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关键词:防错技术;电子产品生产线;应用研究
电子产品更新换代的速度越来越快,电子产品生产企业之间的竞争力也随之愈演愈烈,为了满足广大消费者的需求,保持自身的优势和市场份额,电子产品企业们不断地研究开发新的生产工艺,对自身的不足之处进行升级完善,从而缩短电子产品的生产周期,降低生产成本,扩大市场份额。但是,当这些电子产品企业通过这些手段降低生产成本、缩短生产周期的同时,往往会因为人为的错误而造成产品质量出现问题,从而降低消费者对于产品的信任度,这对以后的产品销售造成了很大的难度。
1常见的人为错误的类型
1.1人为规则差错
规则差错的出现主要是因为在生产过程中,相关操作人员没有利用相应的操作规则对问题进行合理有效的分析,混乱了问题之间的因果关系,从而不能够针对实际发生的状况给出解决方案,进而解决问题,缺乏相应的指导说明。
1.2人为技能差错
技能是操作人员在长期不断反复的练习和操作当中所获得的一项技能,由于人们的习惯性思维而熟练地按照以往的惯性操作,过度的相信自身的能力,而不是根据实际的操作情况进行随机的应变转换,从而在生产过程中完全出于下意识的动作进行操作,而不考虑这些操作是否合理,是否正确。因此,人为技能差错完全是可以避免掉的,并不是技术性难题。
1.3人为知识错误
在实际的生产过程中,有一些生产过程其实对于操作人员的生产操作知识的要求还是相对比较严格的,当人们以知识为基础去处理问题时,实际上需要的是操作人员分析和处理问题的能力。但是,在人们分析这些错误问题时,往往会犯一些很常见的低级错误,比如失手错误和人为过失错误等。虽然这些都不是技术上的难以攻克的,但是人为操作过程中往往是不可预料的,难免会遇到一些棘手的难以控制的失手操作。
1.4知识的过失错误
之所以会有知识的过失错误出现,是因为在生产操作开始之前,相关操作人员的知识储备和知识能力不足,达不到实际生产过程的需求,或者是操作人员没有正确合理的充分理解相关操作应用知识。所以,当面对需要这些知识解决的问题时,相关操作人员一时没有相关的知识储备,也找不到合理的处理问题的头绪,自然也就不能够非常准确的对问题进行分析,对于出现问题就不会有合理的解决方案。
2产生人为错误的原因
2.1人的主观意识造成的错误
人的主观意识主要包括自我感觉能力、判断能力和行为能力等。这些主观意识都会在不经意间主导认得思维和行动,从而导致操作人员在生产过程中产生不自主的反应,导致操作失误。这些错误产生的原因是多种多样的,有可能是因为信息量太大,相关操作人员一时承受不来,也有可能是信息不够完整,导致相关操作人员无法及时准确的分析出问题原因所在。既可能是先骨干操作人员的知识能力不足,也可能是缺乏相关问题的处理经验等。总之,人的主观意识造成的错误是难以控制的,因为它不仅是与个人的能力有直接的关系,还会受到众多外部的环境的影响,这些因素都是严重影响先骨干操作人员的的工作,使其不能够正确的认知问题、分析问题、处理问题,最终导致这些问题严重影响到生产过程的进行,甚至是造成产品质量的缺陷。
2.2电子产业的行业特点造成的错误
由于电子产业的激烈的市场竞争,很多电子产品生产企业已经顾不得很多,只是一味地寻求怎么样才能占有更大的市场份额,导致电子产品行业的竞争进入了白热化阶段。为了能够占有更大的市场份额,电子产品的生产企业不断地压缩生产成本,缩短生产时间,降低销售价格,这一系列的举措使得电子产品的利润急剧下滑,自然而然的,员工也就相应的得不到很好地工资报酬。同时,电子产品在淡旺季的销售额度是相差较大的,旺季时人员忙得焦头烂额,淡季时大家都无所事事,这就造成了电子产品行业的人员流动性普遍较大,很多电子生产企业都难以拥有较多高技术的工作人员。最后电子产品的生产是流水线式的,工作内容枯燥乏味的,工人们每天进行无数次单一的劳动操作动作,久而久之就会失去对于工作的积极性,注意力不集中,这也就难免会在生产过程中出现一些不自觉地无意识错误。
2.3电子产品生产企业对部分员工的要求过高
由于科技的不断发展,电子生产企业的生产设备也不断的更新,更趋于自动化。在电子产品的生产过程中,环节较多,设计的生产机器也多,虽然大多数的员工不需要具备较高的技术性操作能力,但是实际的生产中对于技术性人员依然是有很强的依赖性的,一单这些技术性人员的操作发生失误,那么接下来的生产就会发生一连串的错误。所以,这就要求一部分生产人员必须有过硬的生产技术,只有这样才能够确保整个生产过程顺利无误的进行下去,从而最大程度的减少在电子产品生产过程中可能会出现的问题。
3防错技术应用到电子产品生产中的必要性
目前,很多企业为了消除人为错误对产品质量的影响,纷纷把防错技术应用到了电子产品的生产线上。据了解,防错技术能够非常有效的预防人为错误对电子产品带来的不良影响,可以大大的提高产品的生产效率,提高经济收益,这对于电子产品生产企业来讲,无疑是一个十分有利的选择。
3.1有效减少人为错误的发生
在电子产品的生产过程中,采用防错技术可以有效避免人为错误的发生,从而可以使得电子产品生产企业能够追求更高效率、更低成本的生产,同时也可以减少产品质量出现问题的几率,增加消费者对于产品的信任度,满足消费者对于电子产品日益苛刻的要求,能够进一步增加电子产品的销售额度,从而获得更高的经济利润。因此,将防错技术应用到电子产品的生产过程中是电子生产的必然趋势和必然要求。
3.2是维护企业利益的必然条件
电子生产企业最大的目的就是把生产出来的产品最大程度的销售给消费者,在收回生产成本的同时获得可观的利润,为企业的顺利运行提供资金的保障。若是在生产过程中由于人为的原因造成产品质量出现问题,就会流失大量的客户,产品销售不出去,企业就得不到利润,甚至会赔进去生产成本,没有资金的支持,企业的运行就会难以进行。所以,防错技术的应用是维护企业利益的必然条件。
4防错技术的具体应用步骤和防错方案的选择
第一步,发现人为错误。根据以往的生产经验,总结出最常见的人为错误。第二步,分析错误原因。对于已经存在的人为错误进行分析,找出发生错误的原因所在,以及这些错误可能会造成的后果进行预测分析,为接下来如何解决这一问题奠定扎实的基础。第三步,制定解决问题的基本方案。通过第二步对问题的详细分析,制定出周全的解决方案,指出在实施的过程中可能会出现的问题及注意事项等。第四步,评估选择正确的解决方案。在评估方案时,应立足全局,充分考虑到每一个环节中方案的可行性,而不是一味的担心投资和收益。一个正确的实施方案会使得接下的工作顺利进行,事半功倍。第五步,实施方案。在实施方案的过程中,要不断地根据实际的操作情况进行合理的调整,并不断对实施方案进行改进和完善,实现方案利益的最大化。第六步,实施监督,总结评估。在实施方案的过程中,要对每一个环节进行监督,找出方案的有点和不足之处,然后将方案的实际效果和预期效果进行对比,对方案的整体有效性进行一个合理的评估,以便更好的对方案进行改进和完善。第七步,完善方案,推广实施。在方案进行实践运行之后,对方案进一步改进和完善,将方案标准化,并加快方案的推广实施,解决电子产品生产过程中存在的不足之处,维护企业和消费共同的利益。5结语电子产品的性能会受到很多方面的影响,所以在电子产品的生产过程中,增加防错技术是提升产品性能的重要途径。电子产品要从设计阶段开始考虑,贯穿制造、调试和使用维护的全过程,在实际的电子产品防错中具有非常重要的理论意义和现实意义。在工作中要不断地分析电子产品中出现的问题,不断地总结经验,完善电子产品生产线技术,设计出更加完美的产品。同时可知电子生产过程中,防错技术的应用是电子企业顺应时代的必然选择。面对竞争日益激烈的市场,想要占有一席之地,并获得可观的利润,就必须保证产品的质量。高科技的生产设备完善了电子产品的生产工艺,而防错技术的应用则是最大程度的避免的了人为错误对企业造成的损失。所以,电子生产企业应根据自身的实际状况,将防错技术应用到实际的生产当中,让完善的生产设备与防错技术完美结合,为企业创造更多的利润,成为市场竞争中赢家。
参考文献
[1]张学凯.防错技术在电子产品生产线的应用研究[J].上海交通学,2010(03):13-15.
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日东集团自成立之初就涉足电子行业,结合珠三角强大的电子产业需求,定位于电子生产解决方案供应商,目前客户包括飞利浦、海尔、索尼、联想、爱普生、奥林巴斯、卡西欧、夏普、创维电子、雅达电子、TCL、LG、松下、格力等。
王晨光,自2001年起供职于日东电子发展(深圳)有限公司,曾从事过物流设备开发工作,现任物流系统部经理,负责物流系统规划及物流系统销售工作。
记者:现阶段,电子行业采用的自动化设备有哪些?
王晨光:电子行业用到的自动化设备主要包括各种组装、封装设备,以及在仓库管理中用到的自动化立体仓库、各类输送设备、AGV(RGV)等。
随着近年来中国电子制造业的飞速发展,电子制造商也正面临着降低运营成本、灵活组织生产等诸多挑战。同时,电子产品在市场上的生命周期不断缩短,也要求制造商不断推出新产品。小批量、多品种的生产模式,产品小型化的发展方向等都促使自动化生产设备的应用范围不断扩大。
记者:结合日东多年的市场经验,请您谈谈电子行业的自动化生产线和生产设备在技术、应用方面经历了怎样的发展?
王晨光:日东自成立之初就在从事电子行业的生产设备设计和制造,我们看到,电子行业的生产线正在经历从传统向高端精密工装自动化生产线的转变。特别是近年来,随着企业信息化水平的不断提高,条形码技术、RFID技术等更多的信息技术开始得到广泛应用,出现了完全信息化的生产装配系统。
与传统的电子行业生产线相比,信息化的生产装配系统的自动化程度更高、装配速度更快、装配精度更高,并且能对电子产品的生产装配过程进行全程监控,记录该产品在生产过程中的所有信息,以方便以后的质量分析和质量跟踪。现代化生产装配系统的应用提高了企业的生产效率和管理水平,增强了生产企业的竞争力。
记者:随着生产自动化水平的不断提升,现阶段,电子行业对物流自动化的需求主要集中在哪些方面?为什么?
王晨光:从生产物流角度来说,电子行业的需求主要集中在效率、装配精度、信息化等方面。因为随着电子行业规模化生产,提高生产效率、降低生产成本成了各个生产企业的重要目标;而产品的品质也直接影响到企业的竞争能力,提高装配精度是提升产品质量的一个重要途径;至于信息化方面上面已说过,利用条形码、RFID等技术,实现自动化物流系统的在线检测、实时跟踪,使信息流和物流完美结合,是保证产品质量和产品质量跟踪的重要手段。
从仓储物流的角度来说,现在有相当一部分生产企业把成品仓储业务进行外包,对第三方物流公司来说,满足这些生产企业的需求和提高服务水平是关键。而对于电子原料或电子元器件的仓储物流,一般由企业自己完成,其要求主要体现在物流速度、准确度等方面。电子行业的规模化生产要求电子原料的物流速度比原来高得多;另外电子产品更新快的特点,使生产企业基本是按订单、批号进行生产,这就要求仓储物流必须按订单、批号快速进行配料后再送到组装车间,且由于电子产品一般价格不菲,所以保证配料的准确率、降低错误成本是各企业最关心的问题之一。
同时,上述精密电子元器件对于空气中的浮游粒子、粉尘等污染物极为敏感,对于产品的品质、可靠性及优良率高低有着极大的影响。由于这些产品必须在良好的无尘室(Clean Room)内进行生产和组装,所以对相应的生产设备和物流自动化设备均较普通的设备要求高。例如,在国外称之为第四代工厂的无尘车间里,无尘堆垛机(Clean stocker)、无尘输送设备(Clean Conveyor)、无尘升降机(CleanLifter)等物流设备均得到广泛应用。
记者:日东如何看待电子行业自动化物流系统的建设特点?
王晨光:根据日东20多年来服务于电子行业的经验,我们认为电子产品本身的特殊性决定其物流操作具有以下特点:
1、电子原料体积小、品种多。一个电子产品装配厂商的电子物料的品种多的可达6万多种,在出货时一般要求按产品配料出库,拣选作业量很大。而对于电子产品成品一般来说都是整件出库,拣选作业极少。
2、作业方式多样化。因电子元器件种类繁多,大小不一,所以拣选作业方式也根据元器件特性不同,有按个数拣选、按重量拣选、按比例拣选、按长度拣选等不同的作业方式。例如:一般常规的按个数拣选,但对于一些体积很小、不方便计算个数且拣选量较大的物料,就按重量或按比例拣选;另外一些带盘状物料,则采用按长度拣选的方式。
3、电子元器件多数要求防静电处理。这就要求对应的物流设备和仓储设备有防静电措施。常用的防静电措施有:接地、采用防静电容器、温度与湿度控制(一般温度控制在18~28℃,相对湿度应在50%~85%)、采用离子风机以及作业时戴腕套等措施。
4、产品更新快。因电子产品更新换代较快,要求物流系统和设备在一定范围内要有一定的柔性和通用性,能够适应不同系列的产品。
5、要求质量可跟踪。一个电子元器件的实效将影响整个电子设备的实效,因此对电子元器件的质量和可靠性要求很高。客户通常要求电子元器件企业能够对原材料、半成品和产品进行质量跟踪,通过现代化的物流系统使信息流和物流完美结合,实现生产过程中品质的可跟踪,确保产品质量。
记者:日东为电子行业提供自动化解决方案包括哪些内容?如何做到为不同客户设计其适用的方案?
王晨光:从目前的客户情况看,日东为电子行业提供的解决方案主要集中在生产自动化方面,仓库自动化的项目也有一些,但结合电子行业市场变化快的特点,注定其对自动化仓库的需求有限,通常要以庞大的市场占有量为基础。
为客户设计自动化生产线需要考虑相当多的因素,因为在电子制造业,不同的产品决定不同的工艺,不同的工艺决定不同的拣货方式,不同的拣货方式决定不同的方案,不同的方案决定不同的设备。有时候,即使是同样的产品,不同的生产商、不同的生产量等因素也会对流程设计产生不同的要求。生产线流程管理的特殊性可反映在拣货方式上,比如根据原料材质、体积的不同特点,可选择按照重量、长度或比例进行拣货,这也是电子行业的独特之处。
日东的产品线齐全,特别是在电子行业,我们几乎能够提供自动化生产线上所需的全套设备。所以,我们可根据客户的实际需要,通过改进技术帮助其优化原有操作流程。比如,日东最近完成的一套外单生产线解决方案就应用了RFID技术。以往生产线上的信息都是靠每个工位上的简单记录、传递,不利于整个供应链上的信息流和物流的结合。在这套解决方案中,我们将该客户生产线上每个工位上的信息――包括安装、检测、注意事项等――都记录在RFID标签里。
一、面临的问题
由于生产一个成品需要经过多个生产环节,以及每个环节处理时间的非一致性,原有按照顺序生产的成品在经历了多个环节后,互相的顺序就经常会被打乱,在生产线的出口出来的成品就存在一定的无序性,无序码放的成品给后续环节带来很高的处理成本和时间的浪费。
在流程中,检测环节常会打乱产品的顺序,因为每个产品的检测时间是不一样的,有的很短,有的很长,只有通过检测的才会进入包装环节及码垛环节。为降低后续环节处理成本及提高对市场的反应速度,对码盘提出规则如下:满盘28~30件;当:a、一个盘上就一个批次;b、一个盘上有n个批次,但这些批次都是完整的,即这些批次没有余数在另外的盘上;c、单批量大于28~30件的批次,在满盘后剩下的余数与另外的余数或单批量小于28~30件的批次组合的盘;满足这3个条件的则视为好盘,否则视为坏盘。好盘越多,则后续处理效率就高,生产系统对市场的反应就越快速。当大订单多的时候,这个问题通过人工和适当的地面缓存即可解决;但随着小订单的增多,总产量的增大(单日峰值可达到20000件),单靠人力和有限的地面缓存空间已经无法解决此问题。
二、解决方法
在深入了解客户的问题后,发现客户需要解决的是三个层面的问题。
首先是分拣问题。每个批次的每个产品都会有一个独立的条码,可以通过识别条码解决分拣问题;
第二是缓存问题。由于一批产品前后出来时间的差异性,需要合理的缓存,才能提高每个批次产品的有序性;
第三是组合及自动合并问题。先按照好盘的三个原则,对已经出来的产品自动进行组合,在数字的组合完毕后,能快速地自动将成品运到一起码盘。
有了初步的想法还不够,缓存采取怎样的方式,缓存的容量达到多少才合理,都需要进行数据分析才可能找到规律。通过数据分析发现,单批次产品数在10台以下的订单占了总生产量的60%以上,而且这个趋势还在增加,这样的小订单也是造成坏盘的主要原因。
三、解决方案
在找到了问题的症结,也有了基本的解决思想以后,我们提出了以下几种解决方案:
方案一是采用较长的缓存道,一个道可储存多个批次。此方案解决了分拣和缓存的问题,但在第三个问题上,即在自动组合上,由于多个品种集中在一个道,为达到好盘的需求,会造成一部分成品循环,从而加大在线流量,会在生产高峰时形成瓶颈,影响系统的运行。在通过emplant仿真软件仿真运行后,发现确实如预期所想,在某段时间会造成主线的堵塞。
怎样才能减少循环回流的产生,是方案二重点考虑的问题。通过多个数据的分析测算,发现每个道存储在10件的时候,回流大大减少,同时为了节省成本,采用了如下布置:
从进口进入的成品根据其批次的特性进入到特定的储存道,分拣已经为随后的组合做了第一次操作,即在每个存储道尽量按照好盘的规则存储,这样就降低了第三个问题的复杂程度,即一个复杂的组合问题,通过两个步骤可以得到有效解决。
QuickLogic亚太区总经理冯远辉说,“就我个人和QuickLogic公司而言,我们是非常看好我们在未来一年中的发展的,特别是在大中华市场。”他并耐心地剖析个中原委。首先是全球的半导体产业在复苏。2005年,全球半导体销售额比2004年增长5%左右,各个市场调研公司对2006年的增长普遍的预测是在7%左右,有的机构甚至认为增幅会达到接近20%的增长。他并就他的个人经验与我们分享:2006年全球半导体市场的增长在7%~10%是合理的。整个市场虽然很难恢复之前的强势反弹,但值得欣慰的是它还是在回暖。
其次,亚太地区半导体市场的增长在全球范围内是个最明显的亮点。无独有偶,冯远辉先生亦引用美国半导体行业协会(SIA)的预测──北美和欧洲市场2006的涨幅分别是4.5%和4.9%,而同期亚太地区的市场增长将达到11.4%,市场规模将达到1,151亿美金──这将对像QuickLogic这样一贯重视亚洲市场的公司,起到极大的鼓舞作用。最后,是大中华地区这个“亮点中的亮点”;虽然2005年中国半导体市场的增幅比起2004年要小很多,但他认为经过2001年至2004年这段超长的发展高峰,中国半导体市场的2005年可谓是调整的一年,是回归理性发展、厚积薄发的一年。
低功耗正中便携式产品下怀
深究未来2-3年中国市场最看好的应用,冯远辉先生指出大体有两块:一是消费类电子,特别是便携式消费类产品;另外一块则是IPTV。就消费类电子而言,QuickLogic看到了消费类电子产品市场增长强劲,并不断加入新的功能,如Wi-Fi、基于WLAN的VoIP以及MP3/MPEG4播放。这对面向便携式电子产品研发、以低功耗桥接解决方案为主打的QuickLogic是一个非常不错的机会。
以QuickLogic为优化Atheros 802.11a/b/g芯片组的微瓦级系统桥接方案为例,该桥接方案基于QuickPCI器件,解决了基于PCI接口的Atheros 802.11a/b/g器件无法直接连接某些没有内置PCI接口处理器的难题,可帮助Atheros开拓新的市场领域。这一低功耗单片桥接方案非常适合手持GPS以及PDA和智能手机(Smartphone)上基于WLAN的语音通信。
与此同时,QuickLogic还基于另一个合作伙伴──Intel的IntelPXA2XX系列处理器开发出经过优化的微瓦功耗级可编程控制器,所提供的HDD可编程磁盘控制器独到的结构在提供最高系统带宽的同时保障了最低功耗。除了提供该可编程控制器本身,QuickLogic还开发了一个完整的HDD磁盘解决方案集,该子卡支持所有兼容IDE接口的磁盘驱动器;有了QuickLogic提供的HDD磁盘解决方案包,电路设计者可以从功耗、性能和成本等角度重新审视系统的架构安排,有效缩短了产品面市时间,降低了开发风险,并使得包括手持导航设备、便携媒体播放器以及便携医疗系统在内的应用系统都可从中受益匪浅。
就中国的消费类电子而言,冯远辉先生认为中国的消费类电子市场潜力巨大,且中国本土市场会有自己独特的需求,QuickLogic通过与本地系统设计公司合作精准地定位市场并提供本地化的方案。为更好的服务中国本地的客户,QuickLogic已经在上海设立了代表处,并计划继续扩大在华投资,加强与本地厂商的合作伙伴关系。
冯远辉同时也看好IPTV在中国的发展前景,认为IPTV被市场关注的程度不亚于3G被关注的程度,而且由于已经有IPTV在实际中应用,因此,IPTV已经成为热点中的热点。他以为IPTV不仅仅是一种新的传输方式,更重要的是它将改变人们的收看习惯──其中一个吸引人的应用就是手机电视。据说现在已经有IPTV的运营商宣布和中国移动等电信运营商合作开发手机电视流媒体业务。
从Component到System Solution
针对当前中国迅速崛起且高速增长的消费及便携式电子产品市场,QuickLogic凭借独有的ViaLink专利技术,为系统设计工程师提供灵活的、低功耗、高保密性、非易失性及上电即用的FPGA可编程桥接方案,从而解决由电池供电系统和散热受限所带来的功耗技术瓶颈。此外,为满足用户定制的需求,QuickLogic在Eclipse II系列产品的内部预置了专用的双口SRAM、4个PLL以及嵌入式计算单元,使频率可达到250MHz,而待机电流仅需14mA而已,仅是业内标准的1/3。
QuickLogic低功耗FPGA可编程桥接方案的另一个特色是,用户不用为购买额外的IP核而付费,只需利用我们已经验证过的嵌入式IP核即可满足其系统互联的需求,从而保证系统的兼容性和无缝整合。此外还可以满足客户对产品多样性、差异性的需求,实现有效利用当前所有的软件开发支持资源,从而达到客户迅速切入市场的需求,满足日益紧迫的功耗要求并保持价格上的竞争优势。谈到未来几年内的发展蓝图,冯远辉从两个方面来简要阐述:
1. 继续深耕元器件产品本身:QuickLogic的产品都是基于自有的专利技术──ViaLink metal-to-metal互连技术──实现其卓越的性能,主要表现在超低功耗上。通过ViaLink金属层互连技术,开发出Eclipse产品线。该产品线的产品由于技术先进、功耗低、工艺成熟等突出特点而受到了业界的追捧。2006年,QuickLogic将在Eclipse产品线的基础上推出更新一代的新品──Polarpro系列。该系列最显著的特征就是更低的功耗,关于这个系列的详细情况,冯远辉先生小小卖了个关子:“相信大家会在3月时有深入的了解。”