PCBA 제조의 소프트웨어 자동화가 혁신을 가속화하는 방법

제조는 여전히 전기 공학 사이클에서 많은 시간이 걸립니다. 이 문서에서는 소프트웨어 기반 자동화와 IIoT가 제조 프로세스를 가속화하는 데 어떻게 도움이 되는지 설명합니다.

제조업은 1980년대 이후 거의 변화가 없었습니다. 이는 설계에서 제조까지의 엔지니어링 주기가 30년 전에 그랬던 것처럼 완료하는 데 여전히 몇 달 또는 몇 년이 걸린다는 것을 의미합니다. 이 긴 처리 시간은 엔지니어의 창의성과 혁신 능력을 저해할 수 있습니다. 이 구식 프로세스를 개선하기 위해 설계자와 제조업체는 소프트웨어 기반 자동화와 산업용 사물 인터넷(IIoT)을 찾고 있습니다.

수백 개의 IIoT 연결 장치가 함께 작동하여 데이터를 수집하고 공유하면서 공장이 더욱 정교해졌습니다. 제조업체는 소프트웨어 자동화와 결합하여 IIoT 기반 네트워크를 활용하여 운영을 최적화하고 새로운 효율성을 찾아 궁극적으로 더 많은 혁신을 장려하고 있습니다.

그림 1. Tempo의 PCBA 제조 시설 내부.

그러한 제조업체 중 하나는 프로토타입 병목 현상을 완화하기 위해 PCBA 제조 시설에 소프트웨어 자동화를 포함하기 위해 노력하고 있는 Tempo입니다.

설계, 구축 및 테스트 주기

프로토타입을 제조하기 위해 제조업체와 엔지니어는 DBT(설계, 제작, 테스트) 주기에서 함께 작업합니다(그림 12. 이 프로세스에서 엔지니어는 먼저 자신의 디자인을 만들고 제작을 위해 디자인을 제조업체에 보내고 완료되면 초기 프로토타입에서 제조업체는 테스트를 위해 제품을 엔지니어에게 다시 보냅니다.

그림 2. 디자인, 빌드, 테스트(DBT) 주기는 프로토타입 프로세스에서 매우 중요합니다.

엔지니어가 이 주기를 통해 설계를 보낼 때마다 아이디어가 검증되고 결함이 식별되며 솔루션이 발견됩니다. 최고의 최종 제품을 만들기 위한 엔지니어의 탐구에서 이 시퀀스는 종종 연속 루프에서 발생하여 프로토타입의 여러 반복을 생성하고 여러 사이클을 통해 연소됩니다.

기존 제조 방식에서는 이 프로세스가 몇 주 또는 몇 달 동안 늘어날 수 있습니다. 전자 제품 및 PCBA(인쇄 회로 기판 어셈블리) 제조의 경우 특히 느립니다.

몇 초 만에 프로토타입을 만들 수 있는 소프트웨어 엔지니어나 3D 프린팅으로 몇 시간 안에 프로토타입을 만들 수 있는 기계 엔지니어와 달리 전기 엔지니어는 빌드 단계가 더 연장되어 프로토타입이 실현될 때까지 몇 주를 기다려야 합니다.

지연의 가능한 원인

전기 엔지니어의 경우 여러 가지 이유로 지연이 발생할 수 있습니다. 가장 일반적으로 오류는 제조업체에 전송되는 정보가 손실되거나 잘못 해석되거나 잘못 변경될 때 발생합니다. 질문을 해결하고 정보를 전달하는 데 며칠이 더 걸릴 수 있으므로 이러한 오류를 수정하면 지연이 더욱 늘어날 수 있습니다. 또한 엔지니어와 제조업체 간의 의사 소통이 가장 느리고 최악의 경우 존재하지 않기 때문에 엔지니어는 종종 이 프로세스가 진행되는 동안 어둠 속에 남겨집니다.

전통적인 전자 제조 공정은 연결 부족으로 인해 더욱 느려집니다. 종종 공장을 구성하는 기계와 사람은 모두 아날로그이고 연결이 끊어져 공장을 고립된 기술의 섬으로 만듭니다. 이렇게 하면 작업 속도가 느려질 뿐만 아니라 엔지니어가 DBT 주기의 빌드 단계에서 제외됩니다. 설계 결과에 대한 통찰력이 없으면 엔지니어가 향후 반복을 위해 설계를 신속하게 개선하기가 더 어렵습니다.

PCBA 제조를 가속화하고 전기 엔지니어가 설계를 더 빠르게 반복할 수 있도록 하기 위해 공장의 소프트웨어 기반 자동화가 솔루션을 제공합니다.

더 빠른 프로토타이핑을 가능하게 하는 스마트 팩토리

IIoT 네트워크와 소프트웨어 자동화를 활용하는 새로운 프로세스를 통해 스마트 공장은 전통적으로 느린 PCBA 제조 주기에 혁명을 일으키고 있습니다.

예를 들어, 종단 간 소프트웨어 자동화는 엔지니어의 설계에서 연결된 공장 현장의 기계와 사람으로 정보의 흐름을 자동화하는 "디지털 스레드"를 생성합니다. 이를 통해 전기 엔지니어는 제작 프로세스 전반에 걸쳐 제조업체와 직접 통신하여 PCB 어셈블리에서 더 높은 품질, 속도 및 정확도로 DBT 주기를 완료할 수 있습니다.

이러한 유형의 IIoT 네트워크 및 소프트웨어 자동화는 공장의 연결 부족 문제를 해결하여 운영을 간소화하는 데도 도움이 됩니다. 공장에 로봇 그룹과 사람들이 바닥에서 함께 일하고 있다고 상상해보십시오. 아날로그인 경우 통신이 느리고 비효율적입니다. 그러나 공장이 운영 전반에 걸쳐 IIoT 장치를 통합하면 모든 다양한 제어 시스템을 자동으로 구성, 운영 및 모니터링할 수 있습니다. 일부 스마트 공장은 또한 IIoT를 사용하여 공장 현장에서 일하는 모든 사람과 모든 시스템 및 기계를 자동으로 연결합니다. 이는 일상적인 작업에 추가적인 효율성을 제공하는 순환 연결 네트워크를 생성합니다.

스마트 팩토리의 새로운 모델은 데이터를 수집하고 공유하여 지속적으로 개선함으로써 운영을 더욱 간소화합니다. 예를 들어 센서가 연결된 스마트 팩토리는 온도, 습도, 장비 상태, 작업 진행 상황 및 보고된 결함과 같은 요소를 모니터링할 수 있습니다. 그런 다음 이 모든 데이터를 제조업체에 다시 제공하여 공장 운영 방식을 평가하고 빌드 프로세스를 최적화하는 새로운 방법을 찾을 수 있습니다.

PCBA 제조에서 소프트웨어 자동화 활용

항공 우주, 의료 기술, 산업 및 자동차를 포함한 많은 경쟁 산업이 PCBA에 의존합니다. 그러나 기존 PCBA 제조업체는 프로토타입을 신속하게 처리할 수 없으므로 제품 개발에 병목 현상이 발생하고 엔지니어가 더 빠르게 반복하고 더 많이 혁신할 수 없습니다. 소프트웨어 자동화와 IIoT 네트워크를 함께 활용함으로써 새로운 스마트 공장 제조업체는 전기 엔지니어를 괴롭히는 기존 PCBA 제조 절차의 많은 문제를 해결할 수 있습니다.

직장에서 PCBA 스마트 공장의 예

Tempo는 디지털 스레드에서 실행되는 PCBA 스마트 공장을 만들어 고객 참여, 주문 처리, 부품 소싱, 공장 운영 및 완성된 PCBA의 선적을 하나의 연속 사이클로 연결합니다. 이를 통해 Tempo는 다른 제조업체의 일반적인 몇 주가 아닌 며칠 만에 매우 복잡한 인쇄 회로 기판 어셈블리를 구축하고 제공할 수 있습니다.

그림 3. Tempo의 PCBA 스마트 공장 내부

견적 및 주문을 위한 사용자 프론트엔드와 공장 운영을 위한 백엔드 모두에서 소프트웨어를 활용함으로써 Tempo의 스마트 공장은 엔지니어에서 제조업체로, 그리고 다시 그 반대로 투명하고 중단되지 않는 데이터 흐름을 생성할 수 있습니다. 이를 통해 전기 엔지니어는 프로토타입의 진행 상황에 대한 더 나은 통찰력을 얻을 수 있어 DBT 주기를 크게 단축할 수 있습니다.

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