Mit 3-Phasen-Projekt zur Effizienzsteigerung und Prozessoptimierung

Schweizer Elektronikfertiger realisiert Rundum-Prozessoptimierung

Mit 3-Phasen-Projekt zur Effizienzsteigerung und Prozessoptimierung

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Um Arbeitsplätze in der Schweiz mittel- bis langfristig sicherstellen zu können, müssen Prozesse stetig überprüft und weiter optimiert und automatisiert werden. Eine kluge und innovative Investitionspolitik bildet die Grundlage für eine erfolgreiche Wachstumspolitik. So ist Prozessoptimierung eines der Schlüsselworte zum Erfolg, wie sich deutlich am Beispiel der EPH Electronics AG aus Diessenhofen zeigt, die sich seit 2015 intensiv der Prozessoptimierung und Modernisierung ihrer Fertigung in Richtung Industrie 4.0 widmet.

Die EPH Electronics AG wurde 1980 in Feuerthalen gegründet. Heute ist das Schweizer Unternehmen für Elektronikfertigung mit ca. 70 Mitarbeitern auf 10.000 m² für seine Kunden aktiv. Der auf dem neuesten Stand der Technik stehende Maschinenpark in Verbindung mit einem hoch qualifiziertem und motiviertem Produktions- und Entwicklungsteam ermöglichen das Angebot von Dienstleistungen über den kompletten Lebenszyklus eines Produktes. Angefangen bei der Ausarbeitung von Konzepten über die Entwicklung, die Prototypenfertigung, Erstellung von Prüf- und Testgeräten, die Produktionseinführung sowie das Ramp-up, die Serienfertigung bis hin zu Dienstleistungen in der End-of-Product Lifephase. Als E²MS Unternehmen werden darüber hinaus Produktionsdienstleistungen von der reinen Lohnbestückung bis hin zur Fertigung von kompletten Baugruppen und Geräten angeboten. Dabei setzt das Unternehmen auf langfristige partnerschaftliche Beziehungen zwischen Kunden und Lieferanten. So auch mit Mycronic, ein Unternehmen, welches mit seiner MY200-Plattform Lösungen für das Bestücken von Elektronikbauteilen entwickelt. Aber u. a. auch die einzigartige Jet- und Dispenser-Plattform MY600 sowie automatisches und intelligentes Materialhandling, den SMD Towern der aktuellsten Generation der 6150er Serie in seinem Produktportfolio aufweist, welche im Zusammenschluss eine komplette und leistungsstarke Produktionslösung bereitstellen.

Benchmark der Produktivitätsleistung
Nachdem sich bei EPH durch ständig steigende Stückzahlen die engen Platzverhältnisse bemerkbar machten, auch die Systeme in der SMD-Abteilung von unterschiedlichen Herstellern waren und somit keine Kompatibilität untereinander aufwiesen, musste schnellstmöglich eine Lösung gefunden werden. Des Weiteren wurde festgestellt, dass kein effizient funktionierendes Backup vorhanden war, die Rüstprozesse an den Anlagen nicht sinnvoll sind und Fehlteile sowie das Suchen danach zu einem hohen Zeitverlust führten. Anfang 2015 fing man mit der Analyse an, um genau feststellen zu können, wo sich die Performancelücken befinden, um diese anschließend abstellen zu können.
Das von EPH definierte Ziel: „Maximale Effizienz bei höchstmöglicher Flexibilität“. Im Einzelnen bedeutete das:
  • Effizienzsteigerung
  • Optimale Raumnutzung
  • Volle Kompatibilität der Anlagen untereinander
  • Sichere Backup-Lösung bei Maschinenausfall
  • Automatisiertes Materialhandling
  • Höhere Automatisierung Richtung Industrie 4.0.
Zuerst wurde der Istzustand festgestellt, um danach den Sollzustand zu definiert und festzulegen. „Wir haben sofort erkannt“, so der Qualitäts- und Leanmanager Ulf Schmidt, „dass es nicht am Bestücker, sondern am Rüstwechsel gelegen hat, so dass wir hier unseren ersten Ansatz hatten. Zusätzlich stellten wir fest, dass es durch fehlende Bauteile zu Maschinenstillstandzeiten kam und der Materialfluss nicht optimal war.“
Eine weitere aufgedeckte Schwachstelle wurde in der Anordnung der Bestückautomaten und der unterschiedlichen Hard- und Softwareständen detektiert, insofern war es naheliegend, sich eng mit Mycronic auszutauschen. Mit dem Ziel, möglichst alles aus einer Hand zu erhalten, informierte man sich in 2015 auf der SMT Messe in Nürnberg und der Productronica über die Möglichkeiten. Mycronic war in der Lage, die geforderten Lösungen zu liefern.
Die Materialtower der 6150er Serie und die zugehörige Mycronic Software MyPLan war genau das fehlende Bindeglied zwischen Lager und Produktion, das gesucht wurde.
Zur Umsetzung wurde ein 3-Phasen-Konzept erstellt. In Phase 1 wurde die überalterte Anlage des Zweitherstellers entfernt und die Neuanschaffung einer Mycronic MY200-DX10 Bestückanlage sowie die Umkonfiguration der vorhandenen Anlagen vorgesehen. In dem Zug wurden auch alle Anlagen auf den gleichen Soft- und Hardwarestand gebracht. Die Umstellung wurde dabei so geplant, dass nie mehr als 1/3 der Kapazität durch den Umbau blockiert wurde.
In der zweiten Phase wurden die Materialtower und die dazugehörige Software zur Materialverwaltung aufgestellt und in Betrieb genommen. In direkter Nähe, also im Materialfluss, wurde auch der automatisierte externe Rüstplatz eingerichtet. Das Monitoring über ausgehendes Material auf den Anlagen kann nun durch die Mycronic PRM 2.0 Software direkt auf einem großen Bildschirm für alle Linien ersichtlich in Echtzeit dargestellt werden.
Zwischenzeitlich gab es ein User-Meeting bei Mycronic in Unterhaching, um sich über neue Trends zu informieren, an Fachvorträgen zu Themen wie Industrie 4.0 teilzunehmen und sich mit anderen Anwendern von Mycronic Systemen auszutauschen.
Entwickler nahmen dabei Wünsche der Anwender auf, um diese bei zukünftigen Entwicklungen zu berücksichtigen. „Das User-Meeting war für uns als Kunde eine Runde Sache und eine Win-Win-Situation aller Beteiligten“, so Ulf Schmidt.
Durch den engen Austausch mit Mycronic und dem günstigen Nebeneffekt, dass Mycronic eben um diesen Zeitpunkt neue Softwaretools präsentierte, welche eine Fertigungsoptimierung zum Ziel haben, nutzte das Team der EPH einen Teil des Mycronic „360° Standard Ansatz“. Diesen 360° Standard Ansatz nutzt Mycronic weltweit dazu,um die Effizienz und Leistung einer SMD Fertigung zu analysieren. Mit dieserHilfe konnte eine weitere Optimierungsmöglichkeit aufgedeckt werden. Die lag in den Gehäusedatenbanken der Bestückanlagen welche über Jahre gewachsen waren. Mycronic konnte die Potenziale aufzeigen die eine Überarbeitung der Datenbank bringen würde. Maik Karras, Service Engineer von Mycronic und Fachmann in Sachen Prozessoptimierung wusste sofort, wo er ansetzten musste.
Prozessoptimierung im Fokus
Die Prozessoptimierung dient dazu, Effizienz und die Effektivität bestehender Prozesse sowie den Einsatz der hierfür benötigten Ressourcen kontinuierlich zu verbessern. Grundlage ist eine prozessorientierte Betrachtungsweise der gesamten betrieblichen Abläufe. Wer nicht eigens dafür einen Lean Manager zur Verfügung hat, bekommt diese Hilfe durch den Systemlieferanten und seinen 360° Standard Ansatz an die Hand.
So brachte bei der EPH bereits die Umstellung auf externes Rüsten einen erheblichen Vorteil von knapp 25 %. Ergänzt durch die Investition in eine zusätzliche Mycronic Bestückmaschine und der neuen Linienkonfiguration konnte eine Optimierung der Kapazität um insgesamt 42 % erreicht werden. In Verbindung mit der umfassenden Datenoptimierung konnten weitere 20 % erzielt werden. Das Team dazu: „Der Prozentsatz war für uns leicht nachweisbar, da wir vorher schon unsere Daten und Zahlen genau getrackt und verfolgt hatten.“ Der neue Bestücker sowie die SMD Tower wurden Anfang 2016 in Diessenhofen in Betrieb genommen. Mit den Softwaretools MYPlan (erzeugt einen Bericht zur Rüstanweisung, der angibt, welche Bauteiltypen in welchen Feeder zu laden sind) und MYCenter zur Organisation der Carrier-Datenbank, konnte ein umfassend funktionierender Materialfluss sicher gestellt werden. Die Carrier werden mit den von MYPlan vorgeschriebenen Bauteiltypen aus dem Lager abgeglichen, so dass das externe Rüsten nun voll automatisiert und sicher vonstatten geht. Ein wichtiger Aspekt, denkt man an die häufigen Rüstwechsel des Dienstleisters mit Losgrößen von 1 bis 15.000. Die typische Losgröße liegt bei 500 bis 5.000.
Durch die Umstellung und Optimierung liegt nicht nur eine Effizienzsteigerung vor, sondern bei einem Komplettausfall ist nun eine Backup-Lösung gesichert. Die Anlagen der drei SMD-Linien sind heute kompatibel untereinander und ermöglichen eine Redundanz, d. h. auf jeder Linie kann dasselbe Produkt hergestellt werden. Zwei der Linien sind für extra große PCBs vorgesehen, die dritte Linie dagegen für kleinere Leiterplatten mit einer höheren Bauteildichte. Sie eignet sich dadurch auch für eine Familienrüstung. Noch stehen die Mycronic Materialtower separat, doch um eine noch höhere Materialstabilität zu erhalten, soll mittelfristig nochmals umgestellt werden, damit die Materialtower direkt an den Linien stehen, um weite Wege und damit Zeit zu ersparen.
Die im Vorfeld zum Start des Projektes errechneten Optimierungswerte wurden nahezu exakt erreicht. Denn das Programm screent, also achtet darauf, ob das Ziel erreicht wird oder nicht und in welche Richtung der Trend geht. Der stets kontrollierte Prozess durch das Shop Floor Management realisiert seit Beginn dieses Jahres einen täglichen Zielwertabgleich. Und eine Umstellung auf Lean Management bedeutet ständiges Dranbleiben und Überprüfen der Prozesse, wie Ulf Schmidt betont: „Wir können an unseren Auswertungskurven genau erkennen, wann unsere Aufmerksamkeit durch andere Projekte nicht mehr darauf fokussiert waren. Doch wir sind in Bezug auf Optimierungspotenziale auf dem richtigen Weg.“ Die 3. Phase befindet sich aktuell in der Umsetzung und beinhaltet wieder eine Kapazitätserweiterung durch eine Mycronic MY200-HX 10 zur Ergänzung einer vorhandenen Linie. Damit erhofft man sich noch weiteres Potenzial von knapp 20 % auszuschöpfen. (dj)
SMT Hybrid Packaging, Stand 4-349 + 5-434
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