Baugruppenfertigung

Elektronikfertigung für das Just-in-Time-Zeitalter

18.04.17 | Autor / Redakteur: Martin Ortgies * / Franz Graser

3D-SPI: Um Lötpastendruckfehler möglichst frühzeitig zu erkennen, werden diese komplett durch eine 3D-Lotpasteninspektion (Solder Paste Inspection, SPI) überprüft.
3D-SPI: Um Lötpastendruckfehler möglichst frühzeitig zu erkennen, werden diese komplett durch eine 3D-Lotpasteninspektion (Solder Paste Inspection, SPI) überprüft. (Bild: Ortgies)

Kaum planbare Produktmengen, kurzfristige Bestellungen, sprunghaftes Bestellverhalten, kleine Losgrößen: Diese Trends fordern eine wesentlich höhere Flexibilität in der Elektronikfertigung.

Um die Stillstandszeiten teurer SMD-Linien auf ein Mindestmaß zu reduzieren, wurden früher hohe Stückzahlen und möglichst wenige Produktwechsel angestrebt. So musste die SMD-Fertigung für die Umrüstung auf eine neue Baugruppe mit 100 und mehr Bauteilen oft bis zu zwei Stunden angehalten werden. Bei EMS-Dienstleistern wie der Ihlemann AG betragen die Stillstandszeiten heute nur noch durchschnittlich 12 Minuten.

Möglich wurde dies durch moderne SMD-Bestückautomaten und einer Neuorganisation der Fertigung. Damit kleinere Lose und häufige Bestelländerungen auch wirtschaftlich darstellbar sind, mussten auch die damit verbundenen Prozesse angepasst werden.

300 unterschiedliche Bauteile werden gleichzeitig verarbeitet

Das Umrüsten auf ein neues Produkt besteht primär aus dem Bereitstellen der benötigten Bauteile und der Eingabe der Bestückungsdaten für den nächsten Auftrag. Dafür musste die SMD-Linie in der Vergangenheit angehalten werden und stand solange still, bis alle Bauteile fertig vorbereitet waren. Ihlemann hat die SMD-Linie von Fuji mit neuen Modulen und zusätzlichem Rüst-Equipment modernisiert.

Die jetzt verfügbare höhere Rüstkapazität wird für eine gestiegene Anzahl unterschiedlicher Bauelemente genutzt. Mussten bisher 100 bis 120 verschiedene Bauteile je Baugruppe bewältigt werden, sind jetzt 300 und mehr an der Tagesordnung. Dabei sind die modernen Bestückungsköpfe in der Lage, sowohl mit sehr kleinen Bauteilen wie 01005 als auch mit sehr großen Elementen wie Stecker oder Trafos für die Leistungselektronik umzugehen.

Durch die Modernisierung der Fertigungsanlage kann die Umrüstung für das nächste Fertigungslos bereits parallel zur Bestückung der vorherigen Baugruppen erfolgen. Dafür werden die Bauteilversorgungsstationen (Feeder) auf einem Wechselwagen mit den Bauteilen vorgerüstet.

Neben den weiterhin langfristig geplanten und unverändert umsetzbaren Aufträgen nimmt die Zahl der kurzfristigen Bestellungen oder Änderungen deutlich zu. Deshalb hat Ihlemann bisherige wöchentliche Fertigungskontingente durch tägliche Fertigungsplanungen ersetzt. Wurde eine SMD-Linie bisher etwa pro Woche durch sechs Fertigungslose mit sechs Umrüstungen ausgelastet, werden jetzt jeden Tag sechs Aufträge mit reduzierten Tagesmengen abgearbeitet.

Diese Tageskontingente durchlaufen alle Bearbeitungsschritte ohne Unterbrechungen in einem möglichst reibungslosen Produktionsfluss. Die Baugruppen werden mit einer sehr kurzen Durchlaufzeit direkt nacheinander bestückt und getestet und dann zur Auslieferung bereitgestellt. Ohne Änderungen in den Prozessen hätten sich die Stillstandszeiten der Fertigungslinie jedoch um die zusätzlichen Tagesumrüstungen jedes neuen Auftrags, also um den Faktor fünf, erhöht.

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