M
M
Neways Industrial Systems
      
Logistiek en Engineering: Het EMS-Productieproces.
Neways Industrial Systems
      
Logistiek en Engineering: Het EMS-Productieproces.
Aan het werk op de afdeling SMA. In de rekken links staan geproduceerde PCBA's, klaar voor verdere verwerking op de conventionele afdeling.
Elektronenmicroscopen geven inzicht in het allerkleinste. In complexe biologische structuren als de menselijke cel, of in de mate van succes bij het creëren van steeds kleinere structuren op een microchip. Neways Industrial Systems (NIS) draagt hieraan bij door de productie van electronische besturingskabinetten voor deze microscopen, die bestaan uit duizenden onderdelen. Het EMS (Electronic Manufacturing Services) productieproces: logistiek en automatisering, geavanceerde productie-technieken, vakkundig handwerk en bovenal: zorgvuldigheid.
Een van die onderdelen is miniscuul: de Condensator 4.7OUF 50V. Supply Chain Management is voor NIS een van de kernpunten bij de productie van complexe electronische systemen. De kleine Condensator 4.7 (met een waarde van 31 eurocent) kan als voorbeeld dienen hoe de tijdige beschikbaarheid van alle onderdelen bij deze productie essentieel is. En hoe een intelligente logistiek er uiteindelijk ook voor zorgt dat deze electronenmiscroscopen, met een waarde van miljoenen euro's, door de fabrikant (de OEM) op tijd aan haar klanten kunnen worden geleverd.
Een tape met 1000 SMD-condensatoren, ieder ter grootte van enkele millimeters.
De componentenmarkt
De keuze voor een component, zoals deze Condensator 4.7, als onderdeel voor de elektronische besturingskabinetten, is niet toevallig. Bij de keuze voor componenten komt veel kennis over de componentenmarkt kijken. Welke componenten voldoen aan de technische eisen, zijn op tijd leverbaar (en met welke leveringsbetrouwbaarheid), en hoe lang zal een component in de toekomst nog leverbaar zijn? Een goede kostprijsbeheersing vraagt zorgvuldige keuzes. Daarbij verwachten klanten in deze tijd een snellere ontwerpfase, en is de levenscyclus van veel electronische producten korter en dynamischer.
Low Volume, High Volume
De besturingskabinetten voor de technisch zeer specialistische electronenmiscroscopen kennen productieaantallen die niet boven de honderden uitkomen. Het past bij het karakter van de productiefaciliteit van Neways Industrial Systems in Son: High Mix, Low Volume. Dat kan ook de basis zijn voor het ontwikkelen van een productieproces voor producten die later in een hoog volume door NIS worden geproduceerd in de productiefaciliteiten van Neways, in bijvoorbeeld Slowakije of China. Bas Wijnands is als Outsourcing Manager verantwoordelijk voor de overdracht. Zo'n 3 tot 4 maal per jaar bezoekt hij de productielocaties in het buitenland. "Een groot deel van mijn werk doe ik vanuit Nederland. Een goede voorbereiding van de transitie hier bij NIS zorgt ervoor dat als een product eenmaal is ingeregeld, het daar wel loopt.” zegt hij. Zijn rondleiding door de (ESD-veilige) productiefaciliteit bij NIS begint in het magazijn.
Traceability
Aan het begin van de interne logistieke keten staat de aflevering van componenten door leveranciers. Daarna volgt het uitpakken, de registratie en tenslotte de opslag van de componenten in het magazijn. Geautomatiseerde traceerbaarheid is hier het sleutelwoord - ten behoeve van voorraadbeheer en -controle, de latere orderpicking voor de productie, en als onderdeel van de kwaliteitsbewaking van eindproducten. Deze 'traceability' van de verschillende productiestappen en onderdelen van een eindproduct kan zelfs tot op het componentniveau als dat van een Condensator worden uitgebreid, afhankelijk van de wensen van de klant.
Surface Mounted Assembly
De Condensator 4.7 is een Surface-Mounted Device en zal op de SMA-afdeling (Surface Mounted Assembly) automatisch op een PCB (printplaat) worden geplaatst. De PCB’s worden door externe leveranciers geproduceerd en bestaan niet uit een enkele plaat, maar uit vele PCB Layers waarin de onderlinge componentverbindingen vooraf zijn aangebracht. Na het verzamelen van de componenten voor een productiebatch worden de SMD-componenten vooraf op een vaste temperatuur gebracht, vanwege de gevoeligheid van de SMD machines. Een operator plaatst de spoelen (tapes) met condensators en andere componenten in het aanvoergedeelte van de SMD machine. De PCB’s worden vervolgens één voor een ingebracht en voorzien van een digitaal ingevoerd patroon van soldeerpasta, waarna de SMD-componenten nauwkeurig vanaf de SMD-tapes op de PCBA worden aangebracht. De zo ontstane PCBA’s worden vervolgens visueel gecontroleerd, in 2 stappen. De eerste controle wordt uitgevoerd door een computer die een opname van de PCBA vergelijkt met het bijbehorende ontwerpschema. Daarna volgt een controle door een operator, die de technische perfectie van een PCBA soms beter kan beoordelen dan een computer. Werken op de SMA afdeling vraagt veel technische kennis (veelal op HBO niveau), en ook doorzettingsvermogen om de vakkennis op te doen die nodig is om het gevoelige SMA-proces goed te laten verlopen.
1/3. Operator Miloud Berkhli aan het werk aan de SMA-lijn.
2/3. De SMD-tapes in de SMA-machine. Rechts een detailfoto van de SMD-componenten (condensatoren), ieder enkele millimeters groot.
3/3. Iedere PCBA wordt na assemblage op de SMA-lijn geautomaiseerd, optisch vergeleken met de blauwdruk, en visueel gecontroleerd door een Operator, in dit geval Ruben Xhofleer.
Conventionele componenten
De meeste PCBA's die via de Surface-Mounted Technology worden geassembleerd worden daarna door productiemedewerkers van NIS handmatig voorzien van aanvullende zogenaamde conventionele componenten. Dat vraagt een grote nauwkeurigheid en vakkennis. Alleen al voor het solderen van componenten bestaan zeer uitgebreide kwaliteitsvoorschriften. Vaak is een enkele productiemedewerker hierbij verantwoordelijk voor de volledige handmatige soldering en montage van een PCBA, hoewel op kleine schaal werkzaamheden in serie worden uitgevoerd. Naast de productie van individuele PCBA's assembleert NIS ook samengestelde units en systemen. De kabinetten die NIS aan FEI levert bevatten niet alleen de PCBA's die door NIS worden geproduceerd, maar ook hoogwaardige verbindingskabels geleverd door Neways Cable & Wire Solutions, PCBA’s en racks van andere Neways werkmaatschappijen. Ook hierbij is een goede logistieke coördinatie tussen de verschillende partners essentieel voor een tijdige levering.
Het productieproces van een complex systeem als dat van deze microscopen is binnen NIS opgedeeld in meerdere productiecycli en de bijbehorende interne orders. Zo wordt de Condensator 4.7 eerst gemonteerd op een PCBA. De PCBA's die zo zijn geproduceerd worden opgeslagen, om later in een volgende productiestap (bijvoorbeeld) te worden ingebouwd in units, en uiteindelijk in een compleet kabinet zoals dat aan de OEM (de klant) wordt geleverd. Bij elke fase krijgt een tussenproduct een nieuw registratienummer ten behoeve van de traceability.
De afdeling Unitbouw.
Logisch en functioneel testen
PCBA's en geassembleerde electronische units worden tijdens de productie op verschillende momenten zowel functioneel als logisch getest. Functionele testen richten zich voornamelijk op het foutloos functioneren van individuele componenten en de fysieke connecties daartussen. Logische testen richten zich op de de vraag of een systeem ook als geheel functioneert, en of in het ingewikkelde samenspel tussen de vele componenten geen te grote afwijkingen of deviaties ontstaan. De uiteindelijke nauwkeurigheid van bijvoorbeeld een elektronisch sensor systeem is immers afhankelijk van de optelsom van de minieme variaties in nauwkeurigheid van de individuele componenten, en een kallibratie kan nodig zijn.
Een deel van een van de kabinet-typen voor electronenmicroscopen die Neways Industrial Systems levert.
Na de montage van alle deelsystemen en verbindingen in een kabinet, en het goed verlopen van de testprogramma’s, wordt het kabinet verpakt in beschermende folies en een solide houten container, klaar voor verzending. Een eindproduct voor NIS, en een wezenlijk onderdeel voor de electronenmicroscopen, die op universiteiten en bedrijven worden opgebouwd. Diep in die installatie bevinden zich enkele condensators 4.7OUF, die net als de honderdduizenden andere componenten essentieel zijn voor het functioneren ervan. Het illustreert dat de beheersing van het logistieke proces, en de kennis van de componentenmarkt wezenlijke voorwaarden zijn voor het tot stand brengen van high-tech producten.