Качественный скачок в создании предприятия будущего

Вячеслав Фадеев, руководитель направления контрольного оборудования fadeev@dipaul.ru

Производители электроники постоянно ищут новые способы оптимизации, эффективного контроля своих производственных процессов и управления ими. Решение Ksmart компании Кoh Young Technology, ведущее к реализации концепции «Индустрии 4.0», помогает обеспечивать полностью автоматизированное управление технологическими процессами, предваряя создание «умного» предприятия завтрашнего дня. Система автоматизированного управления (АСУ) Ksmart обеспечивает огромные преимущества в оптимизации процессов в текущий момент времени, повышает производительность при снижении затрат до минимума и, в конечном счете, приводит к получению лучшего конечного результата.

Предприятие завтрашнего дня закладывается уже сегодня на производственных мощностях под системами управления «умным» предприятием (Smart factory). Когда-то это было футуристической концепцией, а сейчас стало реальностью — четвертая промышленная революция («Индустрия 4.0») переходит от стадии хаоса на этапе создания к стадии развития, наблюдаемого по многим направлениям и при использовании различных методов. В основе качественного скачка вперед лежат инновации, включающие решение Ksmart компании Koh Young Technology, которое позволяет пользователям обеспечивать наиболее эффективное управление технологическими процессами быстро переналаживаемого производства с меняющейся номенклатурой изделий. Концепция «Индустрия 4.0» может быть реализована только в условиях полностью интегрированного и оптимизированного производственного процесса. Полная интеграция предполагает обеспечение связи между всем оборудованием в составе линии, что является обязательным связующим условием Smart factory. Однако недостаточно просто начать производственный процесс. Для достижения наилучшей эффективности «Индустрии 4.0» необходима также оптимизация производственного процесса, при этом связь между процессами представляет собой ключевой фактор, позволяющий объединить производственные элементы при наличии обратной связи от систем контроля, производящих измерения на собранных изделиях, тем самым обеспечивая качество проводимого анализа.

Компания Koh Young, являющаяся передовым производственным предприятием в области проведения трехмерных измерений (AOI и SPI), научилась применять точные трехмерные измерения и информацию по определению дефектов применительно ко всему производственному процессу. Сейчас все большее количество отраслевых производителей внедряют системы автоматического контроля и управления для создания «умных» предприятий с целью повышения производительности труда и улучшения качества выпускаемой продукции. Что же такое Ksmart? Данное решение представляет собой автоматизированную систему, построенную на основе последних технических достижений, которая объединяет все ее составляющие с системой анализа процессов Smart, а также обеспечивает быстрый и удаленный контроль и управление процессами в режиме реального времени. С помощью Ksmart руководитель предприятия может следить за возникающими на производственной линии нарушениями, анализировать их причины и вносить изменения в программы контроля «на ходу» в случае необходимости, находясь даже вне предприятия (с помощью специального интерфейса на планшете/телефоне).

Рис. 1. Intelligent Platform — интеллектуальная платформа, объединяющая все решения Ksmart. Является виртуальной платформой на удаленном сервере, позволяющей дооснащать ее по мере необходимости различными продуктами Ksmart

KeySmart = «Умный Ключ», или ключ к умному производству

Решение Ksmart компании Koh Young Technology является интеллектуальным центром управления технологическими процессами и общим производством продукции. Успех внедрения обуславливается применением новых программных технологий компании, которые функционируют в тесном взаимодействии с возможностями AOI и SPI — системами трехмерных измерений. В состав данных технологий входит система дистанционного контроля (RMS) Ksmart, Ksmart Link и другие элементы. Ksmart состоит из модуля «Интеллектуальная платформа», который обеспечивает максимальный уровень взаимосвязи применительно ко всем станциям контроля, повышая возможности комплексной автоматизации. Данная платформа представлена модулем программного обеспечения (ПО), использующим машинный алгоритм искусственного интеллекта (AI). «Интеллектуальная платформа» обеспечивает высокий уровень эксплуатационной гибкости, так как она может объединять все проверочные установки (AOI, SPI, периферийные устройства) в заданной системе или системах SMT. Она также способна собирать и анализировать большое количество данных измерений процесса SMT.

Решение Ksmart — основа перспективного видения компании Koh Young Technology, целью которой является содействие клиентам в реализации максимальной эффективности производства и управления в условиях современного высокоразвитого производства электронного оборудования. Сегодняшняя производственная среда связана с массой различных сложностей: современные (миниатюрные) комплектующие, устанавливаемые в изделия все меньшего размера, более высокие требования в области эксплуатационной гибкости (применительно к высокопроизводительным/ многономенклатурным производствам), растущие требования стандартов на оборудование, которое должно устанавливать связь в режиме реального времени. Ksmart содержит легкие в использовании, но эффективные встроенные инструментальные средства, разработанные для разрешения указанных задач, и позволяет осуществлять анализ дефектов в режиме реального времени, начиная с простого предоставления точных данных 3Dизмерений, полученных из систем 3D-контроля Koh Young. Представленные данные являются необходимыми для определения причин возникших дефектов и оптимизации технологического процесса. Помимо этого, можно выполнить «точное копирование» настроек линии для применения в комплексных производственных системах и даже на различных площадках.

Ksmart Solutions как инструмент перехода к «Индустрии 4.0»

Помимо выполнения 3D-анализа дефектов в режиме реального времени с помощью имеющегося в поставке ПО SPC@Ksmart (SPC statistic process control — статистический метод управления производством), существуют также следующие функции Ksmart Solutions:

• RMS@Ksmart («Система дистанционного контроля») — первый программный продукт, позволяющий отслеживать дефекты в режиме реального времени;
• LM@Ksmart («Администратор библиотеки»), обеспечивающий хранение и распределение файлов заданий и условий проверок из централизованной базы данных в систему 3D-контроля компании Koh Young;
• Link@Ksmart, обеспечивающий просмотр, обнаружение ошибок и неисправностей и оптимизацию систем поверхностного монтажа (SMT) путем хранения и предоставления результатов проверки из системы 3D Koh Young;
• OLD@Ksmart («Автономная наладка») — удаленная настройка параметров инспекции в заранее установленное время без остановки производственной линии.

Рис. 2. Схематичное описание взаимодействия SMT-линии с Ksmart Solutions. Ключевую роль играют системы инспекции, «собирающие» информацию в 3D-формате с каждой платы для дальнейшей обработки на сервере Ksmart

Система дистанционного контроля Ksmart (RMS@Ksmart)

С помощью RMS@Ksmart обеспечивается эффективная работа и передача в режиме реального времени данных о состоянии контрольно-измерительных устройств Koh Young, информации о выходе продукта с производственных линий и данных о присутствующих дефектах со всех имеющихся установок SPI и AOI компании Koh Young на производственных линиях.

Рис. 3. RMS Ksmart — удаленный мониторинг статуса и состояния каждой установки в режиме реального времени

Руководители предприятия могут отслеживать причины возникновения дефектов и вносить изменения в программы инспекции в режиме реального времени. Данные о дефектах в режиме реального времени автоматически предоставляются операторам на удаленные станции, где они могут подтвердить/проверить информацию и отбраковать плату или отправить ее дальше по технологической цепочке производства. Достоверные данные, полученные на основе 3D-измерений компании Koh Young, являются основополагающей концепцией, которая позволяет пользователям оптимизировать техпроцессы.

После RMS@Ksmart используется функция Link@Ksmart, анализирующая все результаты 3D-измерений, полученных от систем 3D SPI и 3D AOI на системах Koh Young. RMS@Ksmart объединяет и передает на сервер следующую информацию: данные по выпуску продукции (% годных изделий в смену/неделю/за год); состояние установки (сколько установка работает/простаивает и т. д.); данные о дефектах из систем SPI и AOI.

Рис. 4. Link@Ksmart — вкладка, отображающая состояние линии в целом и каждой установки в отдельности, с подробным отчетом о дефектах, ухудшающих общие показатели производительности

При таком использовании интеллектуальных систем контроля для управления многопоточным производством в режиме реального времени требуется небольшое количество инженеров и операторов, что облегчает процесс и сосредотачивает его в одном месте, обеспечивая повышение производительности. Состояние технологических процессов и анализ отдельных производственных линий также могут контролироваться и управляться дистанционно.

Рис. 5. Link@Ksmart — отображение конкретного дефекта с различных установок, позволяющее определить стадию его возникновения

Администратор библиотеки

Ksmart (LM@Ksmart) Это лучшее решение в области управления рисками применительно к AOI (анализ и помощь в поиске оптимальных границ техпроцесса). Что касается SPI, то управление параметрами этих систем не столь сложное в сравнении с АОI, поскольку затрагивает лишь несколько параметров.

Кроме того, функция статистического контроля качества продукции (SPC Char) предоставляет возможность управления несколькими линиями в режиме реального времени, позволяя инженерам-технологам проверять такие данные, как состояние системы, выход годной продукции, причины аварийного состояния и т. д. Также выполняется визуализация данных для анализа работы каждой системы с возможностью формирования различных отчетов по любым параметрам (наихудшее отклонение, компонент, имеющий большее количество дефектов, и т. д).

Рис. 6. LM@Ksmart — единая среда управления всеми программами и библиотекой

Рис. 7. LM@Ksmart – визуализация данных для анализа и формирования различных отчетов

Выгода применения решения Ksmart

Ksmart содержит легкие в использовании, но эффективные встроенные инструментальные средства, позволяющие осуществлять управление производственным процессом и оптимизировать его, обеспечивая максимально низкий уровень возникающих дефектов (на основе данных 3D-измерений). С помощью уникальных функций Ksmart, к числу которых относятся SPC@Ksmart и Link@Ksmart, пользователи могут устанавливать и отслеживать причину дефекта или отклонения процесса путем проведения обязательных анализов данных 3D-измерений. Помимо этого, контроль и анализ могут выполняться непрерывно даже при проведении удаленной настройки с помощью OLD@Ksmart. В итоге это приводит к оптимизации технологического процесса, и конечный результат заключается в нулевых потерях. Инструменты анализа в реальном времени делают невозможным выход изделий с дефектами, которые сложно определить. Поскольку с использованием 3D-технологии ни один из дефектов не проходит незамеченным, технологический процесс считается оптимизированным и хорошо отлаженным, а производство — эффективным и надежным.

Рис. 8. SPC@Ksmart — статистический анализ технологического процесса

Оптимизация технологического процесса

Устройство оптимизации технологического процесса Ksmart объединяет измеренные данные, полученные со всех производственных линий, для выполнения анализа и сравнения текущего процесса с проведенным ранее анализом. Ksmart объединяет все данные, полученные из систем измерения по каналу «обратной связи» с технологическими единицами (трафаретный принтер, установщик и т. д.), и анализирует полученные значения для управления несколькими линиями одновременно в режиме реального времени. Анализ можно провести, например, по предоставлению данных с каждой установки и каждой системы в линии. При этом управление каждой установки в составе всех производственных линий может осуществляться дистанционно.

Рис. 9. KPO — оптимизация работы принтера с помощью Ksmart Printer Optimizer

Целевое инвестирование, обдуманные шаги

Разработка и внедрение Ksmart ведутся в различных офисах компании Koh Young по всему миру. Компания повсеместно расширяет количество своих научно-исследовательских центров, инвестирует средства на изобретение новых устройств, а также ведет совместную работу с другими организациями для достижения общей цели. Примером такой синергии может служить взаимодействие с Южной Кореей и Инженерным центром по интегральным схемам (IEEC) Бингемтонского университета (SUNY), у которого имеется своя собственная лаборатория по производству «умной» электронной аппаратуры. Подразделение Ksmart Solution также ведет совместную работу с научно-исследовательским центром KAIST для проведения исследований и разработок решений в области машинного зрения. Кроме того, Koh Young открыла научно-исследовательский центр в Сан-Диего (шт. Калифорния) для создания основы платформ AI, используемых для оптимизации производственных процессов.

Рис. 10. R&D научно-исследовательские центры компании Koh Young

Все это является естественным для лидера в области технологии 3D-инспекции, занимающего первое место на мировом рынке в течение последних 11 лет (первое место по доле рынка SPI (49%), а также 25% от общей доли рынка SPI и AOI). Koh Young выпустила уже более 10 000 измерительных установок 3D-инспекции, установленных по всему миру, что является знаковым показателем в области инспекции SMT.

Производители электроники постоянно ищут более выгодные пути оптимизации процессов производства, обеспечения эффективного контроля и управления ими. Решение Ksmart от Koh Young Technology помогает клиентам уже сегодня гарантировать полностью автоматизированный контроль производственного процесса на перспективных «умных фабриках». АСУ Ksmart предоставляет бесчисленное количество преимуществ оптимизации производственного процесса в реальном времени; она повышает продуктивность при одновременной минимизации расходов, в конечном итоге обеспечивая наилучший результат.

СПРАВКА

Компания Koh Young Technology предоставляет решения в области 3D-измерений, которые удовлетворяют требования конкретного клиента и подходят для использования в различных производственных средах, включая «умные» приборы, электронную аппаратуру подвижных объектов, линии связи, предприятия в сфере вооруженных сил, авиации, здравоохранения и медицины. Центры по прямым продажам и поддержке находятся в Германии, США, Японии, Сингапуре, Китае и Корее.