Uruchomienie produkcji elektroniki dzieli się na dwie zupełnie różne pozycje: koszty jednorazowe, płacone raz przy pierwszej serii, oraz koszt powtarzalny, naliczany przy każdej kolejnej partii. Do pierwszej grupy należą szablon do pasty lutowniczej, zaprogramowanie automatu układającego elementy, ustawienie profilu pieca, konfiguracja inspekcji optycznej i przygotowanie oprzyrządowania do testów. Do drugiej: komponenty, płytki, czas maszyny i praca ludzi. Zrozumienie tego podziału jest ważniejsze niż wynegocjowana stawka, bo decyduje o tym, przy jakiej wielkości serii projekt w ogóle się spina.
W branży montażu kontraktowego nie ma cenników i nie jest to złośliwość dostawców. Koszt zależy od tego, co stoi na konkretnej płytce, a nie od jej wymiarów, więc każda wycena powstaje osobno na podstawie plików produkcyjnych. Poniżej rozkładam obie grupy kosztów na czynniki pierwsze, pokazuję policzony przykład tej samej płytki w trzech nakładach i wypisuję decyzje konstruktora, które przesuwają cenę mocniej niż jakakolwiek negocjacja.
Co składa się na koszty uruchomienia produkcji (NRE)
Skrót NRE oznacza koszty nieponawialne, czyli takie, które ponosisz raz na dany projekt. Płacisz je przy pierwszym zamówieniu i ponownie po każdej zmianie w projekcie płytki, bo zmiana geometrii oznacza nowy szablon i nowe ustawienia maszyn. To najczęstsze źródło nieporozumień przy pierwszej współpracy: klient porównuje ofertę zawierającą NRE z ofertą, która go nie zawiera, i wybiera pozornie tańszą.
| Pozycja jednorazowa | Czego dotyczy | Kiedy trzeba zapłacić ponownie |
|---|---|---|
| Szablon do pasty lutowniczej | Cienka blacha z wyciętymi otworami, przez którą nakłada się pastę na pola lutownicze. Jest wykonywana pod konkretny wzór płytki. | Po każdej zmianie rozmieszczenia elementów albo pól lutowniczych, a także po zużyciu szablonu przy dużych seriach. |
| Programowanie automatu układającego elementy | Wprowadzenie pozycji, obrotów i wysokości każdego elementu oraz przypisanie mu podajnika i obudowy z biblioteki. | Po zmianie listy materiałowej na inne obudowy oraz po zmianie rozmieszczenia elementów. |
| Profil pieca i ustawienia lutowania | Dobranie krzywej temperatury do masy termicznej zespołu, tak aby luty powstały poprawnie i nie uszkodzić elementów wrażliwych. | Po istotnej zmianie konstrukcji płytki, liczby warstw albo rodzaju stopu lutowniczego. |
| Konfiguracja inspekcji optycznej | Nauczenie systemu, jak wygląda poprawnie zmontowana płytka, żeby mógł wyłapywać braki, przesunięcia i złą biegunowość. | Przy każdej zmianie wzoru płytki oraz przy zmianie dostawcy komponentów o innym wyglądzie. |
| Oprzyrządowanie do testów | Przyrząd stykowy do testu w obwodzie albo stanowisko testu funkcjonalnego wraz z oprogramowaniem sprawdzającym. | Po zmianie punktów testowych, złączy albo zakresu testu. To zwykle najdroższa pozycja z całej tabeli. |
| Dokumentacja montażowa | Instrukcja stanowiskowa, karty kontroli, opis kolejności operacji i wykaz elementów wymagających szczególnego traktowania. | Po zmianie procesu albo klasy jakości montażu, na przykład przy przejściu z klasy 2 na klasę 3. |
Wysokość NRE zależy przede wszystkim od liczby pól lutowniczych, liczby różnych obudów na płytce, liczby warstw, wielkości panelu produkcyjnego i zakresu zastosowanej technologii. Prosty zespół z kilkudziesięcioma elementami w typowych obudowach uruchamia się szybko. Płytka z obudowami BGA, elementami wrażliwymi na wilgoć i testem funkcjonalnym wymaga wielokrotnie więcej przygotowań.
Ile kosztuje montaż PCB przy różnej wielkości serii
Najważniejsza liczba w całym rachunku to nie stawka, tylko liczba sztuk, na którą rozkładają się koszty uruchomienia. Poniższy przykład pokazuje mechanizm na liczbach umownych, przyjętych wyłącznie po to, żeby zilustrować proporcję. Załóżmy, że koszty uruchomienia projektu wynoszą 6000 zł, komponenty i płytka kosztują 40 zł na sztukę, a montaż z testem 12 zł na sztukę.
| Wielkość serii | NRE na sztukę | Komponenty i montaż | Koszt sztuki |
|---|---|---|---|
| 50 sztuk | 120 zł | 52 zł | 172 zł |
| 500 sztuk | 12 zł | 52 zł | 64 zł |
| 5000 sztuk | 1,20 zł | 52 zł | 53,20 zł |
Ta sama płytka, ten sam zakład, ta sama jakość, a koszt sztuki spada ponad trzykrotnie. Warto zauważyć, gdzie ten spadek się kończy: między 500 a 5000 sztuk różnica wynosi już tylko niecałe 11 zł, bo NRE praktycznie zniknął z rachunku. Dalsze oszczędności muszą wtedy pochodzić z ceny komponentów i z uproszczenia montażu, a nie z wielkości serii. To zwykle moment, w którym warto usiąść nad listą materiałową zamiast negocjować stawkę.
Wniosek praktyczny dla pierwszej serii jest taki, że przy kilkudziesięciu sztukach koszt uruchomienia dominuje nad wszystkim innym i porównywanie stawek za montaż mija się z celem. Pytaj wtedy o montaż prototypowy jako osobną usługę, bo część zakładów prowadzi go w uproszczonym reżimie, bez pełnego oprzyrządowania, i wychodzi to znacznie taniej niż uruchomienie regularnej produkcji.
Ile kosztuje projekt płytki, jeśli nie masz gotowej dokumentacji
Jeśli przychodzisz z pomysłem, a nie z plikami, do rachunku dochodzi projekt: schemat, płytka, dobór komponentów pod dostępność, oprogramowanie wbudowane i przygotowanie do badań zgodności. To osobna usługa, rozliczana zwykle godzinowo albo ryczałtem za etap, i jej koszt bywa porównywalny z kosztem pierwszej serii. Warto pytać o wycenę etapami, z punktem decyzyjnym po projekcie schematu, zamiast zamawiać całość w ciemno.
Jeżeli projekt powstaje u Ciebie, do kosztów trzeba doliczyć narzędzia. Profesjonalne oprogramowanie do projektowania obwodów drukowanych bywa sporym wydatkiem rocznym, więc przy jednym projekcie w roku warto policzyć, czy nie taniej wyjdzie zlecenie projektu na zewnątrz niż utrzymywanie subskrypcji. Przy stałej pracy nad kilkoma konstrukcjami rachunek się odwraca, a wtedy warto sprawdzić, ile kosztuje licencja na oprogramowanie inżynierskie w wariancie wieczystym zamiast abonamentowym, bo w tej kategorii różnica w koszcie trzyletnim bywa znacząca.
Trzecia pozycja, o której łatwo zapomnieć przy planowaniu budżetu, to badania zgodności. Wyrób elektroniczny wprowadzany na rynek unijny wymaga zwykle badań kompatybilności elektromagnetycznej, a urządzenie z modułem radiowym także badań radiowych. To koszt laboratorium, niezależny od zakładu montującego, i trzeba go przewidzieć przed premierą, a nie po pierwszych zamówieniach.
Co realnie obniża koszt, a co go tylko przesuwa
Największy wpływ na cenę ma konstruktor, a nie zakupowiec. Kilka decyzji podjętych na etapie projektu daje oszczędności, których nie da się później odzyskać żadną negocjacją.
Pierwsza to ograniczenie liczby różnych obudów i wartości na płytce. Każdy dodatkowy typ elementu zajmuje osobny podajnik w automacie i wydłuża uruchomienie. Ujednolicenie rezystorów do jednego rozmiaru obudowy potrafi skrócić przezbrojenie i uprościć zakupy, bo kupujesz więcej sztuk mniejszej liczby indeksów.
Druga to ograniczenie montażu przewlekanego i ręcznego do niezbędnego minimum. Każdy element, którego nie postawi automat, przenosi koszt z maszyny na człowieka. Kilka złączy lutowanych ręcznie potrafi kosztować w serii więcej niż setka elementów układanych automatycznie, dlatego warto sprawdzić, czy dla danego złącza istnieje wersja do montażu powierzchniowego.
Trzecia to jednostronny montaż tam, gdzie to możliwe. Płytka zabudowana z obu stron przechodzi przez proces dwa razy, więc czas maszyny rośnie prawie dwukrotnie. Przy niewielkiej gęstości zabudowy przeniesienie wszystkiego na jedną stronę bywa najprostszą oszczędnością w całym projekcie.
Czwarta to panelizacja, czyli sposób łączenia płytek w większe arkusze produkcyjne. Maszyna przetwarza panel, a nie pojedynczą płytkę, więc liczba sztuk mieszczących się na jednym panelu przekłada się wprost na koszt jednostkowy. To pytanie warto zadać zakładowi jeszcze przed zamówieniem płytek, bo optymalny wymiar panelu zależy od jego maszyn.
Piąta to realistyczna klasa jakości. Zamawianie klasy 3 dla urządzenia biurowego podnosi koszt kontroli i dokumentacji bez żadnej korzyści dla użytkownika. Kryteria każdej klasy oraz to, co wybrać do jakiego wyrobu, rozkładamy na stronie o kontraktowej produkcji elektroniki.
Czego wymagać w ofercie, żeby dało się ją porównać
Poproś o rozbicie wyceny na trzy części: koszty uruchomienia, koszt komponentów i koszt montażu z testami. Oferta podana jedną kwotą za sztukę ukrywa, ile płacisz raz, a ile przy każdej kolejnej serii, i uniemożliwia policzenie, co się stanie przy drugim zamówieniu. Poproś też o wycenę w dwóch albo trzech progach nakładu naraz, bo dopiero wtedy widać, gdzie leży próg opłacalności Twojego projektu.
Druga rzecz to jasne określenie modelu zakupu komponentów. W modelu pod klucz zakład kupuje wszystko według Twojej listy materiałowej, w modelu materiału powierzonego kupujesz sam. Porównywanie oferty z jednego modelu z ofertą z drugiego nie ma sensu, bo dotyczą innego zakresu. Warto też zapytać o ważność wyceny, bo ceny komponentów zmieniają się szybciej niż koszt pracy.
Trzecia to zapisanie w umowie, czyją własnością jest oprzyrządowanie powstałe za Twoje pieniądze. Szablon, przyrząd testowy i dokumentacja montażowa są opłacane przez Ciebie w ramach NRE, więc naturalne jest ustalenie, że możesz je zabrać przy zmianie wykonawcy. Bez tego zapisu przeniesienie produkcji oznacza zapłacenie NRE po raz drugi. Ten i pozostałe punkty warte uzgodnienia na piśmie zbieramy w tekście o tym, co powinna zawierać umowa z producentem na zamówienie.
Kiedy produkcja w Polsce wygrywa z tańszą stawką z Azji
Przy dużych, ustabilizowanych seriach prostych wyrobów cena jednostkowa w Azji zwykle będzie niższa. Rachunek zmienia się jednak, gdy doliczy się rzeczy, których nie ma na fakturze: kapitał zamrożony w transporcie morskim, koszt utrzymywania większego zapasu, czas reakcji na wadę oraz koszt zmian konstrukcyjnych, które przy odległym dostawcy zawsze kosztują więcej.
Krajowy zakład wygrywa najczęściej w trzech sytuacjach: przy seriach średnich, przy wyrobach jeszcze niedojrzałych konstrukcyjnie oraz tam, gdzie liczy się szybka reakcja na reklamację. Jeżeli spodziewasz się kilku zmian w projekcie w pierwszym roku, przewaga bliskiego wykonawcy jest wymierna, bo każda zmiana oznacza rozmowę z technologiem, nowe uruchomienie i serię próbną. Gdy konstrukcja się ustabilizuje, a wolumen urośnie, warto policzyć rachunek jeszcze raz, tym razem z pełnym kosztem logistyki i zapasu.
Gotowy do wysłania zapytania? Zbierz pliki produkcyjne, listę materiałową z numerami katalogowymi, planowaną serię teraz i w skali roku oraz oczekiwaną klasę jakości, a potem wyślij to samo zapytanie do kilku zakładów naraz. Zakłady z branży technicznej znajdziesz w katalogu wytwórców, a pełny opis zakresu usług, modeli współpracy i wymaganych dokumentów stoi na stronie o producentach elektroniki i montażu PCB.