Úvod do plné sledovatelnosti

... Petr Blahoš, 5. 4. 2017 Traceability

Dnes se detailně podíváme na typické stavební kameny elektronické výroby z pohledu na jeden výrobek. Přitom si řekneme, co v jednotlivých krocích výroby můžeme sledovat. Nebudeme se zabývat plánováním a nákupem, ani expedicí, ale čistě výrobou. Nemůžeme probrat všechno, protože různé výroby se mohou mezi sebou hodně lišit. Nakonec si projdeme jeden příklad, na kterém si už stručně řekneme jak se bude sledování provádět.

Začínáme tedy v okamžiku, kdy je výrobní objednávka formálně připravená, materiál je k dispozici na skladě, a lze začít.

Postup výroby

Základem elektronické výroby je osazování desek plošných spojů (PCB). Typicky jde o přibližně takovouto posloupnost:

Značení PCB štítkem nebo laserem
Osazení PCB SMD součástkami z jedné strany (nanesení pasty, osazení součástek, přetavení)
Optický tester
Osazení PCB SMD součástkami z druhé strany (nanesení pasty, osazení součástek, přetavení)
Optický tester
Zakládání THT součástek
Pájení vlnou nebo selektivní pájení
Vizuální kontrola

Bod jedna je volitelný, ale chceme-li mluvit o plné sledovatelnosti, nevyhneme se mu. Osazování může být jen z jedné strany, do pasty nebo do lepidla, optický tester může být jinde nebo nikde, osazování THT součástek může úplně chybět. Vymyslíte jistě spoustu variací. Výroba může obsahovat dalšími činnosti:

Tvarování vývodů součástek
Montáž
Elektrické testy (ICT, FCT)
Dělení multipanelů
Balení

Kromě toho, že se tyto akce musí vykonat, je potřeba dodat na ně materiál. To znamená vzít jej ze skladu, a spotřebovat na konkrétní práci (operaci výrobní objednávky).

Konkrétní postup pro konkrétní výrobu může vypadat třeba takto:

Značení laserem:
Použijte program GSM82V1-V8 na PCB ze strany TOP.
Nanesení pasty:
Nanesení pasty ze strany TOP, použijte šablonu GSM82V1-V8-TOP, program MODFI-4, pastu PX0008841.
Osazení SMD:
Použijte program GSM82V1-V8-TOP-VD00154 pro osazení strany TOP.
Přetavení:
Program MODFI-12.
Optická kontrola:
AOI kontrola ze strany TOP, program GSM82V1-V8-TOP-VD00154, vadné kusy jdou na opravu.
Strojní dělení:
Program GSM82V1-V8-TOP, po každých 20 panelech kontrolujte kvalitu řezů. Rozdělené kusy ukládejte do krabic BM00000213.

U materiálu se zatím musíme spokojit s konstatováním, že tam musí být.

Sledujeme

Bez větších detailů si popíšeme, co na obnáší na sledovat výrobu na jednotlivých krocích v ideálním stavu. Detaily k některým z kroků vydají na samostatný článek, a některým z nich se v budoucnu věnovat opravdu budeme.

Obecně vzato chceme na každém pracovišti zaznamenat ke každému sériovému číslu:

Kdo operaci prováděl (také kdy a kde)
Jaký spotřeboval materiál
Jaké našel chyby (pokud je to relevantní)

Předpokládejme, že na každém pracovišti máme systém sledování, do kterého se pracovník přihlásí a nahlásí číslo objednávky a operace, na které pracuje. V následujících bodech si stručně probereme specifika jednotlivých pracovišť.

Značení laserem

Na pracoviště se dostane balík nebo několik balíků PCB (označených šarží). Operátor je založí do stroje, a spustí program na jejich značení. Zde vlastně sériové číslo vzniká. Laserovací stroj vytváří nějaký log soubor nebo databázi, do které zapisuje vzniklá čísla. Sledovací systém musí:

Vyžadovat od operátora, aby zaznamenal šarži PCB, které zakládá do stroje.
Sledovat výstup laserovacího stroje. Založit každé sériové číslo do výrobní objednávky, a přidat k němu informaci o šarži spotřebovaného PCB.
Sledovací systém má informaci o pracovníkovi, takže k sériovému číslu zaznamená i tuto informaci, stejně jako datum a čas, a číslo pracoviště.

SMD

Uvažujme nyní pro jednoduchost chytrou SMD linku, která sama sleduje osazovaný materiál. Taková linka se zpravidla skládá z:

Stroje na nanesení pasty nebo lepidla
(SPI - stroje na inspekci nanesené pasty)
Strojů na osazení SMD součástek
Pece na přetavení

Pod pojmem "chytrá linka" si představuji linku, která sdělí, jaký materiál použila. V ideálním případě se na linku, nebo na stroje v lince, přihlásí operátoři, zadají přímo do strojů ID výrobních objednávek a operací. Linka, nebo spíš jednotlivé stroje na lince, pak jako výstup dají pro každé sériové číslo seznam použitého materiálu, jméno programu, hodnoty prostředí (teplota, rychlost pece), případně informace z SPI. Sledovací systém si tyto hodnoty přečte a zaznamená.

Takto chytrá linka se běžně vyskytuje jen ve sci-fi filmech a prezentacích prodejců. Chytré osazovací stroje ale existují, a právě ty tvoří tu nejdůležitější část sledování SMD linky, protože na nich vzniká to přiřazení konkrétních šarží materiálu na konkrétní sériové číslo. Sledovací software musí udržovat informaci o přihlášených pracovnících, a aktuálně vyráběné objednávce.

Optická kontrola

Jinak též AOI (Automatic Optical Inspection) je o poznání jednodušší, protože se na ní nespotřebovává materiál. AOI stroje mají kvalitní kameru a software na zpracování obrazu, takže zpravidla umí číst čárové kódy na deskách. Pracují tak, že označí podezřelá místa na deskách, výsledek uloží do databáze nebo souboru, a tento výsledek pak ještě operátor koriguje - projde strojem označená místa a rozhodne, zda se jedná o skutečné chyby, nebo falešná hlášení. Výstup z AOI se zpravidla dá nějak strojově zpracovávat, takže tady má systém sledování šanci.

Strojní dělení

V našem příkladě máme strojní dělení spojené s ukládáním do paletek. Samotné dělení je jednoduché. Operátor načte barkód a výrobek rozdělí. Při dělení se nespotřebovává materiál. Druhá část této operace je ale ukládání do krabic. Při ní je třeba evidovat která sériová čísla byla uložena do které krabice. Detailně se tím budeme zabývat jindy.

Výstup

Pro představu je zde ukázka výstupu systému sledování pro jedno sériové číslo.

Operace	Úkon	Pracoviště	Pracovník	Datum
10	1001 - Značení laserem	1801 - Laser 1	433 - Martin Novák	2017-04-05 12:33:17
	Rodič: 00882710 PCB1: 00882710-01 PCB2: 00882710-02 PCB3: 00882710-03 PCB4: 00882710-04
20	1011 - Nanesení pasty	1311 - SMD 2 - DEK	328 - Jiří Svoboda	2017-04-05 16:45:02
	Materiál: PX0008841 B1700021
30	1021 - SMD	1312 - SMD 2 - Osazovák	328 - Jiří Svoboda	2017-04-05 16:45:54
	Materiál: ADZ000012 B1700002 AR0000311 B1700921 AR0000365 B1701043 AR0000047 B1600087 AR0000336 B1703811 ACT003212 B1700531 ACT003211 B1700752 ACE000522 B1700482 ACE001088 B1704473 AU0000318 B1700020
40	1031 - Přetavení	1315 - SMD 2 - Reflow	328 - Jiří Svoboda	2017-04-05 16:46:51
50	1102 - AOI	1403 - AOI 2	328 - Karel Černý	2017-04-06 06:12:42
	FP: 62 U12 FP: 177 R4-1 FP: 178 R4-2 FP: 211 C2-5 FP: 251 U1-1L
60	2823 - Strojní dělení	2010 - Fréza 1	328 - Radek Procházka	2017-04-07 11:36:28
	Krabice: B004661

Všechno tohle a ještě mnohem víc dokážeme z rozumného systému sledování výroby dostat při pohledu přes jednotlivý výrobek.

Závěr

Dnes jsme se podívali na výrobní operace při elektronické výrobě tak, že jsme kopírovali výrobní postup. Ve výrobě se toho ale děje mnohem více. Na vztah traceability systému a nevýrobních operací se podíváme příště.