Traceability: Qualität in jedem Fertigungsschritt

| Autor / Redakteur: Dr. Anna-Lena Gutberlet / Dr. Anna-Lena Gutberlet

Blick in das automatische Rollenlager mit getrockneter Luft: Das Einlagern der Bauteile ist gleichermaßen Schlüssel zur Perfektion, Transparenz, Sicherheit, Ordnung und Tracebility.
Blick in das automatische Rollenlager mit getrockneter Luft: Das Einlagern der Bauteile ist gleichermaßen Schlüssel zur Perfektion, Transparenz, Sicherheit, Ordnung und Tracebility. (Bild: Kraus Hardware)

Die Rückverfolgbarkeit entlang der gesamten Lieferkette sichert Elektronikhersteller bei Rückrufaktionen ab und hilft bei der Prozessoptimierung. Doch wo ist die Grenze zwischen schick, notwendig und wirtschaftlich?

Traceability nimmt in der Elektronikfertigung eine immer wichtigere Rolle ein. Denn Rückverfolgbarkeit bedeutet, dass zu einem Produkt jederzeit festgestellt werden kann, wann, wo und durch wen die Ware geliefert, hergestellt, verarbeitet, gelagert, transportiert, verbraucht oder entsorgt wurde.

Neben der Risikoabsicherung bei Rückrufaktionen spielen verschiedene weitere Faktoren eine Rolle. Kommt es beispielsweise zu einem Problemfall, kann – wenn die Produkt- und Prozessdaten bei der Herstellung eines Produkts aufgenommen wurden – gezielt gehandelt und somit Ausfälle minimiert werden. Bedenkt man die vielen unterschiedlichen Arbeitsschritte vom Wareneingang bis zum Warenausgang hilft eine lückenlose Nachverfolgbarkeit zudem bei der Optimierung und somit der Effizienz der Fertigungslinie.

Auch gesetzlichen Verordnungen und Kontrollen, wie die EU-Richtlinie 2011/65/EU, die REACH-Verordnung oder der WEEE-Richtlinien, stellen Anforderungen an die Elektronikfertiger. Dazu kommen die speziellen Anforderungen der Kunden, die je nach Branche sehr unterschiedlich sein können. Kein Wunder, dass Electronic-Manufacturing-Service-Dienstleister sich dem Thema längst angenommen haben und in ihrer Fertigung umsetzen. So auch Kraus Hardware aus Großostheim. Auf über 1200 Quadratmetern entwickelt und fertigt Kraus Hardware die ADwin-Mess­daten­erfassungs­systeme für die Industrieautomatisierung und bietet Dienstleistungen rund um Entwicklung, Layout, Bestückung, Testen und Rework an.

„Ein sehr wichtiger Punkt ist die Produkthaftung. Wir müssen uns Rückversichern und alles Rückverfolgen: Haben wir das Material richtig eingekauft? Haben wir die Maschinenparameter im Griff? Dank Traceability können wir beispielsweise auf Nachfrage das entsprechende Lötprofil liefern“, erläutert Andreas Kraus, Geschäftsführer und Gründer von Kraus Hardware. 2015 hat Kraus Hardware sein „Traceability-Programm“ gestartet, und es seitdem stufenweise im laufenden Betrieb erweitert. Wichtig war es Andreas Kraus dabei die Mitarbeiter von Anfang an mit einzubeziehen, um einerseits die Angst vor dem Unbekannten zu verringern sowie auch die Ideen und Wünsche der Mitarbeiter und Kunden nach Möglichkeit zu beachten.

Traceability am Beispiel Leiterplatte

Anhand dem Beispiel Leiterplatte, wird hier die Dokumentation aller Produktionsschritte aufgezeigt. Nach der Warenannahme wird die Lieferung geprüft, die Artikelmenge verbucht sowie Wareneingangsetiketten auf jedes Gebinde und den Lieferschein aufgebracht. Der Lieferschein und die Begleitdokumente werden eingescannt. Anschließend werden Gebinde-spezifische Codes erzeugt und aufgebracht sowie die Verpackungseinheiten fotografiert.

Ein wichtiger Schritt ist es nun, die Daten zusammenzuführen. Dazu werden Informationen der verschiedenen Dokumente und Bilder mittels OCR- und Barcode-Erkennung ausgewertet und mit Informationen aus dem Warenwirtschaftssystem den Artikeln und Gebinden zugeordnet. Anschließend folgt die optische und röntgentechnische Kontrolle der Leiterplatten auf Kratzer, Lagen-Bohrversatz und Hülsenwandbeschaffenheit usw.

Auch die verschiedenen Arbeitsschritte in der Fertigung – vom Drucken, Bestücken und Löten – müssen aufgezeichnet werden. Um dabei den Produktionsfortschritt der Baugruppen zu erfassen, werden diese nach einem hinterlegten Arbeitsplan an Schlüsselstellen gescannt.

Jedem Fertigungsauftrag ist ein Fertigungsprotokoll mit grundlegenden, auftragsspezifischen Daten beigefügt. Die Arbeitsschritte werden handschriftlich bestätigt bzw. an Schlüsselstellen in der Datenbank erfasst, Fehler, wie Platzierungsfehler, Fehler in der Aufbau- und Verbindungstechnik oder mechanische bzw. elektrische Defekte an Bauteilen und Leiterplatten, werden für die Statistik erfasst. Auffälligkeiten während der Bearbeitung, die kein sofortiges Handeln bedürfen werden notiert, um diese in eine Nachfertigung oder Redesign mittels KVP (kontinuierlicher Verbesserungsprozess)-Analyse einfließen zu lassen.

Dieser große Aufwand ist für eine lückenlose Rückverfolgbarkeit und Identifizierung einzelner Bauteile entlang der gesamten Lieferkette nötig, um im Mängelfall des Endprodukts schnell die Fehlerquelle zu isolieren und so gezielte Rückrufaktionen zu ermöglichen.

„Rückverfolgbarkeit gibt es nicht zu Nulltarif“

Da jede Elektronikfertigung und seine Fertigungslinien unterschiedlich aufgebaut sind, gibt es keine Standard-Lösung für die lückenlose Rückverfolgbarkeit zumal die Fertigungs- und Beschaffungsprozesse teilweise verschmelzen, Stichwort „counterfeit parts“.

Bei Kraus Hardware hat man sich für eine Standarddatenbank auf SQL-Basis entschieden und die Applikationen entsprechend der Ansprüche programmiert. Wichtig war dabei, alle Datentöpfe „anzuzapfen“ und zu wissen, welche Informationen von welchen Maschinen sind, wie diese „abgeholt“ und anschließend mit anderen Informationen verknüpft werden können.

Je nachdem, für welche Einsatzgebiete die Produkte oder Komponenten gefertigt werden, sind die Anforderungen an die Nachverfolgbarkeit differenziert zu bewerten und durchaus oft vom Kunden gefordert. Gerade im Bereich Luftfahrt, Medizintechnik oder Automobil gibt es Normen und Empfehlungen für die Traceability beim Herstellungsprozess. Trotzdem wird sich laut Kraus die Dokumentation nicht standardisieren lassen, denn: „Die Kundenwünsche sind vielfältig, das fängt schon bei der Dokumentation und Warenbegleitdokumenten an.“

Eine weitere Herausforderung sieht Kraus bei der Beschaffung der Daten in Hinblick auf die REACH-Vorgaben, gibt es Abweichungen müssen diese vom Lieferant mitgeteilt werden, was aber einer akribischen Kontrolle der Lieferunterlagen bedeutet. Die Kandidatenliste der verbotenen Stoffe wird alle sechs Monate aktualisiert, was einer Beurteilung bedarf ob Bestandsmaterial neuerdings betroffen sein kann.

Das heißt, der Elektronikhersteller ist selbst dafür verantwortlich, herauszufinden, wo er die entsprechenden Daten erhält und wie diese anschließend verwaltet und übermittelt werden. Der Verwaltungsaufwand ist hier sehr groß. Und gerade bei den Konfliktmaterialien findet man kaum schnell zugängliche und produktspezifische Informationen. Abhilfe können Plattformen wie Silicon Expert oder IHS schaffen, dies bedarf einer guten Schnittstelle und eines „durchaus 5-stelligen Betrags pro Jahr“.

Andreas Kraus hofft, dass sich das in Zukunft ändern wird. Sein Vorschlag ist, dass der Hersteller die Informationen, wie Menge, Bauteil, Zolltarifnummer, ROHS, REACH und Konfliktrohstoffe, direkt oder über die Lieferkette nachvollzogen werden können.

Für die Zukunft wünscht sich Andreas Kraus, dass die wertschöpfenden Prozesse wieder die Oberhand gewinnen: „Wir wollen Produzieren, nicht nur verwalten.“ Und so werden die Prozesse Schritt für Schritt weiter automatisiert und digitalisiert. Aber ganz ohne Papier wird es auch bei Kraus nicht gehen.

Auch wenn die Automatisierung und Digitalisierung viele Vorteile bringt, sind der anfängliche Kosten- und Zeitaufwand enorm. Deswegen sollte bei der Umsetzung immer überlegt werden: Wo ist die Grenze zwischen schick, notwendig und wirtschaftlich?

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