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Bestückungsautomat Cobra.
Ein Tower-Lagersytem kann große Mengen von MSL-Verpackungsmaterial einsparen.

Wenn Flexibilität zu Hektik wird, dann führt dies schnell zu explodierenden Kosten. Hohe Materialbestände, Überproduktion, Produktionsfehler, Wartezeiten und Lagerbewegungen sind die Haupt-Kostenverursacher. Um solche Verschwendung systematisch bekämpfen zu können muss der Produktionsleiter alle Details kennen, darf aber den Blick für das Ganze nicht verlieren. Moderne, intelligente Produktionskonzepte mit Softwareunterstützung machen dies möglich.

Materialbestand verdeckt Probleme

Ein hoher Bestand von Bauteilen und Baugruppen kann manche Probleme überdecken. Fehler bei der Planung, im Einkauf und bei der Produktion fallen nicht direkt auf, weil Kundenbestellungen scheinbar immer problemlos erfüllt werden können. Es ist immer genügend Material vorhanden, um logistische Schwierigkeiten zu umgehen.

Doch die Kosten sind hoch. Der Materialwert erhöht das Umlaufvermögen und ist verantwortlich für Kapitalzinsen, Verwaltungskosten und Kosten für Lagerplatz. Nach Ablauf des Verbrauchsdatums kommen eventuell noch Abschreibungen und Entsorgungskosten dazu.

Die Verringerung des Materialbestandes bringt also gleich zwei Vorteile. Erstens sinken die Kosten und zweitens öffnet sich der Blick auf bestehende logistische Probleme. Um den Materialbestand kontrolliert senken zu können braucht es aber ein intelligentes Planungssystem, das den Bedarf und den Verbrauch so genau wie möglich kennt. Manche ERP-Planungssysteme können aber eine flexible Elektronikfertigung nicht realitätsnah abbilden.

eMIS von Essemtec kann dies, weil diese Software aus der praktischen Erfahrung heraus entwickelt worden ist. eMIS kommuniziert direkt mit den Bestückungsmaschinen und kennt daher den tatsächlichen Verbrauch von Bauteilen in Echtzeit. Zudem überwacht die Software Ablaufdaten und berechnet die verbleibende Floor-Lifetime von Bauteilen mit MSL-Klassifizierung (Moisture Sensitivity Level).

Intelligentes Rüsten vermeidet Überproduktion

Überproduktion entsteht meist ungeplant. Ein eiliger Auftrag zum Beispiel kann den Fertigungsleiter dazu verleiten, mögliche Produktionsfehler gleich von Beginn weg mit ein paar überzähligen Leiterplatten zu kompensieren. Auch aufwändiges und fehleranfälliges Aufrüsten von veralteten Maschinen kann leicht dazu verführen, mehr Leiterplatten als notwendig zu bestücken.

Tatsächlich kann aber Überproduktion ein Unternehmen gefährden und auch Rahmenverträge sind keine wirkliche Versicherung. Dies haben viele Automobil-Zulieferer vor wenigen Jahren schmerzlich erfahren müssen, als die Abnahmemengen plötzlich schrumpften. Material und Zeit sind für Produkte verschwendet worden, die plötzlich keiner mehr brauchte.

Besser ist es, nur so viel und genau das zu produzieren, was vom Kunden bestellt und sicher abgenommen wird. Dies ist nur möglich mit modernen Produktionssystemen mit einer hohen Feederkapazität und einem intelligenten Rüstplan. Der Rüstplan muss auch berücksichtigen können, welche Bauteile aktuell in genügender Menge auf den Bestückungsmaschinen installiert sind, also nicht neu gerüstet werden müssen.

Mit den Bestückungsmaschinen Cobra, Paraquda und FLX von Essemtec und der Software eMIS lässt sich eine solche Lean-Produktion realisieren. Mit dem Planungsmodul von eMIS können zum Beispiel Rüstpläne mit verschiedenen Parametern simuliert werden. Direkt am Bildschirm kann der Produktionsleiter entscheiden, ob eine komplette Neurüstung mit optimierten Feederpositionen für den geplanten Auftrag besser wäre, oder ob nur die fehlenden Bauteile nachgerüstet werden sollen.

Fehler von Anfang an vermeiden

Qualität soll man produzieren, nicht prüfen, denn Nacharbeiten und Reparaturen gehören auch in die Kategorie der Verschwendung. Zur Qualitätssicherung in der Elektronikfertigung zählen Massnahmen wie die Sicherung eines hohen Ausbildungs- und Motivationslevels der Mitarbeiter, die kontinuierliche Wartung von Produktionsmaschinen und auch Rüstprüfungen vor dem Produktionsstart. Wichtig ist auch dieser Grundsatz: je einfacher die Bedienung einer Maschine, desto weniger Fehler werden entstehen.

Die EEZ-Softwaretechnologie von Essemtec wurde entwickelt um die Qualität und die Flexibilität der Elektronikfertigung zu verbessern. Sie ist die Basis von ePlace, der Bedienungssoftware von Bestückungsmaschinen, und eMIS, der Produktions-Managementsoftware.

Die Technologie ist für Touch-Screens ausgelegt und vereinfacht die Bedienung von komplexen Systemen. Sie unterstützt den Bediener mit einem mehrsprachigen Hilfesystem, automatischer Eingabevervollständigung, Eingabevalidierung und weiteren Features, wie man sie von moderner Software gewohnt ist.

Intelligente Feeder und eine barcode-gestützte Rüstprüfung bilden die Basis der Qualitätssicherung. Essemtecs Bestückungssysteme bieten zudem noch die Funktion Virtual View. Diese erlaubt es, das Live-Bild der Leiterplatte mit virtuellen Bauteilen zu bestücken. Ausrichtung und Positionierung lassen sich so verifizieren, bevor Bauteile verschwendet werden.

Wartezeiten kosten Geld

Eine Maschine, die nichts produziert, verursacht trotzdem Kosten in Form von Kapitalzinsen und Raumkosten. Um Wartezeiten zu vermeiden muss eine Planung deshalb das benötigte Material rechtzeitig anfordern.

Häufig treten Wartezeiten auch in Produktionslinien mit mehreren Bestückungsmaschinen auf. Der Grund ist eine schlechte Aufteilung der Teilbestückung auf die Einzelmodule. Mit eMIS lässt sich die Produktion simulieren, optimieren und prüfen. Es ist sogar möglich, virtuelle Bestückungslinien zusammen zu stellen um komplexe Was-Wäre-Wenn-Analysen durchzuführen.

Lagerkonzepte für intelligente Produktionen

Früher wurden Bauteile Auftragsbezogen vorbereitet, in die Produktion transportiert und anschliessend wieder eingelagert. Dieses System galt zwar als zuverlässig, der logistische Aufwand, die Lagerbewegungen und der Materialbedarf waren jedoch sehr hoch.

Heute bieten kompakte automatische Lagersysteme wie der Tower von Essemtec neue Möglichkeiten, die Transportwege zu minimieren. Ein Tower kann eine Bauteilerolle direkt bei der Produktionsmaschine automatisch ausgeben und beim Abrüsten kann der Bediener diese selbst wieder einlagern. Die Lagerbewegung wird registriert und der Bestand wird automatisch korrigiert und Transportwege fallen weg.

Ein Tower kann auch Bauteile mit MSL-Klassifizierung sicher lagern, ohne dass zusätzliche Verpackungen notwendig sind. Dank Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle wird die Floor-Livetime nach der Einlagerung gestoppt. So spart ein Tower-Lagersytem grosse Mengen von MSL-Verpackungsmaterial ein.

Fazit

Die Anforderungen bezüglich Präzision, Qualitätssicherung und auch Rückverfolgbarkeit der Elektronikfertigung sind in den letzten Jahren stark gestiegen. Was früher höchstens bei der Luft- und Raumfahrt und in der Medizintechnik gefordert wurde, ist heute auch in der „normalen“ Fertigung ein Thema oder sogar Standard.

Intelligente Produktionskonzepte sind heute so wichtig wie nie zuvor. Moderne Bestückungsautomaten und integrierte Logistiksoftware tragen dazu bei, die Herstellkosten zu verringern, das Umlaufvermögen zu verkleinern und die Liquidität eines Unternehmens zu sichern. Besonders in der flexiblen Fertigung, sorgen intelligente Planungssysteme wie das eMIS von Essemtec dazu bei, dass selbst bei mehrmaligem Produktwechseln pro Tag keine Hektik auftritt.