Daten-Schnittstellen als Schlüssel zur intelligenten SMT-Fertigung

| Autor / Redakteur: Oumayma Grad * / Dr. Anna-Lena Gutberlet

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Der Informationsfluss unterstützt sowohl das Echtzeit-Management der Fertigungsaktivitäten als auch eine tiefgehende Leistungsanalyse
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Der Informationsfluss unterstützt sowohl das Echtzeit-Management der Fertigungsaktivitäten als auch eine tiefgehende Leistungsanalyse (Bild: Yamaha Motor Europe)

Die von SMT-Bestückern unterstützten Datenstrukturen können die Umstellung der Elektronik-Hersteller auf intelligente Fertigung maßgeblich beeinflussen.

Nach Mechanisierung, Massenproduktion und computergesteuerter Automatisierung verwandelt die vierte industrielle Revolution die herkömmliche Automatisierungstechnik in Cyber-physikalische Systeme. Diese Systeme ermöglichen neue Arten der Fertigungsorganisation, sie unterstützen die Entwicklung innovativer Produkte sowie Dienstleistungen und schaffen neue Möglichkeiten der Teilnahme.

Die SMT-Fertigung spielt bei dieser industriellen Revolution eine führende Rolle: Nicht nur, dass die Industrie 4.0-Instrumente hier produziert werden – vom kleinsten intelligenten Sensor über Internet-Infrastrukturen bis zu Hochleistungs-Cloudservern – auch die moderne Inline-Automatisierung ist eng verbunden mit leistungsfähigen Softwareanwendungen zur Implementierung der sich ständig in Richtung höherer Produktivität weiter entwickelnden intelligenten Fertigung.

Es werden immer mehr Fertigungsdaten erfasst

Bei modernen EMS-Dienstleistern existiert die herkömmliche Trennung zwischen Produktions- und Bürobereich kaum mehr, da immer mehr Fertigungsdaten erfasst und analysiert werden, um anhand neuer Erkenntnisse Effizienz, Qualität und Produktivität weiter zu steigern. Die Daten müssen zunächst direkt an der Produktionslinie erfasst werden. Eine sofortige Analyse unterstützt das Echtzeit-Management der Linie.

Die Informationen werden zusätzlich an die Back-Office-Systeme und die Cloud-Anwendungen weitergeleitet, um langfristige Tendenzen zu erkennen und zu analysieren, wie die Produktion strategisch weiter verbessert werden kann. Die Produktionslinie kann Automaten wie Dispenser oder Schablonendrucker, Bestücker und automatisierte optische Inspektionssysteme (AOI) miteinander verbinden, wobei die einzelnen Komponenten von unterschiedlichen Herstellern stammen können.

Es existieren zwar Industriestandards, die eine elementare Kommunikation zwischen den Maschinen erlauben, diese Schnittstellen zwischen den Anlagen unterschiedlicher Hersteller können jedoch meist den umfassenden Informationsaustausch nicht bewerkstelligen, der für eine intelligente Fertigung erforderlich wäre. Selbst wenn das gesamte Equipment vom gleichen Hersteller stammt, gibt es große Unterschiede bezüglich der Eignung für die intelligente Fertigung zwischen diesen Herstellern. Die Art der Datenorganisation ist kritisch und einige Hersteller haben Datenstrukturen entwickelt, die sich gut dafür eignen, Analyse-Softwarepakete direkt mit detaillierten Informationen zu versorgen.

Yamaha Motor Intelligent Machines hat eine eigene Spezifikation für die Maschine-zu-Maschine-Schnittstelle (M2M) entwickelt, die einen umfassenden Echtzeit-Datenaustausch zwischen den SMT-Automaten einer Linie ermöglicht. Darüber hinaus wurde ein Softwarepaket geschaffen, das diese Daten erfasst und analysiert. Erprobt über einige Produktgenerationen steht es jetzt SMT-Baugruppenherstellern für die Weiterentwicklung ihrer Produktion in Richtung einer intelligenten Fertigung zur Verfügung.

Nahtlose Verknüpfung von Unternehmenswerten

Yamaha QA Option ist eine dieser Software-Anwendungen, die auf der Linie ausgeführt wird. Sie vergleicht die AOI-Daten, die nach der Bestückung ermittelt werden, mit den Daten des Dispensers/Druckers und des Bestückers (Bild 1) und führt jeden Bestück- oder Lotpastenfehler auf einzelne Bestücker-Nozzeln bzw. Schablonenaperturen zurück. Benachrichtigungen werden auf dem Bildschirm dargestellt (Bild 2) oder mittels Yamahas Mobile Judgement-Software auf das Smartphone des verantwortlichen Mitarbeiters gesendet, der sofort entsprechende Abstellmaßnahmen einleiten kann und somit die Qualität der Produkte und die Produktivität verbessert. Die erfassten Informationen werden auch zur Steuerung einer vorbeugenden Wartung genutzt, die inzwischen als wichtiges Element der intelligenten Fertigung betrachtet wird.

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