。所以我們格外重視對員工的培訓,除了定期進行專業技能培訓外,我們還以一些專業SMT書刊為教材組織員工學習,培養對SMT的熱愛,提高每個人的綜合業務水平。
SMT設備進行定期檢驗與保養也是保證充分發揮其功效的有力保障之一。很多公司由于生產任務繁重,在生產過程中往往會忽視這一點。一旦設備因故障不能正常生產時,其停工所造成的損失要遠遠大于對設備定期停機檢驗與保養的費用。因此必須強調對設備定期進行科學的檢驗與保養,使設備處于良好的狀態之中。
SMT生產需要高的投入,但如果管理與使用得法,并注意筆者在上面提到的幾個方面,我們將會充分挖掘SMT生產線的生產潛力,提高生產效率,在幾年之內就會收回全部的投資,實現“高投入、高產出”。