Virtauksen parantaminen tuotantoautomaatiolla : Piirikorttien testausprosessin vakauden kehittäminen

Abstract

Tämä insinöörityö on tehty Sirico Electronics Oy:lle, joka on Pietarsaaressa toimiva sähköteollisuuden toimialalle sijoittuva elektroniikkateollisuuden sopimusvalmistaja. Suomessa toimivassa elektroniikkateollisuudessa kustannustehokkuuden kehittäminen on keskiössä kilpailtaessa maiden kanssa, joissa tuotantokustannukset ovat edullisempia. Kustannustehokkuuden parantaminen edellyttää standardisoituja toimintamalleja, joissa tuotantoprosessit on dokumentoitu ja joissa kaikki kustannuksia aiheuttavat tuotantovaiheet ovat mitattavissa.

Tuotantoketjut koostuvat monista eri prosesseista, jotka kaikki osaltaan vaikuttavat läpimenoaikaan ja sitä kautta kustannustehokkuuteen. Tavoitteena oli tutkia yhden tuoteryhmän testausprosessia kvantitatiivisesti ja parantaa prosessia Lean-filosofian edellyttämällä tavalla. Tavoitteena tuoteryhmän keskeneräisten varastojen pienentäminen ja virtauksen parantaminen. Arvovirtamallin mukaisesti voidaan edetä kustannustehokkaaseen prosessiin ja standardisoimalla kehityskohteet voidaan tuoda pysyvästi lisäarvoa asiakkaalle.

Työn tavoitteena oli kehittää LED-valaisintuotteiden testausprosessin vakautta. Tämä parantaa koko kyseisen tuotantoketjun virtausta, kun eliminoidaan turha odottelu testausprosessissa. Opinnäytetyön tutkimusosa painottui elektromekaniikan suunnitteluun ja konenäköratkaisujen kehittämiseen. Tutkimusvaiheessa kehitettiin keväällä 2019 käyttöönotettua automaattista testeriä. Testausjärjestelmän laitteita ohjataan graafisen LabVIEW-ohjelmistoympäristön kautta käyttäen TestStand-ohjelmaa testisegmenttien ajamiseen. Insinöörityössäni tutkin myös testausprosessin luotettavuuden parantamista konenäköratkaisun avulla.

Lähtötilanteessa testausjärjestelmä oli suunniteltu täyttämään ainoastaan asiakasvaatimukset, mutta sitä ei ollut suunniteltu massatuotannon tarpeisiin. Tuotekohtaisten testausjigien avulla testausaika saatiin pudotettua neljännekseen lähtölanteesta. Parannuksista huolimatta testausprosessi kerryttää edelleen keskeneräistä varastoa. Testausjärjestelmän jatkokehitysmahdollisuuksia tutkittiin tavoitteeksi asetetun testausajan saavuttamiseksi ja keskeneräisen varaston hallinnan parantamiseksi.

This engineering study was commissioned by Sirico Electronics Oy, a contract manufacturer from Pietarsaari, Finland, for electronics companies in the electricity sector. In Finland’s electronics industry, improving cost effectiveness is the key as the companies in the sector compete with countries in which production costs are lower. Improving cost effectiveness requires standardized operating models with documented production processes.

The production chains consist of several different processes, which all contribute to the manufacturing lead time, therefore affecting cost effectiveness. The purpose was to carry out a quantitative examination of the testing process of one product group and to improve the process in accordance with the Lean ideology. The aim was to reduce incomplete stocks in the examined product group and to improve the related flow. Value stream mapping enables development into a cost-effective process, and the standardization of development targets allows creating permanent additional value to the client.

The work had the goal of developing the stability of a testing process for LED light products. This enhances the flow of the entire production chain as unnecessary waiting time is eliminated from the testing process. The research section of this study focused on electromechanical planning and the development of machine vision solutions. The research stage involved developing an automatic testing system deployed in the spring 2019. The testing system equipment is controlled via the LabVIEW graphical programming environment using the TestStand software for running test segments. The study also involved examining how the reliability of the testing process could be improved with a machine vision solution.

At the start of the research process, the testing system had been designed to only meet customer requirements, and it had not been intended for mass production. Using product-specific test jigs enabled cutting the testing time to one quarter of the initial status. Despite the improvements, the testing process continues to accumulate incomplete stocks at the company. Potential further development areas in the testing system were investigated for accomplishing the testing time set as an objective and improving incomplete stock management.