Der Schlaue Klaus im Einsatz bei der THT-Bestückung.

Der Schlaue Klaus im Einsatz bei der THT-Bestückung. (Bild: Optimum)

DBK David + Baader als Stammfirma der DBK Group ist ein international agierendes Unternehmen, das sich auf Lösungen in den Bereichen Thermomanagement, Heiztechnologie und Elek-tronik spezialisiert hat. Gegründet 1946, bietet DBK maßgeschneiderte Produkte und Systeme für verschiedene Branchen wie Automobil, Elektronik, HVAC (Heizung, Lüftung, Klima) und Industrie an. Unter dem Motto „Gemeinsam durch warm und kalt“ ist das Unternehmen bekannt für seine Expertise in der Entwicklung von energieeffizienten Technologien, die eine präzise Temperaturregelung und das zuverlässige Management von elektrischer Energie ermöglichen. Das Unternehmen verfolgt eine Null-Fehler-Strategie und setzt hohe Standards bei Zertifizierungen wie ISO 9001, IATF 16949, DIN EN ISO 14001, DIN EN ISO 13485 und TISAX. Dies gilt auch für die THT-Bestückung. Mit dem Einsatz des Werker-Assistenzsystems „ Der Schlaue Klaus“ von Optimum Datamanagement Solutions setzt das Unternehmen neue Maßstäbe in der Qualitätssicherung.

Der Schlaue Klaus im Einsatz bei der THT-Bestückung.
Der Schlaue Klaus im Einsatz bei der THT-Bestückung. (Bild: Optimum)

Qualitätssicherung in Echtzeit

DBK EMS hat sich für den Einsatz des „Schlauen Klaus“ entschieden, damit jedes Bauteil korrekt montiert wird. Das Assistenzsystem überprüft die Montage in Echtzeit, Schritt für Schritt, und gibt dem Werker sofort Feedback. Durch diese ständige Kontrolle wird die Nullfehlerrate in der Fertigung realisierbar. Anders als herkömmliche Tests wie elektrische oder optische Prüfungen, die nach der Montage durchgeführt werden, greift „der Schlaue Klaus“ direkt während des Montageprozesses ein. Neben der Sicherstellung der Qualität bringt der Einsatz des „Schlauen Klaus“ auch betriebswirtschaftliche Vorteile mit sich. Vor der Integration des Systems wurden aufwändige Mehrfachkontrollen durchgeführt, bei denen mehrere Mitarbeiter dasselbe Produkt kontrollierten. Dank der präzisen Überwachung durch den „Schlauen Klaus“ ist dieser Schritt nun hinfällig, was Zeit spart und die Arbeitskraft effizienter einsetzen lässt. Dies führt zu einer kosten- und zeiteffizienten Produktion, ohne Kompromisse bei der Qualität einzugehen.

Welche Kriterien waren  entscheidend?

Für den AOI-Spezialisten bei DBK EMS, Mario Böllinger, mussten bei der Auswahl der Assistenzsysteme mehrere Schlüsselfaktoren berücksichtigt werden. Besonders wichtig war ihm dabei die schnelle Programmerstellung, die auch komplexe Prüfungen ermöglicht. Hierbei wird für eine breite Unterstützung gängiger Datenformate gesorgt. Das SK-System ist in der Lage, Inline-Prüfungen bei geringen Taktzeiten durchzuführen und bieten Live-Prüfungen, um Fehler in Echtzeit zu erkennen. Die robuste Fehlererkennung führt zu geringen Pseudofehlerraten, was die Effizienz der Systeme zusätzlich erhöht.

Auch das Benutzererlebnis (UX-Design) stand im Fokus. Die Assistenzsysteme sind leicht erlernbar, übersichtlich und benutzerfreundlich gestaltet, sodass eine schnelle Einarbeitung möglich ist. Hinsichtlich der Technologie setzen die Systeme auf moderne Schnittstellen und künstliche Intelligenz. Sie können über Netzwerk mit anderen SK-Systemen kommunizieren, was die gesamte Produktionsumgebung vernetzt und optimiert. Ein weiterer Vorteil liegt in der Dokumentation und Analyse. Das System erfasst die Fehlerschwerpunkte und dokumentiert die geprüften Baugruppen, was die Nachverfolgbarkeit und Qualitätssicherung unterstützt. Dank der Kompatibilität mit anderen Systemen, wie MES (Manufacturing Execution Systems), ist eine nahtlose Integration möglich.

Das System ersetzt die Vier-Augen-Kontrolle, bei der ein Mitarbeiter die Arbeit eines anderen kontrolliert und gegebenenfalls korrigiert.
Das System ersetzt die Vier-Augen-Kontrolle, bei der ein Mitarbeiter die Arbeit eines anderen kontrolliert und gegebenenfalls korrigiert. (Bild: Optimum)

Entwicklung von KI-Knoten

Um die Modellierung und Anwendung ihrer Systeme so einfach und effizient wie möglich zu gestalten, hat Optimum die Anwendung von KI-Technologien optimiert. Für die THT-Fertigung hat das Karlsruher Unternehmen sogenannte THT-spezifische KI-Knoten entwickelt, denn der Erfolg der KI hängt stark von der Qualität der zugrunde liegenden Daten ab. Fehlerhafte oder unvollständige Daten können die Leistungsfähigkeit der KI einschränken und falsche Entscheidungen begünstigen. Durch die Zusammenarbeit mit verschiedenen Unternehmen, die Bildmaterial zur Verfügung stellten, wurde eine leistungsfähige KI auf Basis von über 20.000 Bildern aufgebaut. Diese KI ist inzwischen so fortgeschritten, dass sie auch in unbekannten Kontexten präzise Ergebnisse liefert. Der Pool an Bilddaten wächst kontinuierlich, was die Stärke der KI weiter erhöht. Durch den Einsatz von Deep Learning sowie der Erkennung von Datamatrixcodes, Mustern und Konturen werden Prozesse in Echtzeit überwacht und gesteuert.

Was sagen die Mitarbeiter?

Ein Hindernis bei der Implementierung von neuen Technologien ist häufig die mangelnde Akzeptanz bei den Mitarbeitern. Durch Schulungen und kontinuierliche Unterstützung kann diese Barriere überwunden werden. Obwohl das System mit einer Kamera arbeitet, die die Montagevorgänge überwacht, wird es nicht als Kontrollmechanismus wahrgenommen. Stattdessen sehen die Mitarbeiter es als unterstützende Hilfe, die ihnen bei ihren Aufgaben zur Seite steht und sie zudem mit dem  grinsenden Smiley motiviert. So werden sie entlastet, da sie sich auf die korrekte Montage verlassen können und bei Fehlern sofort eine Rückmeldung erhalten.

Zudem sollten Unternehmen die Vorteile durch messbare Produktivitätsgewinne und Qualitätsverbesserungen betonen, um sowohl das Management als auch die Mitarbeiter zu überzeugen.

Das Projekt hat sich in kurzer Zeit amortisiert v.l.n.r Wolfgang Mahanty (Optimum), Martin Neu, Andreas Weissenborn, Mario Böllinger (alle DBK EMS).
Das Projekt hat sich in kurzer Zeit amortisiert v.l.n.r Wolfgang Mahanty (Optimum), Martin Neu, Andreas Weissenborn, Mario Böllinger (alle DBK EMS). (Bild: Optimum)

Anwendungsfazit

DBK EMS hat durch den Einsatz von Assistenzsystemen die Qualität seiner Produkte verbessert. Fehlerquellen werden frühzeitig erkannt, was menschliche Fehlerquellen minimiert und potenzielle Reputationsverluste bei Kunden vermeidet. Auch die Kostenkontrolle wurde durch Senkung der Ausschusskosten und der Nacharbeiten reduziert. Zusätzlich vermeidet das Assistenzsystem Produktionsstörungen, was den gesamten Ablauf effi-zienter gestaltet. Mit einem ROI von knapp einem Jahr zeigt sich Mario Böllinger sehr zufrieden, sodass auch in naher Zukunft sukzessive alle THT-Arbeitsplätze mit der Werkerassistenz ausgestattet werden sollen.

Welche Zukunftsperspektiven hat die KI?

Optimum setzt weiterhin auf die Erweiterung der KI-Funktionen. Ein Ziel ist es, die KI-Technologien auch in anderen Branchen, wie der Automobilindustrie, einzusetzen. Projekte wie das beim Kompetenzzentrum „Karl“ für Künstliche Intelligenz (KIT) und Komin2Assist tragen zur kontinuierlichen Forschung und Weiterentwicklung der KI bei.

Die Autorin: Dipl. Ing. Dipl. Wirt. Ing (FH) Petra Gottwald

Petra Gottwald / Redaktion all-electronics
(Bild: Petra Gottwald)

Die Doppel-Ingenieurin (Textiltechnik und Wirtschaft) hat nur ein Ziel: Sie möchte Menschen für technische Themen begeistern - ob sie wollen oder nicht. So kommt es schon 'mal vor, dass sie ihren Freunden die komplexe Herstellung einer Leiterplatte in einer packenden Story erzählt oder wie man Elektronik in Textilien einbaut. Privat düst sie auf leisen Sohlen durch die Gegend, denn sie hat seit 2016 ein Faible für Elektromobilität und will mit ihrem Wissen Interessierten die Reichweitenangst beim voll-elektrischen Fahren nehmen.

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