贴片机生产线体平衡优化

在实际生产过程中，只有一台贴片机的现象很少，除非产品很简单，使用元件类型单一。通常是多台机器连线。生产线优化主要考虑的是线体平衡。线体平衡主要考虑各种生产设备之间的生产量优化平衡。此技术建立于单一设备优化的基础上，同时考虑多种同类设备或不同类、不同厂牌设备，如高速机和多功能机之间产量的平衡，即每台机器的元件数量放置多少效率最高等。经过平衡后线体的生产效率可以大幅度提高，多达10～50％，如图1所示。

图1 线体平衡

线体平衡需要考虑以下几个问题。

（1）确定基本的节拍

当多台机器在一起时，首先确定一个基本节拍和计算方法。节拍定义为生产线贴装一个元仵所需的时间，它在单机生产优化中就可以确定下来。当单台机器的节拍确定下来后，在这条线上生产的产品可根据元件数量和机器的节拍，分配各机器元件的贴装数量，平衡整条生产线。同时，还可以计算这块板的基本贴装时间。

（2）多功能贴片机在线体中的调节作用

确定多功能机和高速机的元件数量和种类，按照基本原则将元件分配于具体机器上，再用多功能机器进行节拍调整。由于元件的发展趋势是分立元件越来越少，BGA，CSP和POP等复杂元件越来越多，多功能设各的选择尤其重要，它既要能贴装高精度元件，又要贴装范围广泛元件，例如，能够贴装较大尺寸的元件，对整体线的平衡起到调节和优化的作用。

（3）高速机做瓶颈是最经济的生产线

由于高速机在整个生产线上的价值最贵，所以尽量发挥高速机的效能才是最经济的做法。如果印刷机和多功能机出现瓶颈，则是不经济的生产连线方式。

（4）连线的最大效率

我们知道，多台机机器连线后，整线的生产效率没有单台机器的生产效率高。如3台高速连接在一起，产能会下降，因为多台机器连线后在装载上会花费更多的时间。如何保证多台机器连线生产达到最大产能和最高的生产效率，同时又不造成设备浪费？图2为生产线机器效率（对应每点贴装所需时间—节拍）与装载点数之间的函数关系。图中横轴为贴装的点数，纵向为每点贴装所需的平均时间。当点数增加时，节拍缩短，生产线效率提高，但当点数增加到一定程度后，达到某一个拐点，节拍会趋于平坦，变化量不大。一般EMS企业对于这个拐点定义为150～170左右。因此高速机控制在150点以上才能发挥效率，如果达不到150点，装载时间就会增加，效率下降。贴装点数越多，机器的效率越高。但到达一定程度后（如拐点处），机器效率提升不多，生产效率达到极限，产能达到饱和。

图2 机器效率与装载点数的函数关系

（5）连线缓冲器节省换料时间

一般95％的生产方式是连线生产，其主要缺点是，当生产线连线时一台机器有问题，全线都要等待／停机，或者某一个机器换料，整条线也要等待／停机。为了避免全线等待／停机的损失，中间最好多增加缓冲装置（Buffer）。缓冲器的作用是，在机器正常运转时，只当做传送设备，当某台机器需要换料时，缓冲器起到存储印制板的作用。增加的缓冲器数量与生产线的节拍和线体长度接合起来考虑。比如，一生产线，生产一块板的时间30 s，可在两台机器之间增加4个缓冲器，当前面的机器需要换料时，缓冲器中的4块板可以供后面贴片机2 min的生产用量，刚好够一个换料时间——2 min，而不影响全线生产。

如果出现极端现象，例如，同时换2～3盘料，也会造成停机现象。如何有效解决换料损失的时间。目前解决换料的最好办法是不停机换料，要求机器软件有某项功能，即机器能提前报警某种元件快要用完，需要及时补充和更换元件，这样员工在设备不停机的状态下，将需要补充的元件用接料带和工装接上，这样一个员工可以不停地在生产线上换料，补充元件。

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