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Las herramientas que introducen la Industria 4.0 en la producción electrónica: una panorámica detallada

on 8 marzo 2018

Con el objetivo de aumentar la competitividad o, lo que es lo mismo, de maximizar la productividad reduciendo los errores al mínimo, se está implementando en el ámbito de la producción electrónica la conocida como «Industria 4.0«. Esta cuarta revolución industrial nace para garantizar que las líneas de producción puedan gestionar ciertos aspectos relacionados con la eficencia de la misma, como la prevención de fallas o la gestión de existencias, mediante herramientas de control más sofisticadas.

Con la reciente integración de Mentor en Siemens PML, la gestión de datos de producción se convierte en el principal factor de innovación y competitividad a nivel global, al ser Siemens una de las empresas mayormente comprometidas en lo que se refiere a la introducción de la Industria 4.0.

Mentor, por su parte, ha proporcionado a Siemens PLM la suite Valor MSS, con todas las herramientas necesarias para la implementación de este nuevo modelo de industria en la fábrica electrónica.

Las herramientas para la Industria 4.0

La siguiente imagen muestra un esquema de la cadena de suministro que hace llegar el producto electrónico al mercado. Junto a cada una de las fases, aparecen señaladas las herramientas empleadas en las mismas. El proceso comienza -en la parte superior izquierda- con el diseño asistido por las herramientas para PCB Design, para después pasar a la preparación de producción y a la producción en sí. El formato de datos de referencia en esta primera parte del proceso es ODB++, que reemplaza al todavía muy difundido Gerber.

Una vez en la fábrica -parte derecha de la imagen- los datos son gestionados a través del estándar OML (Open Manufacturing Language), el cual permite la colaboración de máquinas de diferentes marcas, favoreciendo una gestión unificada de la información. La IoT Valor Box, único componente hardware, administra el flujo de datos producido por OML. A continuación, se ponen en marcha las diferentes soluciones para la administración de la planta y Big Data Analytics para gestionar la Business Intelligence.

La suite Valor MSS para la producción electrónica

Las herramientas de la suite Valor MSS para la producción electrónica

Herramientas para el diseño y la preparación de la producción de PCB

"ValorEn primer lugar, a herramienta de PCB Design que mejor se integra con la producción es Xpedition, ya que aúna la definición del proyecto a nivel del sistema y la ejecución de la producción. Las características principales de Xpedition son las siguientes: reducción de los cliclos de diseño en hasta un 50%, capacidad para ser firmemente integrada con el CAD mecánico y utilización de tecnologías patentadas únicas.
"ValorEl paso sucesivo reviste una especial importancia al consistir en la verificación del producto de cara a la producción (DFM). La herramienta principal en esta fase es Valor NPI, que favorece la realización de las comprobaciones pertinentes teniendo como base las capacidades de producción y las obligaciones y/o restricciones. Valor NPI identifica posibles errores, ocurridos también con precedencia. Otro instrumento fundamental en este punto del proceso es ODB++, capaz de dar el visto bueno al inicio de la preparación de la producción, con un solo archivo y de manera unívoca.
"ValorFrontline -fruto de una joint venture entre Mentor y Orbotech- es una buena opción en la delicada fase de introducción de nuevos productos (NPI), especialmente en la verificación y preproducción de los proyectos para la fabricación de PCB.
"ValorLa información contenida en el ODB++ se usa para la fabricación de PCB, así como para el ensamblaje. Después, Process Preparation organiza, en una sola interfaz, los datos necesarios para cada uno de los procesos que tienen lugar en la fábrica: instrucciones para el ensamblaje manual, máquinas SMT, inspecciones, pruebas. Se trata de un instrumento cuyo punto fuerte reside en el envío de las instrucciones a las máquinas en su lenguaje originario, con lo que no es necesaria la intervención manual y se reducen considerablemente los tiempos. Process Preparation puede identificar problemas antes de que ocurran gracias a la simulación que ejecuta en cada proceso y, además, en pocos minutos es capaz de cambiar la configuración de producto.
"ValorPor su parte, Production Plan es el instrumento con el que gestionar la compleja planificación de producción, la cual depende tanto de la secuencia de productos como de la necesidad de optimizar las líneas SMT. En general, al aumentar las variaciones del producto disminuye la productividad. Production Plan posibilita la precisa planificación de la secuencia de pedido y el uso de materiales para optimizar el uso de las líneas.

Herramientas para la producción de PCB

"ValorSobresale Valor IoT, al ser capaz de unificar todas las operaciones que se realizan en la fábrica o, lo que es lo mismo, de gestionar los datos con un lenguaje independiente y universal como OML. Una de las dos máquinas de hardware que conforman Valor IoT se ocupa del control de la línea de producción, mientras que la segunda recopila y transmite datos de las máquinas individuales y las diferentes interfaces. La normalización de datos, gracias a OML, posibilita gestionar la fábrica, en concordancia con el modelo que caracteriza la Industria 4.0.
"ValorExisten, además, aplicaciones dirigidas a mantener bajo control todos y cada uno de los aspectos de la producción con líneas SMT: Asset Utilization proporciona información para la verificación del uso de las líneas durante el ensamblaje; Material Verification controla el material y comprueba si existen errores, en las líneas manuales y en las automáticas; Material Management provee el abastecimiento de componentes en las líneas de manera automática, en base a las reales solicitudes de provisiones; Material Traceability rastrea la producción electrónica a nivel de componente; Quality Management se ocupa de la recopilación en automático de datos de calidad procedentes de sistemas de inspección automática y de plataformas de prueba, a través de la obtención de datos de registro generados por las máquinas; Business Intelligence captura, analiza y genera, en tiempo real, informes acerca del uso de los recursos, el seguimiento del material y los datos de calidad.
"ValorPor último, Big Data Analytics permite la obtención de informes configurables a partir de los datos generados en la propia fábrica. De este modo se identifican los indicadores de rendimiento (KPI) y se adquieren la visibilidad del flujo del producto, los resultados de las pruebas y las estadísticas, y el estado de los procesos.
"ValorLos requisitos necesarios para una implementación exitosa de estas herramientas son los siguientes:

  • el formato ODB ++, por ser el estándar que permite el intercambio inteligente de datos entre diseño y producción;
  • el lenguaje OML, por ser el formato abierto para el intercambio de datos en tiempo real a lo largo del proceso de producción de PCB.

Descarga la documentación técnica sobre el lenguaje OML, con ejemplos de soluciones reales:

OML (Open Manufacturing Language)