Как автоматизация программного обеспечения в производстве печатных плат помогает ускорить внедрение инноваций

Производство по-прежнему занимает значительную часть времени в электротехническом цикле. В этой статье обсуждается, как программная автоматизация и IIoT могут помочь ускорить производственный процесс.

В обрабатывающей промышленности с 1980-х годов мало что изменилось. Это означает, что инженерный цикл - от проектирования до производства - по-прежнему занимает месяцы или даже годы, как это было более 30 лет назад. Такой долгий срок выполнения работ может подавить творческий потенциал инженеров и их способность вводить новшества. Чтобы улучшить этот устаревший процесс, дизайнеры и производители обращаются к программной автоматизации и промышленному Интернету вещей (IIoT).

Сотни подключенных к Интернету вещей устройств, работающих вместе для сбора и обмена данными, сделали предприятия более сложными. В сочетании с автоматизацией программного обеспечения производители используют сети на основе IIoT для оптимизации своих операций, поиска новых возможностей повышения эффективности и, в конечном итоге, содействия развитию инноваций.

Рисунок 1. Завод по производству печатных плат Inside Tempo.

Одним из таких производителей является Tempo, которая работает над включением автоматизации программного обеспечения в свои производственные мощности для печатных плат, чтобы уменьшить узкое место при создании прототипов.

Цикл проектирования, сборки и тестирования

Для изготовления прототипов производители и инженеры работают вместе в цикле проектирования, сборки и тестирования (DBT) (рис. 12. В этом процессе инженер сначала создает свой дизайн, отправляет его производителю для сборки и по завершении Первоначальный прототип, производитель отправляет продукт обратно инженеру для тестирования.

Рисунок 2. Цикл проектирования, сборки и тестирования (DBT) имеет решающее значение для процесса создания прототипа.

Каждый раз, когда инженер отправляет проект через этот цикл, идеи проверяются, выявляются недостатки и находят решения. В стремлении инженера создать лучший конечный продукт эта последовательность часто происходит в непрерывном цикле, в результате чего создается несколько итераций прототипа и прожигается несколько циклов.

В традиционном производстве этот процесс может растянуться на недели или даже месяцы; это особенно медленно, когда речь идет о производстве электроники и сборки печатных плат (PCBA).

В отличие от инженеров-программистов, которые могут создавать прототипы за секунды, или инженеров-механиков, которые могут создавать их за несколько часов с помощью 3D-печати, инженеры-электрики страдают от более продолжительной фазы сборки и должны ждать несколько недель, прежде чем их прототипы будут реализованы.

Возможные причины задержек

Для инженеров-электриков задержки могут возникать по разным причинам. Чаще всего ошибки возникают, когда информация, отправляемая производителю, утеряна, неверно истолкована или изменена. Исправление этих ошибок может еще больше увеличить задержку, поскольку решение вопросов и передача информации может занять несколько дней. Более того, когда этот процесс происходит, инженеры часто остаются в неведении, поскольку общение между инженерами и производителями в лучшем случае происходит медленно, а в худшем - отсутствует.

Традиционные процессы производства электроники еще больше замедляются из-за отсутствия связи. Часто машины и люди, составляющие фабрику, являются аналоговыми и отключенными, что превращает фабрики в островки изолированной технологии. Это не только замедляет работу, но и исключает инженеров из фазы сборки цикла DBT; Без понимания результатов разработки инженерам труднее быстро улучшить дизайн для будущих итераций.

Чтобы ускорить производство печатных плат и помочь инженерам-электрикам быстрее выполнять итерации своих проектов, программная автоматизация на заводах предлагает решение.

Умные фабрики позволяют быстрее создавать прототипы

Благодаря новым процессам, использующим сети IIoT и автоматизацию программного обеспечения, умные предприятия революционизируют традиционно медленный производственный цикл печатных плат.

Например, сквозная автоматизация программного обеспечения создает «цифровую нить», которая автоматизирует поток информации от проекта инженера к машинам и людям в подключенном производственном цехе. Это позволяет инженерам-электрикам напрямую общаться с производителем на протяжении всего процесса сборки, работая с ними, чтобы завершить цикл DBT с более высоким качеством, скоростью и точностью при сборке печатной платы.

Этот тип сети IIoT и программной автоматизации также помогает оптимизировать операции, решая проблему отсутствия связи на предприятиях. Представьте себе, что на фабрике есть группа роботов и людей, работающих вместе на полу. Если они аналоговые, связь будет медленной и неэффективной. Однако, если фабрика интегрирует устройства IIoT на протяжении всей своей деятельности, она может автоматически настраивать, управлять и контролировать все различные системы управления. Некоторые интеллектуальные предприятия также используют IIoT для автоматического подключения каждой системы и машины к каждому человеку, работающему в производственном цехе; это создает круговую сеть связи, которая повышает эффективность повседневных задач.

Новая модель умной фабрики еще больше оптимизирует операции за счет сбора и обмена данными для постоянного совершенствования себя. Например, интеллектуальная фабрика с подключенными повсюду датчиками может отслеживать такие факторы, как температура, влажность, состояние оборудования, ход выполнения работ и выявленные дефекты. Затем все эти данные могут быть возвращены производителям для оценки работы завода и поиска новых способов оптимизации процесса сборки.

Использование автоматизации программного обеспечения в производстве печатных плат

Многие конкурентоспособные отрасли, включая аэрокосмическую, медицинскую, промышленную и автомобильную, полагаются на PCBA. Однако традиционные производители печатных плат не могут быстро создавать прототипы, что затрудняет разработку продукта и ограничивает способность инженеров выполнять итерации быстрее и больше вводить новшества. Используя вместе автоматизацию программного обеспечения и сети IIoT, новые производители умных производств могут решить многие проблемы традиционных производственных процессов печатных плат, которые беспокоят инженеров-электриков.

Пример работающей интеллектуальной фабрики PCBA

Tempo создала интеллектуальную фабрику печатных плат, которая работает в цифровом потоке, чтобы связать взаимодействие с клиентами, обработку заказов, поиск запасных частей, производственные операции и отгрузку готовых печатных плат в один непрерывный цикл. Это позволяет Tempo создавать и поставлять узлы печатных плат высокой сложности за считанные дни вместо недель, характерных для других производителей.

Рисунок 3. Внутри умной фабрики PCBA Tempo.

Используя программное обеспечение как в пользовательском интерфейсе для расценок и заказов, так и в серверной части для производственных операций, интеллектуальная фабрика Tempo способна создать прозрачный, непрерывный поток данных от инженера к производителю и обратно. Это дает инженерам-электрикам лучшее представление о ходе разработки своих прототипов, что значительно ускоряет цикл DBT.

Отраслевые статьи - это форма контента, позволяющая отраслевым партнерам делиться полезными новостями, сообщениями и технологиями с читателями All About Circuits, что не подходит для редакционного контента. Все отраслевые статьи подлежат строгим редакционным правилам с целью предлагать читателям полезные новости, технические знания или истории. Точки зрения и мнения, выраженные в отраслевых статьях, принадлежат партнеру, а не обязательно All About Circuits или ее авторам.