نحوه انتخاب یک شریک EMS برای اتوماسیون صنعتی: ادغام مونتاژ PCB تا ساخت جعبه

فهرست مندرجات

اگر برای یک پروژه اتوماسیون صنعتی PCBA می‌خرید، در ابتدا واقعاً به چه چیزی نیاز دارید؟ اولین درخواست شما احتمالاً کوچک خواهد بود: ساخت یک PCB کنترل، تهیه BOM یا تحویل یک قطعه آزمایشی، به جای درخواست یک محصول کامل. سپس وقتی کار گسترش می‌یابد، برد باید در یک ماژول یا محفظه دستگاه قرار گیرد؛ کابل‌ها به یک مسیر تمیز نیاز دارند؛ ممکن است نیاز به بارگیری سیستم عامل باشد و غیره.

اغلب ریسک از همین جا شروع می‌شود. اگر تولیدکننده‌ای فقط برای مونتاژ PCB قیمت ارائه دهد، متوجه خواهیم شد که الزامات مرحله بعدی که قبلاً ذکر شد، به راحتی نادیده گرفته می‌شوند. PCBasic، یک تولیدکننده PCBA چینی، دامنه خدمات خود را به عنوان زنجیره‌ای توصیف می‌کند که شامل ساخت PCB، تهیه قطعات، مجمع PCB، آزمایش عملکردی و مونتاژ ساخت جعبه. برای یک پروژه اتوماسیون صنعتی، این زنجیره می‌تواند معادل یک مسیر تولید تکرارپذیر باشد، زیرا یک PCBA تنها زمانی ارزش واقعی دارد که در محصول نهایی تعبیه شده و به طور قابل اعتمادی کار کند. تقریباً می‌توانیم بگوییم، اتوماسیون صنعتی به چیزی بیش از مونتاژ اولیه PCB نیاز دارد.

در مقاله بعدی، نحوه انتخاب یک شریک خدمات تولید الکترونیک (EMS) برای پروژه اتوماسیون صنعتی شما را بررسی خواهیم کرد.

چرا اتوماسیون صنعتی به چیزی بیش از مونتاژ اولیه PCB نیاز دارد؟

در الکترونیک اتوماسیون صنعتی، بسیاری از دستگاه‌ها باید سال‌ها کار کنند. PCBA های مورد استفاده در این محصولات ممکن است در کنترل‌کننده‌ها، درایوها، حسگرها، ماژول‌های ارتباطی، تجهیزات برق، پنل‌های HMI، ماژول‌های دستگاه یا داخل تجهیزات نصب شوند. خریداران باید تأثیر گرمای طولانی مدت، لرزش دستگاه، اتصال و جدا شدن مکرر کانکتور، تعمیر و نگهداری میدانی و کنترل کیفیت را در سفارش‌های مکرر در نظر بگیرند. طبق برخی از درس‌های واقعی آموخته شده توسط مشتریان و مهندسان، مشکلاتی مانند موقعیت نامناسب کانکتور، مسیریابی دشوار کابل یا قطعاتی که در حین تعمیر و نگهداری به سختی جدا می‌شوند، احتمالاً پس از لحیم کاری و نصب برد ظاهر می‌شوند.

ریسک در واگذاری‌ها است

اساسی مونتاژ PCB نقل قول اغلب بر وسط کار تمرکز دارد: خمیر لحیم، قرار دادن، جریان مجدد و بازرسی. در حالی که مونتاژ PCB اتوماسیون صنعتی نیاز به بررسی گسترده‌تری دارد:

• فهرست اقلام مورد نیاز (BOM) باید واقع‌بینانه باشد.

• قطعات حیاتی به یک طرح تأمین منابع نیاز دارند.

• نقاط تست نمی‌توانند توسط محفظه مسدود شوند.

• کابل ها و کانکتورها پس از نصب برد به فضای کافی نیاز دارند.

هرچه تعداد دست به دست شدن‌ها بیشتر باشد، جزئیات راحت‌تر از بین می‌روند. این امر به ویژه زمانی صادق است که ساخت، خرید، SMT، آزمایش و ساخت جعبه توسط فروشندگان جداگانه انجام شود. برای جلوگیری از این امر، قبل از اعطای سفارش، حداقل دو سوال عملی بپرسید:

• تیم EMS چگونه درخواست را بررسی می کند؟

• چگونه تغییرات را از نمونه اولیه تا تولید دسته ای ثبت می کند؟

اهمیت کنترل بازبینی در طول عمر محصول

محصولات اتوماسیون اغلب چرخه تولید طولانی دارند. در طول این مدت، تعویض کانکتور، اصلاح برد یا به‌روزرسانی تست مربوط به سیستم عامل ممکن است بر دسته تولید بعدی تأثیر بگذارد. این تغییرات نباید فقط در ایمیل‌ها یا یادداشت‌های موقت مدیریت شوند. سوابق واضح می‌تواند از اتلاف وقت تیم در مراحل بعدی ردیابی مشکلات یا شفاف‌سازی مسئولیت‌ها جلوگیری کند.

قابلیت ردیابی در این شرایط از کنترل تجدیدنظر پشتیبانی می‌کند. در عمل، سوابق MES، بررسی‌های IQC، بازرسی اولین کالا و ردیابی تولید می‌توانند به اتصال دسته‌های مواد، مراحل فرآیند، نتایج بازرسی و تاریخچه تجدیدنظر به یک دسته خاص کمک کنند. این امر بررسی موارد زیر را آسان‌تر می‌کند:

• کدام نسخه ساخته شده است؛

• چه قطعاتی استفاده شده است؛

• آیا می‌توان همان محصول را به درستی در سفارش بعدی تکرار کرد؟

این سوابق همچنین زمان اضافی مورد نیاز برای بررسی مشکلات و روشن شدن مسئولیت‌ها را کاهش می‌دهند.

خریداران باید در خدمات مونتاژ PCB چه مواردی را بررسی کنند؟

وقتی صحبت از انتخاب یک شریک مونتاژ PCB می‌شود، ممکن است در ابتدا قیمت هر برد یا لیست تجهیزات را مقایسه کنید. اما به یاد داشته باشید که در واقع شما در حال خرید کنترل فرآیند هستید و از خطرات احتمالی جلوگیری می‌کنید. همیشه جزئیاتی وجود دارد که باید در نظر گرفته شوند. جدول زیر را بررسی کنید، به سرعت می‌توانید خطرات محصول را با بررسی‌هایی که باید قبل از انتخاب یک تامین‌کننده مونتاژ PCB درخواست کنند، مرتبط کنید.

جدول 1. خطرات محصول و بررسی‌ها در خدمات مونتاژ PCB 

منبع‌یابی قطعات باید با فهرست اقلام (BOM) مطابقت داشته باشد

در بسیاری از پروژه‌های صنعتی، فهرست اقلام مورد نیاز (BOM) قبل از مونتاژ اولین برد، برنامه زمانی را تعیین می‌کند. بنابراین باید قطعات ذکر شده در فهرست اقلام مورد نیاز را در نظر بگیریم. یک قطعه، چه یک آی‌سی با لید بلند، رله، کانکتور یا سنسور باشد، در صورت وجود ریسک تامین، می‌تواند کل سفارش را کند کند. مطمئن شوید که شریک EMS شما می‌تواند فهرست اقلام مورد نیاز را در اسرع وقت بررسی کند و مشخص کند که آیا قطعات از کانال‌های تولیدکننده اصلی، توزیع‌کنندگان مجاز یا موجودی موجود تهیه شده‌اند یا خیر.

به یاد داشته باشید که قبل از تأیید تحویل، هر یک از تصمیمات خرید خود را ثبت کنید، به خصوص زمانی که قطعه جایگزینی وجود دارد یا قطعه‌ای قابل تعویض نیست. در تولید PCBA، منبع یابی جزء یکی از اولین تصمیمات کیفی است.

آزمایش باید با برنامه مطابقت داشته باشد

مونتاژ PCB SMT کنترل ممکن است شامل SPI، AOI، اشعه ایکس، بازرسی اولیه کالا (FAI) باشد. پس از مونتاژ، آزمایش الکتریکی PCBA همچنین ممکن است شامل آزمایش پروب پرنده و آزمایش عملکردی باشد. به عنوان مثال، یک کنترل کننده با چندین پورت ممکن است نیاز به بررسی رابط داشته باشد، در حالی که یک برد مرتبط با برق ممکن است نیاز به بررسی دقیق تر اتصالات لحیم، نواحی حرارتی و آزمایش برق ایمن داشته باشد.

از تأمین‌کننده بپرسید که هر مرحله بازرسی قرار است چه چیزی را نشان دهد. هر مرحله بازرسی یا آزمایش هدف متفاوتی دارد:

• SPI خمیر لحیم را قبل از اینکه نقص‌ها به پایین دست منتقل شوند، بررسی می‌کند.

• AOI مشکلات مونتاژ قابل مشاهده را ثبت می‌کند.

• بازرسی با اشعه ایکس به بررسی اتصالات لحیم پنهان کمک می کند.

• آزمایش کاوشگر پرنده، اتصال الکتریکی را تأیید می‌کند، در حالی که تست عملکرد PCB بررسی می‌کند که آیا PCBA طبق انتظار عمل می‌کند یا خیر.

یک نکته را باید در نظر داشت: بخش مهم، فهرست طولانی آزمایش‌ها نیست؛ بلکه این است که آیا نتیجه به رکورد تولید مرتبط است یا خیر.

چگونه تولید PCBA به ادغام ساخت جعبه متصل می‌شود؟

ساخت جعبه نشان می‌دهد که آیا PCBA واقعاً می‌تواند درون محصول نهایی جا بیفتد و کار کند یا خیر. یک برد ممکن است در سطح برد خوب به نظر برسد، اما مشکلاتی مانند مسدود شدن نقاط تست، مسیر کابل تنگ یا دسترسی ضعیف به کانکتور هنوز هم می‌تواند پس از نصب ظاهر شود.

به همین دلیل، لازم است که خریداران از قبل برنامه‌ریزی کنند، به این معنی که بررسی الزامات مونتاژ نهایی و برنامه‌ریزی آزمایش نهایی قبل از شروع ساخت.

طراحی برای قابلیت ساخت (DFM) بررسی باید شامل مونتاژ نهایی باشد

مونتاژ کامل PCB کلید در دست زمانی که بررسی DFM شامل محصول نهایی باشد، نه فقط فایل‌های Gerber، بهترین عملکرد را دارد. طرح PCB، قرارگیری قطعات، دسترسی به کانکتور، نقاط تست، تناسب محفظه و نیازهای سرویس، همگی شایسته بررسی هستند. در یک محفظه صنعتی، کانکتوری که چند میلی‌متر خیلی نزدیک به دیوار قرار گرفته باشد، می‌تواند به یک مشکل مونتاژ مکرر تبدیل شود.

برای اینکه بررسی DFM مفید باشد، تأمین‌کننده باید چیزی بیش از فایل‌های برد را ببیند. برد کجا قرار می‌گیرد؟ کدام کابل‌ها بعد از PCBA اضافه می‌شوند؟ آیا صفحه نمایش، صفحه کلید، ماژول حسگر یا ورودی برق وجود دارد؟ آیا محصول به بارگذاری میان‌افزار، برچسب‌های شماره سریال، لوازم جانبی یا بسته‌بندی ویژه نیاز دارد؟ پاسخ به این سؤالات تعیین می‌کند که آیا خدمات مونتاژ ساخت جعبه کار مونتاژ ساده یا یک مرحله تولید نهایی کنترل شده هستند.

قبل از ساخت، تست نهایی را برنامه‌ریزی کنید

آزمایش عملکردی نهایی باید قبل از نهایی شدن طراحی محفظه برنامه‌ریزی شود. هنگامی که یک وسیله نیاز به دسترسی به کانکتور، پد یا پورت برنامه‌ریزی دارد، طراحی مکانیکی باید جایی برای آزمایش باقی بگذارد. برای آزمایش با منبع تغذیه پس از نصب، شریک EMS باید شرایط ایمن را تعریف کرده و نتیجه قبولی یا ردی را برای دسته ثبت کند.

خلاصه اینکه، یک آزمایش نهایی مفید، کپی کردن از هر شرایط میدانی نیست. این آزمایش باید عملکردهای مهم را قبل از ارسال تأیید کند: پاسخ ورودی و خروجی، رفتار ارتباطی، وضعیت روشن بودن، نسخه میان‌افزار و شبیه‌سازی اولیه بار در صورت نیاز. واحدهای خراب باید جدا، تعمیر و ثبت شوند تا همان نقص تکرار نشود.

کدام گواهینامه‌ها و سیستم‌های کیفیت اهمیت دارند؟

گواهینامه‌ها، خط پایه را نشان می‌دهند

گواهینامه‌ها جایگزین بررسی پروژه نیستند، اما می‌توانند نشان دهند که آیا یک تأمین‌کننده از یک فرآیند تولید کنترل‌شده پیروی می‌کند یا خیر.

برای پروژه‌های اتوماسیون صنعتی، خریداران می‌توانند سیستم‌های کیفیت و تجربه صدور گواهینامه زیر را بررسی کنند:

جدول 2. سیستم‌ها و گواهینامه‌های کیفیت برای انتخاب شریک EMS 

قابلیت ردیابی باید به راحتی قابل توضیح باشد

اگر تأمین‌کننده‌ای می‌گوید که سیستم ردیابی دارد، بپرسید که قابلیت ردیابی در تولید روزانه چگونه کار می‌کند:

• آیا تیم می‌تواند یک محموله قطعه را ردیابی کند؟

• آیا می‌تواند سوابق بازرسی اولین کالا را با یک دسته تولید مرتبط کند؟

• آیا می‌تواند نشان دهد که کدام ایستگاه بازرسی نقص را پیدا کرده است؟

PCBasic می‌تواند به این سؤالات پاسخ دهد زیرا کار ردیابی آن توسط MES توسعه‌یافته توسط خود، بررسی‌های IQC، بازرسی اولیه محصول، ردیابی تولید و مدیریت دیجیتال پشتیبانی می‌شود. این سوابق به اتصال اجزا، نتایج بازرسی، مراحل فرآیند و اطلاعات دسته‌ای کمک می‌کنند. ارزش در داشتن نام سیستم‌ها نیست، بلکه در این است که آیا این سیستم‌ها می‌توانند نشان دهند که در طول تولید چه اتفاقی افتاده است یا خیر.

خریداران چگونه باید قبل از اعطای سفارش، شرکای EMS را مقایسه کنند؟

هنگام انتخاب یک شریک EMS، جدول قیمت‌گذاری برای پروژه اتوماسیون صنعتی کافی نیست. خریداران باید فراتر از قیمت، حداقل مقدار سفارش (MOQ) و زمان تحویل را در نظر بگیرند. یک تأمین‌کننده قابل اعتماد و ارزشمند باید ریسک‌های طراحی و مونتاژ را زودتر شناسایی کند، قبل از اینکه سفارش به تأخیر بیفتد، مسائل مربوط به BOM و منبع‌یابی را مدیریت کند و بازرسی، کنترل تجدیدنظر و ارتباطات را در حین انتقال پروژه از ساخت نمونه به تولید دسته‌ای، شفاف نگه دارد. و در اینجا دو اقدامی که خریداران می‌توانند در انتخاب یک شریک تأمین انجام دهند، آورده شده است:

از یک پروژه مبتنی بر پروژه استفاده کنید درخواست قیمت (RFQ)

یک RFQ مفید شامل فایل‌های Gerber، BOM، نقشه‌های مونتاژ، الزامات آزمایش، اطلاعات محفظه در صورت وجود، حجم مورد انتظار و الزامات انطباق است. اگر خریدار فقط مونتاژ PCB را درخواست کند، ممکن است قیمت فقط ساخت برد را پوشش دهد. اگر خریدار دستگاه اتوماسیون نهایی را توضیح دهد، تأمین‌کننده می‌تواند خدمات مونتاژ PCB، تولید PCBA و خدمات مونتاژ ساخت جعبه را در یک برنامه واضح‌تر به هم متصل کند.

در کار واقعی RFQ، خریداران اغلب Gerber، BOM، نقشه محفظه و یک یادداشت آزمایشی اولیه را جداگانه ارسال می‌کنند. یک تیم EMS توانمند، قبل از ارائه قیمت، این فایل‌ها را به یک چک لیست ساخت تبدیل می‌کند.

در مورد ارتباطات در طول دوره افزایش ظرفیت سوال کنید

قبل از شروع تولید، از تأمین‌کننده بپرسید که چگونه ریسک BOM، نتایج اولین محصول، یافته‌های بازرسی، مدیریت واحد معیوب و تغییرات برنامه را گزارش می‌دهد. اگر فایل‌ها آماده هستند، آنها را از طریق PCBasic به اشتراک بگذارید. تماس با ما فرم. برای پروژه‌های اتوماسیون صنعتی، ارتباطات بخشی از کنترل کیفیت است. این امر مهندسی، خرید و تولید را در حین حرکت سفارش از نمونه به ساخت دسته‌ای، هماهنگ نگه می‌دارد.

نتیجه

انتخاب یک شریک EMS برای اتوماسیون صنعتی عمدتاً مربوط به کنترل تحویل قطعات است. ساخت PCB، تهیه قطعات، مجمع PCB، آزمایش عملکردی و مونتاژ ساخت جعبه، همگی بر محصول نهایی تأثیر می‌گذارند. شریکی که این مراحل را با قابلیت ردیابی، IQC، کنترل محصول اولیه، تجهیزات بازرسی و گواهینامه‌های مناسب مرتبط می‌کند، به خریدار دید بهتری از نمونه اولیه تا تولید مجدد می‌دهد.

سوالات متداول

Q1: تفاوت بین مونتاژ PCB و مونتاژ جعبه سازی چیست؟

A1: مونتاژ PCB که PCBA نیز نامیده می‌شود، فرآیند نصب سطحی روی برد مدار چاپی یا اتصال یک IC به برد مدار چاپی است. در حالی که مونتاژ جعبه‌ای شامل اضافه کردن محفظه، کابل‌ها، برچسب‌ها، بارگذاری میان‌افزار، آزمایش عملکردی نهایی، لوازم جانبی و بسته‌بندی در صورت نیاز پروژه به یک واحد کامل‌تر است. مونتاژ جعبه‌ای جامع‌تر از مونتاژ PCB است.

سوال ۲: چرا قابلیت ردیابی در اتوماسیون صنعتی مهم است؟ مونتاژ برد مدار چاپی؟

A2: قابلیت ردیابی، اجزا، مراحل فرآیند، نتایج بازرسی و سوابق دسته‌ای را به هم متصل می‌کند. این قابلیت به خریداران کمک می‌کند تا نقص‌ها را بررسی کنند، اصلاحات را مدیریت کنند و از ترکیب نسخه‌های قدیمی و جدید در طول تولید مکرر جلوگیری کنند.

سوال ۳: خریداران باید کدام آزمایش‌ها را درخواست کنند؟ تولید PCBA؟

A3: بررسی‌های رایج شامل SPI، AOI، اشعه ایکس برای اتصالات لحیم پنهان، پروب پرتابی، آزمایش اولیه و آزمایش عملکردی است. توجه: طرح آزمایش نهایی باید با طراحی برد و ریسک کاربرد مطابقت داشته باشد.