Опубликовано в журнале "Печатный монтаж" №8/2016
Голобоков Константин, начальник отдела автоматизации производственной логистики и складов ООО "Совтест АТЕ"
Оптимизация производственных процессов и модернизация технологического оборудования – важный комплекс мер как с точки зрения повышения качества выпускаемой продукции, так и в плане улучшения экономических показателей предприятия.Однако зачастую некоторые моменты, такие как оптимизация логистических операций и организация хранения комплектующих и материалов, упускаются из вида. В первую очередь закупаются установки, предназначенные непосредственно для изготовления изделий; а остальные составляющие единого производственного процесса: технический контроль, логистическое и обслуживающее оборудование, методы и средства мониторинга – остаются на прежнем уровне.
Настоящий, полномасштабный эффект могут дать лишь комплексная модернизация технологической базы во всех сферах и оптимизация всех процессов, учитывающая все без исключения аспекты производственной и управленческой деятельности. Один из таких аспектов – хранение и учет комплектующих в масштабах цеха и предприятия в целом.
Развивая свои логистические цепочки в рамках "Индустрии 4.0", современные предприятия, производящие электронику, сталкиваются с необходимостью оптимизации процессов учета и хранения электронных компонентов, и здесь важно выбрать наиболее эффективные решения, которые позволили бы решать следующие задачи:
- хранение всей номенклатуры на минимальных площадях;
- быстрый подбор необходимой комплектации для конкретного производственного задания;
- непрерывный учет и оперативный обмен информацией между складскими комплексами и управляющим программным обеспечением (ПО) верхнего уровня;
- контроль наличия необходимых компонентов в нужных объемах для производства того или иного изделия;
- доступность катушек с определенными компонентами в нужный промежуток времени.
Как правило, для решения данных задач применяются громоздкие и сложные комплексы стационарных стеллажей, систем контроля и учета, поиска и идентификации компонентов. Однако тенденции развития передового производства требуют сокращения времени на поиск необходимых компонентов и организации их компактного хранения и быстрого безошибочного получения. При планировании производства и определении возможности выпуска изделия, а также при решении нештатных ситуаций (например, дозаказ закончившейся катушки во время производственного цикла) очень важно, чтобы обмен информацией между линией поверхностного монтажа и автоматизированным складом между цеховым складским комплексом и ПО верхнего уровня происходил максимально оперативно.
Когда речь идет об обеспечении работы нескольких линий поверхностного монтажа, задача учета наличия и контроля доступности компонентов усложняется как в отношении их количества, так и по нормам упаковки. Например, возможна ситуация, когда на складе числится несколько тысяч единиц определенного компонента, но фактически все они находятся в одной катушке, которая уже используется на другой производственной линии. Поэтому для современного непрерывного производства необходим полный автоматизированный контроль комплектующих.
Сами по себе системы управления производством и в целом предприятием, осуществляющие глобальное управление производственными процессами, не предназначены для решения частных задач – таких, как наличие компонентов и их доступность для той или иной линии. Поэтому на сегодняшний день высоко востребованными становятся компактные автоматизированные комплексы, совмещающие в себе качества стеллажей для хранения, систем контроля и поддержания уровня влажности и систем автоматического подбора комплектующих. Таким образом, обеспечивается полный контроль всех важных для данного производства параметров.
Благодаря специализированному программному обеспечению данные системы хранения позволяют управлять всеми процессами, производить автоматический учет катушек / поддонов и компонентов, а также по заданной программе подбирать и выдавать нужные компоненты в катушках или на поддонах.
Стандартный конструктив автоматизированных складских систем представляет собой стеллажи, расположенные в закрытом шкафу с двух сторон (фронтальные и тыльные стеллажи) или по кругу, из которых центральный манипулятор извлекает необходимую катушку и выдает ее в рабочее окно.
Оригинальное решение предлагает компания JUKI, которая в своей новой модели Ultra Flex 3600 (рис.1) использует специальные сдвоенные поддоны для размещения одновременно двух катушек диаметром 7" или больших поддонов для микросхем. Также в системе автоматизированного хранения Ultra Flex 3600 реализована новая функция увеличения бортиков на поддоне (рис.2), что позволяет при необходимости размещать на таких поддонах более высокие катушки (до 88 мм). Для оптимизации расположения поддонов с разной высотой бортиков система автоматически производит измерение высоты в окне приемки, после чего поддон подается на нужный уровень в соответствии с его реальной высотой.
Фирма JUKI производит целую линейку автоматизированных систем хранения. Все они работают под управлением персонального компьютера, который с помощью специальной системы датчиков осуществляет контроль влажности. Системы хранения отличаются внутренней конфигурацией и объемом хранения. При необходимости установки нескольких систем хранения их можно объединять с помощью стандартного программного продукта в единый склад. Запрос на выдачу можно подавать как на единичную катушку, так и целыми списками. Как правило, на предприятии формируются номенклатурные справочники, где прописывается комплектация под каждое изделие. В соответствии с этими справочниками ПО верхнего уровня может посылать запрос на подготовку комплектации для производства конечного продукта, а управляющее ПО склада готовит необходимый комплект.
Большинство производителей выпускают стандартные системы хранения с фиксированным количеством ячеек для хранения катушек. В связи с этим производится несколько моделей, из которых заказчик подбирает для себя наиболее оптимальную конфигурацию.
Интересное решение предлагает итальянская фирма I-tronik. Базовой моделью в линейке оборудования компании является система Cube (рис.3), внутренняя конфигурация которой может формироваться по техническому заданию заказчика. Помимо настройки количества и габаритов полок, в Cube реализована возможность оснащения системы дополнительными модулями хранения (путем добавления стеллажей слева и справа от центрального модуля) и увеличения общей емкости склада программным путем. При этом, если используется система контроля и поддержания заданного уровня влажности, ее мощности хватает на основной модуль и модули расширения. Выдача хранимых материалов в модели Cube также производится комплектами, при формировании которых используются специальные кассеты для катушек форматом 7" и 15".
Для удобства перемещения кассет разработана подкатная тележка.
Наряду со специализированными системами хранения SMD-катушек, на предприятии могут устанавливаться автоматизированные склады карусельного типа. Отличительная особенность таких систем заключается в возможности их разработки индивидуально под каждое помещение с учетом его высоты. Зазор между верхом карусельной системы и потолком может составлять всего 100 мм, что позволяет наиболее эффективно использовать высоту помещения. Примером склада карусельного типа является система R-Mag производства итальянской фирмы ILMAG (рис.4).
В складах карусельного типа реализован принцип "товар к человеку", когда система получает от ПО верхнего уровня команду на выдачу тех или иных комплектующих. Система доставляет нужную полку на уровень рабочего стола оператора, а на экране управляющего компьютера подсвечивается сектор на полке, из которого нужно извлечь изделие. Для упрощения поиска требуемого сектора на рабочем столе может располагаться линейка светодиодных индикаторов, которая указывает его расположение. Выгрузка производится штучно или по списку.
Зачастую для хранения комплектующих и материалов на одном предприятии используется целый комплекс оборудования, который включает в себя не только склады автоматизированного типа, но также обычные стеллажи и шкафы сухого хранения (ШСХ). В этой связи возникает необходимость учета, контроля и подбора комплектующих вне автоматизированных систем хранения. Для автоматизации этого процесса при работе со стационарными стеллажами и ШСХ применяют "световые подсказки" – модули со светодиодной индикацией. "Световые подсказки" подключаются к управляющему компьютеру, который задает алгоритмы работы и обеспечивает обмен информацией с 1С, ERP, WMS, MES и другими программами управления производством и складом.
Как правило, в таких системах используются модули европейского или азиатского производства. Однако с учетом политических и экономических реалий в мире такие решения становятся довольно дорогостоящими, а иногда и труднодоступными, поэтому компания "Совтест АТЕ" разработала собственное решение идентификации и прослеживаемости – модули световых подсказок (рис.5), которые успешно используются как на стационарных стеллажах, так и в шкафах сухого хранения, производимых под брендом "Совтест АТЕ".
Чтобы создать на предприятии единый складской комплекс, важно учитывать возможность совместной работы приобретаемой автоматизированной системы и ПО с уже имеющимися решениями. Модернизируя собственное производство в соответствии с идеями концепции "Индустрия 4.0", курская компания "Совтест АТЕ" успешно внедряет новейшие технологии контроля и управления складским хозяйством (автоматизированные системы хранения и специализированное ПО для взаимодействия со всем производственным процессом). Наш опыт подтверждает, что согласованная работа склада со всем оборудованием исключает лишние операции, минимизирует влияние человеческого фактора и обеспечивает полный контроль и учет материалов и комплектующих на предприятии.