Das Kontraktkit-Audit: Engpässe vor dem Produktionsstopp erkennen

Der Abstand zwischen einer perfekten Stückliste (BOM) und der physischen Realität, wenn eine Pappschachtel am Empfang ankommt, ist oft der teuerste Raum in der Fertigung. In einer digitalen Datei existiert jedes Bauteil in genauen Mengen, perfekt auf seinen Footprint ausgerichtet, einsatzbereit zur Montage. Am Entladen dockt jedoch dasselbe Projekt oft als "Kit" an, das weniger wie eine Produktionscharge und mehr wie ein hastig verpackter Koffer aussieht. Wir haben erlebt, wie Prototypenläufe im Wert von fünfzigtausend Dollar scheiterten, weil eine Handvoll 0402-Widerstände lose in einer Ziploc-Sandwich-Tasche geworfen wurde—ungenannt, statisch aufgeladen und unmöglich in die Automation einzuspeisen.

Deshalb gibt es die Prüfung. Wir machen das nicht, um Papierkram zu erzeugen oder das Projekt zu verzögern; wir tun es, um eine physische Firewall aufzubauen. Sobald ein Kit vom Entladen in den Produktionsbereich übergeht, gilt es als "maschinenbereit". Falls sich während der Produktion herausstellt, dass diese Annahme falsch ist, sind die Konsequenzen sofort spürbar und finanziell. Eine Pick-and-Place-Maschine, die mit 20.000 Komponenten pro Stunde läuft, pausiert nicht, um klärende Fragen zu einem handschriftlichen Etikett zu stellen. Sie stoppt einfach. Die Prüfung ist der einzige Mechanismus, um dieses Schweigen zu verhindern.

Die Lüge der Tabellenkalkulation

Es besteht der weit verbreitete Glaube, dass, wenn eine Tabellenkalkulation sagt, auf einer Rolle seien 5.000 Kondensatoren, dann sind auch 5.000 Kondensatoren auf dieser Rolle. Das ist selten wahr, besonders bei offenen Beständen oder Teilen aus dem Grauimport. Tabellenkalkulationen machen Behauptungen; Waagen überprüfen sie. Wenn ein auftragsgebuchtes Kit ankommt, ist der erste Schritt nicht das Lesen des Lieferscheins—es ist die Überprüfung des physischen Bestands.

Wir zählen Komponenten nicht manuell. Menschliches Zählen ist langsam und anfällig für "Fatigue-Blindheit", bei der das Gehirn die Zählung nur abschließt, um die Aufgabe zu beenden. Stattdessen verwenden wir Präzisionswaagen und Röntgenzähler. Ein Röntgenzähler kann einen versiegelten Feuchtigkeitsbarriertüte scannen und die genaue Anzahl der Chips im Inneren ermitteln, ohne das Siegel zu brechen. Das ist entscheidend für hochpreisige FPGAs oder feuchtigkeitsempfindliche Bauteile (MSDs), bei denen das Öffnen der Tüte einen Timer startet, den man bis zum letzten Moment nicht laufen lassen möchte.

Diese gründliche Zählung kann bei Teams, die zwischen Full Turnkey-Diensten und auftragsspezifischen Kits debattieren, Frustration auslösen. Wenn Sie die Teile selbst kaufen, um Geld zu sparen, übernehmen Sie das Risiko für die Genauigkeit dieses Bestands. Wenn Sie ein "Partial Reel" von einem Makler kaufen, der behauptet, 500 Chips zu haben, und das Röntgen einen Bestand von 420 zeigt, ist dieser Mangel Ihr Problem zu lösen. Im Turnkey-Modell übernimmt die Fabrik diese Abweichung. Im auftragsspezifischen Modell stoppt die Abweichung Ihren Aufbau.

Der gefährlichste Satz bei einer Prüfung ist "nahe genug". Ein Kunde könnte einen Streifen geschnittener Klebebänder schicken, der etwa 50 Teile für einen 40-Platten-Lauf enthält. Für das bloße Auge scheint das ausreichend zu sein. Für die Maschine ist es eine garantierte Fehlfunktion. Wir müssen oft die "Vertrau auf meine Zählung"-Argumentatie hinterfragen. Vielleicht hast du sie gestern gezählt, aber wenn das Führungskabel gekürzt wurde oder beim Verpacken einige Teile herausgefallen sind, läuft die Maschine leer, bevor die letzte Platine bestückt ist.

Die Physik der Abnutzung

Der kontroverseste Teil eines Kit-Checks ist der Abgang—die "extra"-Teile, die für den Bau benötigt werden. Kunden hassen Abgänge. Es fühlt sich an, als würde man Müll kaufen. Warum brauchst du 115 Teile, um 100 Platinen zu bauen?

Es hängt von den Mechanismen des SMT-Zuführers ab. Zuführer sind keine Magie; sie sind mechanische Systeme, die Spannung und Traktion benötigen, um das Band voranzutreiben. Um eine Rolle in einen Zuführer zu laden, müssen wir das Abdeckband abziehen und das Trägerrad in das Antriebsritz einführen. Dieser Vorgang verbraucht eine Länge des Bandes—den "führer"—bevor der Pick-Point überhaupt erreicht ist. Je nach Plattform kann dieser Führer zwischen 15 und 30 Zentimeter lang sein. Wenn Sie exakt 100 Teile auf einem durchgehenden Streifen für einen 100-Board-Lauf schicken, werden die ersten 15 bis 20 Teile nur geopfert, um den Zuführer zu laden. Die Maschine kann sie nicht aufnehmen, weil sie physisch im Führungsmechanismus liegen.

Dieses Missverständnis entsteht häufig durch ein Missverständnis darüber, wie geschnittene Bänder funktionieren. Wenn Sie einen 2-Zoll-Streifen Band schicken, gibt es keine physische Möglichkeit, ihn in einen automatischen Zuführer zu laden. Wir müssen einen Führungsabschnitt manuell anfügen, eine filigrane Operation, die zusätzliche Arbeitszeit und Risiko bedeutet. Wenn das Band zu kurz für eine Splicing-Operation ist, müssen wir die Komponenten per Hand einsetzen.

Einige Ingenieure werden argumentieren: „Bringen Sie es einfach von Hand an, es sind nur 50 Platinen.“ Während ein Mensch kann ein Teil platzieren, aber er kann es weder mit der Konsistenz noch mit der Geschwindigkeit einer Maschine tun. Manuelle Platzierung bricht die thermische Profilkonsistenz, erhöht das Risiko von Fehlausrichtungen und verwandelt einen 2-stündigen automatisierten Auftrag in einen 2-tägigen manuellen Kraftakt. Für einen 0402-Passivbaustein oder einen fein abgestimmten IC ist manuelle Platzierung keine praktikable „agile“ Strategie. Es ist eine kostspielige Rettungsaktion.

Mathematisch gesehen ist der Abnutzungsfaktor jedoch nicht willkürlich, er variiert je nach Maschinentyp (ein MyData Agilis Zuführriegel verschwendet weniger als ein traditioneller Juki- oder Panasonic-Mechanikzuführer). Im Allgemeinen benötigen wir für passive Komponenten (Widerstände, Kondensatoren) einen Prozentsatz an Überschuss plus eine feste Führungsanzahl. Für teure ICs sinkt der Überschussbedarf, aber die Führungsanzahl bleibt bestehen. Wenn Sie exakte Stückzahlen senden, planen Sie effektiv eine Knappheit ein.

Paketintegration und Feuchtigkeit

Über die Stückzahl hinaus bestätigt die Prüfung, dass die Teile den Montageprozess tatsächlich überleben können. Hier wird der Unterschied zwischen einem „Teil“ und einer „fertigungsbereiten Komponente“ schmerzhaft deutlich. Wir sehen häufig Kits, die feuchtigkeitsempfindliche Komponenten (MSL 3 oder 4) enthalten—wie BGAs oder QFNs—die seit Monaten lose in einer Schreibtischschublade liegen.

Wenn diese Teile atmosphärische Feuchtigkeit aufnehmen, werden sie zu tickenden Zeitbomben. Wenn wir sie direkt in einen Reflow-Ofen bei 245°C legen, verwandelt sich die eingeschlossene Feuchtigkeit in Dampf, dehnt sich aus und sprengt das Gehäuse von innen—ein Phänomen, das als „Popcorning“ bekannt ist. Die Prüfung kontrolliert die Feuchtigkeitsanzeigekarten in den Beuteln. Wenn die Karte auf Feuchtigkeitsschutz hinweist oder wenn die Teile in generischen Verpackungen ohne Trockenmittel ankommen, müssen sie stunden- oder tagelang gebacken werden, um die Feuchtigkeit zu entfernen. Das verzögert den Zeitplan, ohne dass es jemand berücksichtigt hat.

Wir überprüfen auch die physische Fußnote im Vergleich zum Leiterplattenlayout. Ein häufig versteckter „stiller Killer“ tritt auf, wenn ein Designer eine Komponente in der Stückliste austauscht—zum Beispiel einen Transistor von SOT-23 auf SOT-323 verkleinert—aber vergisst, die Leiterplattenlayoutdatei zu aktualisieren. Die Teile kommen an, haben den richtigen elektrischen Wert, passen aber physisch nicht auf die Lötpads. Wenn wir dies während der Prüfung erkennen, können wir nach einer Alternative suchen. Wenn es auf der Linie entdeckt wird, stürzt die Maschine ab und die Platine muss möglicherweise neu gestaltet werden.

Dies wirft die Frage nach Alternativen auf. Häufig sendet ein Kunde eine E-Mail mit dem Hinweis: „Wenn Sie die Murata-Kapazität nicht finden, ist die von TDK in Ordnung.“ Das ist hilfreich, aber wenn diese Zustimmung in einer E-Mail-Kette und nicht im offiziellen Stücklistendokument oder im Kit-Datenblatt dokumentiert ist, markiert die Prüfung das TDK-Teil als „Falsche MPN“ (Hersteller-Teilenummer). Das physische Kit muss genau mit der Dokumentation übereinstimmen. Wir können nicht erraten, welche Abweichungen Sie mental genehmigt haben.

Das Hold-Protokoll

Wenn die Prüfung einen Mangel feststellt—sei es eine fehlende Rolle, eine Beutel mit zerbrochenen Teilen oder eine Diskrepanz beim Abnutzungsfaktor—wird der Auftrag auf „Halten“ gesetzt. Dieser Status im ERP-System sperrt den Auftrag aus der Planungswarteschlange aus. Es ist der Moment, den Projektleiter am meisten fürchten, aber er ist notwendig.

Wir haben kürzlich ein Kit bearbeitet, das zwei Tage vor einer wichtigen Markteinführungsfrist eingegangen ist. Die Prüfung meldete einen Mangel an fünfzehn Positionen. Der Kunde war außer sich und forderte, wir sollen „mit dem arbeiten, was wir haben.“ Wir haben abgelehnt. Einen Leiter mit bekannten Engpässen zu starten, bedeutet, ihn in der Mitte der Produktion abzubrechen, zu lagern (was Staub und Handling-Schäden verursacht) und erst Tage später wieder die Produktion zu unterbrechen, um ihn fertigzustellen. Allein das Rüsten und Demontieren zerstört die Effizienz des Durchlaufs. Wir warteten fünf Tage auf die Ankunft der fehlenden Teile von DigiKey. Der Kunde schrie wegen der Verzögerung, aber er erhielt 100% fertiggestellte, funktionierende Platinen.

Wenn wir den Auftrag teilweise ausgeführt hätten, hätten sie nur halbfertige Gerüste erhalten, die manuell nachgelötet werden müssten und Wochen zur Überprüfung benötigt hätten. Die Prüfung ist streng, weil die Alternative eine Produktionskatastrophe ist. Wenn wir die Rolle wiegen, versiegeln und die zugeschnittenen Bänder ablehnen, tun wir dies nicht, um schwierig zu sein. Wir stellen sicher, dass die Linie nicht anhält, wenn der Startknopf gedrückt wird, bis Ihr Produkt fertig ist.