Das durch die Firma Optimum datamanagement solutions GmbH entwickelte digitale Werkerassistenzsystem kombiniert Datenbankmanagement und Bildverarbeitung und vereinfacht die in einer Fertigungsumgebung anfallenden vielschichtigen manuellen Arbeiten. Das hat auch den EMS-Dienstleister Prettl Electronics GmbH überzeugt. „Der Schlaue Klaus wurde für unsere Prozessabläufe in der THT-Handbestückung und Endkontrolle maßgeschneidert“, sagt COO der Prettl Electronics Group Miroslaw Dziuba. Der Leiter der Werke in Radeberg, Lübeck und Érd verweist zugleich auf die positiven Erfahrungen, die das Unternehmen mit der Technologie in allen drei Fertigungsstandorten gemacht hat: „Dank dem Assistenzsystem konnte die Produktivität in der manuellen Fertigung um über 20 % gesteigert werden.“
Digitale Unterstützung
Neben Materialengpässen ist auch der Engpass an Mitarbeitenden deutlich spürbar. Langfristig kann sich das ungünstig auf die Qualität der gefertigten Produkte und damit auf die Kundenzufriedenheit auswirken. Werden neue Mitarbeitende eingestellt und eingearbeitet, fallen weitere Kosten an. Sobald überdies Aufträge aufgrund von Personalmangel nicht angenommen werden können, sind Unternehmen außerdem mit Opportunitätskosten konfrontiert. „Nicht selten kommen Unternehmen dann in eine Negativspirale“, zeigt Wolfgang Mahanty, Geschäftsführer der Optimum datamanagement solutions GmbH auf. Dies erfordert ein Umdenken. Eine stärke Digitalisierung führt zu mehr Automatisation und Entlastung in der Arbeitsvorbereitung und Personalplanung. Gleichzeitig minimiert sie die Ausschussproduktion.
Digitale Assistenzsysteme wie Der Schlaue Klaus unterstützen die Einarbeitung neue Kollegen mittels digitaler Prozessbeschreibungen und visueller Anleitungen, wodurch Sprachbarrieren und Verständnisprobleme überwunden werden. Gleichzeitig erfasst und überprüft das System innerhalb des Arbeitsprozesses die manuellen Tätigkeiten. Das heißt, der Werker erhält nur dann die Freigabe für den nächsten Arbeitsschritt, wenn der vorherige fehlerfrei ausgeführt wurde. „Die permanente Qualitätsüberwachung und Rückverfolgbarkeit helfen dabei, unsere hohe Qualität am manuellen Arbeitsplatz weiter zu verbessern“, führt Dziuba weiter aus.
Auf Vielfalt ausgerichtet
„Aufgrund der hohen Varianz der Aufgaben ist es nicht möglich, manuelle Arbeitsplätze vollständig zu automatisieren. Digitale Assistenzsysteme bieten somit insbesondere im Bereich der low Volume – high Mix-Fertigungen Vorteile“, zeigt Mahanty auf und meint weiter: „Sobald kleine Losgrößen mit vielfältigen Varianten manuell gefertigt werden, kann es schnell zu Fehlgriffen kommen. Schließlich sind die Montageplätze wiederholt zu rüsten, Bauteile, Werkzeuge zum Montieren und Messen sowie Montageanleitungen auszuwählen, bereitzustellen, zu entnehmen und zu dokumentieren.“ Nicht selten werden dabei beispielsweise falsche Bauteile verbaut, unpassende Schrauben eingesetzt, Clips vergessen oder Komponenten unsachgemäß positioniert. Häufen sich derartige Fehler, sinkt nicht nur die Qualität, sondern auch die Motivation der Mitarbeitenden. Die digitale Technologie zeigt dem Werker hingegen auf, was er an Werkstücken, Werkzeugträgern und weiterem Material benötigt. Das anleitende Assistenzsystem prüft und bestätigt aber nicht nur das korrekte Abarbeiten einer Aufgabe. Vielmehr dokumentiert es auch Zeitaufwände und zeigt Prozess- und Qualitätsschwankungen auf. Damit ermöglicht es in der manuellen Fertigung schlankere Prozesse und eine gesteigerte Produktivität. „Deshalb stellen wir provokant die Frage, wer es sich noch leisten kann, kein Werkerassistenzsystem einzusetzen?“, betont Mahanty.
Die analoge Welt in die digitale übersetzen
Prettl Electronics nutzt inzwischen das spezifisch angepasste System Der Schlaue Klaus THT. Dabei handelt es sich um ein mit einem leistungsstarken Rechner, einer performanten Grafikkarte und einer schwenkbaren 20-Megapixel-Kamera ausgestattetes System. Es verfügt über ein Touchpanel und zwei Bildschirme, wobei einer der beiden Monitore das Livebild zeigt. Das Assistenzsystem kann Details erfassen, die das menschliche Auge nur schwer erkennen kann. Es wird einer hohen Varianz an Bauteilen, Farben, Polungen, verschiedenen Ausrichtungen und Perspektiven gerecht. Da das System außerdem mit einer spezifischen Beleuchtung ausgestattet ist, lassen sich durch Lichteinstrahlung und zu geringem Kontrast entstehende Pseudofehler minimieren. Das Assistenzsystem kann Datamatrix Codes erkennen, weshalb diese nicht manuell eingescannt werden müssen. Überdies greift es eigenständig auf eine mit millionenfachem Bildmaterial ausgestattete Datenbank zu. Dadurch ist es möglich, bis zu 10.000 weitere Bauteilbilder in die Bauteilbibliothek aufzunehmen.
Das Unternehmen hat den Schlauen Klaus inzwischen auf die Polung von Elkos, Varistoren und Scheibenvaristoren trainiert. Zudem erfassen die Systemlieferanten damit auch Parameter wie Farbe, Winkelstruktur und Drahtdurchmesser von Kupferwinkeln, die sich im manuellen Prozess aufgrund der Vielfalt nur schwer kontrollieren lassen. Dank dem Einsatz von KI erübrigt sich überdies die Parametrisierung, wobei die Fehlererkennung in Echtzeit erfolgt.
„Außerdem können wir neue Produkte auf Basis eines Musterauftrags einprogrammieren. Damit verringert sich je nach Komplexität des Produktes der Prüfaufwand um etwa 25 %“, betont Dziuba. So lässt sich anhand grafischer Programmierung eine störungs- und unterbrechungsfreie Produktion sicherstellen, wobei CAD- und BOM-Import ein einfaches Einlernen erlauben. Das Assistenzsystem unterstützt Mehrfachnutzen bzw. mehrere Baugruppen, wobei nur eine Baugruppe einzulernen ist. Mittels automatisierter Programmerstellung lassen sich Daten und Stücklisten importieren, zu prüfenden Artikel auswählen und Varianten abbilden. Ferner wird eine eigene Station für die Offline-Programmierung auf Höhe der Arbeitsstationen unterhalten. „Das System entlastet die Mitarbeitenden enorm. Es bietet die Möglichkeit der Identifizierung und Rückverfolgbarkeit gefertigter Produkte. Dadurch können wir nun auch bei der Handbestückung eine automatische Endkontrolle und Qualitätssicherung vorweisen“, zeigt Dziuba abschließend auf.
www.optimum-gmbh.de |
www.prettl-electronics.com
