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Sonderlösung für Wertschöpfungssteigerung

Intelligente Verkettung von Prozessen in der Elektronikfertigung
Sonderlösung für Wertschöpfungssteigerung

Der Siemens Standort Chemnitz realisiert komplette Kundenlösungen aus einer Hand, von der Idee bis hin zur Inbetriebnahme. Elektrische Ausrüstungen für die verschiedensten Branchen im Maschinen- und Anlagenbau werden gemeinsam mit dem Kunden entwickelt, projektiert sowie gefertigt. Dabei gehören Standardprodukte ebenso zum Spektrum wie kundenspezifische elektronische Baugruppen und Geräte, was auf eine enorme Vielfalt der zu handelnden Flachbaugruppen hinweist.

haprotec, Kreuzwertheim & Siemens, Chemnitz

Ein Bereich des Siemensstandortes Chemnitz umfasst das Werk für Kombinationstechnik Chemnitz, wo mit derzeit 235 Mitarbeitern die Baugruppen und Geräte für Antriebe, Ergänzungsprodukte für das Ausrüstungsgeschäft, Systemlösungen sowie für Stromversorgungen im Zwei- bzw. Dreischichtbetrieb hergestellt werden. So hatte man bis letztes Jahr auf 4 verschiedenen Fertigungslinien eine hohe Anzahl verschiedener Flachbaugruppen zu prozessieren, deren Organisation sich jedoch mit zunehmender Variabilität als zu umständlich erwies und nach einer neuen Lösung gesucht wurde.
Produktionsdurchlaufzeit im Fokus
Die Elektronikfertigung im THT-Bereich war nach bisher bekannten Layouts in drei einzelne Lösungen aufgebaut, es gab 4 Fertigungslinien, an denen Linienbezogen eingerichtete Montageplätze zu finden waren. Unter der Projektleitung von Jürgen Pastor und Michael Haugk, beide Systems Engineering sollte die komplette Elektronikfertigung so umstrukturiert werden, dass die Gesamtdurchlaufzeit innerhalb der Produktion inklusive SMD und THT reduziert werden konnte. An die Nachteile der vorhandenen Struktur erinnert sich Jürgen Pastor genau: „Durch diesen Aufbau in der Fertigung waren wir sehr unflexibel, die Organisation war umständlich und wir benötigten sehr viel Platz. Unsere Herausforderung lag insofern darin, den Prozessfluss so zu organisieren, dass unter Einhaltung der benötigten Spezifika der verschiedenen Löt- und Lackiertechnologien weniger Platz in Anspruch genommen wurde. Der Schlüssel dazu war der Aufbau der Linie und Verteilungssystem. Über ein zentrales Transportband und Verteilersystem sollte es möglich sein, die Transportrahmen mit den Flachbaugruppen den einzelnen Löttechnologien zuzuführen sowie auch wieder abzutransportieren.“ Und das war nur eine Aufgabenstellung, wie Christian Happ von haprotec, dem ausführenden Unternehmen des ausgeklügelten Transportsystems, zu berichten weiß: „Die Produkte sollten sicher von verschiedenen Arbeitsplätzen zum Lötprozess transportiert werden, mit freier Auswahl zu welcher Lötanlage und mit welchem Produkt.“ Nachdem bereits im Jahre 2009 die Zusammenarbeit mit haprotec zur Installation einer verketteten Fertigungsstrecke im Zusammenspiel von Wellen- und Selektivlötanlage bestens geklappt hatte, fiel die Entscheidung für das neue und sehr individuelle Projekt zur Umstrukturierung der Fertigung leicht. Das Unternehmen hatte sich damals als kreativer Partner mit viel Know-how und hoher Bereitschaft den Sonderanforderungen gestellt, welche dann gemeinsam mit Erfolg realisiert wurden. Michael Haugk ergänzt: „Wir suchten einen Partner, der auf diese sehr individuelle Herausforderung auch eingehen wollte.
Von Platzersparnis bis zu flexibel
Als einer der letzten Schritte in der Wertschöpfungskette einer Elektronikfertigung kann der THT-Prozess nur mit einer sorgfältigen durchgehenden Handhabung inklusive des Transports den hohen Qualitätsansprüchen Rechnung tragen. Die generelle Zielstellung für den Umbau des Handbestückplatz lag nun darin, dass sich dieses in den gesamten Prozessdurchlauf der Flachbaugruppenproduktion so integriert, dass auch der Durchfluss der Fertigung erhöht werden konnte. Aus vorher statischen Linien sollten einzeln ansteuerbare Arbeitsplätze werden. Ein komplett neues Transportlayout sowie eine intelligente Systemlösung für die einzelnen Lötrahmen wurden erforderlich. Die vorhandene Produktionshalle musste für diese Aufgabe komplett neu designt werden, zu deren Gelegenheit die Projektplaner bei Siemens völlig neue Wege einschlugen und in die Entwicklung der Lösung mit einfließen ließen. Die Kombination innovativer Ideen mit dem Know-how des umsetzenden Unternehmens realisierte eine optimale Lösung.
Drei unterschiedliche Lötprozesse, ein Kühlsystem sowie eine vollautomatische Teststation wurden in dem neuen Konzept vernetzt, eine Erweiterung um zwei weitere Prozesse ist vorgesehen und könnte einfach modular integriert werden. Die sogenannten Rennerstrecken befinden sich für eine schnelle Bearbeitung möglichst nah am Prozess. Ein Vorteil daraus besteht in den verringerten Taktzeiten, die zu einer optimierten Auslastung der Einzelprozesse, übrigens eine der gestellten Kernaufgaben, führten. Ein weiteres Plus ist in der nun geringeren Anzahl benötigter Transportrahmen zu sehen, deren Verwendung von unterschiedlichsten Herstellern bis dato im gesamten Entstehungsprozess ein heikles Thema war. Nun, dank der neuen Lösung ist es möglich, eine herstellerunabhängige Entscheidung zu treffen und ist für die Zukunft bestens gerüstet. Das Transportsystem selbst wird für eine hohe Wirtschaftlichkeit durch stromsparende frequenzgesteuerte Elektroantriebe bewegt, Staurollenketten sorgen für einen ruckfreien Transport. Die geringen Auflageflächen im Seitenbereich sorgen für einen präzisen Masken- als auch Lötrahmentransport. Der Freilauf jeder einzelnen Rolle auf der Kette schafft die Voraussetzung für eine extrem reibungsarme Bewegung auch im Staubetrieb, realisiert bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten einen prozesssicheren Übergang, schont die gesamte mechanische Antriebseinheit und reduziert nicht zuletzt die Energiekosten. Innerhalb des Verbundsystems zählt jeder einzelne Übergang und ist als Qualitätsmerkmal zu sehen. Dreheinheit, Lift sowie das neu entwickelte intelligente Speichersystem MINDrack arbeiten mit kurzen Bändern und haben schnelle Wege. Ein streckenoptimierter Ablauf sowie effiziente Auslastung der Prozesse wird durch Produkte mit weniger sensiblen Produktionszeiten, welche über die komplette Linienlänge prozessiert werden, erreicht.
Nutzung wirtschaftlicher Werte
Durch das perfekte Zusammenspiel eines guten Teams mit erfahrener Projektleitung konnte das Projekt mit eng gesteckten Terminen innerhalb von 6 Monaten ab der ersten Planung mit 4 Tagen Installationszeit realisiert werden. Und das, obwohl es notwendig wurde, die damals bestehende Hallenstruktur vollständig zu ändern. Es mussten die Arbeitsplätze, die Prüf- und Prozessanlagen mit allen Anschlüssen und Position verändert werden. Der Startschuss erfolgte genau nach Zeitplan und das komplette Equipment wurde auf dem Werksgelände in Chemnitz umbaufertig angeliefert. Nur einen Tag nach Installationsbeginn konnte der erste Strang der ausgefeilten Transportlösung in Betrieb genommen werden. Michael Haugk konnte in dieser Zeit keinerlei Verzögerung erkennen, lief doch alles reibungslos mit einem beachtlichen Ergebnis: „ Die gute Zusammenarbeit in Verbindung mit Equipment und unserer Softwaresteuerung waren ein Schlüssel zur Umsetzung. Heute wird der Takt der einzelnen Prozesse durch die Bestückinhalte und Lötprozesse bestimmt. Wir sind nun flexibler, sparen Zeit und ganz nebenbei noch wertvolle Produktionsfläche.“ Und sollten Ergänzungen sowie die Einbindung neuer Systeme notwendig werden, bietet sich das modular erstellte Gesamtsystem an. Denn zusammengeführte Blöcke sorgen für Teilabschnitte, welche im Sicherheitssystem auch unter harten Produktionsbedingungen getrennt betrieben werden können. Eine Lösungsfindung, die durch fruchtbare Zusammenarbeit mittels Ideen und Know-how zu einer erfolgreichen Umsetzung gelang. (dj)
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