Mit der Live-Show in der Smart Factory Arena auf der productronica 2019 unterstrich ASM, mit welchen großen Schritten das Unternehmen in Richtung Digitalisierung unterwegs ist. Während der Moderator die Prozesse und Messeneuheiten erläuterte, schnurrten AIVs über den Hallenboden, wurden aus vollautomatischen Lagersystemen mit Material versorgt und tauschten ohne jede manuelle Hilfe durch Bedienpersonal Bauteilewagen an den SMT-Linien aus.
„Der Schlüssel zur Automatisierung ist das optimierte Zusammenspiel vieler Komponenten. Software aus unseren ASM Factory Solutions integriert alle logistischen Prozesse, initiiert die Materialausgabe aus Lagersystemen, steuert die Einsätze der AIVs und koordiniert die Arbeiten der Bediener im Smart Operator Pool. Gleichzeitig bedarf es zukünftig neuer Komponenten wie des smarten ASM AutoRefill Feeders und vieler Innovationen an Maschinen und Komponenten. Was uns besonders stolz macht: Die Lösungen des Unternehmens erlauben eine schrittweise Automatisierung, die sich auch in bestehenden Fertigungen und Linien nachrüsten lässt. In der Integrated Smart Factory sind alle Ressourcen – die Mitarbeiter, das Equipment, die Prozesse und das Material – koordiniert“, erläutert Alexander Hagenfeldt, SMT Solutions Manager bei ASM SMT Solutions.
Rüstoptimierte Materialausgabe an Roboter
Der Blick entlang der logistischen Prozesskette zeigt, wie das Unternehmen hier eine Vielzahl von Innovationen verzahnt. So sind die neuen ASM Material Tower auf die Zusammenarbeit mit AIVs (Autonomous Intelligent Vehicles) optimiert. Das Material wird im Tower nach FiFo-Prinzipien und rüstoptimiert in speziellen Trägersystemen gesammelt und dann über eine große Ladeklappe an die AIVs ausgegeben. Die AIVs fahren dieses Material dann in die Vorrüstung. Das funktioniert bei der Wiedereinlagerung natürlich auch in umgekehrter Richtung.
Um Geschwindigkeit und Prozesssicherheit in der Vorrüstung zu erhöhen, kommen hier eine ganze Reihe smarter Technologien zum Einsatz. An den abzurüstenden Bauteilewagen zeigen LED-Anzeigen der intelligenten Feeder dem Personal an, ob sie für die nächste Rüstung am Wagen verbleiben, im Active Feeder Pool für eine der nächsten Rüstungen zwischengelagert oder ob sie komplett abgerüstet und die Bauteilerollen zurück in die Lagersysteme gebracht werden sollen.
Scannt der Bediener beim Kitting die Bauteilrollen, die der AIV in den Vorrüstbereich gefahren hat, so zeigt ein Monitor sofort die Spur an, an der Material und Feeder im Bauteilwagen gerüstet werden sollen. Über Anzeigen und Zwischenlagerung lassen sich somit jede Menge Arbeiten und Wege einsparen. Rüstprozesse werden deutlich effizienter, Rüstfehler werden minimiert.
Neue Möglichkeiten durch ASM AutoRefill Feeder
Neu und von ganz entscheidender Bedeutung für hocheffiziente Rüstprozesse wird der AutoRefill Feeder. Hier werden in Zukunft erstmals zwei Bauteilrollen gerüstet werden können, deren Gurte zudem vollautomatisch eingezogen werden. Ein innovativer Mechanismus öffnet die Deckfolie so, dass diese nur über Abholfenster offen ist und am Gurt verbleibt.
Der automatische Doppeleinzug am AutoRefill Feeder eröffnet völlig neue Möglichkeiten. Zuerst werden damit Rüstprozesse deutlich vereinfacht und beschleunigt. Der Gurt der Bauteilrolle muss lediglich ein kurzes Stück in den Einzug geschoben werden – dann wird vollautomatisch eingezogen. Dank des Doppeleinzuges können sofort zwei Rollen gerüstet werden und damit die Zahl von Nachrüstungen reduziert werden.
Doch der größte Effizienzgewinn wird sich in der Nachrüstung an der Maschine zeigen. Durch die Möglichkeit vorab eine zweite Rolle am Feeder zu rüsten, werden Nachrüstprozesse an der Linie zeitlich entzerrt. Das Bedienpersonal muss nicht mehr warten bis eine Rolle leerläuft und dann umständlich aber in großer Eile anspleißen. Stattdessen wird nachgerüstet werden, indem der Gurt einer zweiten Rolle an den Einzug gehalten und dann ganz komfortabel eingezogen wird – irgendwann und in aller Ruhe, wenn der Bediener dafür Zeit hat. Läuft dann die erste Rolle leer, schaltet der AutoRefill Feeder automatisch auf die zweite Rolle um. Jeder Rollenwechsel wird für das Tracking & Tracing erfasst.
Smart Operator Pools ersetzen starre Arbeitsplätze
Wann der Bediener für dieses Nachfüllen Zeit hat und an welchen Bauteilewagen und Spuren ein Nachfüllen überhaupt erforderlich ist, darüber werden Bediener frühzeitig per Software informiert. Das Unternehmen sieht für die Smart Integrated Factory ein völlig neues Konzept: den Smart Operator Pool. Statt das Personal pro Schicht starr auf Linien, Lager oder Vorrüstung einteilen zu müssen, werden künftig Personal und alle Arbeiten über die Software ASM Command Center gesteuert und koordiniert. Die Mitarbeiter können so flexibel an verschiedenen Linien und in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden. Die Software ruft gezielt die Mitarbeiter auf, die für die jeweiligen Arbeiten ausgebildet und frei sind.
Diese Benachrichtigung kann über verschiedene mobile Endgeräte wie Smartphones, Tablets, Smartwatches oder Smartglasses erfolgen. Auch die AIVs werden über die Software prozessgerecht koordiniert. Das ermöglicht beispielsweise, dass ein Mitarbeiter zum Nachrüsten an die Linie gerufen wird und an der Linie dann einen AIV vorfindet, der ihm die nachzurüstenden Bauteilrollen in der korrekten Reihenfolge bereitstellt.
Rüstwechsel erfolgen vollautomatisch
AIVs für den reinen Materialtransport gibt es schon länger. Neu ist, dass diese AIVs im Unternehmen in der Integrated Smart Factory komplett automatisierte Rüstwechsel durchführen – ohne jeglichen Bedienereingriff. Dazu fahren z. B. die Lowpad AIVs unter die Bauteilwagen, heben diese an und können sie so aus der Maschine raus- und reinfahren. Ein Entkabeln ist nicht erforderlich, da bei den Bauteilwagen des Unternehmens Daten strom- und kontaktlos übertragen werden. Dabei koordiniert die Software Command Center mehrere AIVs, so dass diese als perfekt synchronisiertes Team zügig Rüstwechsel an kompletten Linien durchführen können.
Wie durchdacht die Gesamtlösung ist, zeigt ein weiteres Element für die Integrated Smart Factory: das ASM Waste Removal System. Die Entnahme der Gurtabfallbehälter im Innern der Bestücklösungen des Unternehmens übersteigt die Fähigkeiten heutiger AIVs und mobiler Robots und wäre zudem unnötig zeitraubend. Daher will das Unternehmen die Gurtabfälle jetzt in einem modularen System am Boden unter den Maschinen sammeln und die Abfälle dann darin an das eine Ende der Linie transportieren und dort in einen Abfallcontainer befördern. Dieser kann dann sehr einfach über ein AIV abgeholt und entleert werden.
Integrierte Prozesse, intelligente Software
Dieser hohe Automatisierungsgrad wird nur über Vernetzung und das perfekte Zusammenspiel verschiedener Softwarelösungen des Unternehmens möglich. So planen die Elektronikfertiger ihre termingerechte Produktionsabfolgen und Rüstungen sowie deren optimierte Verteilung auf die verschiedenen SMT-Linien in Production Planner. Ein- und Auslagerungsprozesse, das Tracking des Materials in der Fertigung und die Prozesse in der Vorrüstung werden über die Software-Tools Material Manager und Material Setup Assistant koordiniert. Die Disposition der AIVs und die Verteilung von Tasks an das Personal steuert Command Center. Die einzelnen Softwarelösungen kommunizieren in Echtzeit miteinander oder arbeiten mit den gleichen Datenbanken. Dank offener und standardisierter Schnittstellen wie IPC-9852-HERMES, ASM OIB und IPC CFX werden Steuerungsdaten an die vernetzten Maschinen – auch die anderer Hersteller – sowie Prozessdaten von den Linien an die übergeordneten Softwarelösungen des Unternehmens kommuniziert.
Flexibel nachrüstbar
Mit zwei übergeordneten Lösungseigenschaften setzt sich das Unternehmen bei der Automatisierung von anderen Herstellern ab: Die ASM Lösungen sind modular und nachrüstbar. Bestehende Fertigungen werden also nicht zum „großen Sprung“ gezwungen, sondern können die autonome Automatisierung schrittweise einführen. So könnte der Einstieg in die vollautomatische Materiallogistik durch smart koordinierte, AIV-gestützte Materialtransporte aus Lagersystemen wie Material Tower in Richtung Vorrüstbereich oder für das Nachrüsten an der Linie erfolgen. In weiteren Schritten ließen sich dann Smart Operator Pools oder vollautomatische Rüstwechsel einführen. Dieses Vorgehen streckt nicht nur die Investitionen, sondern reduziert auch Projektzeiten und -risiken.
Auch Nachrüstbarkeit ist ein großer Pluspunkt. So bedarf es für automatisierte Rüstwechsel keiner Neuinvestitionen in Maschinen, Feeder oder Wechseltischen. Bestehende Softwarelösungen werden in die neuen Lösungen integriert oder arbeiten mit den gleichen Informationen und Datenformaten.
Die Lösungen des Unternehmens zur automatisierten Materiallogistik zeigen, wie schnell der Zug in Richtung Digitalisierung und Integrated Smart Factory Fahrt aufnimmt und welches enorme Effizienzpotenzial derart modernisierte Elektronikfertigungen bieten.
Alexander Hagenfeldt ist sich sicher: „Keine Integrated Smart Factory wird der anderen gleichen – genauso wenig wie der Weg dorthin ein Standardweg sein wird. ASM unterstützt Elektronikfertiger auf ihrem Weg entsprechend der jeweiligen Prioritäten und basierend auf dem aktuellen Fertigungsstatus. Benchmarking Tools und die Erfahrung des globalen Netzwerkes sind hier ebenso hilfreich wie ein breites Netzwerk erfahrener Industriepartner.“
Für die Automatisierung der Elektronikfertigung müssen alle Komponenten optimal aufeinander abgestimmt sein. Technologieführer ASM präsentierte auf der productronica 2019, wie sich dieses Zusammenspiel von Mitarbeitern, Material, Equipment und Prozessen realisieren lässt.Foto: ASM
