Produzione di componenti elettronici: simulare l'assemblaggio dei sistemi

Grazie all’Industria 4.0 e agli strumenti di simulazione, i produttori di componenti elettronici riescono a gestire gli alti livelli di variabilità, la costante riduzione delle dimensioni dei lotti e le fluttuazioni nei volumi degli ordini, che sono sempre più difficili da prevedere. Per "simulazione" si intende la modellazione al computer del funzionamento nel tempo di un processo o di un sistema reale. Partendo da questa definizione, si intuisce facilmente perché la simulazione sia onnipresente nei reparti di ingegneria industriali. Imitare un processo o un sistema reale consente agli esperti di studiarne il comportamento all’interno di un ambiente controllato. Ma come utilizzare la simulazione della produzione per ottimizzare la fabbricazione degli assiemi elettronici?

Ottimizzare la produzione: ottimizzazione dei processi produttivi

Il white paper illustra la progettazione e l'implementazione di diversi casi d'uso della simulazione della produzione presso una fabbrica di componenti elettronici di Nanjing, in Cina. La fabbrica utilizza sei linee produttive a montaggio superficiale con numerose varianti e volumi di produzione elevati. Sono presenti anche test di sistemi e circuiti integrati (ICT), linee di assemblaggio manuale, stazioni di caricamento del software, celle per la realizzazione di prodotti finiti, servizi di confezionamento, etichettatura, spedizione e assistenza post-vendita, oltre alla riparazione presso il centro di assistenza. Questa fabbrica rappresenta il candidato ideale per testare l'efficacia della simulazione della produzione in un ambiente di produzione dei componenti elettronici, allo scopo di ottimizzare il processo.

In questo white paper vengono illustrati i casi d'uso, l'approccio adottato, gli indicatori chiave di prestazione (KPI) utilizzati per monitorare i progressi, le modifiche apportate alla produzione e i risultati del confronto fra la simulazione teorica e i processi reali. Viene, inoltre, discusso l'utilizzo dei processi e del Digital Twin della fabbrica in ulteriori casi d'uso, come la valutazione delle vendite e la validazione delle stime. Infine, i risultati pubblicati mostrano in che modo le altre fabbriche possono sfruttare i vantaggi dell'ottimizzazione dei processi di produzione, per simulare e ottimizzare la produttività e i costi, allo scopo di proseguire lungo il percorso di digitalizzazione.

Che cos'è la produzione di assiemi elettronici?

Per produrre assiemi elettronici, vengono utilizzati sostanzialmente gli stessi processi utilizzati in molte altre industrie discrete. Tuttavia, per i produttori di componenti elettronici è particolarmente importante immettere i prodotti sul mercato molto più rapidamente, per sfruttare margini di profitto estremamente ridotti. Utilizzando la simulazione, le aziende possono individuare i colli di bottiglia della produzione, evidenziare le opportunità di aumentare la produttività e identificare le possibilità di risparmio sui costi, ad esempio ottimizzando la manodopera diretta e indiretta. Possono anche gestire i livelli di scorte, validare le prestazioni previste delle strutture e le linee di produzione nuove ed esistenti. L'implementazione di soluzioni per la simulazione della produzione consente ai produttori di rispondere a domande quali: Quanto aumenterebbe la produttività se aggiungessi un altro turno o un'altra risorsa? Quanto aumenterebbero le prestazioni se incrementassi il numero di celle, stazioni, ecc.? Il mio percorso di erogazione del materiale è ottimale per la stazione X o la linea Y?

Soluzioni software di simulazione della produzione

Nella produzione di componenti elettronici, la maggior parte delle simulazioni di fabbrica viene eseguita tramite combinazioni di modelli software basati su fogli di lavoro di Microsoft Excel e alcuni prodotti software che aiutano a eseguire i complicati calcoli richiesti dai sistemi dinamici, ma questo limita lo studio degli scenari possibili. Utilizzando soluzioni software di simulazione della produzione, i produttori possono identificare velocemente strategie alternative (scenari) che possono essere progettate e testate facilmente, come 1) simulazione della capacità delle macchine di saldatura a onde. 2) simulazione del flusso dei materiali per la logistica. e 3) automazione dei robot per il rivestimento con materiali UV. Ad esempio, i modelli sviluppati e testati per le macchine di saldatura a onde ora possono essere utilizzati per la pianificazione e la previsione della produzione, oltre che durante le riunioni di pianificazione quotidiane.