Как поставить электронику на производство: разбор этапов и задач

Мы продолжаем серию публикаций о разработке и производстве сложной современной электроники. Пришло время одной из самых интересных тем. Сегодня мы рассказываем о массовом производстве. Для реализации такой задачи нужны правильные специалисты, тщательное планирование, закупка компонентов, изготовление оснастки, организация тестирования, монтаж-сборка-упаковка-учет-ремонт-доставка… Это большая тема, поэтому мы остановимся только на самых важных вопросах:

• Кто задумывается о производстве электроники? Объясним, почему практически все игроки рынка электроники учитывают в своей работе производственные вопросы: и стартапы, и зрелые компании.
• Из каких этапов состоит процесс коммерческого производства? Разберемся, какой объем работ предстоит в рамках проекта. Кратко и по пунктам.
• Кто участвует в производственных проектах? Перечислим компании, которые нужны для организации производства.

Кто задумывается о производстве электроники?

Индивидуальный предприниматель или стартап учитывает требования коммерческого производства, даже если он планирует продать свое устройство еще на стадии разработки. Ведь потенциальная стоимость проекта существенно снижается, если его невозможно произвести на базе доступных технологий.

Наиболее полным пониманием всех стадий и потенциальных рисков производства обладают зрелые компании с опытом производства и поставок популярного продукта. Однако даже если у них есть своя производственная база и команда специалистов, производственные вопросы приходится решать заново для каждого нового проекта. Например, имеющаяся производственная база компании может не соответствовать технологиям новой разработки, или она может быть занята под другой востребованный продукт, либо подрядчики компании могут реализовать конкретный проект дешевле и качественнее.

Таким образом, новое устройство — это свежий анализ производственных возможностей, независимо от того, есть ли у продуктовой компании собственная производственная площадка.

Из каких этапов состоит процесс коммерческого производства?

Процесс коммерческого производства можно разделить на следующие базовые этапы и задачи:

1. Адаптация созданного устройства под серийное производство и под требования конкретного завода-производителя. Разработка корпуса, аппаратной и программной платформы — это еще не всё, даже если в ходе проекта были созданы прототипы (мы уже писали о них подробнее), всё равно необходим этап адаптации. Ведь технологии производства опытных образцов существенно отличаются от технологий серийного производства, которое начинается с запуска «установочной» партии. После отладки техпроцессов происходит наращивание объемов выпуска.
2. Обеспечение производства необходимыми комплектующими: платами, электронными компонентами, деталями корпуса, упаковочными материалами и т.д. Этот процесс должен быть четко привязан к срокам, существующей системе складирования и потребностям производства.
3. Производство и транспортировка печатных плат. Для одних проектов подойдут несложные и недорогие платы, для других придется заказать производство плат высокого класса точности на базе новейших технологий.
4. Подготовка и настройка технологического оборудования, этот многоэтапный процесс обеспечит максимально качественное производство при минимальном количестве технологических операций.
5. Монтаж электронных компонентов. Как правило, 85—98% сборочных операций — автоматические, ручной монтаж используется в случае невозможности или дороговизны внедрения автоматических процессов.
6. Контроль качества. Эта процедура проводится на каждом этапе производства, по ее результатам проводится анализ, ликвидация дефектов и оттачивание процесса.
7. Изготовление технологической оснастки для корпусов и специализированных компонентов электронных устройств. Как правило, это весьма дорогостоящий этап.
8. Производство и доставка деталей корпуса, а также специализированных компонентов.
9. Сборка устройства по инструкции. Этим занимаются предварительно обученные рабочие.
10. Установка ПО и функциональное тестирование. Сначала идет прошивка тестовой программы и выполнение тестов, в случае успеха — установка рабочего ПО.
11. Контроль выхода годных изделий, сбор данных для статистики и ремонт (при необходимости). Благодаря маркировке устройства можно вести статистику, локализовать проблемные места и свести выход брака к минимуму.
12. Маркировка. Каждое устройство получает индивидуальный номер, по нему можно определить, где находится изделие в данный момент и какие работы с ним уже провели. Если устройство попало в брак, маркировка позволяет узнать, на каком этапе произошел сбой.
13. Производство упаковки, индивидуальная упаковка готовых устройств.
14. Групповая упаковка продукции, транспортировка до склада реализации.

Все эти этапы и задачи обычно распределяются между различными участниками проекта.

Кто участвует в производственных проектах?

Разберемся, кто может выполнять задачи, которые возникают на различных этапах производства:

1. Компания-собственник нового устройства — это, как правило, основной заказчик всего проекта, а также связанных с ним товаров и услуг.
2. Собственное производство компании или сторонний завод по производству электроники.
3. Дизайн-центры электроники и другие инжиниринговые компании, которые готовят конструкторскую документацию для массового производства, составляют и оптимизируют ведомость материалов (BOM) и т.д.
4. Поставщики печатных плат. Ведь даже при наличии собственного производства компания заказывает производство плат отдельно.
5. Поставщики электронных компонентов, они снабжают производство необходимыми комплектующими.
6. Контрактные производители, которые изготавливают детали корпуса и другие специализированые компоненты.
7. Монтажные организации с контролем качества и др. специализированные производственные компании.
8. Перевозчик, он отвечает за транспортировку готовых изделий на склад или в розничные сети.

Если компания-собственник нового электронного продукта сама занимается организацией производства, ей приходится координировать работу всех перечисленных организаций и специалистов, устанавливать сроки и распределять ответственность. Даже в случае отсутствия собственной производственной базы часть задач компания может взять на себя. Например, она может выбрать поставщиков компонентов, командировать своих инженеров на производство для организации тестирования и контроля качества, арендовать собственную площадку для сбора устройств из готовых смонтированных плат и корпусов (на заметку: автоматизированные сборочные линии работают только на производстве очень крупных серий).

Есть разные варианты организации производственного процесса: использование собственного производства, подключение различных контрактных производителей или работа с единым технологическим партнером. Мы рассмотрим достоинства и недостатки этих подходов в следующей статье.

Вопросы и комментарии приветствуются.