Die Herausforderungen in der Elektronikfertigung haben einen neuen Höchststand erreicht: Neben den ohnehin schon harten Geschäftsbedingungen wie Kosten- und Leistungsdruck, kurzen Produktlebenszyklen und Lieferzeiten sowie dem anhaltenden Trend zur Miniaturisierung und einem notorischen Fachkräftemangel kommen nun weitere hinzu – gestörte Lieferketten, die vermehrte Entwicklung „Smarter Produkte“ für vielfältige Bereiche und politische Verwerfungen mit unsicheren wirtschaftlichen Bedingungen. Elektronikfertiger sehen sich gezwungen, bestehende Geschäftsstrategien zu überdenken und die eigene Position in Richtung Integrated Smart Factory zu trimmen. Gefragt sind neben hochtechnologischen Systemen vor allem mehr Intelligenz – sowohl bei der Konzeptionierung von Automatisierungsstrategien als auch im Zusammenhang mit Assistenz-Software. Was schon heute möglich ist und Zukunfts- sowie Investitionssicherheit garantiert, zeigt der SMT-Ausrüster ASMPT anhand von vier Beispielen.
SMT-Linie der Zukunft: offen automatisiert
Klar ist: An Automatisierung führt für Elektronikfertiger kein Weg mehr vorbei – die Wettbewerbsfähigkeit hängt davon ab. Unbestritten ist mittlerweile allerdings ebenso: Dark-Factory- oder Zero-Operator-Strategien haben sich nicht als Patentrezept erwiesen. Zu stark sind die Restriktionen durch proprietäre Lösungen, zu unterschiedlich die Maßgaben in einzelnen Fertigungen, als dass sich ein Lösungsansatz auf alle Fertiger gleichermaßen anwenden ließe.
Gründe, weshalb ASMPT mit seinem Konzept Open Automation einen offenen, modularen und durchgängigen Automatisierungsansatz verfolgt. Er gibt Anwendern alle Freiheiten, über Grad und Tempo der Automatisierung in ihren Fertigungen selbst zu entscheiden und ermöglicht ganz bewusst die nahtlose Integration von Drittanbieter-Equipment wie z. B. AOIs – möglich machen dies offene sowie standardisierte Schnittstellen wie IPC-HERMES-9852 oder IPC-CFX für die umfassende horizontale und vertikale M2M- und M2H-Kommunikation. Weil sich im schnelllebigen SMT-Umfeld die Umstände jederzeit und sogar radikal ändern können, ist darüber hinaus der Grundsatz der Nachrüstbarkeit fest im Open Automation Konzept des Unternehmens verankert: Bestehende Lösungen lassen sich unkompliziert erweitern, ganz nach den aktuellen Bedürfnissen. Fertiger automatisieren mit Open Automation auf diese Weise nur das, was tatsächlich für sie wirtschaftlich sinnvoll ist – ändert sich ihre Situation, lässt sich Notwendiges nachrüsten und Bestehendes ergänzen.
SPI der Zukunft: intelligent
Kennzeichnend für aktuelle und zukünftige Trends ist eine ebenso effiziente wie effektive Qualitätssicherung. Ein typisches Beispiel dafür ist der Lotpastendruck – der vermeintlich kritischste Part in der SMT-Fertigung und nach Expertenmeinung Hauptgrund für mehr als 60 Prozent der Fehler in der SMT-Fertigung.
Wie das SPI-System der Zukunft aussieht, zeigt ASMPT mit seinem Highend 5D-Inline Lotpasten-Inspektionssystem Process Lens: Vom ersten Board an, das den Drucker verlässt, gibt Process Lens permanent Feedback zu einer Vielzahl von Faktoren und Tendenzen – damit Bediener gegensteuern können, bevor die ersten Fehler überhaupt auftreten.
Bestückt mit DLP-Chips mit bis zu 20 Millionen Mikrospiegeln für die Erzeugung der Moiré-Muster, einer Auflösung von bis zu 10 μm und einem Abtastbereich von bis zu 50 mm x 50 mm, erreicht das System einen Geschwindigkeitsvorteil von bis zu 70 % im Vergleich zu herkömmlichen SPIs, und dies ohne Einbußen bei der Messgenauigkeit. Hochleistungsalgorithmen machen intelligente, zukunftsweisende Erfassungsmethoden möglich, sodass Process Lens genau versteht, was es misst: Lotpastendepots, Kleber, Verunreinigungen, Staub u.v.m. – gleichzeitig wird von PCBs verursachtes Messrauschen unterdrückt. Dabei vermeidet eine intelligente Vorfilterung bei der 2D-Erfassung, dass prozessfremde Strukturen, beispielsweise Lötstoppmasken, die Volumenberechnung verfälschen. Das Resultat: bis zu 80 Prozent weniger Pseudofehler und eine deutliche Verbesserung des Druckprozesses.
Expertensystem der Zukunft: lernfähig
Die Qualitätssicherungstechnologie der Zukunft muss aber nicht nur über intelligente Hardware verfügen. Wie Künstliche Intelligenz (KI) zur kontinuierlichen Prozessoptimierung eingesetzt werden kann, zeigt das Unternehmen mit seiner Software Works Process Expert: Zusammen mit dem SPI-System Process Lens entsteht so das branchenweit erste und einzige selbstlernende Inline-SPI-Expertensystem. Das Prinzip: Die über Process Lens erfassten Messdaten und alle relevanten Druckprozessparameter werden verknüpft und in die Datenbank des Expertensystems überführt. Offene Schnittstellen wie IPC-CFX ermöglichen auch die Integration von Prozessdaten, die Drittanbietersysteme wie beispielsweise AOI-Geräte am Ende der Linie übermitteln. So werden alle aktuellen Prozessdaten mit den gespeicherten historischen Ergebnissen verglichen und ausgewertet. WORKS Process Expert lernt so mit jedem einzelnen Druckzyklus und wird mit zunehmender Nutzung immer besser. Auf diese Weise werden Abweichungen vom Soll höchst zuverlässig erfasst und selbst kleinste Trends erkannt, lange bevor die Toleranzfenster verlassen werden. Works Process Expert berechnet alle notwendigen Korrekturmaßnahmen und gibt sie als Assist-Anforderungen aus – dies gilt auch für die Intervalle der Unterseitenreinigung. Auf Wunsch kann das intelligente System die Druckprozesssteuerung und -optimierung auch vollständig autonom übernehmen, ganz ohne manuelle Eingriffe.
Arbeit der Zukunft: effizient
In der Fabrik der Zukunft wird allerdings auch der effiziente Einsatz der immer knapper werdenden Human Resources zum wichtigen Erfolgsfaktor. Das zeigt sich nicht zuletzt auch in der SMT-Fertigung deutlich. Ein wichtiger Aspekt dabei ist, dass Servicetechniker bis zu 80 % ihrer Zeit mit der Informationssuche und Recherche zu einem Problem verbringen und nur 20 % mit dessen Lösung. Auch hier können KI und NLP (Natural Language Processing) die Arbeit erheblich effizienter gestalten.
Einen zukunftsorientierten Ansatz hierzu verfolgt das Unternehmen mit seiner App Virtual Assist, die Wissensmanagement auf den Shop Floor bringt. Das digitale Tool liefert nicht nur aktuelle und spezifische Informationen zu jeder Maschine des Unternehmens, sondern bietet dem Servicetechniker auch komplette Tutorials zur Unterstützung und Weiterbildung, systematische Anleitungen zur Fehlersuche oder Service-Checklisten. Darüber hinaus sind ein Dokumentenspeicher- und Wissens-Management-System integriert. Hinzu kommt ein direkter Draht zu den Spezialisten beim Support des Unternehmens. Virtual Assist demonstriert, wie Mitarbeiter-Assistenz-Systeme in Zukunft arbeiten werden. Denn ebenso wie das Expertensystem Works Process Expert ist auch Virtual Assist kein statisches System: Der User kann dem System gezielt Fragen stellen, die von der KI von Virtual Assist ausgewertet und beantwortet werden. Die Interaktion wird vom Programm für seine eigene Weiterentwicklung einsetzt. Auch dieses System, das natürliche Sprache versteht, wird immer besser, je länger und intensiver es in Verwendung ist.
Fabrik der Zukunft: digital, automatisiert, resilient
Fest steht: Die Anforderungen an Digitalisierung, Automation und Resilienz haben vor dem Hintergrund aktueller Ereignisse deutlich zugenommen. Die Störung von Lieferketten, Veränderungen im Kundenbedarf, Fortschritte in der Digitalisierung, aber auch die Geschwindigkeit bei der Entwicklung neuer Produkte sorgen dafür, dass auch für Elektronikfertiger die Zeit nicht stehen bleibt. Die Fabrik der Zukunft muss die Vorteile moderner Digitaltechnik konsequent nutzen, sie muss automatisiert sein, wo es sinnvoll ist, und sie muss sich auf rasche Veränderungen schnell und flexibel einstellen können. Dazu braucht die Integrated Smart Factory nicht nur innovative, zuverlässige Hardware, sondern auch intelligente und selbstlernende KI-Algorithmen, die Mensch und Maschine schneller, effektiver, reaktiver und widerstandsfähiger machen. Ebenso wichtig: Der Technologielieferant muss gleichzeitig auch Dienstleister sein – so wie ASMPT: Der Global Player bietet nicht nur Zukunftstechnologien, sondern auch zuverlässigen Service sowie Technologie- und Know-how-Transfer. Wer hier richtig investiert und den passenden Systempartner wählt, kann mit Optimismus in die Zukunft schauen.
Co-Creators gesucht
Anwender von ASMPT Maschinen
können proaktiv bei der Optimierung von Virtual Assist mitwirken und sich als Co-Creator hier registrieren: https://www.asm-smt.com/de/produkte/software-solutions/asm-virtual-assist/
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