Urządzenia technologiczne do produkcji elektroniki

Nowe inwestycje w zakresie urządzeń do produkcji elektroniki często wiążą się z poprawą szeroko rozumianej jakości. Firmy EMS i OEM inwestują znaczną część wypracowanych zysków i przykładają dużą wagę do rozwoju posiadanej technologii produkcji w stronę jej większego zaawansowania, powtarzalności, dokładności i precyzji, a także do minimalizacji braków i problemów technicznych powstających przy produkcji, jednym słowem "w jakość". Takie są wymagania klientów krajowych i zagranicznych. Bez dobrej jakości nie da się też uzyskać niskich cen z uwagi na straty w materiałach. Im bardziej zaawansowana elektronika, mniejsze komponenty, bardziej upakowane ścieżki na płytce, tym zapewnienie jakości staje się trudniejsze, bo proces zaczyna się ocierać o możliwości technologiczne maszyn i parametry graniczne materiałów lub też przestaje zapewniać wystarczającą wydajność. W efekcie konieczne stają się inwestycje w nowszy i tym samym bardziej zaawansowany sprzęt lub jest niezbędna rozbudowa o kolejną linię technologiczną lub jakiś element z nią związany.

Kontrola jakości musi być realizowana za pomocą urządzeń AOI, SPI i testów ICT/FCT. Walka o jakość to także traceability. Pod tym pojęciem kryje się możliwość prześledzenia krok po kroku poszczególnych etapów procesu technologicznego. Taki zapis czynności, w połączeniu z parametrami procesu, obsługą, materiałami wykorzystanymi w produkcji (numery partii i produktu) jest podstawowym źródłem danych dla zakładowego systemu kontroli jakości, pozwalając w kolejnym kroku na doskonalenie procesu. Elementem jakości jest też zwiększająca się popularność lakierowania płytek dla poprawy odporności środowiskowej, w tym tworzenia pokryć selektywnych oraz urządzeń do przechowywania podzespołów w kontrolowanej atmosferze. Normalnością jest przestrzeganie norm i stosowanie się do standardów IPC. To wszystko są atrybuty zaawansowania technologicznego i jakości w produkcji, które dopiero wdrożone razem są w stanie przynieść pożądany efekt.

Najważniejsze cechy ofert brane pod uwagę przy inwestycji w urządzenia do produkcji elektroniki

 

W zestawieniu najważniejszych dla klientów cech ofert branych pod uwagę przy kupowaniu urządzeń do produkcji elektroniki cena jest dopiero siódmym czynnikiem decyzyjnym. To jest rekord naszych zestawień, bo we wszystkich innych branżach i sektorach jest istotnie większe. W tym przypadku cena postrzegana jest przez pryzmat całkowitych kosztów posiadania, a one dla urządzeń produkcyjnych liczone są w długim okresie, razem z kosztami serwisu i utrzymania ruchu. W przypadku omawianego sprzętu istotne są kryteria charakteryzujące dojrzałe rynki, a więc jakość, parametry, kompetencje dostawcy i oferowane przez niego wsparcie techniczne oraz podobne aspekty. Znakiem obecnych czasów jest wyraźnie większe niż dawniej znaczenie czasu dostawy.

Dla rynku urządzeń produkcyjnych zapewnienie jakości to wielowymiarowy aspekt, niemniej można czasem odnieść wrażenie, że inwestycje mają charakter fal, np. w AOI, w magazyny elementów z kontrolowaną atmosferą, sprzęt do prototypowania i produkcji małoseryjnej, a w ostatnim okresie w automatyzację montażu ręcznego i roboty.

Nowe urządzenia to również remedium na braki kadrowe

Szybki rozwój elektroniki, w tym branży EMS i spora liczba firm, które mają własne działy produkcyjne i linie SMT, powodują, że coraz trudniej na rynku o specjalistów niezbędnych do obsługi parku maszynowego. Brakuje głównie średniego personelu technicznego, który rozumie procesy produkcyjne i ich znaczenie dla zapewnienia jakości. Produkcja elektroniki i procesy związane z montażem podzespołów nie są proste. O jakości, którą wszyscy są zainteresowani decyduje wiele szczegółów, stąd trzeba znać się na technologii produkcji, elektronice, mechanice, a czasem też na fizyce i chemii. Specjalistów takich nie ma wielu i zagadnienia kadrowe stają się coraz ważniejszym czynnikiem determinującym rozwój.

Wyjściem z szeregu problemów kadrowych jest większa automatyzacja, gdyż pozwala ona pogodzić wiele przeciwności, a więc dużą wydajność z precyzją działania i brakiem błędów oraz niskimi kosztami produkcji i uwolnić się od wielu opłat stałych w sytuacji, gdy działalność jest sezonowa. Kolejnym powiązanym zjawiskiem do problemów z personelem jest wzrost zainteresowania producentów elektroniki urządzeniami technologicznymi o uniwersalnej, prostej konstrukcji i oprogramowaniu. Wiele nowości wchodzących na rynek ma interfejs użytkownika ukierunkowany na szybkie i łatwe przygotowanie do pracy oraz zapewniający działanie przy minimalnym nadzorze. W ten sposób inwestycja w nową platformę technologiczną może stać się w jakiejś części remedium na problemy kadrowe.

Ważne i poszukiwane produkty do rozwoju przedsiębiorstw

 

Ważne i aktualnie poszukiwane na rynku produkty to, jak wynika z powyższego zestawienia, roboty i sprzęt do lutowania selektywnego. Oba zagadnienia wiążą się z montażem elementów przewlekanych w sposób automatyczny, co pokazuje, że branża produkcji elektroniki dokonuje kolejnego skoku automatyzacji rozumianej jako eliminacja pracy ręcznej przy układaniu THT, dużych elementów niedostępnych w SMD oraz przy montażu mechanicznym. Magazyny dla podzespołów kilka lat temu były notowane na wykresie wysoko, dzisiaj ustąpiły miejsca sprzętowi do lakierowania i zalewania PCB.

Problem z dostępnością komponentów jest znaczący i dokuczliwy

Rynek urządzeń technologicznych, jak każdy inny sektor elektroniki, cały czas jeszcze cierpi na skutek trwającej pandemii. W efekcie wielu trudności z dostępem do podzespołów elektronicznych wiele projektów zakupu nowych maszyn i inwestycji w rozwój park maszynowego zostało wstrzymanych lub opóźnionych, a skala planowanych inwestycji także została w wielu przypadkach ograniczona. Produkować trzeba mieć dla kogo, a skoro w branży komponentów sytuacja jest daleka od normalności, a znaczna część z produkowanych urządzeń przeznaczona było na eksport, to musi to odciskać negatywne piętno na dostawcach urządzeń.

Braki w podzespołach oznaczają coraz wyższe koszty materiałów. Podwyżki cen prądu, podatków i zatrudnienia razem z inflacją zmusiły wielu producentów elektroniki do wnikliwego przyjrzenia się ponoszonym kosztom, opłacalności działalności i innym aspektom ekonomicznym. Skoro zarobki są mniejsze, tak samo jak marże handlowe, to oznacza, że na inwestycje też zostaje niestety mniej funduszy.

Oczekiwania klientów w stosunku do kupowanych urządzeń

 

Wspólnym mianownikiem większości inwestycji w rozwój parku maszynowego producentów elektroniki jest zapewnienie niskich kosztów przy zachowaniu wysokiej jakości usług produkcyjnych oraz w dalszej kolejności możliwość rozwoju biznesu w przyszłości. W tym roku niższe koszty przeniosły się z trzeciej pozycji na pierwszą, co sugeruje, że aspekt finansowy staje się coraz bardziej istotny. Jest to znak, że wzrost cen materiałów, energii, podatków, walut oraz "nowy ład" zmuszają do weryfikacji biznesu pod kątem rentowności.

Podrożał też transport i to znacząco, a dodatkowo czas spedycji się wydłużył, bo brakuje kontenerów, obsady pracowniczej w portach, a w przypadku transportu lotniczego w grę wchodzą ograniczenia związane z pandemią oraz wojną w Ukrainie. W przypadku urządzeń do produkcji transport lotniczy dotyczy głównie części zamiennych do serwisu, maszyny są przewożone drogą lądową z uwagi na ciężar i wymiary.

Idzie nowe, czyli robotyzacja

Zapewne w kolejnych latach do hasła jakość dołączy robotyzacja. Dotyczy to głównie procesów realizowanych ręcznie, a więc montażu dużych elementów, złączy, transformatorów, ekranów, podzespołów mocy, wyświetlaczy lub komponentów, które nie są dostępne jako SMD lub nie mogą być lutowane w piecu. Nawet gdyby ich montaż SMT był możliwy, bo automaty dokonują dzisiaj cudów, to i tak z punktu widzenia trwałości jest on za delikatny. Stąd każdy producent musi montować i utrzymywać stanowiska pracy ręcznej.

Oczekiwania w stosunku do dostawcy maszyn

 

Producenci elektroniki oczekują od dostawców urządzeń produkcyjnych przedstawienia konkurencyjnej oferty handlowej – spełniającej ich wymagania techniczne i akceptowalnej po stronie kosztów. Na drugiej pozycji jest indywidualne podejście do zakupów, gdyż w omawianym obszarze dostawca tylko w małej części jest sprzedawcą produktów – bardziej doradcą techniczno-handlowym. Na trzeciej pozycji znalazł się serwis i utrzymanie w ruchu maszyn.

Robot jest w stanie takie elementy montować i lutować podobnie jak człowiek. Może skręcać obudowy, przenosić płytki ze stanowiska na stanowisko, montować wiązki kablowe. Robot się nie męczy, nie popełnia błędów i pracuje 24/7. Nawet jeśli jeszcze jest drogi, to inwestycja ta szybko może się zamortyzować, bo koszty działalności cały czas się zwiększają, elementy są coraz mniejsze, a oczy takie same. Wraz z upływem czasu i rozwojem rynku roboty stają się coraz bardziej dostępne i w aspekcie całkowitych kosztów posiadania tańsze. Urządzenia te w działaniu przypominają człowieka z jedną ręką, którą trzyma lutownicę, wkrętak lub chwytak. Nowe konstrukcje, tzw. współpracujące (coboty), nie wymagają tworzenia specjalnych stref bezpieczeństwa oddzielających ich od ludzi. Jest to mały sprzęt, który można postawić na stole, dzięki temu są bardzo wygodne. W ostatnich latach takich robotów pojawiło się na rynku bardzo wiele, na skutek konkurencji i rosnącego rynku ceny przestały być szokująco duże. Integrację w procesie ułatwia też oprogramowanie, które nie wymaga specjalnych umiejętności ani poświęcenia wiele czasu. Jak wynika z naszego badania ankietowego i danych pokazanych na wykresie, branża produkcji elektroniki traktuje roboty jako atrakcyjną propozycję rozwoju technologicznego.

Nawet jeśli robotyzacja nie przebije się na rynek ceną niższą od pracy ludzi, to dostanie się tam w ramach zapewnienia jakości.

Ocena potencjału biznesowego maszyn do produkcji

 

Niezmiennie od lat producenci elektroniki poszukują urządzeń, które są w stanie poprawić jakość realizowanych procesów oraz ich wydajność. Automatyzacja jest naturalnym i najważniejszym środkiem technicznym, który jest w stanie spełnić jednocześnie oba te kryteria, dlatego na szczycie zestawienia znalazły się roboty, automaty do montażu elementów, a w dalszej kolejności sprzęt do lutowania (selektywnego). Braki pracowników, rosnące koszty działalności również mogą być postrzegane jako czynniki napędowe dla automatyzacji. Ostatnim czynnikiem sprzyjającym jest rozwój technologii, który poprzez postępującą miniaturyzację, coraz większą wrażliwość mechaniczną i środowiskową układów na płytkach drukowanych zmusza do ograniczenia nakładu pracy ludzkiej.

Coraz więcej sprzętu w halach

Z uwagi na wzrost zaawansowania procesów, zapewnienie jakości, wymóg zapewnienia elastyczności procesów produkcyjnych, w halach produkcyjnych znajduje się coraz więcej maszyn. Poza sitodrukarką do pasty, automatem do układania i piecem, regułą budowy linii jest stanowisko inspekcji pasty i optycznej płytek po montażu, tester funkcjonalny. Poza piecem rozpływowym pojawia się fala selektywna. Przy większej skali działania park maszynowy wzbogacany jest o urządzenie do wycinania szablonów do nakładania pasty lutowniczej, o maszyny do mycia płytek, zautomatyzowane programatory chipów oraz systemy do liczenia komponentów. W halach są ponadto szafy z kontrolowanymi wewnątrz warunkami środowiskowymi do przechowywania elementów, czasem pojawia się inspekcja rentgenowska, są urządzenia do zalewania, lakierowania płytek. Coraz więcej firm ma dwie linie produkcyjne dla zapewnienia elastyczności realizacji zleceń dużych i małych bez przerywania produkcji, wykonywania prototypów lub z uwagi na to, aby zapewnić dużą wydajność i przepustowość.

Szczęśliwie dla dostawców urządzeń park maszynowy nigdy nie jest czymś skończonym. Zawsze coś trzeba uzupełnić, wymienić lub zmodernizować, a inwestycje mają charakter praktycznie ciągły, nawet jeśli zakupy są rozciągnięte w czasie.

Najważniejsze zjawiska pozytywne dla rozwoju rynku urządzeń

 

Największe pozytywne znaczenie dla rozwoju rynku ma stały trend poprawy jakości produkcji urządzeń elektronicznych. Za korzystne z punktu widzenia rozwoju zjawisko uznano ponadto coraz większe koszty produkcji w Chinach, które przesuwają próg opłacalności produkcji elektroniki na rzecz Europy Wschodniej. To także coraz większe znaczenie elektroniki we współczesnej technice oraz intensywna elektronizacja branż i produktów. Możliwość uzyskania dofinansowania z funduszy rozwojowych UE od lat lokowała się na szczycie zestawień najważniejszych czynników pozytywnie wspierających rozwój rynku, a teraz ma znacznie mniejsze znaczenie.

Wsparcie techniczne - termin magiczny

Wsparcie techniczne i pomoc ze strony dostawcy są coraz ważniejsze, gdyż orientacja na rynku, w którym jest wiele marek produktów, mnóstwo rozwiązań technicznych, technologii oraz metod rozwiązywania problemów z procesem produkcji nie jest łatwa. Z reguły firmy potrafią wskazać problem do rozwiązania, np. wąskie gardło w produkcji lub brak powtarzalności. Na podstawie tego dostawcy przedstawiają koncepcję rozwiązania w oparciu na swoim doświadczeniu i wiedzę oraz ew. po wsparciu się kompetencjami producenta, którego reprezentują.

Wskazuje to, że znaczenie wyboru dostawcy i tego, jaki poziom merytoryczny on reprezentuje, jest w tytułowym obszarze techniki czynnikiem pierwszorzędnym. Jednocześnie dobór produktu to skomplikowane wielowariantowe zagadnienie, w którym trzeba rozważyć wiele czynników, nie tylko związanych z daną maszyną, ale całym środowiskiem produkcyjnym, obecnym stanem posiadania oraz możliwościami finansowymi inwestora. Do tego dochodzą zagadnienia przyszłego wykorzystania, możliwości rozbudowy, dopasowania do innych zadań, a także kwestie utrzymania maszyn w ruchu (a więc koszty serwisu i dostępność części zamiennych). Takich problemów jest bardzo dużo, stąd w praktyce dobór maszyny bazuje na wiedzy, kompetencjach i rzetelności dostawcy. Z tych przyczyn nie jest to działalność dla przypadkowych osób i firm, bo do sukcesu firmy te dochodzą latami. Dlatego zmiany w krajobrazie firm są bardzo niewielkie, żeby nie powiedzieć, że w praktyce żadne.

Czynniki negatywne dla rynku urządzeń technologicznych

 

Największym problemem rynku urządzeń do produkcji elektroniki są długie czasy dostaw. Obojętnie, czy chodzi o podzespoły elektroniczne, czy też maszyny produkcyjne, problem jest taki sam i dokucza wszystkim. Bo jeśli nawet jakaś firma nie ma z logistyką problemu, a oferowane przez nią produkty są dostępne, to mimo to jej klienci, borykający się z opóźnieniami mogą z konieczności redukować zamówienia, opóźniać inwestycje i anulować projekty.

Nowości – tym żyje rynek

W zakresie sprzętu technologicznego nowości na rynku pojawia się dużo w stosunku do innych dziedzin, co jest pochodną tego, że generalnie do produkcji potrzeba wielu maszyn. Sprzęt dopasowuje się też do zmian w rynku, na którym coraz większe znaczenie ma produkcja specjalistyczna, małoi średnioseryjna, a więc taka, w której trzeba często zmieniać to, co jest wytwarzane. Aktualnie w nowościach podkreśla się aspekty serwisowe urządzeń, czyli to, że w ich przypadku eksploatacja jest tańsza, a przestoje mniej dokuczliwe. Jest to wyraźny znak, że krajowy rynek normalnieje, a klienci podchodzą do zakupów racjonalnie, czyli patrzą nie tylko na cenę na fakturze, a na całkowite koszty posiadania.

Nowości to także efekt zmian technologicznych, a więc miniaturyzacji urządzeń, coraz mniejszych komponentów, większej złożoności układowej, a także wzrostu znaczenia technologii mobilnych i komunikacji bezprzewodowej.