当前位置: 首页 > 城镇建设 > 2020年7期 > 电装产品贴装效率优化研究

城镇建设【2020年第07期】

  • ID:271743
  • 浏览:1240
  • 学科:市政工程
  • 更新时间:2020-05-28 19:22:20
  • 期刊: 城镇建设
内容简介
《城镇建设》是由中国出版传媒股份有限公司主管、中国大百科全书出版社有限公司主办,国际标准连续出版物号ISSN 2096-6539,国内统一连续出版物号CN10-1589/TU。本刊是面向国内外公开发行的国家级综合性工程学术期刊,以服务于广大工程建设科技人员、管理者,促进国内外工程建设学术交流与发展为宗旨。

电装产品贴装效率优化研究

2019/8/9 15:17:00 市政工程 展亚鸽
资料简介

摘要 : 在生产效率在稳定的情况前提下采用仿真方法分析贴片生产线绩效,提高贴片生产线的生产效率,寻找新的优化方法。

电装产品贴装效率优化研究

展亚鸽

中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 河南洛阳 471000

摘要: 在生产效率在稳定的情况前提下采用仿真方法分析贴片生产线绩效,提高贴片生产线的生产效率,寻找新的优化方法。

关键词:电子装配;效率优化;

电子技术的发展日新月异, 元器件尺寸越来越小、种类越来越多,由此带来电子装配技术的高密度、集成化。电子装配所涉及的知识将更多,同时随着市场竞争的越来越激烈,电子设备结构复杂与改型快的矛盾、预研与实际生产之间的矛盾也将表现地更加突出。

首先,通过仿真器的运行,结合通常的工业工程的方法,大幅度提高了贴片生产线的生产效益,取得了可观的经济效益。然后,根据仿真器运行的结果,我们给客户提出新的解决方案,减少每条生产线的模组数量,相应减短贴片生产线的长度,提高贴片生产线的效率。其中,通过重新组合多余的贴片模组,建立新的标准贴片生产线和相对较短的生产线,提高整个工厂的生产能力。

目前,在航空、航天、船舶、兵器、军事装备等领域,仿真技术得到了迅猛推广,系统建模与仿真技术在国防军工企事业单位及电力、石油等制造行业得到了广泛应用。目前仿真技术不仅在军事领域,在许多非军事领域也到了广泛的应用。例如:在军事领域中的训练仿真、武器型号采办全过程和作战仿真;商业领域中的商业活动预测、决策、规划、评估,游戏;工业领域中的工业系统规划、研制、评估及模拟训练;农业领域中的农业系统规划、研制、评估, 灾情预报、分析系统,环境保护;在交通领域,驾驶模拟训练和交通管理中的应用;医学领域中的临床诊断及医用图像识别,等等。不难预见,仿真技术将来在军用和民用、工程和非工程、生物和非生物、微观和宏观、思维和实践、主观和客观、个体和群体、系统和环境等领域继续获得广泛及深入的应用。

自 20 世纪 50 年代以来,许多企业都非常注重仿真技术的发展与应用,建模与仿真技术在许多领域的系统规划、分析、设计、实施、维护、管理、人员训练等方面发挥了重要的作用。随着三维 CAD/CAM 技术在制造企业中的普及,如何利用数字化技术缩短产品研发周期,降低研发成本,提高产品质量,已成为增强企业核心竞争力的关键。企业必须革新现有的开发手段采用数字化仿真模拟技术。经过几十年的发展,数字化仿真模拟技术在航空航天、机械、汽车、电子电器、工模具制造、船舶、新材料等领域获得了广泛的应用,正逐步成为制造业信息化深入应用的关键技术。然而,与世界水平相比,中国制造业数字化仿真技术的应用还远远不够深入,制造企业了解、掌握和应用 CAE 的程度远远低于 CAD、PDM 等其他技术,重视程度也远远不够,人才也较为稀缺。中国要实现制造强国的梦想,必须重视培养企业的自主创新能力,而仿真分析相关技术是自主创新的重点。

随着电子产品组装技术的发展,对现代电子产品模块化、复合化、智能化以及可靠性等方面都提出了越来越高的要求。表面贴装技术(Surface Mounted Technology,SMT)的应用符合电子装备制造的发展方向,为上述要求提供了有效的解决途径。SMT 是将电子元器件贴装在印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)表面,随之利用锡膏焊接技术将元器件固定于 PCB 表面的一种制造急速,是目前电子组装行业中最流行的一种技术和方法。在整个 SMT 生产线的设备中,贴片机是最核心的设备。由于印制板元件贴装是生产流程中耗时最多的步骤,因此贴片机贴装过程是整个 SMT 生产线工作效率的瓶颈,根据不同的生产情况,确定使用何种结构类型何种型号的贴片机来适应相应的贴装生产要求,如何优化贴装工艺流程和贴片机贴片速度来提高生产效率,同时贴装数据实时可查,从而对整个贴片工序的状态有一个清晰的反馈,这三点在 SMT 生产中是很有意义的。贴片机是表面贴装生产线中的重要设备,研究其生产过程,进行军工电子产品生产环境下的贴片机的选型,工艺优化和数据统计三方面的研究,并广泛应用到航空航天等军工电子产品生产与管理中,可以提高生产效率,节约投资,为国防科技事业作出贡献。

目前的研究集中在贴片机本身吸取贴放过程速度的优化,把贴片机贴装优化问题分解为两个子问题:贴装路径优化问题(Component Placement Sequence Problem,CPSP)和供料器配置问题(FeederAssignment Problem,FAP),两个子问题都属于 NP-Hard 问题,具有高维数、离散和非线性的特点,求解空间较大,因此目前研究集中在群体智能优化算法。有些人将上述两个子问题综合起来研究。因为元件贴放顺序和供料器配置是紧密相关的。R.Kumar 和 H.Li 针对机器人贴片的情况提出了优化模型和方法,这相当于只有一个贴片头的情况,并用混合整数线性规划的数学模型来解决供料器分配问题和取贴顺序问题。Burak kazaz 和 Kemal Altinkemer 针对旋转头式的贴片机建立了整体模型,将这个问题归类于为车辆调度问题,Edmund K.Burke 和 Peter I.Cowling 为多头拱架型贴片机建立了一种整体模型来同时解决这两个问题,提出了一种启发式和后启发式的算法,即先用启发式算法生成可行性方案,然后用可变近邻搜索后启发式算法进行局部搜索来改善结果

以人为主的交互式工艺设计 这种模式下人是工艺设计的主体, 而计算机只是最大限度地辅助工艺员进行工艺编制, 减少工艺员事 务性的劳动 , 但并不参与决策的过程 。该工艺设计模 式适用于工艺编制复杂、工艺流程不确定的整机装配工艺 。根据整机装配工艺的编制过程 , CAPP在这种 模式下应主要完成一些辅助性工作。

现代电子设备普遍采用 SMT 技术, 实现各种复杂功能。 随着器件封装技术的不断发展, 并向着小型化高密度封装不 断推进,元器件制造得越来越小,使电子设备小型化、轻量化、 多功能化和高可靠性得以实现。 这促使现代电子装联工艺技 术从 SMT 向后 SMT 发展。电子产品组装涉及到的元器件朝着小型化发展,并且元器件具有引脚多、细间距的特点,对贴片机的速度和精度要求越来越高,但速度与精度与速度是需要折衷考虑的。高速机往往精度不够高,而专用高精度贴片机的贴片速度不会太高。随着科技进步,现在市面上有一些厂商开始推出一体式多功能贴片机,使 SMT 生产线只由一台贴片机组成成为可能。如何使用一台多功能贴片机在保持较高贴片速度的情况下,更快更好的完成元件的贴装,减少投资,适应军工电子产品多品种小批量且任务节点要求紧等科研试验及生产环境是是现在研究的热点和难点。

人们对电子产品追求微型化、薄型化、更高性能等要求永无止境,现有装联工艺技术终极发展对此有些无能为力,未来 电子元气件、封装、安装等产业将发生重大变革,将由芯片封装安装→再到整机的由前决定后的垂直生产链体系,转 变为前后彼此制约的平行生产链体系, 工艺技术路线也必将 作出重大调整,以适应生产链的变革;PCB、封装和器件将融 合成一体,传统的使用机械凿刻(通过化学反应)最终达到非 常小尺度的工具不再有优势。 电子装联工艺技术逐渐放弃以 往的工具、技术和模型,最终将沿着分子生物学的线索走向分 子水平。

[1]余国兴.现代电子装联工艺基础[M].西安电子科技大学出版社,2007,5.

[2]樊融融.现代电子装联工艺工程应用 1100 问[M].电子工业出版社, 2013,10.