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生产故障排除与设备利用率有什么关系?


 

我和工艺工程师们进行了无数次就像下面这样的讨论:




从您的SMT生产线来看,回流焊带来的缺陷占所有缺陷的百分之几?

这很难测量,因为很难确定缺陷的根本原因。例如,底部连接元件(BTC)上的冷焊,可能是因为印刷或回流焊的问题所引起。



您能猜猜看吗?

回流焊引起的缺陷仅占一小部分,可能小于10%,也可能低于5%。





好吧,假设你一小时又一小时地,或一天又一天地没有问题地生产您的PCB组件,但是,突然在检查过程中发现有多个缺陷,比如在AOI、X射线、ICT等检查过程中。于是你决定关闭生产线,以查明根本原因。你会做什么?

如果在检查过程中立即发现了PCB组件缺陷的原因,找到了问题,那么我们就去源头修复它。然而,在通常情况下,根本原因不是立即就能清楚的。





那你怎么办?

我们就做一个温度曲线的测量。





你刚才告诉我,95%以上的缺陷不是回流焊的问题。为什么你从那里开始?

由于使用了SPI和AOI,我们有除了回流炉以外的来自所有机器和工艺过程的很好信息,回流焊炉我们只能依靠每周或每日的抽查(手动测量一次温度曲线)。此外,大多数机器我们都是可以直接接近和看到的,只有回流焊炉例外,它是生产线中的一个黑盒子。所以我们测量温度曲线。





这是否意味着,你在利用95%的时间,在不存在问题的地方寻找问题?

嗯,不一定是95%的时间,因为有时成品率问题的根本原因是显而易见的,到时就不是这样了。





由于突然的成品率问题,您关闭了PCB组装生产线,当您遇到这样一个急性问题时,您测量一个温度曲线需要多长时间?

它是不一定的,但是可能比测量正常的温度曲线时间要长,因为我们需要取回温度曲线测量仪和相关的含有粘接热电偶的印制电路板。我们希望能在15分钟内完成温度曲线的测量,但是有时可能需要30多分钟。





大多数公司都在计算每小时意外停机的成本。实际数字各家工厂各不相同,但是我所看到的计算表明,每条印制电路板组装生产线每周减少停工1小时,每年每条生产线的利润增加约50000欧元。

 

从回流焊炉抽检转移到连续的工艺监控或自动化的温度曲线测量系统,不管热工艺过程是否是罪魁祸首,都自动向责任工程师提供即时信息。不需要再浪费时间在不存在问题的地方寻找问题,滴答作响的停机时间是非常昂贵的。如果真是热工艺是根本原因,那么监测系统将提供信息,帮助查明需要进行调整的炉子区域或工艺过程,从而使工程师确定问题,并很快加以解决,进一步减少不必要的停机时间。

 

这个例子也说明了在工业4.0或智能工厂背景下智能设备的好处,也就是说,可付诸行动的实时数据让工程师更有效地运行生产线和工厂。这里描述的方案是“低垂的果实”之一,它能立即带来显著的成品率改善。依据这个基本能力,我们可以迅速找到其他机会以提高设备利用率和成品率。当实时的热工艺数据SPC图显示在仪表盘上时,不利趋势会变得显而易见,如Cpk数值下降。由于回流焊炉的变化往往比较慢,SPC图可以及早提供可能发生情况的预警信息。因此,在某些情况下,通过向维护人员进行趋势报警,可以完全避免计划外停机。他们可以在下一个预防性维护活动中当生产线计划性停机时,解决这个问题。随着企业力求完美和成品率的提高,这种预防问题的理念将变得越来越重要,返工是不可接受的,缺陷等于废品。

 

这个问题有多大呢?在IPCAPEX EXPO 2017圆桌会议的讨论中,有一份报表表示,北美工厂的平均生产运行时间为67%。换句话说,37%的生产时间,除了损害利润外什么也没做。很明显,这样令人惊讶的低设备利用率是由很多因素引起的,特别是越来越频繁的产线换料停机。但是正如上面的计算所表明的,我们需要探索机会,减小这个数字,因为每分钟的停机时间都是很昂贵的。有很多机会可去捕捉一些低垂的果实,以实现数周而不是数年的投资回报。


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