Личный кабинет

Регистрация
* Логин
* Пароль

Регистрация на сайте

Вы получаете полный доступ к материалам Aкадемии технологий
* Фамилия:
* Имя:
* Отчество:
* Должность:
* Организация
Город
* Телефон:
* E-mail:
* Пароль:
Укажите технологические направления, входящие в зону вашей ответственности и интересов: Технологии для производств радиоэлектроники
Промышленная 3D-печать и неразрушающий контроль
Другое

Восстановление пароля

Электронная почта

Технологии Индустрии 4.0: результат внедрения на примере

28.03.22 |
Автор: Vitor Barros, пер. с англ.
Издание: KIC Europe, 2021
Индустрия 4.0 — одно из самых значимых достижений в отрасли производства электроники за последние десятилетия. Оно обещает значительные улучшения как для самих производителей, так и для их клиентов. Однако по доступной в настоящее время информации может быть не очевидно, какие именно преимущества получит среднестатистическое производство от внедрения технологии, и как рассчитать отдачу от инвестиций. Поэтому было бы полезно свести обсуждение к конкретике и выделить для примера одну из операций сборки электронных изделий, а именно пайку.

В течение многих лет производители печей для пайки оплавлением проделывают огромную работу по их совершенствованию. Работа печей становится все более стабильной и качественной. Следующим шагом является сбор, анализ и обмен данными, чтобы более эффективно управлять печами и всем производством. Если вы спросите инженера-технолога, в чем заключается конечная задача печи оплавления, то узнаете, что печь оплавления должна производить пайку изделий в соответствии с требованиями к процессу, предъявляемыми производителями паяльной пасты, компонентов и печатной платы. Эти требования определяют так называемое допустимое технологическое окно, которое проверяется путем измерения температурно-временного профиля пайки. Таким образом, мы можем говорить о печи как о «машине для воспроизведения температурных профилей пайки».

В настоящее время и инженеры-технологи, и заказчики хотят знать, что сборка продукции производится в строгом соответствии со всеми требованиями. Поэтому они очень тщательно подбирают комбинацию технологических параметров, таких как температура и скорость конвейера для создания правильного профиля пайки печатной платы, а также настройки азота, вакуума, расхода воздуха или других необходимых параметров. Они также проводят выборочные проверки, время от времени проверяя профиль пайки, измеряя его термопрофайлером. Именно так сегодня работает большинство производителей электроники.

Сейчас на рынке появляются «умные» печи. Что они из себя представляют? Каковы реальные ощутимые выгоды от их использования? Об Индустрии 4.0 или технологиях интеллектуальных печей написаны тома, но поскольку цель этой статьи — обсудить концепцию в очень простых и конкретных терминах, то давайте сначала сосредоточимся на том, что данная технология способна дать производителю электроники. В конце концов, интеллектуальные технологии должны служить определенной цели, а выгоды должны намного превышать инвестиции. Отметая все лишнее, у нас остаются два ключевых преимущества:

1. Уменьшение затрат за счет сокращения/оптимизации таких вещей как:


  • Время простоя. Согласно исследованию IPC, на среднестатистическом производстве радиоэлектроники время простоя оборудования составляет до 37%
  • Неправильная эксплуатация
  • Рабочее время. Согласно недавним исследованиям, средний инженер тратит 40% своего времени на поиск людей, оборудования, информации и многого другого
  • Потребление энергии
  • Ручные операции

2. Предоставление данных для прослеживаемости сборки

Преимущество большинства новых возможностей заключается в том, что их реально измерить, и мы можем провести анализ рентабельности инвестиций (ROI) в умные печи. Каждое производство имеет специфические статьи расходов, но приведенный ниже калькулятор показывает приблизительные значения, чтобы проиллюстрировать принцип работы. В таблице 1 приведен пример влияния на среднестатистическое производство при сокращении ненужных простоев оборудования на два часа в неделю. Ежегодный прирост прибыли составляет 67 000 евро на одну производственную линию. Если мы рассматриваем первоначальные инвестиции в размере 20 000 евро на умную печь, то окупаемость инвестиций составит 3,5 месяца.

Таблица 1
Индустрия 4.0_Рисунок 1.jpg

Таблица 2
Индустрия 4.0_Рисунок 2.jpg

В таблице 2 показано увеличение дохода за первый период с 96,0% до 96,5%. В результате годовой прирост прибыли составляет 81 000 евро на производственную линию при ROI — 2,9 месяца. Цифры выглядят интересными, поскольку они представляют собой увеличение прибыли на одну линию в год. И при этом мы подсчитали лишь немногие из тех преимуществ, которые дают технологии, применяемые в умных печах. Итак, что же это такое и как оно работает? Фактическая реализация технологии может варьироваться от поставщика к поставщику, но в целом технология Индустрии 4.0 будет включать следующие возможности:

  • Полная автоматизация
  • Прозрачность и прослеживаемость производственного процесса
  • Гибкость производства
  • Обмен информацией
  • Эффективное энергопотребление
  • Анализ данных
  • Машинное обучение
  • Возможность модернизации

Индустрия 4.0_1.jpg

Не будем вдаваться в подробное описание технологии, приведем общие выводы.

1. Оптимизация процесса / настройка печи / замена жидкости / автоматизация

Печь оплавления может реализовывать множество вариаций профилей пайки в зависимости от настроенных параметров и внешних факторов. Интеллектуальное программное обеспечение оптимизации выполнит исчерпывающий анализ всех вариаций (всего за несколько секунд) и выберет оптимальный вариант на основе пользовательских критериев. Например, чтобы сократить время переналадки печи (печь часто является самой «медленной» машиной в производственной линии в плане осуществления переналадки), программное обеспечение находит общее решение по профилю пайки, подходящее для широкого спектра паяемых изделий или выполняет подбор разных скоростей конвейера, оставляя фиксированными настройки температуры в зонах пайки печи оплавления.

2. Прозрачность процесса / прослеживаемость / автоматизация

Встроенные в печь датчики в режиме реального времени анализируют профиль пайки каждой печатной платы и сравнивают его с настроенными технологическими допусками. Система может мгновенно оповещать о нестандартных ситуациях или предупреждать о нестабильном процессе. Представьте, что в вашей печи всегда включена видеокамера. Профиль и машинные данные сохраняются. Осуществляется полная прослеживаемость процесса для каждой отдельной печатной платы. Автоматическая загрузка и проверка программы происходит на базе считывания штрих-кодов. Обеспечивается мгновенное устранение неполадок, возникающих на производственной линии.

3. Обмен информацией

Данные в режиме реального времени поступают в локальную сеть предприятия и MES-систему. Централизованная база данных позволяет практически мгновенно идентифицировать соответствующие данные и обмениваться ими. Она доступна из любого места на любом авторизованном ПК или мобильном устройстве.

Индустрия 4.0_2.jpg

4. Машинное обучение

Интеллектуальные базы данных изучают термодинамические взаимосвязи с каждым термопрофилем и быстро предоставляют рекомендации по настройке печи, что не требует даже проведения тестовой пайки с использованием термопрофайлера. Таким образом отпадает необходимость в использовании термопрофайлера.

5. Возможность модернизации

Почти все печи оплавления, установленные сегодня на предприятиях, могут быть переоборудованы в умные печи.

Заключение

Технологии Индустрии 4.0 достигли такого уровня развития в некоторых областях, что стали доступными по цене и приносят реальную пользу производствам любого размера. Цифровые трансформации могут сопровождаться рисками и вызывать сопротивление. Сосредоточившись на узкой области, такой как применение умных печей, которые включают в себя практически все основные блоки и возможности Индустрии 4.0, производитель электроники может продвинуться в вопросе внедрения технологии без существенного риска и крупных инвестиций. Значительные преимущества, такие как быстрая окупаемость инвестиций, а также повышение удовлетворенности клиентов, не заставят себя ждать. Однако, возможно, самое важное преимущество исходит непосредственно от самого процесса внедрения. Каждое производство неизменно столкнется с трудностями и опытным путем узнает, что работает, а что нет. На это в частности влияет плотность взаимодействия технологического и информационного отделов предприятия. Уже после нескольких недель внедрения технологий умных печей компания продвинется далеко вперед в обучении и будет готова взять на себя гораздо более масштабные задачи Индустрии 4.0.


What does Industry 4.0 actually deliver today? 1,10 MB
Академия технологий
Видео
Публикации
Мероприятия
12:45 | Видео
Моделирование процессов аддитивного производства. Конференция от 03.03.22
28:06 | Видео
Применение компьютерной томографии в геологии. Конференция от 03.03.22
10:13 | Видео
Применение цифрового томографа при разработке СВЧ техники. Конференция от 03.03.22
26:57 | Видео
Рентгеновская микротомография литых металломатричных композитов. Конференция от 03.03.22
23:55 | Видео
Развитие и перспективы ПО Volume Graphics для анализа данных КТ. Конференция от 03.03.22
13:30 | Видео
Применение КТ в передовом производстве автомобильной техники. Конференция от 03.03.22
15:04 | Видео
Оптимизация конструкции, 3D-печать и РКТ наклонно-поворотных кулаков для квадроцикла. Конференция от...
53:11 | Видео
Инновации в промышленной компьютерной томографии. Конференция от 03.03.22
16:25 | Видео
Решения для радиографического контроля и компьютерной томографии. Конференция от 03.03.22
17:48 | Видео
Особенности применения промышленной РКТ. Конференция от 03.03.22
28.03.22 | Публикации
Технологии Индустрии 4.0: результат внедрения на примере
10.02.22 | Публикации
Productronica 2021: отражение текущего состояния отрасли
26.01.22 | Публикации
Обзор инструментов обеспечения качества. Часть 3: сбор и анализ данных
19.01.22 | Публикации
Обзор инструментов обеспечения качества. Часть 2: обнаружение дефектов
12.01.22 | Публикации
Обзор инструментов обеспечения качества. Часть 1: предупреждение брака
15.12.21 | Публикации
Универсальный рентгеновский контроль с высокой пропускной способностью
13.12.21 | Публикации
Обзор систем отмывки печатных узлов и трафаретов HyperSwash AUTO
10.12.21 | Публикации
Как достичь оперативности, соответствующей духу времени. Визит на ПО Электроприбор
01.12.21 | Публикации
Обзор автоматизированных решений для хранения компонентов и материалов
18.11.21 | Публикации
Обзор автоматов установки компонентов поверхностного монтажа NXT

Запросить информацию

* Фамилия
* Имя
Отчество
* Организация
* E-mail
* Уточните категорию вашего запроса
Текст вопроса

Запросить информацию

* Фамилия
* Имя
Отчество
Должность
* Организация
Город
* E-mail
Приложите файл/фото:
Файл не выбран
Текст вопроса

Записаться в демозал

* Фамилия
* Имя
Отчество
Должность
* Организация
Город
* E-mail
* Уточните категорию вашего запроса
Текст вопроса

Запрос на услугу

Выберите интересующие вас услуги:
Приложите файл/фото:
Файл не выбран
Комментарий
* Фамилия
* Имя
Отчество
Должность
* Организация
* E-mail

Запрос на услугу

Материал изделия, сплав
Количество изделий
Технические требования
Комментарий
* Фамилия
* Имя
Отчество
Должность
* Организация
* Телефон
* E-mail

Запрос на услугу

Выберите услугу:
Материал изделия
Максимальные габариты (ДхШхВ или Диаметр х Высота)
Вес изделия
Количество изделий
Файл: 3D-модель, чертеж, изображение:
Файл не выбран
Краткое ТЗ
* Фамилия
* Имя
Отчество
Должность
* Организация
* Телефон
* E-mail

Запрос на услугу

Тематика обучения:
Другая тематика обучения
Количество обучаемых
Файл: 3D-модель, чертеж, изображение:
Файл не выбран
Комментарий
* Фамилия
* Имя
Отчество
Должность
* Организация
* Телефон
* E-mail

Запрос на услугу

Выберите услугу:
Материал изделия (сплав)
Масса оптимизированного изделия (в кг или % от массы исходной модели)
Функциональное назначение изделий
Файл: 3D-модель, чертеж, изображение:
Файл не выбран
Комментарий
* Фамилия
* Имя
Отчество
Должность
* Организация
* Телефон
* E-mail

Запрос на услугу

Выберите услугу:
Функциональное назначение изделий
Файл: 3D-модель, чертеж, изображение:
Файл не выбран
Комментарий
* Фамилия
* Имя
Отчество
Должность
* Организация
* Телефон
* E-mail

Запрос на решение

Выберите интересующий Вас тип решения или услуги для связи с профильным специалистом: Неразрушающий контроль Системы 3D-печати металлом Программное обеспечение Услуги Центра Развития Технологий
Комментарий
* Фамилия
* Имя
Отчество
Должность
* Организация
* E-mail

Запрос на решение

Уточните параметры запроса, чтобы мы могли оперативно подготовить для Вас необходимую конфигурацию оборудования и ПО: Неразрушающий контроль Минимальный размер дефекта Количество изделий в смену (8 часов)
Комментарий
* Фамилия
* Имя
Отчество
Должность
* Организация
* E-mail
Приложите файл/фото:
Файл не выбран

Запрос на решение

Уточните параметры запроса, чтобы мы могли оперативно подготовить для Вас необходимую конфигурацию оборудования и ПО: Минимальный размер дефекта Количество изделий в смену (8 часов)
Комментарий
* Фамилия
* Имя
Отчество
Должность
* Организация
* E-mail
Приложите файл/фото:
Файл не выбран

Запрос на решение

Уточните параметры запроса, чтобы мы могли оперативно подготовить для Вас необходимую конфигурацию оборудования и ПО: Минимальный размер дефекта Количество изделий в смену (8 часов)
Комментарий
* Фамилия
* Имя
Отчество
Должность
* Организация
* E-mail
Приложите файл/фото:
Файл не выбран

Запрос на решение

Уточните параметры запроса, чтобы мы могли оперативно подготовить для Вас необходимую конфигурацию оборудования и ПО: Укажите необходимые опции
Комментарий
* Фамилия
* Имя
Отчество
Должность
* Организация
* E-mail
Приложите файл/фото:
Файл не выбран

Запрос на решение

Уточните параметры запроса, чтобы мы могли оперативно подготовить для Вас необходимую конфигурацию оборудования и ПО: Укажите необходимые опции
Материал изделий (сплав)
Функциональное назначение изделий
Комментарий
* Фамилия
* Имя
Отчество
Должность
* Организация
* E-mail
Приложите файл/фото:
Файл не выбран

Запрос на решение

Уточните параметры запроса, чтобы мы могли оперативно подготовить для Вас необходимую конфигурацию оборудования и ПО:
Количество лицензий
Комментарий
* Фамилия
* Имя
Отчество
Должность
* Организация
* E-mail

Запросить материалы

* Фамилия
* Имя
Отчество
Должность
* Организация
* Телефон
* E-mail