Valor NPI zefektivní přípravu výroby nového produktu

V minulém čísle tohoto časopisu jsem se zmínil o několika programech určených pro přípravu výroby nového produktu, přičemž výrobou bylo míněno osazování desek s navazujícími operacemi, včetně testování a inspekce AOI, případně i výroba kompletního produktu (box build). Takové programy se označují jako NPI (New Product Introduction) a jsou dostupné pouze u několika málo dodavatelů.

Mnohé firmy, které vyrábějí elektroniku, nemají potřebu používat NPI software, protože si už přípravu výroby při uvádění nových produktů do výroby nějakým způsobem vyřešily samy. Druhým faktorem je cena − NPI software není zrovna levným řešením, a tak převládá mylný názor, že zavedení takového programu je vhodné pouze pro velké firmy.

Podívejme se tedy na to, co může firma používáním NPI softwaru získat. Jako příklad použijeme program Valor NPI [1], který zaujímá v této kategorii vedoucí pozici díky svému širokému záběru a modulovému řešení, které uživateli umožňuje vybrat si pouze ty části programu, které potřebuje.

Jeden zdroj dat pro přípravu výroby

Pokud se jako zdrojová data desky nepoužívají inteligentní výstupní soubory z návrhu desek, jako jsou ODB++ nebo IPC-2581, přichází podklady pro výrobu v různorodé a nekompatibilní podobě – Gerber data, výpis materiálu v Excelu, Pick and Place data v textovém formátu, osazovací výkresy na papíru či v některém z CAD formátů. Ze všech těchto informací je potřeba dát dohromady výstupy pro osazovací automaty, testery, AOI, dílčí výkresy osazení a výpisy materiálu, data tiskové šablony a osazovacího panelu atd. Bez použití NPI softwaru to představuje práci několika lidí a řadu časově náročných ručních kontrol, přičemž ani tak není zaručen správný výsledek. Proto se ještě provádí vizuální kontrola první osazené desky proti osazovacímu výkresu (First Article Inspection) i výpisu materiálu.

Obr. 1 Valor NPI – kontroly při zpracování dat desky pro výrobu

NPI software umožňuje zpracovat všechna dodaná data tak, že z nich vznikne jeden zdroj všech potřebných informací v elektronické podobě, podobně jako při použití ODB++. Gerber data sice nenesou žádnou informaci o součástkách, straně desky a natočení, nemluvě už o souřadnicích, ale NPI software převede všechna dodaná data do společné databáze v jeden inteligentní celek. Ten je možné použít při automatickém generování výstupů pro osazovací automaty, testery a AOI, osazovací panel i tiskové šablony a kompletní dokumentaci. Důležité je, že při změně v procesu přípravy výroby se všechna data automaticky aktualizují. Tak je k dispozici pouze jeden a vždy správný zdroj dat, ze kterého lze čerpat údaje.

Obr. 2 Valor NPI – návrh tiskové šablony

Zatímco je při jeho vytváření vyžadována jistá práce navíc, odměnou jsou automaticky zhotovené podklady pro výrobu, které jsou správné a programem ověřené. Z tohoto důvodu není ani potřeba provádět časově náročnou kontrolu první osazené desky. Protože práce na vytvoření jediného zdroje dat trvá řádově několik hodin až den, lze říci, že to je i doba potřebná k získání podkladů pro výrobu nového produktu.

Obr. 3 Valor NPI – vytváření osazovacího panelu

Inteligence při zpracování dat

Program Valor je seznámen se všemi aspekty přípravy výstupních dat. Vezměme například otázku natočení součástky na desce při osazování. Pick and Place data z návrhového programu desky stanoví natočení dané součástky podle své knihovny součástek, což se může lišit podle použitého softwaru pro návrh desek. Knihovna osazovací- ho stroje může ale mít stejné pouzdro součástky natočené jinak, což normálně vyžaduje manuální zásah v datech. Software Valor NPI tuto záležitost upraví automaticky bez lidského zásahu.

Osazovací stroje pracují s více podavači součástek a program Valor NPI umožňuje optimalizovat rozložení součástek přes více zásobníků, protože zná požadavky na součástky na desce.

Valor NPI má zabudované výstupy pro různé osazovací stroje, testery i AOI inspekční zařízení a může tak automaticky zhotovit potřebná výstupní data.

Program také umožňuje vytvářet data pro šablony (planžety) potřebné při procesu osazování SMD součástkami, přičemž provádí i potřebné kontroly, například „aspect ratio“ pro zajištění uvolnění pájecí pasty z otvoru šablony. Podobně umožňuje navrhnout optimalizovaný panel pro potřeby osazování.

Software Valor pracuje s daty jak pevných (rigid) desek, tak také flex-rigid a dalšími typy.

Důsledné kontroly dodaných dat

Valor je jediný NPI software, který může zkontrolovat dodané podklady s ohledem na výrobu prostřednictvím svých DFM modulů. Může provést více než 1000 kontrol dat desky a součástek. Kromě celkem běžných kontrol, jako jsou různé mezery a rozměry týkající se plošných spojů, via otvorů, pájecích plošek, obrysu desky, obrysu a výšky součástek, vrtání atd., provádí také sofistikované kontroly přímo spjaté s výrobou, které žádné jiné programy neprovádějí. Jednou z nich je například kontrola motivu pájecích plošek na desce oproti skutečným dotykovým ploškám dané součástky. Důvod pro takovou kontrolu je jednoduchý − pokud dotykové plošky vývodů nesedí správně na pájecích ploškách, vznikne při pájení problém. Z toho důvodu má Valor ve své knihovně VPL (Valor Parts Library) přes 35 milionů součástek spolu s jejich přesnými modely pouzder – ty mají precizně vypracované vývody a jejich dotykové plošky. Zde je nutné říci, že program se řídí při výběru součástek identifikačními čísly součástek (Parts Number výrobce), nikoliv typovým značením – stejný typ součástky může totiž vyrábět více výrobců s drobnými odchylkami provedení pouzder, a tím i vývodů. Software také dokáže vystředit součástku na pájecí plošky tak, aby byly ve správné poloze – tím se rovněž získá nový údaj o poloze součástky na desce.

Obr. 4 Kontrola polohy dotykových plošek vývodů vůči pájecím ploškám

Odhad rizika spojeného s výrobou

Valor umí identifikovat aspekty, které mají vliv na výnosnost procesu výroby, náklady na výrobu a spolehlivost. Upozorní na nalezené skutečnosti, které mohou negativním způsobem ovlivnit výrobu, takže uživatel má možnost je řešit.

Obr. 5 Zhodnocení rizika spojeného s výrobou

Shrnutí

Výhodou použití programu Valor NPI, ať už celého, nebo jen některých jeho částí, je výrazné zrychlení zavedení nového výrobku do výroby a správné zhotovení výrobních podkladů, které umožňuje vynechat kontrolu první osazené desky (First Article Inspection). Vyšší náklady na pořízení tohoto softwaru jsou bohatě kompenzovány výše uvedenými výhodami.

Valor NPI představuje jednu platformu dat potřebnou pro zavedení nového produktu do výroby. Všechna dokumentace i data pro výrobu jsou v elektronické podobě, pocházejí ze stejného zdroje a navazují na sebe. Změny provedené v průběhu přípravy dat automaticky upraví centrálně uložené podklady, které tak jsou vždy aktuální. Výstupní data umožňují zavést výrobu i bez použití papírových podkladů.

Pokud vám zavedení nového produktu do výroby trvá dlouho a je nákladné a/nebo máte ve výrobě nepřiměřený odpad či jiné problémy, potom pro vás může být právě program Valor vhodným řešením. Objem výroby jeho využití nijak neomezuje – používají ho velké společnosti s globálním působením, stejně jako ty malé, protože si mohou z nabídky vybrat jen ty moduly programu, které potřebují.

Pokud se chcete s programem Valor NPI blíže seznámit nebo si ho vyzkoušet, využijte možnosti „Valor NPI na cloudu“ (jinak také Valor NPI Virtual Lab) [2].

Další informace je možné získat u distributora tohoto programu – společnosti CADware s. r. o. [3] nebo na webu časopisu DPS [4].

Poznámka: V souvislosti s převzetím firmy Mentor Graphics společností Siemens došlo k přejmenování a přerozdělení některých částí a modulů programu Valor. Stávající Valor NPI tak zahrnuje zejména kontroly, zatímco příprava podkladů pro výrobu je zahrnuta v programu Valor Process Preparation (dříve Valor MSS) [5].

mklauz@dps-az.cz