česky english Vítejte, dnes je úterý 18. leden 2022

Jsou programy pro výrobu elektroniky opravdu drahé?

DPS 6/2019 | CAD/CAE/CAM - články
Autor: Ing. Milan Klauz

Vedle poptávky po systémech pro návrh desek plošných spojů roste v posledních letech také zájem firem o CAM programy zajišťující přípravu výroby. Takové programy nejsou právě levné, protože představují velmi komplexní řešení.

V tomto článku se pokusíme analyzovat náklady na pořízení vhodného programu pro přípravu výroby. Jako příklad můžeme použít software Valor, resp. jeho část nazvanou VPP (Valor Process Preparation), který je součástí programového portfolia společnosti Siemens.

Jsou programy pro výrobu elektroniky opravdu drahé

Nejdříve si stručně objasníme, jaké má program Valor VPP funkce:

  • Vytvoří kompletní digitální model desky.
  • Schválí výpis materiálu a převede ho do neutrální podoby.
  • Přesné modely pouzder součástek z vlastní knihovny zajistí jejich správné natočení.
  • Připraví programy pro výrobní a inspekční zařízení.
  • Zajistí Virtual Sticky Tape, off-line simulaci výrobního procesu, balancování linky atd.
  • Výrobní podklady jsou naprosto správné a bez chyb.
  • Navrhne šablonu pro tisk pasty.
  • Generuje výrobní dokumentaci (výkresy, pokyny).
  • Data desky a výrobní podklady lze přenést na jiné pracoviště.
  • Zahrnuje osazování SMT a THT, manuální osazování, box build, AOI a X-ray inspekci, testery.

Zjednodušeně lze říci, že cena softwaru, který má za úkol zhotovit výrobní data a řídit výrobní zařízení, přesahuje milion korun, nepočítaje v to další náklady na zaškolení obsluhy, technickou podporu a aktualizace v následujících letech. V porovnání s náklady na pořízení softwaru pro vývoj elektroniky jsou tedy programy pro výrobu finančně náročnější. Otázkou pro výrobce může být, jakou výhodu mu takový software přináší. Zde je několik stručných odpovědí, včetně úvahy, za jak dlouho se taková investice vrátí.

Výhody použití programu

Jedná se o jeden program, který v jednotném prostředí umožňuje vytvářet digitální model osazené desky a z něho automatizovaným způsobem zhotovit výstupy pro všechny potřebné výrobní procesy a používaná výrobní zařízení. Používá vlastní centrální knihovnu (VPL – Valor Parts Library) s 35 miliony pouzder součástek, nepoužívá knihovny jednotlivých zařízení. Výsledkem jsou správné a bezchybné výrobní podklady vytvořené hned napoprvé.

Jsou programy pro výrobu elektroniky opravdu drahé 1

Digitalizace výroby

V poslední době se poukazuje na digitalizaci výrobních dat jako na prostředek, který umožní výrobu zefektivnit. Software Valor takovou digitalizaci dat provádí.

Celý proces přípravy výrobních podkladů začíná shromažďováním údajů potřebných k výrobě dané desky. Už zde začínají problémy, když jsou tyto podklady (výpis materiálu, osazovací výkres, osazovací data atd.) zákazníkem dodávány v různých nejednotných formátech (txt, pdf, Excel, dxf, Gerber, tištěný výkres atd.). Takové nesourodé formáty nelze automaticky zpracovat, a tak nezbývá než sednout a dát je dohromady ručně. Jedná se o časově náročný proces, který vyžaduje kvalifikované pracovníky, a přitom nezaručuje správný výsledek.

Valor (VPP) načítá kompletní data desky ve formátu ODB++, takže odpadá jakákoliv ruční manipulace s údaji desky. Pokud ODB++ není k dispozici, potom program provede s pomocí klasických Gerber dat tzv. Reverse Engineering, který vytvoří nový digitální model dané desky. Data v digitální podobě potom program použije pro vytvoření neutrálního výpisu materiálu, potřebné výrobní dokumentace, programů pro řízení jednotlivých strojů výrobní linky, off-line simulace výrobního procesu a odladění jednotlivých procesů na lince.

Výrobní podklady jsou správné hned napoprvé

Díky svému digitálnímu modelu desky, VPL knihovně a zabudované znalosti jednotlivých výrobních, inspekčních a testovacích zařízení jsou zhotovené výrobní podklady naprosto správné hned napoprvé. Odpadá dokonce potřeba provádět kontrolu (The First Article Inspection), při které se na první osazené desce podrobně kontrolují součástky a jejich natočení v porovnání s osazovacím výkresem a výpisem materiálu.

Výrobní podklady nezávisí na lidském faktoru

Výsledné podklady jsou vždy stejné, bez ohledu na jednotlivé pracovníky, kteří se na jejich přípravě podíleli. Výrobní podklady generuje software, příslušný pracovník musí být pouze zaškolen, aby program mohl obsluhovat. To je v současnosti velmi výhodné, protože získat kvalifikovanou a zodpovědnou pracovní sílu je stále obtížnější.

Výrobní podklady lze přenášet na další pracoviště

Získaná výrobní data lze snadno přenést na jiná pracoviště, stejně jako na jiná výrobní zařízení. Základem je digitální model desky zhotovený v první fázi. Vytvoření nových programů pro další zařízení a dokumentace pro jiné pracoviště je již pro software automatizovanou a snadnou úlohou.

Jaká bude návratnost investice do programu

Pořizovací cena programu se na první pohled může zdát vysoká, je však nutné vzít v úvahu různé faktory a benefity, které používání programu přináší:

V první řadě se jedná o úsporu času a lidských zdrojů. Když budou zdrojová data ve formátu ODB++ , proběhne zpracování podkladů velmi rychle, přičemž celou práci zastane pouze jeden pracovník. Už takto ušetřené náklady mohou během několika let vykompenzovat pořizovací náklady na program. Ale i při práci s Gerber daty a nutností provádět Reverse Engineering je pravděpodobné, že dojde k úspoře času v porovnání se stávající situací. Správné výrobní podklady také ušetří čas při výrobě, když nebude potřeba detailně kontrolovat první osazenou desku, nebo při řešení dalších problémů vzniklých při výrobě.

Dále je třeba si uvědomit, jak se cena programu promítne do každé jednotlivé budoucí zakázky, a nepohlížet na jeho pořizovací náklady jako na jednorázový výdaj. Jako s každou investicí i tady je potřeba zvážit návratnost v určité době, například během čtyř let. Když rozložíme náklady za software na počet zakázek za dobu, po kterou očekáváme návratnost investice, potom zjistíme, že na jednu zakázku připadá poměrně malá částka, například jeden až dva tisíce Kč. Když se vezme v úvahu již zmíněná úspora času, náklady na zakázku se ještě sníží, případně se zcela zaplatí. Z tohoto pohledu je použití softwaru výhodnější u výrobců s větším počtem různých menších zakázek než u těch, kteří vyrábějí ve velkém, a potřeba přípravy výrobních podkladů u nich není tak častá. Samozřejmě je také potřeba nezapomínat na určité dodatečné náklady spojené s aktualizací programu a technickou podporou.

Závěr

Zavedení softwaru typu Valor VPP do výrobního procesu sice představuje vyšší počáteční výdaj, ten se však v podobě ušetřených nákladů v průběhu několika let vrátí.

Více informací o programu Valor VPP je k dispozici na www.cadware.cz.

Partneři

eipc
epci
imaps
ryston-logo-RGB-web
mikrozone
mcu
projectik