Teilautomatisierte SMT-Fertigungslinie

Teilautomatisierte SMT-Fertigungslinie: Produktdaten werden über offene Kommunikationsstandards von Maschine zu Maschine weitergeleitet. (Bild: ASMPT)

Kurze Produktlebenszyklen, globale Wertschöpfungsketten, veränderte Kundenansprüche und das Streben nach mehr Resilienz sorgen in der SMT-Branche für die Notwendigkeit, etablierte Fertigungsprozesse zu hinterfragen. Die Realität aber zeigt: Allzu oft sind Elektronikfertiger in proprietären Systemen gefangen. Diese Abhängigkeit erschwert in der Regel ein individuelles Umsetzen von Automatisierungsvorhaben bezogen auf den Umfang und das Tempo. Und Nachrüstungen sind nicht oder nur mit erheblichem Aufwand möglich, weil selbst bei kleinen Änderungen nahezu sämtliche Fertigungsprozesse angepasst werden müssen. Eine intelligente und wirtschaftlich sinnvolle Automatisierung wird bereits im Keim erstickt.

Gründe, weshalb die Branche der Elektronikfertiger seit Jahren nach neuen Wegen sucht, sich aus diesen Abhängigkeiten zu befreien, um die Vision der intelligenten Fabrik umsetzen zu können. Und Umstände, die ASMPT SMT Solutions dazu veranlasst hat, mit Open Automation ein einfach umsetzbares und modulares Konzept ins Leben zu rufen. Das auf der Productronica 2021 vorgestellte Konzept des Herstellers bricht die Silos der Equipment- und Lösungsanbieter auf, eliminiert proprietäre Lösungen und eröffnet der Branche neue Automatisierungsstrategien.

Hermes SMEMA Connect
Schnell umzusetzen und günstiger als eine neue Maschine: die innovative Lösung Hermes SMEMA Connect ist speziell darauf ausgelegt, Maschinen mit SMEMA-Schnittstelle in die Hermes-Kommunikation zu integrieren. (Bild: ASMPT)

Frei nach ASMPT

Open Automation folgt dem Pareto-Prinzip: Mit 20 Prozent Aufwand ist bereits 80 Prozent des Weges zum Erfolg geschafft. Automatisierung ist dann kein Selbstzweck mehr, sondern wird nach einer sorgfältigen Analyse dort initiiert, wo sie tatsächlich den optimalen Return on Investment bringt. Gleichzeitig erübrigt sich die Abhängigkeit von einem bestimmten Hersteller. Vielmehr kommen markenübergreifend genau die Lösungen zum Einsatz, die am besten zur eigenen Fertigungssituation passen. Die Grundvoraussetzung dafür: offene und moderne Standards wie IPC-Hermes und IPC CFX. (Im Whitepaper Open Automation 6: Openess and Standards – where Freedom Matters finden Sie tiefergehende Informationen dazu.)

Horizontale Integration mit IPC-Hermes

Der IPC-Hermes-Standard (IPC-Hermes-9852) basiert auf TCP/IP und XML und gilt schon heute als die neue De-facto-Norm in der SMT-Fertigung. Das offene Protokoll wurde von der IPC – Association Connecting Electronics Industries als nächste Generation für den Standard IPC-SMEMA-9851 anerkannt und bildet somit die Grundlage für eine reibungslose Zusammenarbeit mit dem Standard IPC-CFX.

Offene Standards
Offene Standards wie IPC-Hermes-9852 oder IPC CFX ermöglichen die umfassende Kommunikation in horizontaler wie vertikaler Richtung. (Bild: ASMPT)

IPC-Hermes bietet alle Informationen für den direkten Austausch leiterplattenspezifischer Daten wie Abmessungen sowie eine Vielzahl von ID-Typen. Der wichtigste Vorteil: Jede Leiterplatte lässt sich nachverfolgen, vom Start an der Produktionslinie bis zu deren Ende. Und das, ohne dass an jeder Maschine Barcode- oder RFID-Leser zum Einsatz kommen müssen. Vielmehr werden die Leiterplatteninformationen erfasst und mit der Leiterplatte von Maschine zu Maschine elektronisch transferiert. Das spart Zeit und Ressourcen. Darüber hinaus erkennt die jeweilige Station anhand der vom IPC-Hermes Protokoll zugeordneten Informationen, wie mit der Leiterplatte verfahren werden soll, um beispielsweise eine automatische Einstellung der Transportbreite oder einen vollautomatisierten Programmwechsel zu ermöglichen. So können die Maschinen in der Linie mittels der Datenpakete dieser Standardschnittstellen, zum Beispiel also mit der Barcode Info oder dem Produktnamen (ProductTypeID), unter anderem einen automatischen Programmdownload triggern und vieles mehr.

Wie der Standard IPC-CFX die vertikale Integration ermöglicht

Bei IPC-CFX (Connected Factory Exchange) handelt es sich ebenfalls um einen offenen, internationalen Standard für die Integrated Smart Factory. IPC-CFX Endpoints können ohne Middleware direkt miteinander kommunizieren. Die Plug-and-Play-Lösung für die M2M-Kommunikation ermöglicht Machine-to-Business- und Business-to-Machine-Anwendungen (M2B, B2M). Durch die Unterstützung von MES, PLM, ERP und vielen anderen Systemen schafft IPC-CFX eine Verbindung vom Shopfloor zur Factory-, Corporate- oder Cloud-Ebene. Dazu hält IPC-CFX alle Elemente einer zeitgemäßen Internet-of-Things-Kommunikation bereit: ein sicheres Verbindungs- und Verschlüsselungsprotokoll sowie Datendefinitionen. So ist es möglich, jeden Maschinenprozess digital zu visualisieren. Dazu gehören Veränderungen in einem Job oder der Status und Zustand einer Maschine, aber auch ganzer Fertigungslinien. Via IPC-CFX gelangen sogar Informationen über die Verfügbarkeit und Verteilung von Produktionsmaterialien dorthin, wo sie gebraucht werden. IPC-CFX dient zudem als Bindeglied für intelligente Applikationen wie Material Manager, Command Center und viele andere ASMPT Works Softwareapplikationen für die Automatisierung und Optimierung von Workflows.

Whitepaper
Zur Kommunikation über offene Schnittstellen stellt ASMPT ein umfassendes Whitepaper zum kostenfreien Download bereit. Darüber hinaus sind weitere Whitepaper zum Thema Open Automation verfügbar. (Bild: ASMPT)

IPC-Hermes SMEMA Connect: Aus alt mach neu

Doch auch ältere Maschinen, die noch keine IPC-Hermes Schnittstelle haben, finden im Open-Automation-Konzept ihren Platz. Für viele dieser Systeme existieren Interfaces, um sie schnell und einfach in die IPC-Hermes-Welt einzubinden. Ein Beispiel: In der SMT-Fertigung bei ASMPT ist eine dieser älteren Lösungen, ein Transportmodul zwischen Lasermarkierung und DEK Drucker, im Einsatz. Das Prinzip: Der Lasermarkierer generiert einen Barcode auf und für die jeweilige Leiterplatte, mit dem dann die relevanten IPC-Hermes-Daten, die beispielsweise für Traceability oder den automatischen Programmwechsel inklusive Breitenverstellung erforderlich sind, abgerufen werden können. Diese werden am Start der Linie von einem Scanner eingelesen und normalerweise komplett elektronisch weitergereicht. Weil SMEMA nur signalbasiert funktioniert und für derartige Datenkommunikation nicht konzipiert ist, führte der Weg von ASMPT über Sick.

Die Facts on Open Automation Show

Die Facts on Open Automation Show
(Bild: ASMPT)

Videos und weitere Informationen zum Konzept Open Automation von ASMPT gibt es hier

Jeden Monat wird hier eine etwa halbstündige Streaming Show präsentiert – mit Live-Schaltungen zu internationalen SMT-Hotspots sowie interessanten Whitepapers über alle Aspekte von Open Automation.

Die Spezialisten aus Waldkirch sind führend bei der Fabrik-, Logistik- und Prozessautomation und bieten mit IPC-Hermes SMEMA Connect ein Interface für die Integration von Maschinen an, die nicht IPC-Hermes fähig sind. Die flexible Lösung kann zudem für viele weitere Anwendungen konfiguriert werden, zum Beispiel, um eine Beladeeinheit, die nicht IPC-Hermes fähig ist, mit SMEMA-Schnittstelle in die IPC-Hermes-Linie einzubinden. Ein technischer Kniff, der zeigt: Die Zeit proprietärer Systeme in der SMT-Fertigung neigt sich dem Ende zu. Mit standardisierten Schnittstellen und Protokollen wie IPC-Hermes und IPC CFX entstehen kosteneffiziente und herstellerunabhängige Automatisierungskonzepte für die Integrated Smart Factory. Weil Freedom matters.

Haithem Jeridi

Haithem Jeridi

Solutions Marketing Manager ASMPT, München

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