Jedno zamówienie, dwie perspektywy

Po długich i ciekawych rozmowach podczas targów TEK.day w Gdańsku postanowiłem podzielić się swoim doświadczeniem i spostrzeżeniami z szerszym gronem odbiorców. Chciałbym przedstawić, jak wygląda proces realizacji zlecenia z punktu widzenia firmy EMS (jako sprzedawcy) oraz jak to samo zlecenie postrzegane jest przez klienta np. firmę OEM (określoną, również jako „klient”), która nie ma własnej produkcji elektroniki i korzysta z usług EMS, a zakupione zespoły elektroniczne umieszcza w obudowach, tworząc wyrób gotowy w wersji kompletnej.

Skupimy się na przypadku, gdzie firma OEM ma już projekt elektroniczny w wersji produkcyjnej, a zamówienie dotyczy wykonania montażu PCBA wraz z zapewnieniem PCB oraz kompletacją BOM. Pomijamy więc proces projektowania. Aby całość była bardziej przejrzysta, przedstawię to w punktach.

Na początku przyjrzyjmy się, jak wygląda proces składania zamówienia przez OEM

1. Wysłanie zapytania do EMS, które zawiera informacje i dokumentację niezbędną do wyceny. Zapytanie takie powinno zawierać:

• Ilość pakietów — z zaznaczeniem jak takie pakiety miałyby być dostarczone — np. każda płytka osobno lub w panelach;
• Oczekiwany termin realizacji — nie powinien być sztywno narzucany dostawcy usług EMS, gdyż zależy on od wielu czynników, o czym wspomnę później;
• Zakres prac — należy określić, czy projekt ma być wykonany w całości wg dokumentacji, czy niektórych etapów należy zaniechać, np. w dokumentacji jest informacja o pokryciu warstwą ochronną, ale klient w danej partii nie chce tego robić;
• Pliki GERBER oraz opis technologiczny PCB;
• Plik BOM wraz z określeniem, które komponenty mają być montowane, a które nie oraz z zaznaczeniem kto (EMS czy OEM) zapewnia dany komponent.

2. Uzupełnienie/objaśnienia do dokumentacji i/lub wskazanie/zaakceptowanie zamienników do komponentów — jest to etap opcjonalny, nie zawsze występuje.

3. Otrzymanie oferty od EMS — firma OEM ofertę może otrzymać w ciągu kilku lub kilkunastu dni. Wszystko zależy od stopnia skomplikowania projektu. W zależności od polityki firmy EMS klient na ofercie może otrzymać sumaryczną cenę dla danej partii lub w rozbiciu na koszt montażu, PCB i BOM. Ja osobiście preferuję drugi wariant, gdyż daje nam więcej informacji o strukturze kosztów danego projektu. 

4. Złożenie zamówienia — im szybciej zostanie złożone zamówienie, tym większe prawdopodobieństwo, że projekt uda się zrobić po cenie i w czasie jakie były przedstawione w ofercie. Niestety w dobie dynamicznych zmian na rynku komponentów może się okazać, że nawet dzień zwłoki sprawi, że wycenione komponenty nie będą już dostępne w danym źródle. Jeśli trafimy na komponenty, które nie występują już w oficjalnej dystrybucji, to pozostaje skorzystać z usług brokerów, a taki komponent może być nawet kilkunastokrotnie droższy w porównaniu z jego cenami katalogowymi. 

5. Wskazanie/zaakceptowanie zamienników do komponentów — jest to etap opcjonalny, nie zawsze występuje. Na tym etapie cena i termin realizacji projektu mogą ulec zmianie — jest to moment, kiedy najczęściej dochodzi do napiętej sytuacji między EMS a klientem. Gdy wyceniane wcześniej elementy BOM nie są już dostępne, pozostaje zazwyczaj czekać kilka, kilkanaście tygodni lub szukać w innych czasem dużo droższych źródłach zakupowych. 

6. Dostawa zamówienia.

Jak można zauważyć, po stronie firmy OEM nie dzieje się zbyt wiele — najwięcej przygotowań wymaga wysłanie zapytania. Reszta to już odpowiedzi na pytania EMS i podejmowanie decyzji dotyczących cen, terminów itp.

Zupełnie inaczej i dużo bardziej skomplikowany jest proces wyceny i realizacji tego zamówienia przez firmę EMS

1. Otrzymanie zapytania od firmy OEM — pracownik EMS sprawdza zapytanie pod kątem kompletności informacji i dokumentacji.

2. Określenie zakresu czynności, jaki należy wykonać:

- Zakres usługi montażu — może dotyczyć m.in.: 

• SMT;
• THT;
• Mycie;
• Nakładanie powłok ochronnych;
• Programowanie;
• Testowanie;
• Montaż elementów mechanicznych;
• Pakowanie;
• Wycena materiałów (BOM, PCB, elementy mechaniczne, środki chemiczne itd.);
• Ewentualne inne procesy.

3. Wycena usługi montażu (PCBA) - tutaj każda firma EMS przyjmuje swój schemat wyceny. Co ciekawe, czasem ten sam projekt produkcyjny może mieć rozbieżności cenowe rzędu kilkuset procent — wszystko zależy od technologicznych możliwości i polityki cenowej konkretnej firmy EMS. Dla niektórych średniej wielkości firm EMS położenie setek tysięcy sztuk diod led z soczewkami w ciągu jednej zmiany to chleb powszedni, inna firma będzie musiała dokupić dodatkowe elementy do maszyn SMT lub kilkukrotnie wydłużyć czas montażu, aby uzyskać taki sam efekt końcowy. Zazwyczaj proces wyceny usługi montażu nie powinien trwać zbyt długo. Większość firm jest w stanie to zrobić w czasie 24-72 H. 

4. Wycena PCB — tylko nieliczne firmy EMS posiadają własną produkcję płyt drukowanych. Zazwyczaj PCB są kupowane od zewnętrznych dostawców. Przy większych partiach produkcyjnych, zdecydowanie najczęściej pochodzą one od chińskich dostawców. Proces wyceny PCB nie jest zbyt skomplikowany, zazwyczaj wystarczy wysłać pliki GERBER, wraz z opisem technologicznym, aby w ciągu 24h mieć gotową wycenę.

- Co warto zauważyć, na rynku polskim można spotkać: 

• firmy produkcyjne posiadające fabryki w Polsce — faktura polska i produkcja w Polsce;
• pośredników — firmy, które mają własne magazyny w kraju, ale PCB produkowane są w Chinach (faktura polska, produkcja w Chinach);
• agentów fabryk chińskich — czyli ludzi reprezentujących bezpośrednio chińskie fabryki (faktura chińska i produkcja w Chinach) 

5. Wycena BOM — jest to zdecydowanie etap, który może okazać się najbardziej czasochłonny dla firmy EMS. Oczywiście nie jest to regułą, może się trafić projekt, gdzie wszystkie komponenty powierzy klient lub są dostępne u jednego, lub kilku dostawców na stocku magazynowym. Niemniej jednak, w większości wymagających projektów produkcyjnych często można natrafić na problemy z dostępnością niektórych komponentów. Jeśli elementy są nadal dostępne w oficjalnej dystrybucji, zazwyczaj można je zdobyć w ciągu kilku lub kilkunastu tygodni. Natomiast w sytuacji, gdzie dany komponent nie jest już produkowany, a oficjalne źródła mają zerowe stocki, pozostaje znalezienie zamiennika lub zakup u brokerów, który może wiązać się z pewnym ryzykiem jakościowym i znacznie wyższą ceną niż w oficjalnej dystrybucji. 

6. Wycena pozostałych usług i procesów, jeśli w danym projekcie są one obligatoryjne.

- Możliwości jest bardzo dużo, więc tylko wymienię niektóre z nich:

• nakładanie powłok ochronnych,
• testy elektryczne,
• testy funkcjonalne,
• testy w komorze klimatycznej,
• programowanie,
• pakowanie i logistyka,
• znakowanie,
• dodatkowa analiza jakościowa np. x-ray.

7. Przesłanie kompletnej wyceny do firmy OEM. Tak jak wspominałem wcześniej, zazwyczaj ważność oferty to kilka, kilkanaście dni, więc czas reakcji klienta jest tu dość istotny, aby zamówienie można było zrealizować w cenie i czasie podanym na ofercie.

8. Kolejnym etapem jest wysłanie zamówienia do firmy EMS. Powołując się na ofertę, firma OEM wysyła oficjalne zamówienie i oczekuje realizacji w podanym terminie. 

9. Realizacja po stronie firmy EMS to dość skomplikowany proces, dlatego, aby sprawnie zrealizować zamówienie, wymagane jest zaangażowanie naprawdę licznego zespołu specjalistów. Opisane poniżej procesy w większości przypadków mogą występować równolegle, niektóre natomiast następująco (w szczególności proces samej produkcji). Realizację zamówienia rozpoczyna się od ponownej weryfikacji dokumentacji klienta, a następnie na jej podstawie trzeba opracować dokumentację produkcyjną zgodnie z przyjętymi w firmie EMS standardami. 

Na temat każdego z etapów można by napisać naprawdę wiele, ale ja skupię się wyłącznie na ich wymienieniu z krótkim wyjaśnieniem

1. Opracowanie dokumentacji produkcyjnej:

• Dokumentacja dla dostawcy PCB — inżynier w firmie EMS musi ułożyć płytki w składki/panele, które będą optymalne pod względem wielkości i ułożenia dla poszczególnych etapów produkcji. Szczególną uwagę trzeba zwrócić na elementy wystające poza obrys PCB oraz marginesy technologiczne. Na tym etapie powinno się również określić parametry szablonu do nakładania pasty lutowniczej.
• Dokumentacja dla poszczególnych etapów produkcji — w związku z tym, że temat jest bardzo obszerny, nie będę opisywał szczegółów dla każdego etapu. Ograniczę się jedynie do wymienienia ich. Oczywiście w zależności od zakresu technologicznego konkretnego projektu, te etapy mogą się różnić, dlatego też nie należy zakładać, że w każdym przypadku wygląda to tak jak poniżej.

Przechodząc do sedna, zespół specjalistów w firmie EMS musi przygotować programy i dokumentację produkcyjną m.in. do poniższych etapów:

• kompletacja BOM;
• znakowanie PCB;
• drukarka szablonowa — nakładanie pasty lutowniczej na PCB;
• SPI — inspekcja nałożonej pasty lutowniczej;
• P&P - automaty Pick & Place — obkładanie komponentów SMD na powierzchni PCB;
• Piec do lutowania rozpływowego — należy dobrać odpowiedni profil temperaturowy — bardzo ważne, aby dobrać go tak, aby nie uszkodzić wrażliwych komponentów i jednocześnie poprawnie przeprowadzić lutowanie na całej powierzchni PCB;
• AOI — Automatyczna inspekcja optyczna — w niektórych projektach proces może występować kilkukrotnie np. po SMT, następnie po THT;
• obkładanie komponentów THT;
• lutowania THT — np. automatyczne lutowanie selektywne;
• mycie płyt przed nakładaniem powłok zabezpieczających;
• selektywne nakładanie powłok zabezpieczających;
• obróbka mechaniczna płyt lub obudów czy innych elementów;
• programowanie;
• testy elektryczne;
• testy klimatyczne;
• kontrola jakości — zakres i metody kontroli;
• zabezpieczenie i zapakowanie produktu przed wysyłką.

2. Po opracowaniu dokumentacji produkcyjnej, dział zaopatrzenia może przystąpić do zamawiania niezbędnych materiałów do produkcji. Przede wszystkim PCB, komponenty zawarte w BOM, ewentualnie środki chemiczne niezbędne w procesie produkcji. Najczęściej problemy mogą wystąpić przy zamawianiu komponentów SMD lub THT. O ile czas oczekiwania na płyty PCB można dokładnie przewidzieć, to w przypadku niektórych komponentów SMD lub THT można natrafić na problemy z dostępnością.

Pozostają wtedy zazwyczaj trzy wyjścia:

• czekać, aż dane materiały pojawią się na stokach w oficjalnej dystrybucji — co w zależności od przypadku może trwać tygodniami lub miesiącami;
• zastosować zamiennik dla danego komponentu — jeśli takowy istnieje i klient wyrazi na niego zgodę;
• skorzystać z ofert brokerów, gdzie zazwyczaj można te komponenty dostać od ręki, ale w dużo wyższych cenach. Niestety zakup u brokerów dodatkowo obarczony jest większym ryzykiem, jeśli chodzi o jakość komponentów. Zalecam, aby każdorazowy zakup od brokera konsultować najpierw z klientem i koniecznie uzyskać jego zgodę na wyższą cenę i większe ryzyko wystąpienia problemów jakościowych.

Każdorazowa zmiana w dokumentacji np. użycie zamiennika powinna być odnotowana i w zależności od polityki wewnętrznej firmy EMS dokumentacja powinna być zaktualizowana lub stworzona nowa rewizja projektu.

3. Po skompletowaniu wszystkich niezbędnych materiałów i przejściu wejściowej kontroli jakości, komponenty te mogą trafić na produkcję. Proces produkcji do momentu wykonania pierwszych kompletnych wyrobów w zależności od skomplikowania projektu, może trwać od kilku godzin do kilku dni. Na każdym etapie mogą pojawić się komplikacje, które nie zostały przewidziane na etapie tworzenia dokumentacji — dotyczy to głównie nowych projektów, które produkowane są po raz pierwszy. Dlatego, dopiero przy ponownej produkcji, firma EMS jest w stanie dokładniej przewidzieć czas potrzebny na wyprodukowanie konkretnej partii wyrobu gotowego. Warto zaznaczyć, że na każdym etapie produkcji, trzeba zachować odpowiednie warunki środowiskowe.

W zależności, od etapu mogą to być:

• temperatura i wilgotności — szczególnie istotne przy precyzyjnym selektywnym nakładaniu powłok ochronnych oraz przechowywaniu komponentów na magazynie;
• zabezpieczenia przed wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD) - dotyczy każdego etapu produkcji;
• zapobieganie zanieczyszczeniom, które mogą przedostać się na wyrób podczas produkcji.

4. Wszystkie powyższe etapy i czynności powinny być również wykonane z zachowaniem odpowiednich dla danego wyrobu wymagań jakościowych, tak aby produkt finalny spełniał deklarowaną klasę jakości. W wyrobach elektronicznych najczęściej określa się klasę wyrobu wg standardów IPC-A-610.

Podsumowując, po obu stronach proces wyceny i realizacji zamówienia wygląda zupełnie inaczej. Produkcja elektroniki to proces skomplikowany, na który wpływa bardzo wiele zmiennych, które nie zawsze da się przewidzieć. Dlatego bardzo ważne przy współpracy jest wzajemne zrozumienie. Uważam, że osoby zajmujące się sprzedażą w firmach EMS, powinny pod tym względem edukować swoich klientów, szczególnie wtedy, gdy klient nie jest osobą znającą proces produkcji elektroniki. Pozwoli to w przyszłości uniknąć wielu nieporozumień i jednocześnie zaprezentować się klientowi jako profesjonaliści w swojej dziedzinie.

Autor: Grzegorz Czerwiński

Właściciel Electronics Business Consulting

https://www.ebc.com.pl