Verringerung unnötiger Engineeringszeit

Wo liegt der Nutzen von Industrie 4.0? – Teil 2

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Der Schüssel zum Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit liegt in der gesteigerten Effektivität und Effizienz im Produktionsentstehungsprozess. Doch ineffiziente Prozesse und unnötiger Aufwand führen zu verschwendeter Arbeitszeit. Technologie ist der zentrale Ansatzpunkt zur Maximierung unternehmerischer Performance, Effizienz und die Investition in neue Technologien gehen dabei Hand in Hand. Ein zunehmend wichtiger Aspekt für moderne Unternehmen ist es, einen deutlichen ROI bei Investitionen in Software oder anderen Technologien zu identifizieren.

Eine im Jahr 2014 von Tech‐Clarity durchgeführte Studie1) ergab, dass die Ingenieure 32 % ihre Zeit mit nicht wertschöpfender Arbeit verbringen. Insofern war die Frustration der Ingenieure groß. Sie ordneten ihre Aktivitäten vom höchsten auf den niedrigsten Level ein.

Frustations-Ranking

1. Informationseinholung

2. Dokumentation

3. Planung

4. Verhandeln

5. Beratungsunterstützung

6. Problemlösung

7. Denken

8. Sonstiges

Eine ältere kanadische Studie2) untersuchte, wie Ingenieure in einem Luft- und Raumfahrtunternehmen ihre Zeit sowohl nutzen als auch verschwenden.

Vorteile von Smart Factory Technologien

In diesem Bereich bringen Industrie 4.0 Smart Factory-Technologien große Vorteile. Der so oft benutzte Ausdruck „Daten immer zur Hand haben“ kommt dabei in den Sinn. In der Reflow-Welt kann nach Produkt-ID, Kundenname, Zeitrahmen, Produktionsliniennummer, Prozessausreißer und einer Vielzahl anderer Kriterien gesucht werden, und die Daten werden sofort gefunden, egal wo und wann sie durchgeführt wurden. Wie oben erwähnt, führen die Daten und Erkenntnisse zu einer schnelleren Fehlerbehebung. Eine Berichterstellung für den Kunden (EMS-Client) oder Vorgesetzten erfolgt in Sekunden oder Minuten und braucht keine Stunden oder Tage. Es ist möglich, einen mit Passwort geschützten Ordner einzurichten, die Daten auf diesen Ordner zu verlinken und diese zu nutzen, wann immer notwendig und ohne dass der Ingenieur beauftragt werden muss, die Daten zu erstellen. Die übermäßig lange Suche nach relevanten Daten besteht kaum noch. Da mehr elektronische Produkte „unternehmenskritisch“ werden und schlechte Qualität teuer ist, hat sich dieser Trend über die hochzuverlässige Elektronik hinaus als Standbein der Herstellung durchgesetzt.

Stromverbrauch reduzieren

Nachhaltige Produktion ist eines der Ziele der Industrie 4.0 Smart Factory. Der größte Stromverbraucher in der Produktionslinie ist der thermische Prozess. Mehrere Fallstudien3) haben gezeigt, dass die Verwendung von Optimierungssoftware für das Reflowofen-Setup nicht nur einen stabilen Prozess erreicht , sondern auch den Stromverbrauch um bis zu 15 % reduzieren kann. Dies ist ein augenblicklicher und wahrscheinlich dauerhafter Effekt für alle Reflowöfen und zu jeder Zeit. Eine erhöhte Produktivität spart Strom, da eine Maschine im Leerlauf immer noch Strom verbraucht. Sie verspricht geringere Investitionskosten und einen geringeren Footprint in einer Fabrik, in der 4 oder 5 Produktionslinien eine Linie eliminieren können, wenn eine Produktivitätssteigerung von 25 % erreicht wird.

Andere Unternehmensziele

Prozesskontrolle und Rückverfolgbarkeit der Produktion sind in bestimmten Bereichen der Elektronik wie beispielsweise Automotive, Telekommunikation, Medizin und Militär ein brisantes Thema. Mittlerweile geht das Interesse darüber hinaus. Investitionen in umfassende Rückverfolgbarkeits-Tools können zu mehr Kunden führen und damit den Umsatz steigern. Beim Reflowprozess bedeutet dies nicht nur die Sicherstellung eines korrekten Set-ups der Öfen, sondern auch dass der Prozess immer innerhalb des Prozessfensters läuft. Dies wird durch das Leiterplattenprofil gegenüber den relativen Prozessfenster / Prozesstoleranzen gemessen. Wenn man es gleich beim ersten Mal richtig macht und automatisch dokumentiert, wird man zufriedene Kunden haben.

Höhere Rentabilität

Ein solches Maß an Prozesskontrolle und Rückverfolgbarkeit kann auch zu höherer Zuverlässigkeit / höhere Marge beitragen. Es ist unnötig zu erwähnen, dass höhere Umsätze, verbesserte Produktivität und niedrigere Kosten zu höheren Gewinnen führen. Zur Schritt für Schritt -Umsetzung eignet sich das Industrie 4.0 Starter Kit. Dazu muss nicht das gesamte Unternehmen auf einmal in eine Smart Factory verwandelt werden. Eine schrittweise Realisierung verbessert die Tätigkeiten peu a peu, während Risiko und Investition gering bleiben.

Auch ein kleineres Industrie 4.0-Projekt kann Auswirkungen unvorhergesehender Weise auf den Betrieb haben. Das größte Problem ist vielleicht die Auswirkung auf die Angestellten. Zum Beispiel ist das OT(Operational Technology)-Team eine Gung-Ho-Gruppe mit Risikobereitschaft und Interesse daran, in das 21. Jahrhundert zu führen. Die Daten müssen jedoch durch das IT-Netzwerk des Unternehmens fließen. Die IT-Leute sind tendenziell risikoscheuer, denn die Daten sollten vor Hackern, Ransomware, Viren usw. geschützt und abgewehrt werden. Die beiden Gruppen müssen zusammenarbeiten, um die Nutzung von Industrie 4.0-Technologien und -Daten sicher zu gewährleisten. Dies ist ein weiterer Grund, warum langsam gestartet werden sollte.

Das Konzept besteht darin, ein kostengünstiges System einzuführen, das mit den Smart Factory-bezogenen Technologien der Industrie 4.0 und deren Auswirkungen vertraut macht. Das aktuelle Beispiel „Reflow“ umfasst ein Ökosystem von Ofeneinrichtungs- und optimierungssoftware, Echtzeit-Prozesssteuerung, Datenanalyse, Verbindung zum MES-System der Fabrik und möglicherweise Maschine-zu-Maschine Konnektivität mit AOI-Maschinen, Rückverfolgbarkeits- und Freigabefunktionen usw. Sollte ein kompletter Ausfall erfolgen, entsteht lediglich ein kleiner Investitionsverlust und der Verlust einiger Engineering-Stunden.

Bei Erfolg hingegen, kann der Reflow-Prozess sofort die oben aufgeführten Vorteile nutzen. Aber das wertvollste Ergebnis ist vielleicht, die Lernkurve durchzugehen, Fehler zu machen und herauszufinden, wie man sie überwinden kann. Sobald die Reflowöfen implementiert sind, ist man in der großartigen Lage, die Industrie 4.0 in der gesamten Fabrik schneller, effektiver und mit geringerem Risiko einzuführen.

Fazit

Alle oben beschriebenen Industrie 4.0 Smart Factory-Technologien sind bereits ausgereift. Es gibt weitere hervorragende Technologien, die in diesem Artikel nicht enthalten sind. Die Zukunft verspricht leistungsfähigere Datenanalyse, extreme Automatisierung, künstliche Intelligenz, erweiterte Realität, digitale Zwillinge und vieles mehr. Ob nun ausgefallene Technologien oder nicht, es sind grundsätzlich nur Tools, die helfen, Ziele zu erreichen.

www.kicthermal.com


Quellen

  1. https://www.tech-clarity.com/documents/Tech-Clarity-Perspective-DDAa.pdf, Reducing Non-Value-Added Work in Engineering, Tech-Clarity, Inc. 2014
  2. https://www.aaai.org/Papers/Workshops/1993/WS-93–07/WS93–07–018.pdf, Where design engineers spend/waste their time, From: AAAI Technical Report WS-93–07. Compilation copyright © 1993, AAAI (www.aaai.org). All rights reserved., R. A. Crabtree, N. K. Baid, M. S. Fox, Department of Industrial Engineering University of Toronto
  3. https://kicthermal.com/technology-information/white-papers/reducing-power-consumption-by-selecting-optimal-oven-recipes/, Reducing Power Consumption by Selecting Optimal Oven Recipes, Abhinav Ajmera, Sreekanth Varma Penmatsa and Prof. S. Manian Ramkumar at the Center for Electronics Manufacturing and Assembly,
    78 Lomb Memorial Dr., Rochester Institute of Technology
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