Le società che aspirano nella riuscita devono far propria una strategia che consenta loro di coesistere col cambiamento continuo, un cambiamento che può nascere dallo spostamento delle forze in gioco o dall'introduzione di nuovi processi o nuove tecnologie.
Il mercato italiano è costituito essenzialmente da piccole e medie imprese il cui orientamento operativo è essenzialmente per commessa. Questa peculiarità richiede una notevole elasticità per potersi adattare di volta in volta alle singole richieste dei clienti, una capacità aziendale che deve essere costantemente tenuta sotto controllo e in cui le personali risorse dell'imprenditore non bastano più a creare, o a mantenere, quei margini di contribuzione che l'elevata competitività attuale tende costantemente a erodere.
Un'azienda che lavora per commessa ha l'esigenza di configurare i processi in modo flessibile, modificare gli ordini di produzione in corso, a processo avviato, per far fronte a nuove modifiche richieste dal cliente; deve poter sempre ottimizzare tutte le risorse produttive (dalle persone alle macchine), indipendentemente dalle condizioni operative del momento, al fine di massimizzare la produttività aziendale e, di conseguenza, il fatturato e gli utili.
La tecnologia, nella sua corsa perfezionista, ha da anni reso disponibili vari tool software, potenti, ma semplici da usare, integrati in un'unica piattaforma di lavoro; questi tool consentono di ottimizzare tutte le risorse presenti in azienda, ma soprattutto di rispondere in tempo reale anche a richieste inattese, risparmiando ore di lavoro e di stress, con in più la sicurezza della precisione, una precisione che deriva da uno strumento che opera in modo oggettivo.
Questi strumenti sono realizzati per tutte quelle aziende che desiderano potenziare le prestazioni delle proprie linee produttive, adottando soluzioni pratiche ed efficaci; in particolare sarebbero molto utili per il mondo del contract manufacturing, il più vulnerabile nei confronti dei problemi che questa famiglia di tool risolve con grande beneficio di efficienza e redditività.
L'avanzata tecnologia che caratterizza il mondo Pc e delle reti, unitamente alla facilità d'uso che deriva dall'adozione dalle interfacce utente ormai tutte di tipo user friendly, sono enfatizzate da un costante aggiornamento e da ottimali strumenti di training che rendono questa categoria di prodotti sempre attuale, pronta all'uso in tempi estremamente ridotti e a costi modesti, in particolare se comparati con il veloce ritorno dell'investimento. È ormai una consuetudine creare prodotti software che anche il personale poco avvezzo all'informatica può utilizzare senza difficoltà alcuna.
Il supporto ai prodotti è garantito da personale tecnico che, oltre ad avere una profonda conoscenza del software in sé, usualmente vanta anni di coinvolgimento nelle tematiche di processo.
Disporre dei dati Cad in produzione
Pur ravvisandone la necessità, la maggior parte degli operatori del settore dell'assemblaggio elettronico, in particolare gli EMS (Electronic Manufacturing Service), si sono sempre tenuti a debita distanza dagli strumenti software sviluppati per agevolare la programmazione dei sistemi di montaggio e di collaudo, reputandoli adatti solamente per le grosse aziende. In particolare, questa avversione si è manifestata in passato presso realtà di piccole e medie dimensioni, dove in parte il costo, ma spesso la disponibilità dei tool nella sola lingua inglese, hanno contribuito a limitarne la diffusione.
Queste piattaforme collegano la fase di progettazione a quella di produzione avvalendosi in buona parte di interfacce grafiche. Molti produttori al momento hanno inserito versioni in lingua italiana. I dati provenienti dai vari Cad vengono convertiti in formato neutro mediante dei traduttori, resi disponibili graficamente per il tecnico di produzione che vi può eseguire una moltitudine di operazioni, per poi essere facilmente selezionati e utilizzati per la programmazione di pick&place, sistemi di inserzione e macchine di collaudo.
Si tratta di software progettati per offrire una soluzione realmente efficiente nella generazione automatica sia dei programmi di montaggio sia di quelli di test, nella preparazione delle lamine per serigrafia, dei letti d'aghi o della documentazione tecnica di produzione, partendo dalle informazioni normalmente disponibili (o reperibili) in ogni azienda di assemblaggio.
La sequenza operativa si snoda attraverso poche e semplici operazioni. Si parte importando le liste di componenti (part list, bill of material) generate come report dai più diffusi sistemi Cad e prodotti nel formato ascii o tradotti nel formato neutro. Nei dati sono presenti innumerevoli informazioni, relative ai segnali e alle alimentazioni, ai piani di foratura e ai layout, alle dimensioni dei pad e dei componenti, e così via.
È possibile cercare e selezionare ogni parte o ogni particolare che si desideri cambiare o modificare o per cui si voglia attuare un controllo o produrre un documento. Un ampio numero di comandi grafici è messo a disposizione dell'utilizzatore per ruotare le schede, cambiare o aggiungere riferimenti, dividere o accorpare.
Qualora per motivi contingenti non fossero disponibili le fonti dei dati, diverse piattaforme disponibili sul mercato prevedono la possibilità di ricorrere a un normale scanner per acquisire l'immagine del circuito stampato. Dall'immagine importata si ricostruisce il database della scheda con tutti i dati disponibili e, attraverso un immediato editor grafico, si verifica la correttezza delle informazioni intervenendo eventualmente per conformarle agli standard di produzione.
Una volta consolidato il database, si può procedere alla generazione della documentazione tecnica e dei programmi per i sistemi di assemblaggio, che sono poi verificati direttamente in macchina dove la procedura di debug richiede un ridotto dispendio di tempo.
E' possibile utilizzare il database generato per la programmazione di sistemi di produzione diversi tra loro, senza quei vincoli che precedentemente legavano un codice prodotto al sistema specifico utilizzato per la programmazione in autoapprendimento. Oltre all'aumentata interoperabilità, l'ulteriore vantaggio è costituito dal liberare la macchina dal carico improduttivo della programmazione.
Dal dato alle applicazioni
Un aspetto rilevante di questi sistemi è sicuramente la capacità di importare dati nei diversi formati, per poi utilizzarli nelle successive elaborazioni svolte mediante gli strumenti disponibili nell'applicativo per l'editing grafico o testuale.
Tre sono le fonti di informazione da cui attingere per la creazione del database: file ascii, file Cad e file grafico, ovvero l'immagine rasterizzata del circuito.
Prendendo ad esempio la stringa necessaria per la programmazione di una generica pick&place, si trovano al suo interno le informazioni relative al reference designator, al part number, alle coordinate x e y del centro del componente e al suo angolo di rotazione.
Questi dati sono resi disponibili dai moderni sistemi di progettazione e sbrogliatura che l'importer identifica e, senza la necessità di programmi di conversione specifica, vengono salvati per ogni uso che la produzione richiedesse. In pratica, acquisito un file ascii si descrive la posizione delle informazioni al suo interno, consentendone la lettura e il caricamento sul database del relativo prodotto.
Prima di iniziare l'attività di import è bene aprire il file ed esaminarlo per capirne la sua sintassi. Normalmente i file ascii orientati alla programmazione del piazzamento dei componenti sono facili da comprendere, tutti i campi sono sempre suddivisi in colonne con o senza separatori e all'inizio vi è quasi sempre una breve descrizione dei campi. Qualora i campi del file non dovessero essere separati da alcun carattere bisogna identificare l'inizio di ogni colonna e la lunghezza del campo, per ogni singolo elemento.
I file ascii esportati dai vari Cad possono avere le più svariate combinazioni di formato e per evitare di dover fare molteplici configurazioni di import, è consigliabile cercare di selezionare un formato che sia il più comune fra tutti i Cad con cui si è soliti lavorare e che comunque contenga il minor numero possibile di informazioni non utili.
Nel caso in cui i dati provengano sempre da un unico sistema, la cui sintassi non varia nel tempo, si ricorre all'importer, un formato di scambio standardizzato adottato già da importanti produttori di Cad quali Intergrafh e Mentor. I suoi vantaggi sono rappresentati dalla disponibilità commerciale di convertitori in grado di leggere la maggior parte degli archivi Cad. Un file neutro contiene tutti i dati relativi alla scheda più quelli relativi ai package.
Nel caso dello sviluppo automatico dei programmi di collaudo, alle informazioni viste in precedenza vanno aggiunti i dati relativi alle connessioni tra i vari pin, la netlist e, eventualmente, le informazioni relative ai punti di test predefiniti in fase progettuale.
Con la stessa filosofia di lavoro avviene anche la programmazione dei sistemi di ispezione.
Elaborazione dei dati e delle librerie
Le operazioni relative alla verifica e agli aggiustamenti necessari per il successivo utilizzo in produzione dei dati della scheda importati, si svolgono all'interno dell'editor grafico, selezionando in modo grafico o con criteri di comunanza i componenti o i gruppi di componenti interessati e utilizzando gli strumenti specifici messi a disposizione. L'editor grafico, come il nome stesso specifica, consente di interagire con il database attraverso la rappresentazione grafica degli oggetti in esso contenuti.
Le operazioni in questa fase riguardano normalmente l'aggiustamento delle rotazioni dei componenti, la rotazione della scheda per adeguarla al verso di inserimento in macchina e, nella maggior parte dei casi, il riallineamento tra i sistemi di codifica adottati dalla progettazione con quelli comunemente utilizzati in produzione.
La fase di affinamento del database include inoltre le eventuali annotazioni grafiche ed informative a scopo documentale. Questa attività è molto importante perché consente di creare un'informazione completa di tutti gli elementi necessari alle successive elaborazioni, sia per la parte orientata alla produzione dei programmi, sia per la realizzazione di stampe e report.
Quanto più una libreria è precisa nei suoi elementi costituenti, tanto più questa sarà utile. Nella libreria delle parti vengono inseriti i codici aziendali in uso e le specifiche basilari dei componenti che possono essere ottenuti automaticamente dai sistemi MRP o immessi dall'utente. Di due tipi sono le informazioni che l'utente deve inserire al fine di ottenere una libreria completa e funzionale: i dati relativi ai package e i dati relativi alla documentazione, ambedue fanno riferimento alla libreria delle parti. La libreria dei package contiene tutti i dati da associare a uno o più componenti contenuti nella libreria delle parti. I più diffusi o utilizzati sono normalmente presenti, ma è comunque possibile aggiungerne facilmente di nuovi. Per una corretta visualizzazione e per un coerente metodo di lavoro, è importante che gli elementi rappresentati graficamente siano quanto più conformi alla realtà. Inoltre, è fondamentale che ogni elemento sia corredato di tutte le necessarie proprietà meccaniche.
A tale scopo il software è usualmente in grado di gestire una libreria di componenti configurabile, in grado di contenere per ogni singolo elemento tutte le informazioni necessarie per la creazione dei programmi di assemblaggio e di test.
Il ricorso allo scanner
Nel mondo delle lavorazioni conto terzi non sempre è facile avere accesso alla documentazione in formato elettronico necessaria alla creazione dei programmi di assemblaggio e di test. In molti casi la documentazione software è incompleta o assente; la sola fonte di dati disponibile è la scheda stessa da montare e la documentazione cartacea.
L'alternativa è data dalla programmazione manuale su una stazione dedicata, o la programmazione direttamente in macchina, a meno di non adottare la soluzione di importare l'immagine grafica della scheda mediante scanner.
Uno scanner che abbia la risoluzione di 600 dpi è sufficiente per ottenere l'immagine dettagliata del pcb in formato digitale (.BMP). È ovviamente importante che l'immagine abbia la dimensione e le proporzioni il più precise possibile. A questo punto si piazzano i componenti ricorrendo alla libreria di sistema, assegnando tutti gli attributi che saranno necessari alla corretta esecuzione del programma a valle.
L'automazione è anche software
La tecnologia elettronica non ha mai cessato di crescere, sia come potenza elaborativa sia come complessità dei circuiti sia come miniaturizzazione.
Si incontrano con sempre maggiore frequenza package di tipo area array e componenti discreti 0402 (0,6 x 0,3 mm); cambiano in un crescendo di complessità anche i circuiti stampati, al punto che il ricorso alla tecnologia embedded sembra sempre più imminente.
L'evoluzione delle pick&place segue senza apparente difficoltà la crescente complessità di componenti e substrati; potenziali problemi si manifestano invece a livello di processo dove si comincia ad accusare la difficoltà nel rimanere allineati con la crescente accuratezza richiesta.
In Europa l'era delle produzioni di massa si è praticamente spenta lasciando spazio a un modo di produrre che assomiglia al “just in time”, ma che in realtà è solo un caotico “subito, bene e quasi gratis”.
La caduta delle frontiere e il ridimensionamento delle distanze avvenuto grazie alla tecnologia, ha comunque accentuato la pressione competitiva dimostrando, tra l'altro, come l'arrivare sul mercato in ritardo comporti poi buchi di profitto o, comunque, margini ridotti.
La necessità di automazione, nella sua accezione più ampia, spinge i costruttori all'utilizzo sempre più importante di strumenti Cad/Cae/Cam. Sono questi strumenti sempre più potenti, utilizzati tanto per accorciare i tempi di progetto quanto per ridisegnare i processi di fabbricazione, nella ricerca di soluzioni che consentano di ritagliare quei margini che la concezione tradizionale di produzione ormai non consente più.
