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By Charles-Henri Mangin

　　　本篇基準研究考察怎樣縮短你的非生產時間。

　　　非生產時間是生產線效率中的不希望有的部分。當PCB裝配線配備好人員但沒有在印刷電路裝配上(PCA)貼裝元件的時候，成本在積累而收入卻沒有。很簡單，非生產時間就是裝備時間與貼裝時間之差。基準研究已經將貼裝時間定義為高產量貼片機 - 與較慢的高精度貼片機相對而言 - 實際在PCA上貼裝元件的時間。

　　　裝配能力不可能總是完全利用，因為工作量不總是保持裝配設備每時、每天或每周都忙。除了需求的波動之外，工廠必須可接納其顧客的需求，包括季節高峰和那些經常難以預測的最高需求。因此，必須保持裝配能力和已受訓的雇員隨時滿足市場的波動，這種波動是管理層無能為力去減少的。可是，減少停機時間(downtime)和舒緩瓶頸(bottleneck)是管理的責任。

　　　取樣(Sample)

　　　為本次基準研究課程1，選擇了19個裝配工廠：12個合約電子制造商(CEM, contract electronics manufacturer)和7個原設備制造商(OEM, original equipment manufacturer)。這些工廠每年裝配達到一千五百萬個PCA，使用幾乎總數為四十億個元件。對100條表面貼裝生產線性能的進行了詳細研究。

　　　OEM的取樣分布在下列市場：兩個計算機、兩個電信和三個儀器與工業控制，總共27條表面貼裝線。由于OEM的商業模式喜歡把擴大的裝配從外部采購，所以在任何的基準研究課題中包括較大部分的OEM的參與將變得越來越困難。比較起來，參與的CEM從72條表面貼裝線上提交其統計數據。平均來說，取樣中的一條CEM表面貼裝線每年裝配三千七百萬個元件，而OEM為三千九百萬個元件。

　　　至于裝配環境，19個工廠是這樣分布的：7個中等產量(每年裝配少于一億個元件)和12個高產量工廠(每年多于一億個元件)。在高產量小組中，有一個每年裝配十億個元件，另一個裝配幾乎達到二十億個元件。可是，后者只加入了有那些選作其性能代表的生產線的實際產量統計數據。

　　　總的來說，可以認為取樣具有相當的工業代表性，并且偏向于大型的CEM。除了一個中型的和一個小型的工廠外，取樣中的CEM都是世界上最大的和最著名的公司中間選取的。這些公司的表現已經成為整個工業的參照。

　　　停機時間(Downtime)

　　　在100條表面貼裝線的取樣中(圖一)，非生產時間(nonproductive time)平均占裝備時間(staffed time)的48%，這意味著高產量的自動貼片機平均52%的時間在貼裝元件。這個平均值不是世界級水平，但，考慮到這次基準研究的參與者，象征著工業領導者的實際表現。該平均值當然表明改進是可能的。對所有的生產線，高產量的以及高混合的，非生產時間的頂級水平應該是低于35%，這次研究的最佳的參與者達到這個水平。

　一、停機時間的主要原因

　原因                                                                      停機時間百分比

　批量設定(lot setup)                                                        21

　無計劃維護(unscheduled maintenance)                        18

　零件短缺(part shortages)                                              18

　其它                                                                                43

　總計                                                                               100

　停機時間的三大原因(表一)是：批量的準備工作(lot setup)(21%)、零件短缺(18%)、和無計劃的維護(18%)。這三個事件幾乎占去60%的停機時間，可以通過良好的管理方法將它戲劇性地減少。批量的準備工作應該是一個幾乎透明的活動，期間，生產線裝配前面批號的最后幾塊的的同時，做好生產線的準備工作。在這樣的程序下，生產線準備工作不應該中斷貼裝超過15~30分鐘。即時的在線測試(ICT, in-circuit test)新批號的第一塊板，可以確認準備工作是否適當，這是連續性流水裝配系統的一個最大優點。

　　　在一條有四到五臺機器的典型單一的表面貼裝線上快速的準備工作，要求好的工作程序、訓練有素的人員和車間人力資源的有效使用。當投資密集(capital-intensive)的資源使用成為問題關鍵的時候，是值得這樣去做。在有五或六臺貼片機的雙線上，新板的準備工作可能要求1~1.5小時的生產中斷時間。

　　　材料短缺經常部分是由外部因素所造成的，對此工廠管理層無能力，諸如推遲交貨、零件待配或由遲到顧客所催的緊急訂單。假設采購機構運作正常，零件短缺可能是不準確的倉存量，如果貨倉管理松散的話。出入點數的錯誤、零件編號標貼錯誤、物料資源計劃(MRP, materials resource planning)和企業資源計劃(ERP, enterprise resource planning)的數據輸入有誤、和位置上的錯誤等都是一些最常見的發生在貨倉內的零件短缺原因。對元件短缺的解決辦法不是庫存水平的增加，和每年庫存周轉數的相應減少。因為零件短缺是停機時間的主要原因，管理層必須對這個問題的根源作詳細調查。

　　　無計劃的維護比預期的占去較高比例的停機時間1。基于這次取樣，世界級水平為4%，有三個案例的高產量生產線和兩個高混合類的生產線可以達到。對每周運行120 ~ 140 小時的設備進行完全的預防性維護，可將由于無計劃維護的停機時間減少到準備時間的3%或以下。

　　　瓶頸(bottlenecks)

　　　除了停機時間以外，另一個降低生產線效率的因素：工廠和裝配線的瓶頸。工廠瓶頸減慢，并可能中斷裝配線。至于裝配線瓶頸，它們是由那些最慢的工藝步驟所產生的，至使其它裝配活動變慢的。

　　　對19個工廠的取樣(表二)，最常見的瓶頸來源是：高精度貼片機(占所研究案例的32%)、高產量貼片機(21%)、和ICT與功能測試(每個16%)。

　表二、工廠內最常見瓶頸的案例研究分布

　工藝步驟瓶頸              案例研究百分比

　高精度貼片機                    32

　高產量貼片機                    21

　在線測試(ICT)                   16

　功能測試                           16

　其它                                  15

　總計                                  10

　在工廠內，有53%的參與者說貼片機是最常見的瓶頸。高精度貼片機是目前CEM (42%) 的排列最高的瓶頸，而OEM認為，高產量的貼片機和ICT是最高的地點，每個29%。

　　　增加一臺貼片機給生產線，可以解決瓶頸問題和加快節奏速率。這個方法提供更多的生產能力和更多的送料器(feeder)位置，以更好地平衡生產線，而不顯著地增加生產線管理復雜性。問題是當節奏速率達到每塊PCA2~2.5分鐘的時候，測試通常成為工廠內的瓶頸。這個問題發生在取樣工廠內，32%的案例研究把ICT與功能測試排列為它們主要的瓶頸。

　　　結論

　　　當考察工廠生產效率時，生產線的效率是一個有積極意義的度量標準。測量非生產性時間是一個更清醒的做法。認識到表面貼裝線平均有48%的裝備時間(staffed time)沒有在貼裝元件，應該是許多PCA制造商的一個覺醒。

　Reference

　Line Efficiency and Assembly Environment Benchmarking Study, CEERIS report "LE".

　Charles-Henri Mangin, is president of CEERIS International, Old Lyme, CT;