Präzise Prozessanalyse auf Basis echter 3D-Messergebnisse (Teil2) Smart Factory unterstützt Null-Fehler-Produktion - EPP

Präzise Prozessanalyse auf Basis echter 3D-Messergebnisse (Teil2)

Smart Factory unterstützt Null-Fehler-Produktion

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Ein einzelnes, isoliertes Inspektionssystem stößt rasch an Begrenzungen und kann eine komplette Linie weder kontrollieren noch optimieren, denn ohne Verbindung zu anderen Fertigungsmodulen in der Linie ist das nicht möglich. Koh Young Technology arbeitet eng mit Partnern im Bereich der Pastendrucker und Bestückautomaten zusammen, denn das Ziel ist die künftige Zero-Defekt-Produktion mit uneingeschränkter Kommunikation zwischen den einzelnen Produktionsschritten sowie die Durchrationalisierung der SMT-Linie.

In der Zusammenarbeit mit seinen Ksmart Partnern bringt Koh Young die volle Leistungsfähigkeit seiner Vernetzungsmöglichkeiten über die Intelligent Platform (IP) ein.

Nutzung von Big Data

Die M2M-Lösung optimiert den Fertigungsprozess durch den Austausch der Echtzeit-Messergebnisse von SPI- und AOI-Systemen mit jeder anderen Maschine in der Fertigungslinie. Die Systeme des Unternehmens übertragen echte Messdaten wie Offset, Pastenvolumen, Höhenwerte, Flächenmaße sowie Alarmmeldungen an das andere verlinkte Equipment, während gleichzeitig die Trends für Prozessoptimierung und Traceability analysiert werden. In Kombination weisen die Ksmart Softwaremodule ein praktisch unerreichtes Leistungsvermögen auf. Wird beispielsweise Link@Ksmart, das alle Inspektionsanlagen in einer Linie miteinander verbindet, mit M2M@Ksmart vereint, dann unterstützt diese Modulkonfiguration das Aufspüren von kritischen Korrelationen zwischen unterschiedlichen Prozessen.

Mit dieser weiterentwickelten Kommunikationstechnologie kann das 3D-AOI-System Zenith des Unternehmens die Daten der korrekten Bestückpositionen an Bestückautomaten weiter geben, so dass hier Fehler ausgeschlossen werden können. Diese Funktion verbessert deutlich die Wiederholbarkeit von Prozessen, denn die Bauteilbestückung wird automatisch korrigiert und gleichzeitig die Trendverschiebungen erfasst, damit weitere Anpassungen der Positionen vorgenommen werden können. Koh Young arbeitet unter großem Einsatz mit anderen Maschinenherstellern wie MPM und Ekra zusammen, um die Konnektivität und Kommunikationsverfahren zwischen den verschiedenen Maschinen (M2M) weiter zu entwickeln und bei der Realisierung von Smart Factory bzw. Industrie 4.0 ebenso intensiv zu kooperieren.

Autonome Prozessoptimierungen

Vernetzte intelligente Systeme in der Smart Factory werden stets wichtiger. Das Unternehmen testet die wegweisende modulare Plattform IP zusammen mit seinen Ksmart-Partnern, um hier in führender Position die Entwicklung voranzutreiben. Die modulare Plattform ist natürlich so konzipiert, dass künftige Entwicklungen und Erweiterungen in Ksmart implementiert werden können. Sobald ein neues Softwaremodul vorgestellt wird, kann ein Fertigungsunternehmen diese Erweiterungen in seine Ksmart Plattform übernehmen. Die Möglichkeiten der leistungsfähigen Intelligent Platform (IP) Ksmart reichen jedoch weit über die automatische Fertigungskorrektur hinaus, denn damit steht ein umfassendes, autonom organisierendes Infrastruktursystem für selbsttätige Prozessoptimierungen zur Verfügung. Die funktionell-intelligente Basis Ksmart bietet damit die besten Voraussetzungen für die Realisierung der Smart Factory.

Das Modul Ksmart Process Optimizer (KPO) ist eine besondere Errungenschaft in diesem System, entwickelt in den gemeinsamen Projekten mit den Ksmart-Partnern. Die Software-Suite KPO enthält drei Verbindungsmodule, die mit komplexen Algorithmen Empfehlungen für den Pastendruck im Closed-Loop (geschlossene Regelschleife) erarbeiten. Unterstützt durch die Intelligent Platform (IP) für adaptives Lernen, wurde KPO weit über seine ursprüngliche Eigenschaften als Closed-Loop-Option weiter entwickelt, die einst nur mal für Überwachung und Korrekturen im Prozess konzipiert wurde, um eine Zielgröße einzuhalten.

Die weiter entwickelte KPO-Lösung jedoch, welche die drei nachfolgenden Verbindungs-Softwaremodule umfasst, optimiert den Druckprozess ideal auf aktive Weise, denn sie kombiniert Echtzeit-Printdaten mit den aktuellen SPI-Messergebnissen. Das Print Advisor Module (PAM) führt automatisch DOEs (Design of Experiment, Versuche) durch, um eine detaillierte Analyse der SPI-Ergebnisse zu erhalten. Dabei setzt das System hochentwickelte Diagnostik-Algorithmen und Rauschfiltermodelle ein – und schlägt dann dem User die idealen Einstellungen der Printparameter vor. Das Printer Diagnostic Module (PDM), das zweite Modul, verwendet zur aktiven Optimierung im Druckprozess und zur weitergehenden Reduzierung von Pseudofehlern einen Algorithmus zur Detektion von Anomalien. Die dritte Einheit, das POM (Printer Optimizer Module), verwendet die Technologie des Unternehmens für adaptives Lernen zur Erzeugung von Optimierungs-Modellen sowie zum Feintuning der Prozess-Parameter. Zwar weist jedes dieser Softwaremodule schon allein für sich betrachtet, erhebliche inhärente Vorteile für die Prozessoptimierung auf, doch garantiert die große Leistungsfähigkeit von KPO mit den drei Modulen insgesamt die höchstmögliche Prozesssicherheit und Fertigungsflexibilität, ohne den Zugriff auf besondere Ressourcen und explizites Expertenwissen.

Höhere Effizienz – Reduzierte Kosten

Die Verbesserung der Effizienz ist Fertigungsunternehmen immer ein großes Anliegen. Zur Illustration einer Kostensituation wurde eine typische Produktion angenommen, in der vor der Prozessoptimierung täglich von 2.000 Baugruppen ein Board als defekt aussortiert wurde, was mit Kosten von 200 Euro zu Buche schlug. Die daraus resultierenden jährlichen Kosten von 43.200 Euro für Reparatur oder Entsorgung lassen sich minimieren, wenn die Ursache identifiziert und zur Beseitigung die nötigen Prozessverbesserungen mit Ksmart vorgenommen werden.

Der Return on Investment (ROI) für die Ksmart Systeminvestition lässt sich zudem noch weiter verbessern. Das Modul LM@Ksmart nutzt die bereits gespeicherten Programme und eliminiert das sonst nötige Feintuning, typisch für die Wechsel zu neuen Fertigungsprodukten (Changeover). Geht man beispielsweise von 240 Produktwechseln jährlich aus, jeder mit direkten Kosten von 300 Euro, plus einem Mitarbeiter-Zeitaufwand von 60 Minuten für jedes Produkt. Mit dem Einsatz von LM@Ksmart lassen sich die Changeover-Kosten von 72.000 Euro durch die Eliminierung des Feintuning drastisch reduzieren. Doch das ist noch nicht alles, denn die für Feintuning oder Linienüberwachung nicht benötigten Mitarbeiter können an anderer Stelle vorteilhaft eingesetzt werden. So sind letztlich also nicht fünf Mitarbeiter für fünf SMT-Linien zuständig, sondern mit RMS@Ksmart kann ein Mitarbeiter mehrere Linien gleichzeitig überwachen. Bei den in Unternehmen entstehenden durchschnittlichen monatlichen Gesamtkosten je industriellen Fertigungsmitarbeiter in der Größenordnung von etwa 4.500 Euro (Hochlohnland Deutschland) beträgt die Einsparung von 4 Mitarbeitern per annum circa 250.00 Euro. Auf 10 Jahre hochgerechnet sind das also circa 2,5 Mio. Euro, die Ksmart einsparen kann. An dieser Kostenrechnung wird deutlich, dass das Tool jene wirtschaftlich greifbaren Vorteile offeriert, welche die Unternehmen in der Elektronikfertigung brauchen.

Zusammenfassung

Der Mangel an gut ausgebildeten Fertigungsmitarbeitern in der Elektronik bleibt eine große Herausforderung. Gleichzeitig unternehmen die Firmen große Anstrengungen für die Realisierung des Konzepts Industrie 4.0/Smart Factory, welches in der Entwicklung weiter hilft. Das Unternehmen hat sich auf die weitere Entfaltung seiner dafür entwickelten Lösung Ksmart fokussiert, denn darin wird eine primäre Innovation gesehen, die den Weg für die Zukunft der Elektronikindustrie bereitet.

Als die unwidersprochene Nummer Eins in Markt- und Technologieführender Position vertraut Koh Young auf seine IP (Intelligent Platform). Damit setzt das Unternehmen seine technologische Vision der Kontrolle und Steuerung von Produktionsprozessen mit Fokussierung auf die gemeinsamen Bemühungen zusammen mit Partnern, um die Leistungsfähigkeit und Performance der Prozesstechnik weiter zu erhöhen. Mit dieser Zielsetzung vor Augen wurden weltweit drei zusätzliche Forschungs- und Entwicklungszentren etabliert, um den Quantensprung in der technologischen Führungsrolle und Wettbewerbsfähigkeit zu unterstützen und auszubauen.

www.kohyoung.com



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