Satelliittipisaroiden esiintymiseen vaikuttavat tekijät mikrodispensoinnissa: Tiedonlouhinta kokoonpanolinjan datasta
Ryynänen, Maarit (2023)
2023
Automaatiotekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Automation Engineering
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2023-08-30
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202308087478
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202308087478
Tiivistelmä
Kun mikroskooppisen pieniä nestepisaroita annostellaan kontaktittomasti, pisara saattaa jakautua pääpisaraksi ja yhtä kokoluokkaa pienemmiksi satelliittipisaroiksi. Satelliittipisaroiden muodostuminen aiheuttaa ongelmia monella sovellusalalla elektroniikkateollisuudesta mustesuihkutulostukseen, koska ne heikentävät lopputuotteen laatua tai tekevät siitä käyttökelvottoman.
Tässä työssä analysoidaan satelliittipisaroiden esiintymiseen vaikuttavia tekijöitä teollisessa tuotantoympäristössä tiedonlouhinnan keinoin. Tutkimus kohdistuu jet on demand -periaatteella toimivaan dispensointiyksikköön, joka on osa tuotantokäytössä olevaa kokoonpanolinjaa. Tavoitteena on selvittää, mitkä tekijät vaikuttavat satelliittipisaroiden esiintymiseen kyseisessä dispenserissä ja kuinka paljon satelliittipisaroista johtuvaa dispensointihävikkiä voitaisiin vähentää vaikuttamalla näihin tekijöihin.
Tutkimusta varten kerättiin dataa dispensointiyksikön toiminnasta, käytetyistä komponenteista, dispensoinnin olosuhteista ja laaduntarkastuksen tuloksista tammi--maaliskuun 2022 tuotanto-ajoista. Havaintomatriisi sisältää 13 muuttujan arvot 590 063 dispensointitapahtumasta sekä binäärisen vastemuuttujan, havaittiinko dispensoinnissa satelliittipisara vai ei. Satelliittipisaroiden esiintymiseen vaikuttavia tekijöitä etsitään ensiksi vertailemalla muuttujien jakaumia satelliittipisarallisten ja -pisarattomien dispensointitapahtumien joukoissa ja toiseksi muodostamalla päätöspuuluokittelija, josta tulkitaan kunkin muuttujan merkittävyys Breimanin permutointimenetelmällä.
Tutkimus osoittaa, että tarkastellussa dispensointiyksikössä satelliittipisaroiden esiintyvyys kasvaa aspirointisyklin aikana ja satelliittipisaroita esiintyy useimmin pumppuyksikön 3 dispensoinneissa tai alhaisella dispensointipaineella. Näiden kolmen merkittävimmän muuttujan perusteella opetettu päätöspuu luokittelee oikein 79,7 % satelliittipisarallisista dispensointitapahtumista. Niinpä satelliittipisaroista johtuvaa dispensointihävikkiä olisi mahdollista vähentää enintään sen verran vaikuttamalla pelkästään kolmeen tekijään.
Tulosten perusteella satelliittipisaroiden esiintymistä voitaisiin kyseisessä dispensointiyksikössä vähentää nostamalla etenkin pumppuyksiköiden 1 ja 2 dispensointipainetta ja kehittämällä pumppuyksikön 3 annostelemien tuoteliuosten dispensointiominaisuuksia. Ennen toimenpiteitä kannattaa kuitenkin varmistaa, etteivät muutokset aiheuta muunlaisia dispensoinnin laatupoikkeamia.
Tässä työssä analysoidaan satelliittipisaroiden esiintymiseen vaikuttavia tekijöitä teollisessa tuotantoympäristössä tiedonlouhinnan keinoin. Tutkimus kohdistuu jet on demand -periaatteella toimivaan dispensointiyksikköön, joka on osa tuotantokäytössä olevaa kokoonpanolinjaa. Tavoitteena on selvittää, mitkä tekijät vaikuttavat satelliittipisaroiden esiintymiseen kyseisessä dispenserissä ja kuinka paljon satelliittipisaroista johtuvaa dispensointihävikkiä voitaisiin vähentää vaikuttamalla näihin tekijöihin.
Tutkimusta varten kerättiin dataa dispensointiyksikön toiminnasta, käytetyistä komponenteista, dispensoinnin olosuhteista ja laaduntarkastuksen tuloksista tammi--maaliskuun 2022 tuotanto-ajoista. Havaintomatriisi sisältää 13 muuttujan arvot 590 063 dispensointitapahtumasta sekä binäärisen vastemuuttujan, havaittiinko dispensoinnissa satelliittipisara vai ei. Satelliittipisaroiden esiintymiseen vaikuttavia tekijöitä etsitään ensiksi vertailemalla muuttujien jakaumia satelliittipisarallisten ja -pisarattomien dispensointitapahtumien joukoissa ja toiseksi muodostamalla päätöspuuluokittelija, josta tulkitaan kunkin muuttujan merkittävyys Breimanin permutointimenetelmällä.
Tutkimus osoittaa, että tarkastellussa dispensointiyksikössä satelliittipisaroiden esiintyvyys kasvaa aspirointisyklin aikana ja satelliittipisaroita esiintyy useimmin pumppuyksikön 3 dispensoinneissa tai alhaisella dispensointipaineella. Näiden kolmen merkittävimmän muuttujan perusteella opetettu päätöspuu luokittelee oikein 79,7 % satelliittipisarallisista dispensointitapahtumista. Niinpä satelliittipisaroista johtuvaa dispensointihävikkiä olisi mahdollista vähentää enintään sen verran vaikuttamalla pelkästään kolmeen tekijään.
Tulosten perusteella satelliittipisaroiden esiintymistä voitaisiin kyseisessä dispensointiyksikössä vähentää nostamalla etenkin pumppuyksiköiden 1 ja 2 dispensointipainetta ja kehittämällä pumppuyksikön 3 annostelemien tuoteliuosten dispensointiominaisuuksia. Ennen toimenpiteitä kannattaa kuitenkin varmistaa, etteivät muutokset aiheuta muunlaisia dispensoinnin laatupoikkeamia.