Концепция «Производительность по требованию» — как стратегия модернизации производства в кризисное время

Проблема недозагруженности производственных мощностей не нова. При рассмотрении мировых тенденций роста потребления электронных компонентов и соответствующего роста производственных мощностей (за счет увеличения количества единиц установленного в мире оборудования для монтажа компонентов) отчетливо прослеживается тенденция накопления избыточной производительности. То есть снижается загрузка оборудования, которая по последним данным (Protec) составляла до 70%, а в первом полугодии 2009 года — даже 50% от возможных мощностей (рис. 1).

Рис. 1. Отношение имеющегося оборудования к реальной загруженности

Исторически загрузка производственных мощностей достигала 100% в пиковый сезон и падала, когдаон проходил, что ставило производителей перед дилеммой: инвестировать средства в собственные производственные мощности для обеспечения потребностей компании в пиковой сезон или привлекать субподрядчика для выполнения временных работ. В первом случае производитель заведомо инвестировал в избыточные мощности, рискуя, если следующий сезонный пик был меньше предыдущего (рис. 2). Во втором случае — подвергался риску, что субподрядчик не выполнит всех обязательств по срокам или качеству работ.

Рис. 2. Перепады загрузки производственных мощностей по кварталам (усредненные данные по загрузке крупнейших европейских производителей за несколько лет)

Таким образом, сформировались условия новой задачи: создание производств с управляемой производительностью при минимальных инвестициях.

Эта задача стала наиболее актуальной в период нестабильной финансовой обстановки, когда стоимость финансовых ресурсов очень высока, а само наличие этих средств не гарантировано. При этом регулирование производительности должно быть возможным как в сторону ее увеличения, так и уменьшения, а конфигурация производственной линии, обслуживающий персонал и эксплуатационные затраты в целом должны оставаться неизменными.

Очевидно, что эта задача не решается привычным способом добавления более производительного оборудования в линию. Встает вопрос, что делать с этим оборудованием при спаде производства? Кризис заставил по-новому взглянуть на проблему технического оснащения производств. Как быть с недоза-груженностью производственных мощностей? Чем оплачивать время простоя? Что делать с избытком квалифицированных кадров? И главное — как подготовиться к выходу из кризиса? Быть во всеоружии? И в то же время снизить риски?

Компания Assembleon — первый производитель оборудования, который, проанализировав вышеописанную ситуацию, разработал решение этой задачи. Capacity on Demand, или «Производительность по требованию» — новая концепция создания действительно гибких производственных линий для поверхностного монтажа компонентов, предлагаемая компанией Assembleon, Нидерланды. Это оптимизация ваших затрат и эффективное вложение средств. Суть концепции состоит в оснащении производств оборудованием компании Assembleon с производительностью, необходимой клиенту сегодня, и аренды дополнительных роботов по мере необходимости. Таким образом, снижаются инвестиционные риски и предотвращаются вложения в избыточные производственные мощности.

Реализуемость этой концепции обусловлена техническими возможностями оборудования А-серии производства компании Assembleon — гибкими многофункциональными высокопроизводительными автоматами с параллельной концепцией установки компонентов. Модульные автоматы AX501 (5-портальный) и AX301 (3-портальный) комплектуются стандартными и компактными установочными роботами. Безупречная совместимость роботов позволяет создавать на одном и том же автомате конфигурации различной производительности, в зависимости от требуемых задач, типов и количества используемых установочных роботов. Так, при начальной конфигурации в 6 стандартных роботов на AX501 (рис. 3) (производительность любого из предлагаемых типов робота — 6000 комп./ч) достигается производительность 36 000 комп./ч, при добавлении еще двух стандартных — 48 000 комп./ч, а при использовании 20 компактных — 121 000 комп./ч (IPC 9850). При этом обеспечивается высочайшая точность установки — 40 мкм при трех сигма.

Рис. 3. Линия на основе автоматов установки компонентов АХ501+АХ201

Чтобы сократить затраты и в то же время быстро адаптировать производство к меняющейся ситуации на рынке, компаниям предлагается оснастить свое производство оборудованием А-серии в конфигурации, в точности соответствующей требуемой на данный момент производительности. Например, АХ301 с 6 стандартными роботами. И дополнительно арендовать роботы только при необходимости.

Таким образом, оснащая свое производство базовой конфигурацией автоматов AX501 или AX301, клиенты имеют возможность быстро увеличить производительность за счет установки на имеющуюся платформу дополнительных роботов. Количество дополнительно арендуемых роботов будет строго соответствовать стоящей перед ними задаче, а срок аренды — длительности пикового сезона. При этом сохраняется неизменной площадь, занимаемая производственной линией, потребляемые ресурсы, обслуживающий персонал. С помощью программного обеспечения, поставляемого с оборудованием, изменяется только программа под новую конфигурацию АХ.

Для объяснения данной концепции рассмотрим пример производства продукции потребительского назначения с различным объемом выпуска в течение года (производство декодеров set-top-box).

Количество компонентов на плате — 1500 (рис. 4), количество рабочих часов — 625 в месяц (4 смены, 6 дней в неделю).

Рис. 4. Внешний вид мультиплицированной платы

Реальная требуемая производительность колеблется от 17 400 плат (26 млн комп./мес.) в первом квартале до 50 000 плат (75 млн комп./ мес.) в ноябре.

Минимальная производительность, обеспечивающая производство в период с декабря по август, — 12 роботов, 12×6000 = = 72 000 комп./ч; 625 часов; 45 млн комп./мес.

В пиковый сезон производителю нужно устанавливать до 75 млн компонентов, что означает дополнительно 8 роботов (рис. 5). Используя возможности программы «Производительность по требованию», клиент не покупает дополнительные установочные роботы, а берет их в аренду на срок пиковой загрузки. Добавочная (арендованная на 3 месяца) производительность: 8×6000 = 48 000 комп./ч или 30 млн комп./мес. В итоге производительность при 20 роботах возрастает до 75 млн компонентов.

Рис. 5. Потребность производственных мощностей в пиковый сезон

В результате, инвестируя в минимально необходимые производственные мощности, производитель экономит свыше 20% капиталовложений в первый год и контролирует затраты в последующие годы. Более того, сокращаются затраты на техническое обслуживание, так как оборудование, передаваемое в аренду, обслуживается поставщиком. Все это обеспечивает финансовую гибкость, снижение рисков и прогнозируемость финансовых потоков.

При этом огромное значение для производителей имеет возможность сохранения конфигурации производственной линии. У них нет необходимости изменять размеры линии и, как следствие, делать дополнительные вложения в производственную инфраструктуру и персонал: все автоматы остаются на своих местах, меняется только количество роботов. При этом скорость перехода от текущей конфигурации автоматов к новой и обратно занимает всего несколько часов, поскольку конструктивное решение автоматов А-серии не требует калибровки оборудования после добавления или удаления из конфигурации установочных роботов.

В итоге, экономя деньги, время и производственное пространство, вы получаете простое и эффективное решение задачи по созданию гибкого регулируемого производства. Уникальность решения от компании Assembleon состоит в плавном наращивании требуемой производительности в зависимости от задач с шагом 6000 комп./ч путем добавления одного робота. Такое наращивание невозможно реализовать для автоматов на основе классической схемы (рис. 6) с заранее ограниченной производительностью, переконфигурация которых конструктивно сложна, трудоемка и дорогостояща.

Рис. 6. Конструкция стандартных и компактных роботов для автоматов А-серии

Оборудование А-серии (таблица) для поверхностного монтажа компонентов компании Assembleon предлагает самую низкую в отрасли стоимость установки компонента, главным образом, за счет высокой производительности и самого низкого в отрасли уровня дефектов установки — менее 10 на миллион.

Таблица. Характеристики автоматов серии А

Концепция «Производительность по требованию» открывает принципиально новый подход к процессу модернизации и оснащению современного производства электронных изделий в ситуации, когда экономическая обстановка нестабильна, а поток заказов и, как следствие, загруженность оборудования невозможно предсказать на длительный срок.