Von Batch auf Inline – reibungsloser Übergang mit Inline-Selektivlötsystem

Bei Kolb sieht man die Dinge häufig etwas anders als in der Branche üblich. Dieser ebenso klare wie kritische Blick dürfte neben dem spezifischen EMS-Know-how ein wesentlicher Faktor für den Unternehmenserfolg der letzten Jahre sein.

„Als Elektronikfertigungs-Dienstleister bist du nie perfekt ausgestattet – natürlich haben wir etliche Produkte, bei denen unsere Hardware direkt passt. Aber es gibt auch einige, wo unsere Linie zunächst nicht kompatibel scheint. Auf alle Fälle haben wir so viele Kunden und Aufträge, dass wir die Kapazitäten entsprechend anpassen können, um unsere Kunden jederzeit optimal bedienen zu können“, erläutert Udo Speck, der in seiner Funktion als Geschäftsführer die beiden Bereiche Einkauf und Produktion immer wieder auf einen zunehmend stärker digital geprägten Nenner bringt.

Blick auf die Selektivlötanlage Versaflow 4/55 mit vorgeschalteten Bestückplätzen in der Fertigung von Kolb. Ersa

Und der lautet: hoher Mix, kleines Volumen. Damit rüstet die Kolb jede Maschine täglich mehrmals um. Auf Fragen nach der Kapazität erntet man bei Kolb verständnislose Blicke, der Fokus stellt scharf auf Flexibilität, höchste Qualität und Effizienz zur Zufriedenstellung der Kundenbedürfnisse.

Lötrahmen-Bestückung vor dem Selektivlöten mit der Lötanlage Versaflow 4/55. Ersa

Ein Beispiel aus der Praxis: In der gesamten Kolb-Fertigung sind für eine lückenlos dokumentierte Produktion insgesamt 80 iPads im Einsatz, über die die Bediener punktgenaue Informationen zum jeweiligen Fertigungsauftrag abrufen und zurück ans ERP-System spielen.

Erfolgreich mit „High Mix, Low Volume“

Alle relevanten Informationen verfügbar – via iPad rufen Kolb-Mitarbeiter alle Details zu einem Fertigungsauftrag in Echtzeit ab und melden diese nach Bearbeitung zurück ans ERP-System. Ersa

Dass dies notwendig ist, zeigt das Portfolio mit Schwerpunkt auf Industrieelektronik. In Willich entstehen komplexe Torsteuerungen, Kommunikationsgeräte für Rundfunkanstalten, Formel 1, Olympiazentren oder die Fußball-WM in Russland. Man setzt auf organisches Wachstum mit Bestandskunden, die meist im Umkreis von 300 km des Unternehmens sitzen – wobei der Anteil des internationalen Geschäfts auf Kundenseite insgesamt und damit auch bei Kolb zunimmt.

Seit fast 30 Jahren ist der EMS im Dreieck Düsseldorf, Krefeld und Mönchengladbach angesiedelt und versorgt seine Kunden mit hochwertigen und komplexen SMT-, THT- und Mix-Baugruppen. 2017 erwirtschaftete das 155 Köpfe große Team 31 Mio. Euro – und für die Zukunft stehen die Zeichen am Niederrhein weiter auf Wachstum.

Es ist noch nicht einmal vier Jahre her, dass die Kolb Fertigungstechnik innerhalb des Industriegebiets Münchheide umzog: Das war im Oktober 2014, der Umsatz damals betrug 21 Mio. Euro. Seit dem Umzug ist der Umsatz um weitere 10 Mio. Euro gewachsen, die verfügbare Fläche in der Elektronikfertigung wird bald vollständig genutzt. Aber man hat Vorkehrungen getroffen: Am Standort direkt nebenan ist noch genügend Grund und Boden vorhanden, um die Produktionsfläche auf dem Reißbrett mal eben zu verdoppeln.

Es wird auch schon gebaut. Gut möglich, dass mit dem offiziellen 30-jährigen Bestehen im Jahr 2019 der Neubau fertiggestellt und dort die Fertigungslinien installiert und in Betrieb genommen sind. Udo Speck hat auch für das laufende Jahr jede Menge Pläne, die er mit seinem Team gezielt in Angriff nehmen und realisieren will – auch hinsichtlich Investitionen: Unter anderem setzt man seit Anfang 2018 auf ein Inline-Selektivlötsystem vom Typ Versaflow 4/55 von Ersa.

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Von Batch zum Inline-Selektivlötsystem

Neben den Linien für die SMT-Produktion und Inline-THT-Fertigung verfügte Kolb bis vor kurzen über zwei Batchsysteme zum Selektivlöten. Udo Speck hatte bei beiden schon länger ein unbestimmtes Bauchgefühl, dass beide Maschinen hinsichtlich Produktivität, Wartung und Reparatur wenig effektiv seien. Durch die enge Zusammenarbeit mit der Fachhochschule Krefeld fanden sich schnell zwei interessierte Studenten. Im Rahmen eines Praxiseinsatzes nahmen sich beide jeweils eine Maschine vor und analysierten die Abläufe im Detail.

Lötvorgang in der Versaflow 4/55: Die zwei Tiegel parallel in Aktion ermöglichen eine flexible Fertigung. Ersa

Bislang wurden an den Batchmaschinen Start und Ende eines Auftrags gebucht – ohne Wissen darüber, wie lange Bestücken und Löten im Detail wirklich benötigen. Neben unproduktiven Zeiten während des Fluxens, Vorheizens und Lötens in der Bestückung gab es zudem Probleme mit der Durchbiegung und einer nicht ausreichenden Vorheizung (zumindest bei der älteren der beiden Maschinen).

Aufgabe der beiden Werkstudenten war es, diesen „Blindflug“ in einen Flug auf Sicht umzuwandeln. Die beiden Analysen wurden schließlich zusammengeführt und zu einer Synthese verschmolzen. Daraus leitete man eine neue „Destination“ ab, die dann auch direkt als Navigationsziel angesteuert wurde: ein Inline-Selektivlötsystem plus drei vorgeschaltete Bestückplätze. Bedingt durch den schnelleren Lötvorgang musste auch seitens Bestückung für schnelleren Nachschub gesorgt werden. Das Bauchgefühl eines Udo Speck stellte sich demnach als richtig heraus, die Kolb-Verantwortlichen nahmen Kontakt auf mit zwei Spezialisten für Selektivlöten aus Wertheim – einer davon war das Unternehmen Ersa, das am Ende des Sondierungsprozesses auch den Zuschlag erhielt.

Homogenes Vorheizen der Versaflow 4/55 für reproduzierbare Ergebnisse. Ersa

Dabei unterschied sich die Herangehensweise von Kolb deutlich vom sonstigen Ablauf. Anhand der zahlreichen Produktdetails konnte Ersa mit Angebotsabgabe auch konkrete Informationen zu den Ergebnissen abliefern. Dadurch war es möglich, eine ganz klare Aussage zum Angebot zu machen, insbesondere hinsichtlich Kapazität und Qualität.

Die durchdachte Handlings-Peripherie von Pacha: Damit lassen sich sowohl Lötrahmen als auch Leiterplatten automatisiert ohne manuelles Eingreifen verarbeiten. Ersa

Beim Besuch im Demo-Center konnten die Kollegen von Kolb diese Ergebnisse dann mit ihren realen Produkten verifizieren. Die Ersa-Angaben bei Angebotsabgabe wurden sogar noch übertroffen – diese angekündigte und dann auch real eingelöste Performance vor Ort hat das Kolb-Team überzeugt, sodass eine Versaflow 4/55 geordert wurde. Erwähnenswert an der Selektivanlage ist vor allem die Peripherie mit den drei Bestückplätzen, die in enger Zusammenarbeit mit Handlingspezialist Pacha realisiert wurde. Darüber lassen sich sowohl Lötrahmen als auch Leiterplatten problemlos verarbeiten. Interessant dabei: Das können zwar andere Handlingssysteme auch, aber hier ist es automatisch realisierbar über die Bestücklinie, ohne manuelles Eingreifen.

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Kein paralleler Aufbau der neuen Selektivlötanlage

Aufgrund der Tatsache, dass der geplante Neubau auf dem Nachbargrundstück noch nicht fertig war, gab es zusätzlich eine Herausforderung: Nachdem sich der Kolb-Einkauf für eine Inline-Selektivlötanlage entschieden hatte, musste die neue Maschine die beiden alten direkt ersetzen.

Die Ansage in der Projektphase lautete also: Beide Batchanlagen gehen raus und werden unmittelbar abgelöst durch das neue Selektivsystem! Es gab keinen Platz, die neue Maschine parallel zu stellen und den Prozess peu à peu einzufahren, was sonst das normale Vorgehen für jeden Produktioner gewesen wäre. Wenige Tage vor Weihnachten war es soweit: Mehr oder weniger in einem Atemzug wurden die beiden alten Batchsysteme aus der Fertigung von Kolb entfernt und die neue Inline-Selektivlötanlage installiert.

Udo Speck, Geschäftsführer Einkauf/Produktion von W. Kolb Fertigungstechnik: „Mit der neuen Selektiv-Lötanlage Versaflow 4/55 von Ersa haben wir eine saubere Basis aufgesetzt.“ Ersa

Die Zeit war knapp, jeder Handgriff musste sitzen. Inbetriebnahme und Schulung zur Versaflow 4/55 waren bereits für die KW 01/2018 angesetzt, bevor direkt anschließend zwingend die Produktion anlaufen musste, man hatte schließlich Liefertermine. Es war nicht ganz einfach, das System quasi über Nacht von null auf hundert zum Fliegen zu bringen. Mit vereinten Kräften haben es die Teams Kolb und Ersa jedoch geschafft. Kolb-Prozesstechnologe Mike Prince, der bei der Einbringung dabei war, attestiert der Selektivanlage eine gute Performance, die zu hoher Qualität führe und über zahlreiche durchdachte Features verfüge.

Die gute Zugänglichkeit für den Service und vor allem die sehr übersichtlich gehaltene und intuitive grafische Benutzeroberfläche seien hier zu erwähnen. „Nach kurzer Anlernphase kamen auch die Bediener schnell damit klar“, machte Udo Speck die Erfahrung, weshalb er mit dem bislang erreichten Status zufrieden ist: „Mit der neuen Ersa-Anlage haben wir eine saubere Basis aufgesetzt.“

Kolb-Geschäftsführer Einkauf/Produktion Udo Speck (r.) im Gespräch mit Ersa Area Sales Manager Stefan Wurster (m.) und Kolb-Prozesstechnologe Mike Prince (l.). Ersa

Jetzt befände man sich in der Phase der Optimierung, die voraussichtlich bis Ende des Jahres dauern werde, erläutert er weiter. „Erklärtes Ziel ist es, dass die Versaflow 4/55 in vier Stunden erledigt, was unsere beiden Batchanlagen gemeinsam innerhalb einer kompletten Schicht geleistet haben. Dann rechnet sich unsere Investition, da wir dann wiederum Steigerungen gut umgesetzt bekommen – und das mit deutlich besserer Qualität. Wir sind zuversichtlich, dass wir dieses Ziel erreichen werden.“

Durchdachter Aufbau bis ins Detail: Versaflow 4/55 mit Peripherie in der Kolb-Elektronikfertigung. Ersa

Weitere Investitionen geplant

Dieses Jahr steht für die Kolb Fertigungstechnik im Zeichen der Investitionen in Software, mit der die Fertigung weiter in Richtung automatisierte Planung vorstößt. So ist etwa ab Juli 2018 ein Megaboard geplant, das digital sämtliche Arbeitsschritte der Produktion auf einem Riesen-Whiteboard abbildet und über das sich sämtliche Kapazitäten planen lassen, oder ein adapterloser Flying-Probe-Tester mit vier beweglichen Testköpfen.

Standort von W. Kolb Fertigungstechnik in Willich im Industriegebiet: Expansionsmöglichkeiten gleich nebenan sind vorhanden. Ersa

Nach Fertigstellung des Neubaus nebenan sind bei Kolb wieder Maschinen an der Reihe, dort werden dann parallel sämtliche Prozesse von SMD über Welle bis Selektiv noch einmal parallel aufgebaut. Sobald dort die neuen Linien Einzug halten, kann die Kolb Fertigungstechnik ihre Produktionsfläche damit quasi im Handumdrehen verdoppeln – ein ausreichender Puffer für weitere Wachstumsschübe in den nächsten Jahren.

SMT Hybrid Packaging 2018:

Ersa: Halle 4, Stand 111 und Halle 5, Stand 434

(mrc)