Industrie 4.0 bei cms electronics

So geht´s Step by Step zur Smart Factory

22. Dezember 2021, 12:41 Uhr | Karin Zühlke
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Die Umsetzungsmaßnahmen für eine digitale und vernetzte Kontrolle der Produktion werden bei cms electronics mit dem Projekt iTEP (Integrated Traceability Excellence Program) gesteuert. Dabei folgt das Unternehmen einem 5-Stufen-Plan.

Cms electronics lenkt mit dem Projekt iTEP, dem hauseigenen „Integrated Traceability Excellence Program“, die Umsetzung seiner Digitalisierungsmaßnahmen. iTEP gibt die Regeln der Kommunikation zwischen dem ERP, dem MES und dem Shop­floor vor und vereinigt die verschiedenen Komponenten wie eben ERP und MES, aber auch Maschinen, Testsysteme und Prüfplätze, stationäre und mobile Terminals zur Datenein- und -ausgabe und ein automatisiertes Wareneingangssystem.

Die fünf Stufen des iTEP

Stufe 1, die Material-Traceability, umfasst alle Daten der Materialwirtschaft. cms electronics hat dafür ein automatisiertes Wareneingangssystem implementiert. Lesen und Übertragen von Materialdaten im MES-System, der Abgleich der Bestelldaten im ERP-System, eine Materialverriegelung bei Abweichungen und eine integrierte Wareneingangsprüfung mit automatischer Dynamisierung der Prüfschärfe oder Stichprobengröße in Abhängigkeit von Hersteller, Lieferant, Lot und letzten Prüfungsergebnissen sind automatisiert. Die Erstellung einer internen UID-Nummer für die jeweils kleinste Verpackungseinheit und das Labeling mit internem cms-Etikett sind Voraussetzungen für die Lagerung und Kommissionierung in einem automatischen AutoStore-Lager­robotersystem. Leiterplatten werden mittels Laser mit Master- und Single-DMCs versehen und deren Daten mit dem MES-System verknüpft. Zuletzt erfolgt die Koppelung der Materialdaten in der Fertigung: Material-UIDs werden mit dem Master-DMC der Leiterplatte verknüpft. Automatisches Erkennen von Chargenwechsel bei Endlosfertigung, die Prüfung der korrekten Materialverwendung und Verriegelung bei Abweichung sowie die Prüfung von Haltbarkeit bzw. Q-Sperre und Verriegelung bei Abweichung werden dadurch ermöglicht.

Die Prüf-Traceability, Stufe 2 des iTEP, umfasst alle Prüf- und Testaufgaben in der Produktion, wie die Wareneingangsprüfung, die Solderpasten-Inspektion (SPI), die Automated Optical Inspection (AOI), die Kraftüberwachung beim Pin-Einpressen (PFC) und In-Circuit-Tests (ICT). Funktionstests und automatische optische Endkontrollen (EOL-AOT), jeweils nach Kundenspezifikation, vervollständigen das Prüf- und Testportfolio.

In Stufe 3, der Prozess-Traceability, werden die Prozessdaten erfasst. Neben dem Protokollieren von Prozessparametern erfolgt das Monitoring für Performance und Rüstzeiten, eine Down-Time-Auswertung mit der Protokollierung von Maschinen und Fertigungsproblemen und die automatisierte Meldung an Maintenance oder das Process Engineering.

Zur Verknüpfung von Material-, Prüf-, Prozess- und Verpackungs-Traceability wurde die übergeordnete c-Trace-Datenbank eingeführt. Mit dem von cms electronics entwickelten Programm ist die Statusabfrage eines jeden Bauteils zu jeder Zeit und von jedem Mitarbeiter dezentral möglich.

c-Trace spielt auch eine wichtige Rolle in Stufe 4, der Prozessverriegelung. Das Schlechtteil-Handling kann mittels LAN/WAN-Netzwerken nicht nur firmenintern, sondern – bei entsprechender Einrichtung – auch zum Kunden kommuniziert werden. Das MSL-Handling, die LED-Binning-Verriegelung, Überwachung der Bauteil- und Hilfsstoffe-Haltbarkeit sowie die korrekte Verwendung von Hilfsstoffen und Fertigungshilfsmitteln sind Beispiele für die präventive Prozessverriegelung.

Abgeschlossen wird das iTEP bei cms electronics durch Stufe 5, der Prozessverbesserung. Die Nutzung der gesammelten Daten über KPIs, eine detaillierte Prozessanalyse und Ableitung von Maßnahmen, wie zum Beispiel eine optimierte präventive Instandhaltung oder die optimierte Verschleißteillebensdauer, tragen zur ständigen Prozessverbesserung bei und bringen so langfristig Unternehmens-, Kunden- und Wettbewerbsvorteile hervor.

Status Quo im 5-Stufen-Plan

Die durchgängige Material- und Prozess-Traceability sowie eine automatisierte Prozessverriegelung sind bereits umgesetzt; dabei wurden auch im Bereich der manuellen THT-Bestückung bereits erste Kundenprojekte voll in die c-Trace-Datenbank integriert. Einheitliche Datenanalysetools, zusammengefasst in der c-Trace-Datenbank, liefern die Daten für die weitere Verarbeitung – und das nicht nur vernetzt über die Produktionsstandorte der cms electronics, sondern auch bis hin zur
Weiterverarbeitung beim Kunden. Gerade in Arbeit sind die Umsetzung der automatisierten Istverbrauchs-Materialbuchungen, die Übernahme und Vereinheitlichung älterer Projekte und die Verpackungs-Traceability mit Verriegelung. Auf die Umsetzung noch etwas warten müssen die flexible Instandhaltung über Prozessdaten und eine automatisierte Produktionsplanung über Echtzeit-Ist-Daten.

Das Integrated Traceability Excellence Program beruht größtenteils auf dem Erfassen, Verarbeiten und dem Speichern von Informationen und Daten. Aus diesem Grund hat das Informationssicherheitsmanagement hohe Priorität. Mit dem Ausbau der IT-Sicherheit wird cms electronics weitere wichtige Meilensteine erreichen. Eine ISMS-Zertifizierung auf Grundlage der ISO 27001 wurde in Angriff genommen. Nächster Schritt ist dabei die richtige Einschätzung der bestehenden
Sicherheitsrisiken für die Organisation nach ISO 27005 bzw. TISAX, was eine wesentliche Voraussetzung für ein erfolgreiches IT-Sicherheitsmanagement darstellt.

iTEP als Kundenmehrwert

Neben den ohnehin bekannten Vorteilen der verbesserten Produktqualität und Risikominimierung von Ausfällen im Feld zeigen sich gerade in der heutigen Zeit der Materialknappheit die Vorteile einer integrierten Traceability. Bei abgerissenen oder stockenden Lieferketten ist jedes Bauteil kostbar und wird zur Erfüllung von Lieferkontrakten benötigt. Es ist einfach nicht mehr leistbar, Bauteile aufgrund mangelhafter oder verspäteter Prozesskontrolle zu verlieren. Es bedeutet Verschwendung von Zeit, Geld, Nerven und nicht zuletzt Ressourcen.

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