電子構裝生產線電子構裝生產線//作業指導書製作作業指導書製作//生產線平衡生產線平衡

Prepared by: Dr. Tsung-Nan Tsai

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電子產品與製程趨勢電子產品與製程趨勢

多重應用功能(Multi-purpose Applications)攜帶式與縮小化(Portable and Miniature)

. Mobile phone

. PDA

. Notebook …可製性(Manufacturability)構裝自動化 (Automation in Assembly Process)重複性與再現性(Repeatability and Reliability)生產力與及時供貨能力(Time to Market)效率(Efficiency)

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電子產品與製程趨勢電子產品與製程趨勢

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電子產品電子產品

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PCB PCB 基板基板 (Printed Circuit Board)(Printed Circuit Board)

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SMT SMT 電子零件電子零件

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電子構裝組織模型電子構裝組織模型

表面黏著製程表面黏著製程 (Surface Mount (Surface Mount Technology)Technology)

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電子產品生產製程電子產品生產製程 (PCBA)(PCBA)

HANDLING

HANDLING

POSTB/I

TEST

SHIPPACKINGFINALTEST

FINALASS'Y

SUBASS'Y

B/I(ESS)

PREB/I

TEST

PREB/I

TEST

B BOARD (BOTTOM)

C BOARD (OPTIONAL)

A BOARD (TOP)SMT

FORMING

INST. W/S POSTSOLDER

SMT

FORMING

INST. W/S POSTSOLDER

SMT

FORMING

INST. W/S POSTSOLDER

Terms: • SMT – 表面黏著技術(製程)• Forming – 零件成型• INST. – 人工插件 (Insertion)• W/S - 波焊製程 (Wave soldering)• Post solder – 接接後作業 (Such as touch-up, rework)• B/I – 燒機測試 (Burn-in)

• Final ass’s – 產品組裝作業• Final test – 產品測試(功能性)• Packing – 產品包裝作業

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SMTSMT生產線影像生產線影像--11

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SMTSMT生產線影像生產線影像--22

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手焊與修檢站手焊與修檢站

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人工插件生產線人工插件生產線

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電子構裝類型電子構裝類型

SOICChipComponents

PLCCSolderpaste

TYPE I

SOICChipComponents

PLCCTYPE II DIP

Chip Components

Chip Components

DIPsTYPE III

Glue dot

SMTComplexFPTSimple

Solderpaste

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SMT SMT 生產作業網路生產作業網路

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SMT SMT 生產線佈置生產線佈置

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High Speed Chip Shooter High Speed Chip Shooter -- FujiFuji

Speed: 0.09 ~ 0.45 sec/pcs

http://www.fujiamerica.com/products/cp643.htmhttp://www.fujiamerica.com/products/cp65.htm

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MultiMulti--purple chip shooter purple chip shooter -- FujiFuji

Speed: 1.65 ~ 2.00 sec/pcs

http://www.fujiamerica.com/products/qp242.htmhttp://www.fujiamerica.com/products/qp132.htm

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SMT SMT 生產程式生產程式

Jobname: 18193r3/18193r3 Date: Fri Aug 8Side: TOPUnits: 10 Micro-meters

CD PN OR X Y BX BY SD MT ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

R17 2 90 -6827 5732 -6727 5732 TOP SQ4 3 90 195 12410 195 12410 TOP SU1 16 180 -8338 12641 -8338 12641 TOP S

.

.

.

ACM FILE CONTENT

37,CRS1011J1M,R17,-6827,5732,90,57,CTRRMPP01M,Q4, 195,12410,90, 21,CICA07474M,U1,-8338,12641,

Device No. Part NO X- axis Y-axis Orientation

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零件黏貼零件黏貼

送料器

基版

感測器 取置頭

Ball screw

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焊性檢驗標準焊性檢驗標準 (IPC STANDARDS)(IPC STANDARDS)

•標準(Preferred)(1) 零件腳位於焊墊中央。(2) 零件端點與焊墊間皆充滿足夠的焊錫，

且呈平滑圓弧形。

(3) 零件腳與焊接面平貼於焊墊上。

•允收(Acceptable)(1) 零件接著面在焊墊範圍內，且50%以上

腳寬位於錫墊範圍內。

•拒收(Rejected)(1) 焊錫未全部充滿於零件接著面與焊墊上，

且零件50%以上腳寬超出焊墊範圍。

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SMT SMT 檢驗標準檢驗標準

Preferred Acceptable

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SMTSMT製程控制流程製程控制流程

•製程變異監控•修正措施施行

表面黏著製造流程表面黏著製造流程

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SMTSMT製程缺點與修護成本趨勢製程缺點與修護成本趨勢

Screen Printer AOI system High-speedChip shooter

Multi-purposeChip shooter

Reflow oven

FUJI

MPM

製程缺點

修護成本/缺點

50% ~70%

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SMT SMT 生產線佈置生產線佈置

1M C/VKOKI REFLOW UNLOADER1.6M GATEFCP-642

FUJI

GL-541LOADER FIP-III 1M C/V

MPM

MPM UP2000

Screenprinter

Gluedispenser

High-speedplacer

Multi-purposeplaces

ReflowOven

Line Layouts(生產線配置):• 1 × 快速機(High-speed) + 1 × 泛用機(Multi-purpose)• 2 ×快速機(High-speed) + 1 ×泛用機( Multi-purpose)• 2 ×快速機( High-speed) + 2 ×泛用機( Multi-purpose)

作業指導書作業指導書 (Working Instruction)(Working Instruction)

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作業指導書類型作業指導書類型

作業指導書乃用於指導作業員從事加工/組裝作業程序之文件，作業員須依據此文件進行作業。

電子業作業指導書一般包含：機器加工方式/組裝指導書零件/銲點修護指導書人工插件指導書 (Manual Insertion)次組件組裝指導書 (Sub-assembly)測試指導書 – Open/short品檢指導書 – 電子功能/機構/外觀燒機指導書 (Burn-in) – 可靠度測試原物料取用與儲存環境指導書 – 原物料管理最後組裝指導書 (Final assembly)包裝指導書 – 出貨前包裝作業指導(Barcode/Serial No.)

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作業指導書內容作業指導書內容

作業指導書乃依據產品設計圖/零件尺寸/零件特性/組合公差/生產線資源配置/組裝方式/循環時間考量下之產物。作業指導書之目的在於正確無誤與兼顧品質下組裝產品並需符合生產率之需求。

作業指導書內容須包含：

文件編號、產品料號、發行部門、製程別、、、

組裝加工順序

組裝圖

使用工具 (治夾具)使用材料列表

工具使用參數 (例如電動起子之扭力設定)注意事項

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作業指導書製作流程圖作業指導書製作流程圖

了解產品電子/機構

產品/雛型拆解紀錄(設計圖/照片)

了解BOM結構 BOM

了解產品結構(爆炸圖)

標準工時

了解生產線編制/能力/產品族群

了解各種作業/標準工時

人工編輯/軟體協助編輯

經由DCC編號發行

各類製程W/I齊備

PTH

TESTING

SMT

Yes

No

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PCB

PCB

組裝爆炸圖

組裝爆炸圖

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報炸圖報炸圖

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產品組裝爆炸圖產品組裝爆炸圖

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作業指導書格式作業指導書格式

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產品包裝作業指導書

結束

BOMBOM

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P/NO. STATION作業指導書

組裝順序:

注意事項 :

使用工具 :

ISSUED BY DATE

DOCUMENTNO

MODELMODEL SECTION

REVISION

包裝

組裝

1. 電動起子…

Stoney Tsai

A

07-16-98’

WI-001

生產線平衡生產線平衡

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生產線平衡生產線平衡

生產線平衡是指派作業到工作站的程序生產線平衡是指派作業到工作站的程序，，並並使工作站的週期時間約略相等的方式使工作站的週期時間約略相等的方式。。

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生產線平衡生產線平衡

生產件數

可生產時間循環時間=

循環時間

所有作業時間總和理論上最少工作站數≥

循環時間理論上工作站數

所有作業時間總和生產線平衡效率

×=

生產線平衡效率循環時間理論上工作站數

所有作業時間總和生產線平衡損失率 −=

×−= 11

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生產線平衡步驟生產線平衡步驟

1. 確認週期時間(Cycle time)及最少工作站數目2. 自第一個工作站開始，利用經驗法則依序自左至

右分配工作站工作。

3. 分配前須選擇適當任務指派：a. 所有先行任務皆已分配b. 作業時間未超過工作站剩餘時間c. 假若找部到合適任務則移至下一個工作站

4. 當每個任務分配後應確認該工作站週期時間減掉已指派作業時間之總和，以找出剩餘時間。

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生產線平衡步驟生產線平衡步驟

5. 產生中斷時則以下列規則處理之：a. 分配最長作業時間之任務b. 分配後續作業最多之任務c. 如果能處於打結狀態，責任選一個任務指派

6. 持續分派任務直到所有任務皆分配至工作站為止。

7. 為這些任務分費並計算評核數據，例如閒置時間率、效率、生產力、輸出率等。

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週期時間週期時間 (Cycle Time)(Cycle Time)

週期時間 是在各個工作站，完成一組任務的最長時間

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決定最大產出決定最大產出

產出能力 ＝ OT/CTOT ＝ 每天作業時間D ＝ 期望產出率CT ＝ 週期時間 ＝ OT/D

決定滿足需求的週期時間（CT）= 每天可用生產時間(OT) / 每天需生產單位數

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決定所需工作站的最少數目決定所需工作站的最少數目

作業時間加總=

))(( =

∑

∑

t

OTtD

N

期望產出率

每天作業時間

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先行圖先行圖 (Precedence diagram)(Precedence diagram)

先行圖: 用來平衡生產線的工具，以顯示單元的作業和順序需求

簡單的先行圖例

a b

c d e

0.1 分鐘

0.7 分鐘

1.0 分鐘

0.5分鐘 0.2 分鐘

第1個作業

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將前一頁所顯示的作業，安排到工作站之中

採用1.0分鐘的週期時間

依照後續工作數最多者，依序安排作業

例題例題 1: 1: 裝配線的平衡裝配線的平衡

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例題例題11的解答的解答

工作站 剩餘時間 有資格

的

指派工作 閒置時間

1 1.0 .9 .2

a c 無

a c -

.2 2 1.0

0 b 無

b -

0

3 1.0 .5 .3

d e -

d e -

.3 .5

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計算閒置時間百分比計算閒置時間百分比

%3333.8316666.01

16666.00.13

5.0(N)(CT)

=

=−=

=×

=

平衡率

每次循環的閒置時間閒置時間百分比

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生產線平衡的規則生產線平衡的規則

一些啟發式 (直覺式) 規則:依照後續作業數最多者先指派

依照最大階位者先指派

階位為各個作業時間與其所有後續作業時間的加總

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Quiz#1Quiz#1

c d

a b e

f g h

0.2 0.2 0.3

0.6 0.6

1.0 0.4 0.3

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AnswerAnswer

工作站 剩餘時間 具資格者 指派工作 閒置時間

1 1.0 a a0.8 b b0.6 c c 0

2 1.0 d d0.4 e e 0.1

3 1.0 f f 04 1.0 g g

0.6 h h 0.30.4

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Answer:Answer:

1.循環時間為何？ (1.0 min)2.工作站數? 工作順序? (4站) 工作順序: a-h3.平衡率為何？ 1-(0.4/4*1)=90%4.若每日工作時間8小時, 產量為何?

480 min/1 min = 480件

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Quiz#1 Quiz#1 -- HintsHints

站 1 站 2 站 3 站 4

a b ef

d

g h

c

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平行工作站平行工作站

1 分鐘2 分鐘1 分鐘1 分鐘 30/小時 30/小時 30/小時 30/小時

1 分鐘

1 分鐘

1 分鐘1 分鐘 60/小時

30/小時 30/小時

60/小時

1 分鐘.

30/小時30/小時

Bottleneck

平行工作站

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生產線平衡生產線平衡

實際加工時間＝1.8+2.2+1.6+2.5+2.2+1.9＝12.2

系統加工時間 ＝ 2.5 × 6 ＝15

設備總使用率 ＝ 12.2/15 ＝ 81.3(平衡率)

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生產線平衡生產線平衡

生產線改善(分鐘)

實際加工時間＝1.8+2.2+1.6+2.5+2.2+1.9＝12.2

系統時間 ＝ 2.2 × 6 ＝13.2

設備總使用率 ＝ 12.2/13.2 ＝ 92.4%

工業工程師之責任• 治夾具• 防呆• 組裝方式改變

工業工程師之責任• 治夾具• 防呆• 組裝方式改變

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生產線平衡生產線平衡 –– 桌子組裝桌子組裝

次組裝

結束

桌子組裝先後關係桌子組裝先後關係

結束

桌子組裝的流程圖桌子組裝的流程圖

結束

群組工作要素到工作站的第一循環群組工作要素到工作站的第一循環

結束

桌子組裝的新生產線桌子組裝的新生產線((分鐘分鐘))

使用率＝19.5/20＝0.975

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Quiz#2Quiz#2

結束

Quiz#3Quiz#3

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生產線不平衡之解決方法生產線不平衡之解決方法

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Quiz#4Quiz#4

下列節點圖所示作業，於最小化閒置時間下指派至工作站。管理階層設計產出率為每日275單位。假設每日有440分鐘工作時間。

可能最少週期時間

可能最少工作站數目

使用權重地位法指派任務：首先以最高後續時間指派作業(包或作業本身時間) ；並採用最多後續工作數以選擇地位相同者)計算效率

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QuizQuiz

電子構裝生產線/�作業指導書製作/生產線平衡電子產品與製程趨勢電子產品與製程趨勢電子產品PCB 基板 (Printed Circuit Board)SMT 電子零件電子構裝組織模型表面黏著製程 (Surface Mount Technology)電子產品生產製程 (PCBA)SMT生產線影像-1SMT生產線影像-2手焊與修檢站人工插件生產線電子構裝類型SMT 生產作業網路SMT 生產線佈置High Speed Chip Shooter - FujiMulti-purple chip shooter - FujiSMT 生產程式零件黏貼焊性檢驗標準 (IPC STANDARDS)SMT 檢驗標準SMT製程控制流程SMT製程缺點與修護成本趨勢SMT 生產線佈置作業指導書 (Working Instruction)作業指導書類型作業指導書內容作業指導書製作流程圖PCB組裝爆炸圖報炸圖產品組裝爆炸圖作業指導書格式BOM生產線平衡生產線平衡生產線平衡生產線平衡步驟生產線平衡步驟週期時間 (Cycle Time)決定最大產出決定所需工作站的最少數目先行圖 (Precedence diagram)例題 1: 裝配線的平衡例題1的解答計算閒置時間百分比生產線平衡的規則Quiz#1AnswerAnswer:Quiz#1 - Hints平行工作站生產線平衡生產線平衡生產線平衡 – 桌子組裝 桌子組裝先後關係桌子組裝的流程圖 群組工作要素到工作站的第一循環 桌子組裝的新生產線(分鐘)Quiz#2Quiz#3生產線不平衡之解決方法 Quiz#4Quiz