Wenn Programmierung zum EMS-Erfolgsfaktor wird

Elektronikfertiger stehen vor einer wachsenden Herausforderung: Kunden erwarten längst nicht mehr nur bestückte Baugruppen. Gefragt sind einbaufertige Systeme, bei denen Firmware, Bootloader oder Konfigurationsdaten bereits programmiert sind. Wer diesen Service nicht anbieten kann, verliert im Zweifel den Auftrag.

Genau diese Entwicklung beobachtet auch Drews Electronic aus Kamp-Lintfort. Der EMS-Dienstleister fertigt rund 600 verschiedene Baugruppentypen pro Jahr und konzentriert sich auf kleine bis mittlere Losgrößen. Während früher die reine Bestückung im Mittelpunkt stand, verlangen heute immer mehr Kunden ein Komplettpaket inklusive Programmierung.

„Diejenigen, die das Komplettpaket anbieten können, bekommen in der Regel auch die Aufträge“, beschreibt Prozess- und Prüftechniker Markus Rayen die Marktsituation im Webinar von Göpel electronic. Nach Unternehmensangaben ist der Anteil der Kunden, die Programmierung als Dienstleistung nachfragen, inzwischen auf rund 50 Prozent gestiegen.

Wenn der Programmier-Arbeitsplatz zum Problem wird

Die steigende Vielfalt an Mikrocontrollern, Speichern und programmierbaren Logikbausteinen bringt viele Elektronikfertiger an ihre Grenzen. Für nahezu jede Bauteilfamilie existieren eigene Tools, Adapter und Softwarepakete. Häufig stammen diese Werkzeuge ursprünglich aus der Entwicklung und sind nur bedingt für den Produktionseinsatz geeignet.

Auch bei Drews sah die Situation lange ähnlich aus. Unterschiedliche Programmer, verschiedene Softwareumgebungen und hoher Schulungsaufwand erschwerten den Arbeitsalltag. Hinzu kam das Risiko von Fehlbedienungen, weil Entwicklungswerkzeuge oft zahlreiche Funktionen enthalten, die im Fertigungsprozess gar nicht benötigt werden.

Der Wendepunkt kam mit einer konkreten Kundenanfrage. Ein Flash-Speicher aus den 1990er-Jahren sollte programmiert werden, wurde jedoch von den vorhandenen Systemen nicht unterstützt. Die Suche nach einer Alternative führte schließlich zum FlashFOX von Göpel electronic, den Markus Rayen zuvor auf der productronica kennengelernt hatte. Innerhalb weniger Tage wurde die Machbarkeit geprüft. Das Ergebnis überzeugte. Aus der Einzellösung entwickelte sich eine strategische Entscheidung zur Standardisierung der gesamten Programmierlandschaft.

Universelle Plattform statt Insellösungen

Der FlashFOX wurde speziell für die In-System-Programmierung in Entwicklungs- und Produktionsumgebungen entwickelt. Statt für jeden Bausteintyp eigene Hardware vorzuhalten, verfolgt das System den Ansatz einer universellen Programmierplattform. Unterstützt werden Mikrocontroller, FPGA-, CPLD- und Flash-Bausteine unterschiedlichster Hersteller. Dadurch entfällt die kontinuierliche Suche nach neuen Programmiergeräten bei jedem Projektwechsel. Gleichzeitig wächst die Bauteilbibliothek laufend weiter.

Technisch basiert das System auf einer kompakten Master-Einheit und abgesetzten POD-Modulen. Diese Struktur sorgt auch bei größeren Entfernungen zwischen Programmer und Prüfling für hohe Signalintegrität. Bis zu acht Programmierkanäle arbeiten unabhängig voneinander parallel. Mehrere Geräte können zusätzlich kaskadiert werden. Für EMS-Unternehmen bedeutet das vor allem eines: höhere Flexibilität bei gleichzeitig sinkender Komplexität.

Weniger Spezialwissen, mehr Prozesssicherheit

Neben der Hardware spielte für Drews insbesondere die Bedienbarkeit eine entscheidende Rolle. Die kostenlose FlashFOX-Workbench ermöglicht es, Programmierabläufe grafisch zusammenzustellen. Löschen, Programmieren und Verifizieren eines Bausteins werden als Prozesskette definiert und anschließend auf das Gerät übertragen.

Die eigentliche Programmierroutine läuft danach autark auf dem FlashFOX. Bediener müssen lediglich das passende Projekt auswählen und den Prozess starten. Diese Standardisierung reduziert den Einrichtaufwand erheblich. Während früher oft ein speziell geschulter Mitarbeiter benötigt wurde, können heute deutlich mehr Beschäftigte die Programmierung übernehmen.

Mindestens ebenso wichtig ist die höhere Prozesssicherheit. Fehler durch versehentlich geänderte Einstellungen oder falsche Softwarekonfigurationen lassen sich weitgehend vermeiden. Nach jedem Programmiervorgang erfolgt automatisch eine Verifikation der Daten.

Positive Effekte über die Technik hinaus

Interessanterweise zeigte sich bei Drews ein Nutzen, der ursprünglich gar nicht im Lastenheft stand: die Akzeptanz der Mitarbeiter. Der frühere „Programmier-Tisch“ mit unterschiedlichsten Geräten und Kabeln galt intern eher als unbeliebter Arbeitsplatz. Mit der vereinheitlichten Lösung änderte sich dies spürbar. Die übersichtliche Hardware und die einfache Bedienung steigerten die Motivation der Anwender deutlich.

Gleichzeitig verkürzten sich Rüst- und Einrichtzeiten. Programmierprojekte lassen sich zentral vorbereiten und anschließend auf beliebigen Arbeitsplätzen ausführen. Das erhöht die personelle Flexibilität und vereinfacht die Fertigungsplanung. Auch bei der Angebotserstellung profitiert das Unternehmen. Statt aufwändig zu prüfen, ob ein bestimmter Programmer ein neues Bauteil unterstützt, genügt heute häufig eine Anfrage an den Göepl-Support. Dadurch sinkt der technische Vorbereitungsaufwand für neue Projekte erheblich.

Entwicklung für die Praxis

Die grundlegende Idee hinter FlashFOX entstand aus den Erfahrungen von Göpel im Bereich Boundary-Scan und Embedded JTAG. Dort gehörte Programmierung seit Jahren zum Leistungsspektrum, jedoch meist als Zusatzfunktion innerhalb größerer Testsysteme.

Mit FlashFOX entstand deshalb erstmals ein eigenständiger Programmer, der ausschließlich auf die Anforderungen der In-System-Programmierung ausgelegt wurde. Im Fokus standen Bedienbarkeit, Skalierbarkeit und industrielle Integration. Zu den Merkmalen zählen Datenstreaming-Funktionen für variable Programmdaten, die Unterstützung zahlreicher Schnittstellen wie JTAG, SWD, SPI, I²C oder UART sowie die Möglichkeit, Programmierdaten lokal oder serverbasiert bereitzustellen.

Dass der Ansatz auf Resonanz stößt, zeigte bereits die productronica 2023: Dort wurde FlashFOX mit dem zweiten Platz beim productronica Innovation Award in der Kategorie Test- und Qualitätssicherung ausgezeichnet.

Fazit

Die Erfahrungen von Drews Electronic verdeutlichen einen Trend, der sich in vielen EMS-Unternehmen beobachten lässt: Programmierung entwickelt sich vom Zusatzservice zum geschäftsentscheidenden Leistungsmerkmal. Gleichzeitig steigen die Anforderungen durch immer mehr Bauteilvarianten, Firmwarestände und Kundenwünsche.

Eine universelle Programmierplattform kann helfen, diese Komplexität beherrschbar zu machen. Im Fall von Drews führte die Standardisierung nicht nur zu weniger Aufwand und höherer Prozesssicherheit, sondern auch zu einer besseren Akzeptanz in der Fertigung. Damit zeigt das Beispiel, dass moderne Programmierlösungen heute weit mehr sein können als reine Hardware zum Flashen von Bausteinen. Sie werden zum Baustein einer effizienteren und flexibleren EMS-Produktion.

Unsere Experten für Sie:

Alexander Labrada Diaz

Alexander Labrada Diaz hat an der Ernst-Abbe-Hochschule Jena Mechatronik im Bachelor und Raumfahrtelektronik im Master studiert. Seit 2015 arbeitet er als Senior Applikationsingenieur im Bereich Embedded JTAG Solutions bei GÖPEL electronic. Dort ist er hauptsächlich für die Durchführung von Seminaren, Workshops und die Entwicklung von Kundenprojekten verantwortlich. Außerdem betreut er das Thema "Test Coverage Analyzer".

Markus Rayen

Markus Rayen ist Prozess- und Prüftechniker bei Drews electronic. Nach seiner Ausbildung zum Industrieelektroniker, die er von 1993 bis 1997 bei Drews absolvierte, qualifizierte er sich zum staatlich geprüften Techniker der Fachrichtung Elektronik weiter. Im Laufe seiner langjährigen Tätigkeit spezialisierte er sich zunehmend auf die Prüftechnik und verfügt heute über umfassende Erfahrung in den Bereichen In-Circuit-Test (ICT), Boundary-Scan sowie AOI-Prüfung. Bei Drews electronic verantwortet er die Entwicklung und Umsetzung von Prüfkonzepten sowie den gesamten Bereich der elektronischen Baugruppenprüfung.

Partner der Veranstaltung

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