Use Case in der Leiterplattenfertigung: durch optimierte Prüfvorgänge Ausschussrate minimieren, Rohstoff- und Energiebedarf senken
Limburg a.d. Lahn, 6. Juni 2023 – Die Industrie ist einer der Hauptverursacher von Treibhausgasemissionen und Umweltverschmutzung. Durch den Einsatz digitaler Lösungen, zum Beispiel zum Energiemanagement, und den Übergang zu erneuerbaren Energien kann die Industrie einen bedeutenden Beitrag zur Bekämpfung des Klimawandels leisten. Der „SEF Smart Electronic Factory e.V.“ ( www.SmartElectronicFactory.de) treibt Nachhaltigkeit in Fabriken voran. Dies zeigen Mitglieder des Vereins auf der „automatica 2023“ vom 27.-30. Juni in Halle B6 am Stand 516 exemplarisch anhand eines Use Cases in der Leiterplattenfertigung.
„Die Zeiten, in denen Nachhaltigkeit eher ein Imagefaktor war, sind definitiv vorbei. Absichtserklärungen im Geschäftsbericht reichen heute unter anderem mit Blick auf den Klimawandel nicht mehr aus. Die Umsetzung muss strategisch und systematisch angegangen werden. Nachhaltiges Handeln wirkt sich nicht nur positiv auf die Reduzierung der CO2-Emissionen, sondern auch auf Wettbewerbsfähigkeit und Rentabilität von Unternehmen aus“, erklärt Christina Hild, Geschäftsführerin des SEF Smart Electronic Factory e.V.
Der SEF Smart Electronic Factory e.V. hat zum Ziel, Unternehmen – insbesondere aus dem Mittelstand – den Weg in die Industrie 4.0 zu ebnen. Dabei rücken auch Nachhaltigkeitsaspekte zunehmend in den Fokus. „Wir prägen aktuell verschiedene Use Cases zu Themen wie Energieeinsparung aus. Ein Anwendungsbeispiel zeigen wir mit fünf Mitgliedern auf der automatica“, sagt Christina Hild.
Nachhaltige Rohstoff- und Energiereduzierung in der Fertigung
Die Elektronikfabrik Limtronik GmbH stellt die Umgebung zur Erforschung und Erprobung des Anwendungsfalls. Das Ziel: Durch optimierte Prüfvorgänge und Bilderkennung beim manuellen Pressen von Hochstromkontakten in der Leiterplattenfertigung minimiert sich die Ausschussrate, Rohstoff- und Energiebedarfe sowie Kosten reduzieren sich.
In dem Use Case werden Komponenten in Leiterplatten per Hand eingepresst. Eine Kamera erzeugt Bilder der Einpressungen, die dann umgehend an das ONCITE Digital Production System der German Edge Cloud zur Prüfung geschickt werden. Nur, wenn wie spezifiziert eingepresst wird, startet die weitere Bearbeitung.
Das Produktionsmanagementsystem ONCITE Digital Production System arbeitet mit KI-Services, unterstützt von Amazon Web Services. Das System prüft dann KI-basierend nahe Echtzeit, ob der Einpressvorgang korrekt durchgeführt wurde. Gibt es Abweichungen, kommt es zu automatischen Warnungen: ein Signallicht von PS Industry, Spezialist für Licht- und Elektroniklösungen, blinkt direkt am Montageplatz auf. Parallel dazu gelangt ein Signal über die ASCOM-Telefonanlage zum Einrichter der Anlage.
Auf Basis der Fehlermeldungen erhalten die Mitarbeitenden eine digitale Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Nacharbeit – über WEASL, das Werkerassistenzsystem der Firma iSAX. Somit findet eine Prozess- und Qualitätsoptimierung statt.
Zur Fertigungskontrolle werden alle Bilder direkt am Prozess auf Abweichungen durch das KI-basierte Bildklassifizierungssystem der Firma convanit bewertet. Durch einfache Rezepterstellung kann das System an verschiedenen Prozessstellen zur Fertigungskontrolle genutzt werden. Die Ergebnisse können die Prüfgrundlage für das ONCITE DPS verbessern. Diese Klassifizierung wird exemplarisch an dem Einpress- sowie dem Belackungsprozessschritt gezeigt.
Der Automatisierungsspezialist Bosch Rexroth überwacht mit seiner Edge-Plattform basierend auf ctrlX AUTOMATION anhand von Verbrauchsdaten automatisch den Energieverbrauch. Verbrauchsspitzen können rechtzeitig erkannt und geglättet werden. „Der Energieverbrauch wird so transparent und kann Prozessen und Produkten zugeordnet werden. Dies ist ein wichtiger Baustein für die zukünftige Bilanzierung des Carbon-Footprints von Produkten, die den Produktionsstandort verlassen“, erklärt Christina Hild. Unterstützt wird dieser Anwendungsfall durch die Janitza electronics GmbH, die dem Verein Geräte zur Messung der Energieverbräuche zur Verfügung stellt.
Ausschussreduzierung, Qualitätsverbesserung und Kostensenkung
Christina Hild sagt: „Durch alle optimierten Prüfprozesse wird die Ausschussrate signifikant verringert, was zu einer Senkung der Kosten für Rohstoffe und Energie führt. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Qualitätssteigerung und damit einhergehende Verbesserung der Reklamationsrate. Auch dies senkt den Energieverbrauch zusätzlich, da Warenrückholungen und erneute Versendungen reduziert werden.“
Die SEF-Mitglieder Bosch Rexroth, convanit, German Edge Cloud, Limtronik und PS Industry stellen diesen Use Case sowie ihre Produkte rund um die Automatisierung auf der „automatica“ in Halle B6 am Stand 516 vor.
Der SEF Smart Electronic Factory e.V. ist ein im Jahr 2015 gegründeter Verein, der Industrie 4.0-fähige Lösungen – mit Fokus auf die Anforderungen des Mittelstandes – entwickelt. In der Smart Electronic Factory, eine Elektronikfabrik in Limburg a. d. Lahn, werden Industrie 4.0-Szenarien und -Anwendungen unter realen Produktionsbedingungen entwickelt und erprobt. Der Verein setzt sich aus verschiedenen Unternehmen sowie universitären Einrichtungen und Instituten zusammen. Zentrale Zielsetzung ist es, Unternehmen den Weg in die vierte industrielle Revolution zu ebnen. www.SmartElectronicFactory.de
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