תרחיש: רובוטים דמויי אדם בבקרת איכות באלקטרוניקה
תרחיש מדומה: רובוטים דמויי אדם בסיורי בקרת איכות ניידים במפעל להרכבת אלקטרוניקה מדויקת, מגשרים על הפערים בין נקודות בדיקה קבועות.
Motion1 Inc. ·
הרכבת אלקטרוניקה - בדיקת רכיבים ובקרת איכות
תרחיש מודל: מאמר זה מתאר פריסה מייצגת, הבנויה מדפוסי פעולה טיפוסיים למגזר, ולא דו"ח על מעורבות לקוח ספציפי. הנתונים הם הערכות להמחשה של מה שפריסה בצורה זו יכולה להשיג.
האתגר
מרכיב אלקטרוניקה מדויקת, המייצר מעגלים מודפסים ומודולי חיישנים לתעשיית הרכב, התמודד עם דרישות איכות הולכות וגוברות מלקוחותיו. שיעורי הפגמים נדרשו לרדת מתחת ל-50 חלקים למיליון (PPM) כדי לשמר חוזים מרכזיים. תהליך בקרת האיכות הקיים הסתמך על פקחים ויזואליים אנושיים, בתוספת מכונות בדיקה אופטית אוטומטית (AOI) בנקודות ספציפיות בקו הייצור.
הבעיה לא הייתה מכונות ה-AOI – הן ביצעו היטב את המשימות שלשמן תוכננו. הבעיה הייתה הפערים בין נקודות הבדיקה האוטומטיות, שם פגמים במיקום רכיבים, איכות הלחמה והרכבה מכנית יכלו לעבור ללא זיהוי עד לבדיקה הסופית. פקחים אנושיים היו יעילים אך לא עקביים, במיוחד במהלך משמרות ארוכות. שגיאות בדיקה הקשורות לעייפות גדלו באופן מדיד לאחר ארבע שעות של עבודה רציפה.
הפתרון
המרכיב פרס שני רובוטים דמויי אדם המצוידים במערכות ראייה ברזולוציה גבוהה לביצוע בדיקות איכות נודדות לאורך קו הייצור. בניגוד למכונות AOI קבועות, רובוטים אלה יכלו לנוע בין תחנות ולבדוק היבטים שונים של תהליך ההרכבה.
זרימות עבודה מרכזיות כללו:
- אימות מיקום רכיבים. רובוטים בודקים מעגלים מודפסים מאוכלסים מול תמונות ייחוס, ומסמנים רכיבים שמוקמו לא נכון, חסרים או מכוונים באופן שגוי.
- בדיקת נקודות הלחמה. באמצעות יכולות ראיית מאקרו, רובוטים בוחנים נקודות הלחמה עבור גשרים, הלחמות קרות, הלחמה לא מספקת ופגמים נפוצים אחרים.
- בדיקות הרכבה מכנית. עבור מודולים מורכבים, רובוטים מאמתים מחווני מומנט ברגים, ישיבת מחברים ומיקום תוויות.
קריטריוני הבדיקה הוגדרו בפלטפורמת ניהול הצי כפרופילי איכות ניתנים להגדרה. למוצרים שונים יכלו להיות פרמטרי בדיקה שונים, והפרופילים היו מבוקרי גרסאות כדי לשמור על עקיבות.
ציר זמן פריסה
- חודש 1-2: פיתוח שיתופי של פרופילי בדיקה עם צוות הנדסת האיכות. תמונות ייחוס וקריטריוני קבלה הועלו לפלטפורמת ניהול הצי.
- חודש 3: רובוט ראשון נפרס בקו ה-SMT הראשי. פעל ב"מצב צל" לצד פקחים אנושיים לצורך אימות – סימון פגמים אך ללא הפעלת עצירות ייצור.
- חודש 4: תוצאות מצב הצל אומתו. שיעור זיהוי הפגמים של הרובוט השתווה או עלה על זה של פקחים אנושיים בכל קטגוריות הפגמים שנבדקו. הרובוט אושר להפעיל עצירות ייצור עבור פגמים מאומתים.
- חודש 5: רובוט שני נפרס בקו ההרכבה המכנית.
תוצאות מודל (8 חודשים ראשונים)
- שיעור בריחת פגמים: ירד מ-120 PPM ל-35 PPM, הרבה מתחת ליעד של 50 PPM הנדרש על ידי לקוחות מפתח.
- עקביות בדיקה: דיוק הבדיקה נשאר קבוע בכל המשמרות, מה שביטל את הירידה הקשורה לעייפות שנצפתה אצל פקחים אנושיים.
- שיעור חיוביות שגויות: בתחילה 2.8%, ירד ל-0.9% לאחר חודשיים של ליטוש פרופיל הבדיקה.
- כיסוי בדיקה: עלה מכ-60% מהייצור (מוגבל על ידי זמינות פקחים אנושיים) ל-95% מהייצור.
- עלות איכות: עלויות תיקון ירדו ב-31% עקב זיהוי מוקדם יותר של פגמים. פגמים שנתפסים בשלב מיקום הרכיבים זולים משמעותית לתיקון מאלה שנמצאים בבדיקה הסופית.
- ביקורות לקוחות: שתי ביקורות לקוחות במהלך התקופה שיבחו במיוחד את תוכנית הבדיקה בסיוע רובוטים. לקוח אחד ציין זאת כגורם בהענקת חוזה מורחב.
לקחים מרכזיים
עבור יצרנים השוקלים פריסת רובוטים דמויי אדם, תוכנית בדיקה זו מציעה מספר לקחים מעשיים:
- התחילו היכן שעקביות חשובה יותר ממהירות. המקרה החזק ביותר כאן לא היה תפקיד שאף אחד לא רצה למלא. זו הייתה משימה שבה דיוק אנושי ירד באופן מדיד לאחר ארבע שעות במשמרת. עבודה רגישה לעייפות היא יעד ראשון טבעי.
- השקיעו בשכבת התוכנה. פלטפורמת ניהול הצי הייתה חשובה לא פחות מהחומרה. פרופילי בדיקה מבוקרי גרסאות אפשרו לצוות האיכות להחזיק קריטריוני קבלה שונים לכל מוצר ולשמור על עקיבות מלאה ככל שהקריטריונים הללו השתנו.
- הפעילו במצב צל לפני העברת סמכות. חודש שלם של סימון פגמים ללא עצירת ייצור העניק לצוות האיכות את הראיות כדי לאפשר לרובוט להפעיל עצירות ייצור. תקצבו זמן לשלב אימות זה במקום לדלג עליו.
- מדדו את מה שחשוב. שיעור בריחת הפגמים היה המספר הראשי, אך שיעור החיוביות השגויות, כיסוי הבדיקה ועלות התיקון סיפרו את הסיפור המלא יותר. ערך הפריסה חרג הרבה מעבר לנתון ה-PPM בחוזה הלקוח.
- שלבו את צוות האיכות כמחברים, לא כצופים. פרופילי הבדיקה פותחו במשותף עם צוות הנדסת האיכות במהלך החודשיים הראשונים, לפני שרובוט כלשהו הגיע לקו. האנשים שהיו בעלי קריטריוני הקבלה המשיכו להיות בעליהם.
ניסיון המרכיב הזה מראה כי פריסת רובוטים דמויי אדם לבדיקת איכות היא מעשית, מועילה וניתנת להשגה עם הטכנולוגיה הנוכחית. המפתח הוא להתייחס לכך כתוכנית איכות ולא כרכישת טכנולוגיה, עם אותה הקפדה באימות, ניהול פרופילים ותיעוד שמערכת האיכות כולה כבר מקבלת.