Die Forschungs- und Entwicklungsabteilungen sind das Herzstück der Elektronikindustrie. Technische Innovationen werden hier konzipiert, neue Produktlinien entworfen und zur Serienreife gebracht. Entsprechend hoch sind traditionell die Anforderungen an die Ausstattung und Aufgaben der Elektrolabore. Anders als in Montage oder Qualitätsprüfung, wo oft eng definierte Aufgaben zu bewältigen sind, müssen Entwicklerarbeitsplätze den Technikern ein Maximum an Flexibilität bieten. Das klassische Laborarbeitsplatzsystem, das ESD-Schutz, PC, Materialversorgung sowie Mess- und Prüfinstrumente vereint, wird diesem Anspruch heute nicht mehr optimal gerecht. Moderne Entwicklerarbeitsplätze müssen unter anderem ein umfassendes Konstruktions- und Prototypenmanagement ermöglichen und dabei steigende Erwartungen an Produktüberwachung, Datenhaltung und Ergonomie erfüllen. Smart-Industry-Lösungen können ein wesentlicher Lösungsbaustein sein. Wer effiziente Arbeitsbedingungen schaffen will, sollte deshalb digital unterstützte Entwicklerarbeitsplätze anstreben, die alle erforderlichen Geräte und Funktionen ganzheitlich integrieren.

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Bild 1: Moderne Arbeitsplatzsysteme können Entwickler von prozessbegleitenden Störfaktoren entlasten. Elabo

Fabriksoftware erleichtert konsequente Prozesssteuerung

Projektpläne, Materialstudien, Entwürfe oder erste Prüfdaten – Entwicklungsabteilungen jonglieren täglich mit einer Fülle von Informationen. Ohne konsequente Prozessorganisation geht schnell der Überblick verloren und es werden wertvolle Stunden mit der Beschaffung notwendiger Informationen verschwendet. Moderne Entwicklungsarbeitsplätze verknüpfen daher mithilfe von Softwaresystemen die unterschiedlichsten Informationen, die kontextrelevant abgelegt und bedarfsgerecht zur Verfügung gestellt werden. So wird die Verwaltung aller Datensätze deutlich vereinfacht und ein schneller und lückenloser Zugriff auf alle entwicklungsrelevanten Daten möglich.

Eine solch informationelle Unterstützung bietet die von Elabo (Eigenschreibweise: ELABO) entwickelte Smart-Industry-Lösung, deren Mittelpunkt die Fabriksoftware Elution bildet. Die Software wird auf Basis einer zentralen SQL-Datenbank betrieben, in der die Daten strukturiert hinterlegt und geordnet werden. Schrittweise entsteht so ein umfangreicher Informationspool, aus dem die Elektroingenieure unter Anwendung der Software alle benötigten Informationen extrahieren können. Per Suchmaske kann auf alle Projekt- und Messdaten zugegriffen werden. Als gleichermaßen wertvoll für die Entwicklungsabteilung erweisen sich oft auch Fehler- und Reparaturstatistiken aus den historischen Daten der Fertigung. Wurden diese in der Datenbank zentral hinterlegt, können sie leicht abgerufen und anschließend ausgewertet werden. Tauchen bei Baugruppen eines Produkttyps beispielsweise immer die gleichen Fehler und Probleme auf, können diese bei der Weiterentwicklung bedacht und behoben werden.

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Bild 2: Ein CIS-Arbeitsplatz (Connected Industry System). Elabo

Vereinfachte Verwaltung von Prüfdaten und Prüfsequenzen

Genauso unproblematisch ist die Erhebung und Verwaltung entwicklungsrelevanter Mess- und Prüfdaten: Mithilfe der Elution-Eingabemaske können Prüfparameter beliebig vieler Baugruppen in der SQL-Datenbank hinterlegt werden. Die Softwaresuite ermöglicht anschließend die Erstellung der produktspezifischen Prüfsequenzen, deren Konfigurationen wiederum in der Datenbank gespeichert werden.

Auf dieser Grundlage können in der Entwicklungsphase rasch Testdurchläufe realisiert und die verwendeten Prüfparameter nachjustiert werden. Die gespeicherten Prüfsequenzen lassen sich dabei jederzeit abrufen und modifizieren. Unterstützt wird die Prüfung durch Testgeräte, welche sich per Netzwerkschnittstelle in die Software anbinden lassen. Ein gutes Zusammenspiel zwischen Software und Testsystemen ermöglichen beispielsweise die kompakten Smart-Testing-Module von Elabo, die über die Elution-Software steuerbar sind. Sie unterstützen konsequent einen modularen Prüfstand und können zu mehrteiligen Prüfsystemen zusammengefasst, aber wahlweise auch stand-alone betrieben werden. Vom Arbeitsplatz-PC aus können sich Entwickler so für jedes Projekt passgenaue Prüfsysteme zusammenstellen, konfigurieren und steuern.

Ist das Testmodul mit Elution verbunden, wird zudem jedes Prüfergebnis automatisch in der Datenbank gespeichert, was nicht nur eine handschriftliche Messwert-Aufzeichnung erspart, sondern auch die Zuverlässigkeit der Ergebnisdokumentation erhöht. Die erfassten Prüfergebnisse und deren Dokumentation vervollständigen die Datensätze der einzelnen Entwicklungsprojekte. Schritt für Schritt entsteht so eine ausführliche Prozessdokumentation, die jederzeit problemlos einsehbar ist. Dadurch wird nicht nur ein umfassendes Konstruktions- und Prototypenmanagement unterstützt, sondern auch der Übergang in die Serienproduktion erheblich erleichtert. Da alle relevanten Daten zentral gespeichert wurden, stehen unmittelbar nach Ende der Entwicklungsphase alle benötigten Informationen für die Produktion bereit. Auf Basis der in der Fertigung durchgeführten Prüfsequenzen wird der bereits vorhandene Informationsstamm dann kontinuierlich angereichert und erweitert.

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Bild 3: Die Module der Testgeräteserie überzeugen durch ihre platzsparende Bauart sowie eine überdurchschnittliche Messgenauigkeit. Elabo

Rasche Übertragung von Entwicklungsdaten auf die Produktion

Um die Produktion und Montage der Baugruppen zusätzlich zu erleichtern, besteht die Möglichkeit, alle relevanten Informationen in Form von digitalen Arbeitsanleitungen bereit zu stellen. Die Anleitungen können von der Entwicklungsabteilung mithilfe der Elution-Software erstellt und den jeweiligen Montagebereichen zur Verfügung gestellt werden. Der detaillierte Arbeitsplan führt den Anwender Schritt für Schritt durch alle Arbeitsprozesse, sodass auch die Montage neuer noch unbekannter Baugruppen einfach und prozesssicher von der Hand geht. Verändert die Entwicklungsabteilung das Produkt, kann die jeweilige Überarbeitung nahtlos in die Arbeitsanleitungen überführt werden. Der technische Mitarbeiter erhält dann sofort eine neue „Werkerführung“. Arbeitsunterbrechungen und Produktionsfehler infolge von Informationslücken gehören so der Vergangenheit an. Die kurzen Kommunikationswege sowie die eng vernetzte Zusammenarbeit der Abteilungen führen schnell zu einem stressfreien und effizienten Arbeiten mit besseren Ergebnissen.

Individuelle Anpassung der Arbeitsplatzumgebung

Bei Einsatz moderner Industrie-4.0-Arbeitsplatzsysteme wie Elabo CIS (Connected Industry System) lassen sich Laborarbeitsplätze zudem auch prozess- und nutzerspezifisch anpassen. Von Geräteeinsatz bis zur Beleuchtung kann die Umgebung vor Arbeitsbeginn optimal auf den jeweiligen Mitarbeiter zugeschnitten werden, was ein komfortables, ergonomisches Arbeiten ermöglicht. Die IP-fähige Arbeitsplatzbeleuchtung kann über Elution angesprochen und gesteuert werden, zudem lassen sich auch IP-fähige Deckenleuchten ergänzen. Authentifiziert sich ein Mitarbeiter an seinem Arbeitsplatz, werden seine benutzerspezifischen Lichteinstellungen initialisiert. Der Mitarbeiter findet so immer optimale Arbeitsverhältnisse vor, ohne die Einstellungen täglich erneuern zu müssen. Die in unabhängig steuerbare Segmente unterteilte Beleuchtung ermöglicht zudem die präzise Unterstützung einzelner Arbeitsschritte oder Produktbereiche durch gezielte Lichteinstellungen: Eine Arbeitsbereichsbeleuchtung ist ebenso möglich, wie die Anpassungen der Farbtemperatur. Meldet sich der Mitarbeiter an seinem Arbeitsplatz ab, schalten sich Arbeitsplatz- und integrierte Deckenleuchten automatisch aus. Das spart Energie.

Eck-daten

Schrittweiser Einstieg in Smart Industry möglich: Es muss nicht sofort der gesamte Betrieb digitalisiert werden. Schon der Einsatz in einzelnen Abteilungen ist sinnvoll. Werden beispielsweise ausschließlich die entwicklungsrelevanten Daten erfasst, kann die F&E-Abteilung bereits von der digitalen Unterstützung profitieren, während andere Abteilungen weiterhin wie gewohnt agieren. Durch die Reduktion aufwendiger Begleitaufgaben wie durchgängiger Datenerfassung und -verwaltung können sich die Entwickler auf ihre eigentliche Hauptaufgabe konzentrieren und so deutlich effizienter agieren. Eine Ausweitung auf weitere Unternehmensbereiche kann und sollte schrittweise erfolgen – ganz nach Bedarf.

Auch die Höhe der Arbeitsfläche kann basierend auf Elution-Daten elektromotorisch verstellt und an die jeweiligen Bedürfnisse angepasst werden. Alle nötigen Anschlüsse und Aufbauten der Arbeitsplätze sind benutzerfreundlich gestaltet. Und auch um den Entladungsschutz muss sich niemand Sorgen machen. Die Überwachung von Stromfluss und Erdungskreis wird durch einen integrierten elektrostatischen Entladungsschutz (Electro-Static-Discharge/ESD) garantiert. Die Schutzvorrichtung wurde durch die ESD-Akademie nach IEC 61340-5-1 zertifiziert und stellt nicht nur eine kontinuierliche Kontrolle der Arbeitsplätze sicher, sondern auch eine automatische Systemabschaltung im Störfall.