Digitaler Zwilling, Fraunhofer IZM

Das gesamte Team der Linienteilnehmer und Aussteller hat es sich zum Ziel gesetzt, den Besuchern die verschiedenen Aspekte der digitalisierten Produktion von elektronischen Baugruppen tiefgreifend zu demonstrieren. (Bild: Fraunhofer IZM)

Messe! Endlich wieder Messe! Ein Frühlingserwachen breitet sich in der gesamten Elektronikfertigungsszene aus. Die SMTconnect 2022 startet zwar unter schwierigen internationalen Randbedingungen, doch nach drei Jahren Abstinenz ist ein immenses Interesse nach direkten Kontakten deutlich spürbar. Jeder will live vor Ort erleben, was ihm/ihr an Neuerungen und Informationen in den letzten Jahren bei Neuentwicklungen im Bereich Fertigungsmaschinen, Bauelementen, Prozessstoffen oder Technologien durchgerutscht ist.

Standkonzept 2022: Digital Twin

Fertigungslinie Future Packaging
Während der täglich dreimal stattfindenden Linienführungen lassen sich dieses Jahr endlich wieder Systeme in einem realistischen Einsatzszenario begutachten. Dabei kann jeder einzelne Arbeitsschritt direkt hinterfragt werden. (Bild: Fraunhofer IZM)

Preview: Die „Future Packaging“ Fertigungslinie auf der SMTconnect 2022

Bei diesem Thema geht es um die Einbettung des Linienkonzeptes in eine virtualisierte Umgebung. Die insgesamt 16 Maschinen- und Softwarepartner werden während der täglichen Führungen und der Liveproduktion mit verschiedenen inhaltlichen Schwerpunkten arbeiten. Der Informationsgewinn für die Besucher lässt sich dabei in einzelnen Punkten übersichtlich gliedern:

  • Lückenlose Kommunikation zwischen dem "Virtuellen" und dem "Realen"
  • Wandel der Industrie-4.0-Lösungen zum „Digital Twin“
  • Intelligentes Materialmanagement
  • Produktionsplanung und Fertigung mit automatisiertem SMD-Lagersystem
  • Lösungen für autonome und bedienerlose Abläufe
  • Branchenweit erste Bestückplattform, die den Feeder-Wechsel automatisiert
  • Null Platzierungsfehler
  • Predictive Maintenance
  • Vollständige Nachverfolgung gemäß IPC-1782
  • Vorführung ERP-System
  • Alle derzeit marktverfügbaren Baugruppenbeschriftungsvarianten
  • Inspektionskette: SPI, AOI, X-Ray, CT

Das gesamte Team der Linienteilnehmer und Aussteller hat es sich zum Ziel gesetzt, den Besuchern die verschiedenen Aspekte der digitalisierten Produktion von elektronischen Baugruppen tiefgreifend zu demonstrieren. Es gilt zu klären, welche Erwartungen Kunden und Auftraggeber an eine moderne Produktionslinie im Bereich der sicheren Hardware-Produktion und an den mittlerweile omnipräsenten digitalen Zwilling haben. Wie hoch muss der Grad der Digitalisierung sein, um eine höchstmögliche Datenrobustheit zu erreichen, gleichzeitig aber auch die möglichen Verbesserungspotenziale optimal zu nutzen, die durch den zunehmenden Ansatz von sich selbsttätig optimierenden Maschinen entstehen?

Chancen und Risiken im Bereich der Baugruppenfertigung

Es ist eine Weiterentwicklung des tradierten Ansatzes, ein System vor der realen Umsetzung in der Konzeptionsphase in seinem Verhalten im späteren Einsatz anhand einer Blackbox durch Schnittstellendefinition/-beschreibung und die Erfüllung der geforderten Anforderungen zu simulieren und zu testen. Die wichtigsten Punkte sind die Virtualisierung, Abbildung, Modellbildung realer oder geplanter Systeme, Prozesse und Verhaltensweisen mit allen relevanten Parametern. In dem erzeugten Modell können durch Parametervariation zeitverkürzt Lösungen gefunden werden, um auftretende Probleme im späteren Einsatz und Umfeld zu lösen oder gewünschte Eigenschaften zu erreichen. Dies wurde erst in den letzten Jahren durch die immer stärkere Leistungsfähigkeit der Computersysteme, geeignete Software und vernetzte Cloud-Services möglich. Eine Parametervariation im Digital Twin kann sowohl zur Konzeption als auch zur Fehlersuche in materiellen oder immateriellen Objekten sowie Prozessen genutzt werden.

Die Rolle des IZM

Bedingt durch die Entwicklung des Fraunhofer IZM in den letzten 29 Jahren haben sich mehrere Möglichkeiten beim Digital Twin ergeben. Hierzu zählt die Etablierung als Komponentenlieferant im Bereich Sensoren/Sensorsysteme für Transport, Industrial, Mobility, Medical oder Vernetzungsmodule von LoRa bis 6G. Die aktuellen Arbeiten haben sich aus den Aktivitäten im Bereich der Zuverlässigkeitsuntersuchungen ergeben. Hervorgehoben werden müssen die Digitalisierungsaktivitäten im Umfeld der Entwicklung von Datensätzen und Stoffgesetzen zur Bewertung der Eigenschaftsveränderung, zum Beispiel durch thermische Alterung oder Feuchtelagerung, etwa um Lebensdauervorhersagen zu optimieren. Ein praktisches Bespiel sind hierfür das Projekt SESIM [SAG, ++] oder auch SiEvEI 4.0 [SAG, WIBU, Uni Bielefeld, …], deren Kerne die Abstraktion von Prozessen (Ablaufplan, Ishikawa-Diagramm) zzgl. der Aufzeichnung von unterschiedlichsten Fertigungsdaten und der normalisierten Zusammenfassung der Daten bilden, um wissensbasiert/KI-gestützt Prozesse zu optimieren.

Ausstellerhighlights

Neben diesen äußerst spannenden Aktivitäten werden natürlich auch alle Aussteller des Gemeinschaftsstands Future Packaging ihre individuellen Highlights vorstellen.

Projektpartner der Future Packaging Linie

  • Asys Group – Ekra Automatisierungssysteme
  • ATEcare Service
  • Brady  
  • Essemtec                                   
  • Factronix
  • F&K Delvotec
  • F&S Bondtec
  • Fuji Europe Corporation
  • IBL-Löttechnik
  • IPTE Factory Automation
  • LPKF Laser & Electronics
  • Nordson B.V.
  • PacTech Packaging Technologies
  • RG Elektronik
  • Werner Wirth

Führungen zur Live-Fertigung finden täglich um 10:00, 13:00 oder 15:00 Uhr in Halle 5, Stand 434 statt.

Der Autor

Ulf Oestermann
(Bild: Fraunhofer IZM)

Dipl. Ing (FH) Ulf Oestermann, Fraunhofer IZM Berlin, Marketing & Geschäftsfeldentwicklung

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