Một nhà máy lắp ráp điện thoại chạy theo bốn khối lớn: lắp ráp bo mạch chính, ráp máy hoàn chỉnh, kiểm thử nhiều tầng và đóng gói. Bo mạch được hàn linh kiện tự động; phần ráp máy, nối cáp, dán keo, gắn màn hình chủ yếu bằng tay công nhân với đồ gá chính xác; sau đó mỗi chiếc máy đi qua hàng chục trạm kiểm thử trước khi vào hộp.
Hiểu cách một nhà máy như vậy vận hành giúp ích cho ba nhóm người: người sắp vào làm công nhân, kỹ thuật viên; chủ xí nghiệp muốn cung cấp linh kiện, bao bì, đồ gá cho nhà máy; và người tìm hiểu ngành điện tử. Bài mô tả theo nguyên lý chung, mỗi nhà máy có cách bố trí riêng.
Bo mạch chính: phần tự động hoá cao nhất
Trái tim của chiếc điện thoại là bo mạch chính, nơi gắn bộ xử lý, bộ nhớ, chip quản lý nguồn, chip sóng và hàng trăm linh kiện thụ động nhỏ như hạt cát. Công đoạn này gần như hoàn toàn tự động: máy in kem hàn lên bo qua tấm khuôn mỏng, máy gắp đặt linh kiện với tốc độ rất cao, lò hàn đối lưu làm chảy kem hàn để gắn linh kiện, rồi máy kiểm tra quang học soi từng mối hàn. Chip lớn có chân hàn nằm dưới thân thì phải chụp tia X mới thấy.
Nhiều nhà máy lắp ráp điện thoại tự làm công đoạn này trong nhà máy, một số khác nhận bo đã lắp sẵn từ nhà máy chị em hoặc nhà cung cấp. Người ngoài nhìn vào khu bo mạch sẽ thấy ít người hơn hẳn khu ráp máy: chủ yếu là kỹ thuật viên vận hành máy, người cấp cuộn linh kiện và người xử lý bo lỗi.
Sau khi hàn, bo được nạp phần mềm cơ bản và kiểm tra điện: cấp nguồn, đo dòng, kiểm các khối chức năng chính. Bo đạt mới chuyển sang khu ráp máy. Bo lỗi đi về trạm sửa, nơi kỹ thuật viên dùng kính hiển vi và trạm khò để thay linh kiện. Chi tiết về dây chuyền hàn bo được viết riêng trong bài về lắp ráp bo mạch của danh mục này.
Một chiếc máy đi qua khu ráp như thế nào
Khu ráp máy là nơi tập trung nhiều công nhân nhất. Chuyền chia thành chuỗi trạm, mỗi trạm làm một việc ngắn, lặp lại theo nhịp cố định. Bảng dưới là trình tự minh hoạ cho một dòng máy giả định; thứ tự thật tuỳ thiết kế máy.
| Trạm | Việc chính | Điểm dễ lỗi |
|---|---|---|
| Chuẩn bị khung | Đặt khung giữa, dán băng keo, đệm chống rung | Băng keo lệch, bụi kẹt dưới đệm |
| Gắn bo mạch | Đặt bo vào khung, siết ốc bằng tua vít lực | Siết thiếu hoặc quá lực, xước bo |
| Nối cáp | Cắm cáp màn hình, camera, pin vào đầu nối | Cắm chưa khớp, gãy chốt đầu nối |
| Gắn camera, loa, rung | Đặt mô-đun vào hốc, dán keo, che bụi | Bụi vào ống kính, keo tràn |
| Gắn pin | Đặt pin, dán keo hoặc băng kéo | Ép pin quá tay, nguy cơ phồng |
| Ráp màn hình và nắp lưng | Dán keo, ép bằng máy ép có lực và thời gian định sẵn | Hở viền, bọt khí, keo chưa đủ thời gian |
| Ép kín và kiểm kín | Máy ép, đo rò khí với máy chống nước | Không đạt độ kín, phải tháo lại |
Mỗi trạm có tài liệu hướng dẫn công việc bằng hình ảnh dán ngay tại bàn, có đồ gá giữ máy đúng vị trí và dụng cụ đã hiệu chuẩn. Cách tổ chức này cho phép người mới vào làm được sau thời gian đào tạo ngắn, nhưng đòi hỏi tập trung cao và đều tay suốt ca.
Kiểm thử: phần chiếm nhiều trạm hơn người ta tưởng
Kiểm chức năng tự động. Máy được đặt vào hộp kiểm có đồ gá, máy tính điều khiển chạy kịch bản: bật màn hình, chạm cảm ứng, chụp thử camera, phát loa, thu mic, rung, sạc, kết nối không dây. Kết quả lưu theo số sê-ri từng máy.
Kiểm sóng trong hộp chống nhiễu. Máy đặt trong hộp kim loại kín để đo khả năng thu phát sóng điện thoại, wifi, định vị mà không bị nhiễu từ máy bên cạnh. Đây là trạm cần thiết bị đo đắt tiền nên thường là điểm nghẽn của chuyền.
Kiểm camera và màn hình bằng hình mẫu. Camera chụp bảng mẫu chuẩn để kiểm độ nét, màu; màn hình hiển thị các nền màu để phát hiện điểm chết, loang màu.
Chạy lâu. Một số mẫu máy được để chạy chương trình liên tục trong nhiều giờ để lộ lỗi muộn, gọi là kiểm lão hoá.
Kiểm ngoại quan bằng mắt. Công nhân soi từng mặt máy dưới đèn chuẩn, tìm xước, bụi dưới kính, khe hở viền. Máy soi tự động hỗ trợ nhưng mắt người vẫn được dùng nhiều ở khâu cuối.
Kiểm xác suất của bộ phận chất lượng. Ngoài kiểm toàn bộ trên chuyền, bộ phận chất lượng lấy mẫu theo lô để kiểm lại độc lập, kể cả thử rơi, thử nhiệt độ, thử độ bền phím trên mẫu.
Phần mềm, số sê-ri và truy xuất từng chiếc máy
Một điểm ít người để ý: trong nhà máy điện thoại, mỗi chiếc máy là một bản ghi dữ liệu. Từ lúc bo mạch được gắn mã, mọi trạm đi qua, mọi kết quả kiểm, mọi linh kiện thay thế đều được ghi lại theo số sê-ri. Hệ thống quản lý sản xuất sẽ không cho máy đi tiếp nếu bỏ qua trạm hoặc trượt một bài kiểm.
Phần mềm hoàn chỉnh thường được nạp ở cuối chuyền, kèm thông số vùng thị trường, ngôn ngữ, mã nhận dạng thiết bị. Mã nhận dạng này gắn chặt với bo mạch, nên khu nạp có quy định bảo mật riêng. Khi có lỗi phát hiện sau khi bán, nhà máy có thể truy ngược tới ca, chuyền, trạm, lô linh kiện, thậm chí người vận hành.
Với xí nghiệp nhỏ muốn cung cấp linh kiện cho nhà máy kiểu này, bài học rút ra là: khách sẽ đòi truy xuất lô của bạn ở mức tương tự. Mỗi khay vỏ, mỗi cuộn tấm dán bạn giao phải có mã lô, ngày sản xuất, và bạn phải trả lời được lô đó dùng nguyên liệu nào.
Đóng hộp và xuất xưởng: những bước cuối trước khi lên xe
Khu đóng gói thường nằm sát kho thành phẩm. Ở đây sai một chi tiết nhỏ như thiếu sạc, sai ngôn ngữ sách hướng dẫn cũng thành lỗi lô hàng, nên trình tự được khoá chặt như các trạm kiểm thử.
- Dán màng bảo vệ màn hình và mặt lưng, kiểm lại ngoại quan lần cuối dưới đèn.
- Quét số sê-ri máy để hệ thống in tem hộp tương ứng; tem hộp và máy phải khớp mới đi tiếp.
- Xếp máy, cáp, củ sạc nếu có, que lấy khay thẻ, sách hướng dẫn đúng thị trường vào hộp; nhiều nhà máy dùng cân để phát hiện hộp thiếu phụ kiện.
- Bọc màng co hoặc dán tem niêm phong, xếp hộp vào thùng carton theo số lượng định sẵn, quét mã thùng.
- Thùng lên pallet, quấn màng, ghi nhận vào kho thành phẩm theo lô; bộ phận chất lượng lấy mẫu kiểm lô xuất trước khi cho phép giao.
- Lô đạt được xếp lên xe theo kế hoạch xuất, phần lớn đi đường hàng không hoặc container tuỳ thị trường và độ gấp.
Khâu này dùng rất nhiều vật tư của nhà cung cấp trong nước: hộp giấy, khay giấy định hình, màng bảo vệ, tem, thùng carton, pallet. Với bao bì, khách hàng thường đòi kiểm màu, kiểm kích thước và kiểm độ bền nén thùng theo từng lô, kèm cam kết không dùng chất bị hạn chế trong mực và keo.
Con người trong nhà máy: nhịp ca, đào tạo và kỷ luật
Nhà máy lắp ráp điện thoại dùng nhiều lao động trẻ, phần lớn là nữ ở khu ráp và kiểm ngoại quan, vì công việc đòi đôi tay khéo và mắt tinh. Nhà máy thường chạy hai hoặc ba ca, thời gian cao điểm trùng mùa ra mắt mẫu máy mới. Công nhân mới được đào tạo vài ngày ở phòng đào tạo, làm bài kiểm tra tay nghề rồi mới lên chuyền, ban đầu kèm bởi công nhân lâu năm.
Quy định ra vào khá chặt: thay đồng phục chống tĩnh điện, đi qua buồng thổi bụi, không mang điện thoại cá nhân vào khu sản xuất ở nhiều nhà máy, kiểm tra khi ra về để bảo vệ thiết kế chưa ra mắt. Người sắp vào làm nên biết trước điều này để không bất ngờ.
Về an toàn, nguy cơ chính không phải tai nạn máy lớn như ngành cơ khí mà là mỏi mắt, đau cổ tay, đau lưng do động tác lặp lại, đứng hoặc ngồi lâu, và tiếp xúc keo, dung môi lau. Luật An toàn, vệ sinh lao động 2015 đặt trách nhiệm đánh giá nguy cơ và tổ chức nghỉ giải lao, luân chuyển vị trí cho người sử dụng lao động; người lao động có quyền được biết nguy cơ ở vị trí mình làm.
Nhà cung cấp quanh một nhà máy điện thoại cung cấp những gì
Từ bên ngoài, nhà máy điện thoại trông như một khối kín. Thực ra mỗi ngày có hàng trăm chuyến xe ra vào mang theo đủ thứ: khung kim loại đã gia công và anod, nắp lưng, cụm nút bấm, tấm dán chống bụi, băng keo hai mặt cắt sẵn hình, đệm xốp, tấm dẫn nhiệt, khay nhựa chống tĩnh điện để đựng bán thành phẩm, hộp giấy, sách hướng dẫn, túi nilon, thùng carton. Ngoài vật tư còn có dịch vụ: bảo trì đồ gá, hiệu chuẩn thiết bị đo, giặt đồng phục phòng sạch, vệ sinh công nghiệp, suất ăn, xe đưa đón.
Phần lớn vật tư đòi độ chính xác và ổn định rất cao, nhưng không đòi công nghệ quá xa tầm của xí nghiệp vừa. Một xưởng cắt băng keo theo hình chẳng hạn, cần máy cắt khuôn chính xác, phòng sạch mức vừa, và kỷ luật chất lượng. Đây là lối vào chuỗi điện tử thực tế nhất cho nhiều doanh nghiệp trong nước.
Ví dụ giả định: một xưởng in bao bì ở Bắc Ninh bắt đầu bằng thùng carton cho một nhà cung cấp cấp một, sau vài năm học được cách quản lý lô, kiểm màu, kiểm độ bền nén, rồi mới được mời chào hàng hộp đựng sản phẩm, loại có yêu cầu thẩm mỹ cao hơn.
Câu hỏi thường gặp
Công nhân nhà máy điện thoại có cần biết điện tử không?
Ở vị trí ráp máy và kiểm ngoại quan thì không bắt buộc; nhà máy đào tạo theo từng thao tác. Vị trí sửa bo, kỹ thuật viên kiểm thử, bảo trì đồ gá thì cần nền tảng điện, điện tử từ trường nghề hoặc cao đẳng.
Vì sao nhà máy điện thoại vẫn dùng nhiều người dù đã tự động hoá?
Ráp máy gồm nhiều thao tác nhỏ, mềm như cắm cáp dẻo, dán keo, đặt chi tiết mỏng, và mẫu máy đổi rất nhanh. Tự động hoá từng thao tác đó tốn kém và phải làm lại mỗi khi đổi mẫu, nên tay người vẫn linh hoạt và rẻ hơn ở nhiều trạm.
Kiểm tra chống nước trong nhà máy làm thế nào?
Phần lớn nhà máy không nhúng máy vào nước mà dùng máy đo rò khí: bơm hoặc hút khí trong buồng kín chứa máy, đo áp suất thay đổi để biết máy có kín không. Mẫu ngẫu nhiên mới được thử nhúng nước thật ở phòng thí nghiệm.
Máy lỗi ở cuối chuyền sẽ bị xử lý ra sao?
Máy được đưa về khu phân tích, kỹ thuật viên xác định nguyên nhân, thay linh kiện hoặc tháo ráp lại rồi cho kiểm lại từ đầu. Máy không sửa được thì linh kiện còn dùng được có thể được tháo thu hồi, phần còn lại đi xử lý chất thải điện tử.
Xí nghiệp nhỏ muốn làm khay, đồ gá cho nhà máy điện thoại cần chuẩn bị gì?
Cần năng lực gia công chính xác, vật liệu chống tĩnh điện đúng loại, cách đo kiểm và hồ sơ truy xuất lô. Thường bạn sẽ làm qua nhà cung cấp cấp một hoặc bộ phận kỹ thuật của nhà máy giới thiệu, sau khi làm mẫu đạt.