关注每个贴装元件的成本以提供生产的经济效益
上一篇 / 下一篇 2008-06-02 15:58:17 / 个人分类：知识
为多品种和高产量应用投资购买 SMT 机器时，转换时间和操作员要求等因素通常被忽视。相反，机器的标称速度和占地面积要求等因素通常被优先考虑。但是，在为多品种和高产量应用（尤其是在工资水平高的国家进行多品种生产）购买 SMT 机器时，优先考虑转换时间和操作员要求是更经济实惠的方式，这是一个被证明行之有效的事实。
没有比 SMT 生产线静静闲置更可惜的事情了。不幸的是，对于多品种生产的制造商，这是经常发生的事情。下一次走进多品种 SMT 工厂时，请您关注实际上有多少台机器正在贴装元件？我可以向您保证没有多少台。那么，这是为什么呢？一个原因是，虽然当今的高速贴片机是非常优秀的机器，但它们不是为处理小批量（每天需要多次转换）而设计的。另一个原因可能是转换时间太长。但是，答案通常并不为人所知，在全球有多少台机器就有多少种解释。因此，究竟是什么原因浪费了时间，当批量仅有 10 个基板时如何能够降低每个元件的贴装成本 (CMC) 呢？
关注 CMC（贴装元件的成本）
计算机器收益率（随时间）的最佳方式是计算每个元件的贴装成本 (CMC)。不幸的是，许多 SMT 生产商（尤其是在多品种环境中）不知道低转换时间和操作员要求等因素如何可以提高收益。如果关注的参数不正确，CMC 将会不必要地提高而且不精确。目前，不但降低多品种生产的 CMC 非常重要，而且随着行业的发展，还必须满足更小封装和更大基板尺寸等新要求。因此，设备供应商还必须制定降低 CMC（随时间）的计划。
如果 SMT 生产商要求 SMT 设备供应商标明机器实际成本（随时间）并分解为 CMC，就会很容易地为它们的应用找到经济实惠的设备。目前，在技术规格和炫耀式的销售资料中并没有指明每个元件贴装的实际成本。但是，如果有一种方法可以分解操作员要求、占地面积、实际速度、转换时间以及零备件成本等多种因素，CMC 就会变明晰，并且可以作为在相同应用中比较各种机器的通用标准。这种方法最终会使整个行业受益。
MYDATA automation 已经开发了一个通用软件工具，用于计算和分析每个贴装元件的成本，而不需考虑个别的设备供应商。通过输入 SMT 生产商的制造数据，它能够方便地找到浪费时间的最大因素以及最实质的成本在哪里。大多数人只是谈论这些问题，但很少有人尝试量化它们并将它们落实到纸上。
在本文中，我们将使用 MYDATA 的通用软件工具研究三个案例，批量大小分别是 10、50 和 200 个基板。我们的目标是证明在购买 SMT 机器时，哪些因素最有效并影响多品种和高产量应用的 CMC。
量化很关键
关键之处在于通过计算来分析生产环境和贴片机特性。每个人都会谈论占地面积成本以及它如何影响总的生产效益。实际上是这样吗？我们之中有多少人相信最快的机器就是标称速度最快的机器，而不相信是在一周之内生产基板数量最多的机器？
在每个贴片元件成本的计算模型中，会考虑初期投资、折旧和利率等经济因素。它还会根据不同元件的生产节拍时间计算机器的实际产量。例如，对于包含大量细间距设备的基板来说，其装配速度通常会慢于仅包含片状元件的基板。最后，还需要键入年度生产输入数据。SMT 生产商需要添加每年贴片元件数、工时数以及不同节拍时间等信息。软件随后计算实际产量。得到的输出等于生产的基板数、其它事情浪费的停机时间以及总计的 CMC。模型中还会考虑到操作员要求、返工以及零备件成本等价值。
请注意，此模型决不仅限于 MYDATA 机器。生成的结果适用于所使用的任何类型的贴片机。所有结果都与每年装配的元件数有关，这是一个反映生产的基板数和底线的图形。
可以方便地模拟不同的案例。每次修改输入数据的一个参数，然后就可以分析输出结果的变化。这样，就能确定影响输出的最重要因素，从而决定购买哪种贴片机。
下面的算法基于以下假设：
每年可能的生产时间 = 2880 小时，两班制。
内部利率是 8%，折旧是四年。
生产的基板包含片状元件和细间距元件，共 273 个部件。
操作员成本是每小时 30 欧元，占地面积成本是每年每平方米 500 欧元。
生产线中有两台贴片机，平衡因子为 80%。.
如上所述，我们将研究三个案例，批量大小分别是 10、50 和 200 个基板，以反映不同级别的多品种生产。
可变的输入数据包括转换时间、初期投资成本、操作员要求、实际速度以及占地面积。例如，图 1 显示 CMC 结果，并且当修改指定的输入后发生变化。这些结果按百分比变化绘制成图，能够方便地互相比较不同的输入。此图以线条形式显示每个单独输入，x 轴表示输入值的变化， y 轴上绘制结果。
可变的输入参数定义如下：
转换时间 – 在批次之间进行设置和编程而花费的时间。
操作员 – 运行设备所需的操作员数。
产量 – 每个机器处理指定基板的实际速度。
机器投资 – 购买机器及附件时花费的初期投资。
占地面积 – 机器及附件所需的占地面积
线条斜率越大，输入变量的变化对结果影响越大，即较大斜率的线条代表更重要的输入。
在这里，转换时间被看作是因为更换批次而导致的机器工作时间之间的总计时间。有时，该时间会由于等待元件或其它外在因素而延长。减少此类等待时间与贴片机本身导致的转换时间同等重要。
最快转换时间的重要性。
第一个案例模拟批量大小为 10 个基板的情况（生成下面的图 1）。请看图 1，您会发现斜率最大的线条是描述转换时间的线条。在批量大小为 10 个基板的多品种合环境中，转换时间的微小改进（如缩短 20%）意味着每个贴装元件的成本降低 17%。与此对照，机器的产量提高 20% 仅导致每个贴装元件的成本降低 2%。
将转换时间从 60 分钟缩短至 10 分钟，意味着 CMC 可以降低约 70%。与提高产量相比，这种降低程度非常显著；假设产量提高 50%，从 10,000 CPH 提高至 15,000 CPH，也只能使 CMC 降低 5%。
在降低 CMC 方面，操作员要求是第二个最重要的因素。如果机器使用困难并且软件复杂，则需要使用多个操作员来实现更短的转换时间。这会增加人力成本；例如，当需要增加第三个操作员来使用机器时，成本会增加 25%。
请看图，在此多品种生产环境中，机器投资和占地面积要求没有什么重要意义。机器投资增加 +30% 仅会导致 CMC 增加 7%。
不要忘记操作员成本
当批量大小增加到 50 个基板（下面的图 2）时，数据输入之间的关系会发生明显变化。
产量为 5,000 CPH（而不是 10,000 CPH）意味着 CMC 增加 40%。如果产量这样低的话，甚至比转换时间还明显。转换时间从 60 分钟缩短至 10 分钟意味着 CMC 将降低 40%。
如果我们看看高产量一端的情况，会发现相对增益随着数量增加而降低。从 13,000 CPH 到 15,000 CPH，CMC 分别降低 10% 和 14%。
相比而言，更重要的是操作员要求。在这里，使用一个（而不是两个）操作员时，CMC 降低 25%。
此外，在此案例中，机器投资和占地面积对最终结果的影响相对很小。占地面积降低 50% 时，CMC 仅会降低 3%。为什么呢？
答案在于总计生产成本，其中工资占 69%，资本成本占 24%，占地面积成本占 7%。输入在总成本中所占的比重越大，其变化就越明显。这就是图表中操作员成本线条比其它线条斜率大的原因。
此外还请注意，批量大小并不影响这种关系。生产成本与生产量没有直接关系。无论如何，操作员、机器和占地面积都是必不可少的。因此，生产成本的增加必将直接影响到 CMC。见等式 1。
等式 1：
CMC = 生产成本/已贴装元件数
观察中等品种环境中的慢速机器。
在批量大小为 200 个基板的中等品种生产环境中，有一点非常清楚，即机器实际产量为 5,000 CPH（而不是 10,000 CPH）时，会导致 CMC 明显增加 - 大约 65%。
产量和 CMC 之间的关系是反比关系，当产量接近 15,000 CPH 时曲线斜率并不大。与上面的增加 65% 相比，产量从 10,000 CPH 提高到 15,000 CPH 时，CMC 会降低 20%。由此得出的结论是，与投资更多资金购买一台产量为 15,000 CPH（而不是 10,000 CPH）的机器相比，寻找一台仅需要一个操作员（而不是两个）的 SMT 机器更重要。
在此案例中，机器投资、转换时间和占地面积没有标称速度和操作员要求重要。
此外，为了研究少品种案例的情况，还模拟了参考批量大小为 5000 个基板的情况。请参见表 1。正如预期的那样，在这里产量比转换时间更重要。尽管如此，降低操作员要求仍然非常重要。
没有比 SMT 生产线静静闲置更可惜的事情了。不幸的是，对于多品种生产的制造商，这是经常发生的事情。下一次走进多品种 SMT 工厂时，请您关注实际上有多少台机器正在贴装元件？我可以向您保证没有多少台。那么，这是为什么呢？一个原因是，虽然当今的高速贴片机是非常优秀的机器，但它们不是为处理小批量（每天需要多次转换）而设计的。另一个原因可能是转换时间太长。但是，答案通常并不为人所知，在全球有多少台机器就有多少种解释。因此，究竟是什么原因浪费了时间，当批量仅有 10 个基板时如何能够降低每个元件的贴装成本 (CMC) 呢？
关注 CMC（贴装元件的成本）
计算机器收益率（随时间）的最佳方式是计算每个元件的贴装成本 (CMC)。不幸的是，许多 SMT 生产商（尤其是在多品种环境中）不知道低转换时间和操作员要求等因素如何可以提高收益。如果关注的参数不正确，CMC 将会不必要地提高而且不精确。目前，不但降低多品种生产的 CMC 非常重要，而且随着行业的发展，还必须满足更小封装和更大基板尺寸等新要求。因此，设备供应商还必须制定降低 CMC（随时间）的计划。
如果 SMT 生产商要求 SMT 设备供应商标明机器实际成本（随时间）并分解为 CMC，就会很容易地为它们的应用找到经济实惠的设备。目前，在技术规格和炫耀式的销售资料中并没有指明每个元件贴装的实际成本。但是，如果有一种方法可以分解操作员要求、占地面积、实际速度、转换时间以及零备件成本等多种因素，CMC 就会变明晰，并且可以作为在相同应用中比较各种机器的通用标准。这种方法最终会使整个行业受益。
MYDATA automation 已经开发了一个通用软件工具，用于计算和分析每个贴装元件的成本，而不需考虑个别的设备供应商。通过输入 SMT 生产商的制造数据，它能够方便地找到浪费时间的最大因素以及最实质的成本在哪里。大多数人只是谈论这些问题，但很少有人尝试量化它们并将它们落实到纸上。
在本文中，我们将使用 MYDATA 的通用软件工具研究三个案例，批量大小分别是 10、50 和 200 个基板。我们的目标是证明在购买 SMT 机器时，哪些因素最有效并影响多品种和高产量应用的 CMC。
量化很关键
关键之处在于通过计算来分析生产环境和贴片机特性。每个人都会谈论占地面积成本以及它如何影响总的生产效益。实际上是这样吗？我们之中有多少人相信最快的机器就是标称速度最快的机器，而不相信是在一周之内生产基板数量最多的机器？
在每个贴片元件成本的计算模型中，会考虑初期投资、折旧和利率等经济因素。它还会根据不同元件的生产节拍时间计算机器的实际产量。例如，对于包含大量细间距设备的基板来说，其装配速度通常会慢于仅包含片状元件的基板。最后，还需要键入年度生产输入数据。SMT 生产商需要添加每年贴片元件数、工时数以及不同节拍时间等信息。软件随后计算实际产量。得到的输出等于生产的基板数、其它事情浪费的停机时间以及总计的 CMC。模型中还会考虑到操作员要求、返工以及零备件成本等价值。
请注意，此模型决不仅限于 MYDATA 机器。生成的结果适用于所使用的任何类型的贴片机。所有结果都与每年装配的元件数有关，这是一个反映生产的基板数和底线的图形。
可以方便地模拟不同的案例。每次修改输入数据的一个参数，然后就可以分析输出结果的变化。这样，就能确定影响输出的最重要因素，从而决定购买哪种贴片机。
下面的算法基于以下假设：
每年可能的生产时间 = 2880 小时，两班制。
内部利率是 8%，折旧是四年。
生产的基板包含片状元件和细间距元件，共 273 个部件。
操作员成本是每小时 30 欧元，占地面积成本是每年每平方米 500 欧元。
生产线中有两台贴片机，平衡因子为 80%。.
如上所述，我们将研究三个案例，批量大小分别是 10、50 和 200 个基板，以反映不同级别的多品种生产。
可变的输入数据包括转换时间、初期投资成本、操作员要求、实际速度以及占地面积。例如，图 1 显示 CMC 结果，并且当修改指定的输入后发生变化。这些结果按百分比变化绘制成图，能够方便地互相比较不同的输入。此图以线条形式显示每个单独输入，x 轴表示输入值的变化， y 轴上绘制结果。
可变的输入参数定义如下：
转换时间 – 在批次之间进行设置和编程而花费的时间。
操作员 – 运行设备所需的操作员数。
产量 – 每个机器处理指定基板的实际速度。
机器投资 – 购买机器及附件时花费的初期投资。
占地面积 – 机器及附件所需的占地面积
线条斜率越大，输入变量的变化对结果影响越大，即较大斜率的线条代表更重要的输入。
在这里，转换时间被看作是因为更换批次而导致的机器工作时间之间的总计时间。有时，该时间会由于等待元件或其它外在因素而延长。减少此类等待时间与贴片机本身导致的转换时间同等重要。
案例 1
最快转换时间的重要性。
第一个案例模拟批量大小为 10 个基板的情况（生成下面的图 1）。请看图 1，您会发现斜率最大的线条是描述转换时间的线条。在批量大小为 10 个基板的多品种合环境中，转换时间的微小改进（如缩短 20%）意味着每个贴装元件的成本降低 17%。与此对照，机器的产量提高 20% 仅导致每个贴装元件的成本降低 2%。
将转换时间从 60 分钟缩短至 10 分钟，意味着 CMC 可以降低约 70%。与提高产量相比，这种降低程度非常显著；假设产量提高 50%，从 10,000 CPH 提高至 15,000 CPH，也只能使 CMC 降低 5%。
在降低 CMC 方面，操作员要求是第二个最重要的因素。如果机器使用困难并且软件复杂，则需要使用多个操作员来实现更短的转换时间。这会增加人力成本；例如，当需要增加第三个操作员来使用机器时，成本会增加 25%。
请看图，在此多品种生产环境中，机器投资和占地面积要求没有什么重要意义。机器投资增加 +30% 仅会导致 CMC 增加 7%。
案例 2
不要忘记操作员成本
当批量大小增加到 50 个基板（下面的图 2）时，数据输入之间的关系会发生明显变化。
产量为 5,000 CPH（而不是 10,000 CPH）意味着 CMC 增加 40%。如果产量这样低的话，甚至比转换时间还明显。转换时间从 60 分钟缩短至 10 分钟意味着 CMC 将降低 40%。
如果我们看看高产量一端的情况，会发现相对增益随着数量增加而降低。从 13,000 CPH 到 15,000 CPH，CMC 分别降低 10% 和 14%。
相比而言，更重要的是操作员要求。在这里，使用一个（而不是两个）操作员时，CMC 降低 25%。
此外，在此案例中，机器投资和占地面积对最终结果的影响相对很小。占地面积降低 50% 时，CMC 仅会降低 3%。为什么呢？
答案在于总计生产成本，其中工资占 69%，资本成本占 24%，占地面积成本占 7%。输入在总成本中所占的比重越大，其变化就越明显。这就是图表中操作员成本线条比其它线条斜率大的原因。
此外还请注意，批量大小并不影响这种关系。生产成本与生产量没有直接关系。无论如何，操作员、机器和占地面积都是必不可少的。因此，生产成本的增加必将直接影响到 CMC。见等式 1。
等式 1：
CMC = 生产成本/已贴装元件数
案例 3
观察中等品种环境中的慢速机器。
在批量大小为 200 个基板的中等品种生产环境中，有一点非常清楚，即机器实际产量为 5,000 CPH（而不是 10,000 CPH）时，会导致 CMC 明显增加 - 大约 65%。
产量和 CMC 之间的关系是反比关系，当产量接近 15,000 CPH 时曲线斜率并不大。与上面的增加 65% 相比，产量从 10,000 CPH 提高到 15,000 CPH 时，CMC 会降低 20%。由此得出的结论是，与投资更多资金购买一台产量为 15,000 CPH（而不是 10,000 CPH）的机器相比，寻找一台仅需要一个操作员（而不是两个）的 SMT 机器更重要。
在此案例中，机器投资、转换时间和占地面积没有标称速度和操作员要求重要。
此外，为了研究少品种案例的情况，还模拟了参考批量大小为 5000 个基板的情况。请参见表 1。正如预期的那样，在这里产量比转换时间更重要。尽管如此，降低操作员要求仍然非常重要。
结论
除了批量大小外，共同因素包括操作员要求、机器投资和占地面积要求。
如果选择只需一个（而不是两个）操作员的机器，可以将 CMC（贴装元件的成本）降低 25%。另一个解决方案是在工资水平低的国家进行生产制造。但是，多品种生产的产品通常非常先进，要求生产和后勤必须严格按时进行，不能有任何耽搁。这使得多品种生产在工资水平高的国家不断增长。因此，在选择贴片机时，必须重点考虑操作员要求。
MYDATA 通过以下方式解决了这些问题：
· 使多品种和高产量部分具有最高优先级。
· 分析那些决定生产成功与否的重要因素。
· 在机器、软件和外部联合中实施分析。
· 不断重复步骤 2 和步骤 3，使解决方案随着时间的推移不断发展完善。
根据分析，将工作重点放在使机器尽可能自动化和人性化方面。这样不但能缩短设置和转换时间，而且可以降低操作员要求。对于制造公司，这会使 CMC 产生事半功倍的效果。
这证明了一点：源于灵活机器概念的基本结构，在低转换时间和操作员要求之间存在一种相互关系。如果从一开始就考虑到这些问题，那么设计出来的机器概念必将在实际生产过程中取得良好的人力成本效益。
因此，在为多品种和高产量应用（尤其是在工资水平高的国家进行多品种生产）购买 SMT 机器时，优先考虑转换时间和操作员要求是更经济实惠的方式，这是一个被证明行之有效的事实。
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引用
删除
jessica.ben / 2008-06-08 19:21:43
- 今天方知SMT设备选择竟然如此重要，多谢楼主．
-
引用
删除
jessica.ben / 2008-06-08 19:21:06
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评 5 分
