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今天,工业4.0能给PCBA制程带来什么?

  
       工业4.0是几十年来制造业最激动人心的发展之一。它承诺对制造商和他们的客户有巨大的改进。然而,对于一些公司来说这可能是势不可挡的,利用当前可用的信息很难准确地了解在一般工厂中的好处,并计算投资回报率。因此,将讨论放在切实可行的位置,隔离整个智能电子装配厂的一小部分,即回流焊,可能会有帮助。

       
多年来,回流焊炉制造商在改善炉子方面做得很好。回流炉不断变得更加稳定和高效。下一步是获取,分析和共享数据,以便更有效地运行烤炉和整个工厂。如果你问一位工艺工程师什么是回流焊炉的最终工作是什么,你将会知道,回流焊炉需要根据焊膏,元件和基板公差或规格来焊接组件。这也称为过程窗口,用时间温度曲线测量。所以我们可以把回流炉看成是“温度曲线制造机”。

      
现在,工程师和他们的客户想知道PCB是否按规格生产。因此,他们非常谨慎地选择温度和传送带速度的组合,以便在PCB上创建正确的曲线,并根据需要设置氮气,真空,气流或其他变量。他们还会不时地通过回流炉运行手动温度曲线仪进行抽查。这就是大多数电子制造商今天的运作方式 .

     
已经有关于工业4.0或智能回流炉技术的书籍被撰写了,但是由于这篇文章旨在以非常实际的具体术语来讨论这些概念,所以我们首先要关注这个技术将为电子制造商做些什么。毕竟,智能技术需要服务于一个目的,而且效益需要远远超过投资。当把它全部消化到核心时,我们剩下两个部分:

      
1. 消除浪费    - 停机时间:根据IPC的研究,一般电子厂的停机时间为37%  - 废料或返工  - 时间:根据最近的一项研究,平均工程师花费了40%的时间来寻找人员,设备,信息等等  - 不必要的能耗  - 手动任务  - 缺乏完美的东西   

      2. 提供必要的文件,如可追溯性和基因学   

      这些新功能的美妙之处在于可以对其进行衡量,并且可以对智能炉投资进行ROI分析。每家工厂都有一套独特的成本因素,但下面的计算显示的是一个大概的数字,以说明这是如何工作的。图1计算了每周两小时不必要的停机时间对这个特定工厂的影响。每年的利润增长是每条生产线6.7万欧元。如果我们假设初始投资为20,000欧元升级到智能回流炉,我们的投资回报率为3.5个月。图1.每周两小时宕机时间的投资回报率 

     
这些数字看起来很有趣,因为它们代表着每年每条线的利润增长,而我们只计算了智能回流炉技术所代表的许多好处。现在,这是什么东西,它是如何工作的?实际的技术执行可能因供应商而异,但工业4.0技术将包括以下组件:

      
- 全自动化
      - 处理透明度和可追溯性 
      - 灵活的生产能力(流体生产转换和增长) 
      - 连接  - 能源效率 
      - 数据分析 
      - 机器学习 
      - 改进性 


       这里详细描述技术的空间很小,所以下面是是执行总结。  

       工艺优化/炉子设置/流体转换/自动化 

       回流炉有数以十亿计的替代曲线。智能优化软件将对所有这些软件进行详尽的搜索(几秒钟内),并根据用户标准选择最佳的软件。例如,为了减少回流炉换线时间(回流炉通常是生产线中最慢的换线设备),软件为各种产品标识通用配方,或者在不同的传送带速度上搜索,同时保持区域温度设置固定。

       
过程透明度/可追溯性/自动化 

       炉中的嵌入式传感器可以即时计算每个PCB的曲线,并将其与建立的工艺窗口进行比较。系统可以在不合规定的情况下立即发出警报,或警告不稳定的过程。在回流炉里有一台摄像机的画面总是亮着。配置文件和机器数据被存储。每个PCB都有完整的工艺可追溯性。程序的自动加载和验证是基于条形码的。提供线上产量问题的即时故障排除。

       连通性 

       实时数据流向工厂网络和MES系统。集中的数据库可以实时识别相关日期和分享信息,并且可以在任何授权的PC或移动设备上的任何地方访问。 

       
机器学习 
   
       智能数据库了解每个温度曲线文件的热动态关系,并快速提供回流炉设置建议,甚至无需运行温度曲线文件。开始考虑扔掉你的测温仪。哦,我刚刚说了啥?我不是故意的。

       
翻新升级可行性
   
       几乎所有现在安装在任何工厂的回流炉都可以改装成为智能炉。


       结论 

      工业4.0技术已经在某些领域成熟,并且价格合理,并且为各种规模的工厂提供了真正的价值。踏上这个新的世界可能看起来压倒一切,充满风险。如果把重点放在狭窄的范围上,如几乎包括工业4.0的所有主要组成部分的智能炉技术,电子制造商可以以低风险和低投资提高学习曲线。诸如快速的投资回报和快乐的客户等显着的收益快速流动。也许最重要的好处是来自实施过程本身。每个工厂都会遇到障碍,学习哪些是有效的,哪些是不行的。例如,OT和IT如何一起工作以获得安全的解决方案。经过几个星期的实施智能炉技术,公司已经走上了学习的轨道,并且有能力承担更大的工业4.0范围。