PCB-Bestückungsanleitung in der Fertigung

Jan 19, 2022 | Fallstudien, Elektronik

Unser Kunde ist ein internationales Konstruktions- und Fertigungsunternehmen mit über 50 Jahren Erfahrung in der Entwicklung, Konstruktion und Bereitstellung von technologischen Innovationen, Lieferketten- und Fertigungslösungen. Das Unternehmen ist in vielen Branchen wie der Automobilindustrie, dem Gesundheitswesen und der Kommunikation tätig. Das Unternehmen ist in 30 Ländern vertreten und beschäftigt über 150 000 Mitarbeiter.

Die Arkite Operator Guidance Platform wurde im Rahmen eines PCB-Montageprojekts implementiert. Bei diesem Projekt wird dem Bediener an seinem Arbeitsplatz eine Palette mit vier Leiterplatten auf einem Förderband präsentiert. Die Palette wird mit Hilfe eines automatischen Stoppsystems an einer festen Stelle auf dem Förderband platziert. Die Bediener müssen eine große Anzahl von SMD-Bauteilen, wie Widerstände und Kondensatoren, auf jede dieser Leiterplatten montieren. Wenn sie fertig sind, werden die Anschläge am Förderband abgesenkt und die Bediener schieben die Palette zur nächsten Arbeitsstation. Dort werden die Bauteile automatisch verlötet.

Unser Kunde kämpfte mit einer beträchtlichen Ausschuss- und Nachbearbeitungsrate, die auf menschliche Fehler zurückzuführen war. Die Bediener arbeiteten nicht nach einem standardisierten Verfahren. Oft nahmen sie mehrere Bauteile gleichzeitig in die Hand und montierten sie in zufälliger Reihenfolge auf eine der vier Leiterplatten. Infolgedessen ließen die Bediener häufig Bauteile fallen und ließen sie zwischen die Rollen des Förderbandes rutschen. Andere Bauteile wurden an der falschen Stelle montiert oder vergessen und deshalb gar nicht angebracht.

Daher suchte unser Kunde nach einer Möglichkeit, den Montageprozess zu standardisieren und den Bedienern eine feste Reihenfolge für die Auswahl der Komponenten und die Montage der Leiterplatten vorzuschreiben. Er beschloss, anhand eines Pilotprojekts am Arbeitsplatz zu prüfen, ob die Arkite Operator Guidance Platform eine Antwort auf seine Bedürfnisse geben konnte.

Die Arkite Operator Guidance Platform wurde oberhalb des Arbeitsplatzes installiert auf dem Förderband. Mit dem Abstandsrechner von Arkite wurde die optimale Höhe auf der Grundlage der zu erfassenden Oberfläche des Arbeitsbereichs definiert. Die Arbeitsstation war außerdem mit einem Touchscreen ausgestattet. Wir waren in der Lage, den gesamten Montageprozess vor der Installation aus der Ferne in unserer Software zu konfigurieren, und zwar auf der Grundlage von Stationsanweisungskarten. Dies ermöglichte eine minimale Produktionsausfallzeiten der Station während der Installation. Die Montage der Sensoren und Projektoren, die Installation des Touchscreens sowie die kundenspezifischen Mapping-Anpassungen konnten innerhalb von 8 Stunden abgeschlossen.

Die Arkite Operator Guidance Platform wurde auch in das mit Barcode-Scannern ausgestattete MES-System unseres Kunden und in das automatische Anhaltesystem des Förderbandes integriert .

Nachdem die Arkite Operator Guidance Platform installiert war, führte sie den Bediener Schritt für Schritt durch den jeweiligen Montageprozess:

  • Zu Beginn seiner Schicht wählt der Bediener auf dem Touchscreen den Montageprozess aus, den er an diesem Tag durchführen muss;

          Hinweis

Bei Bedarf kann der Bediener zu jedem Zeitpunkt seiner Schicht ein anderes Montageverfahren wählen.

  • Wenn die Arkite Operator Guidance Platform die Ankunft der Palette mit den Leiterplatten auf dem Förderband erkennt, startet sie automatisch die Führung des Montageprozesses;
  • Bei jedem Arbeitsschritt wird der entsprechende Bereich auf dem Förderband oder dem Kommissionierbehälter, der das zu montierende Bauteil enthält, durch eine Lichtprojektion hervorgehoben;
  • Mit einem Handscanner scannt der Bediener das zu montierende Bauteil - die Arkite Operator Guidance Platform leitet diese Informationen an das MES-System weiter.
  • Auf dem Touchscreen wird die auszuführende Aktion sowohl in Textform als auch durch Bildanweisungen beschrieben;
  • Der 3D-Sensor, der oberhalb des Arbeitsplatzes angebracht ist, überwacht und prüft, ob ein Arbeitsgang korrekt ausgeführt wurde - die kleinste Prüffläche betrug 20×20 mm;
  • Erst nach erfolgreicher Validierung kann der Bediener mit dem nächsten Schritt fortfahren

Auf diese Weise stellt die Arkite Operator Guidance Platform sicher, dass jedes Teil auf die richtige Weise montiert wird;

  • Auf dem Touchscreen wird der Fortschritt der gesamten Montage angezeigt

Auf diese Weise stellt die Arkite Operator Guidance Platform sicher, dass bei der Montage kein einziges Teil vergessen wird.

  • Nach Abschluss des Montagevorgangs sendet die Plattform eine Meldung an das automatische Anhaltesystem, und die Anschläge des Förderbands werden abgesenkt;
  • Der Bediener schiebt die fertig bearbeitete Leiterplatte zur nächsten Station;
  • Wenn die Arkite Operator Guidance Platform die Ankunft der nächsten Palette erkennt, startet sie automatisch die Prozessführung neu.

Die Arkite Operator Guidance Platform berücksichtigt auch das Erfahrungsniveau des Betreibers. Neue Bediener erhalten zusätzliche
Anweisungen und Anleitungen, während sich die Anleitung für erfahrenere Bediener auf das Wesentliche beschränkt. Auf diese Weise werden erfahrene Bediener durch unsere Plattform nicht ausgebremst, während unerfahrene Bediener ausreichend Anleitung erhalten, um unabhängig zu arbeiten, ohne ständig beaufsichtigt werden zu müssen.

Während des Montageprozesses registriert und protokolliert die Arkite Operator Guidance Platform eine Vielzahl von Daten zu Zykluszeiten, Schrittdauer, Fehlern, Anomalien und Systemstatus.

Diese Informationen werden in Echtzeit in das Berichtsmodul des Systems eingespeist und ermöglichen es dem Schichtleiter, den Montageprozess kontinuierlich zu überwachen und bei Bedarf einzugreifen.

Darüber hinaus werden alle Daten an einen Server übertragen, von dem aus die Informationen z.B. mit Excel oder BI zur weiteren Analyse verarbeitet werden können. Dies liefert den Prozessingenieuren wertvollen Input für die Prozessoptimierung.

Die nachstehende Tabelle zeigt die offiziellen Ergebnisse des monatlichen Qualitätsberichts, der von der Qualitätsprüfungsabteilung unseres Kunden einen Monat nach der Installation der Arkite Operator Guidance Platform erstellt wurde.

Bereich der Verbesserung Vor der Installation der
Arkite Bedienerführungsplattform		 1 Monat nach der Installation der
der Arkite Operator Guidance Platform		 Verbesserung in %
Produktivität

(durchschnittliche Taktzeit der Station)

 100 Sekunden 93 Sekunden 7%
Fehlerquote (in %) 0,12% 0% 100%
Nacharbeits- und Ausschussquote (in %) 0,31% 0,11% 64%
Ausbildungszeit (in Stunden) 2-4 Stunden

(je nach Komplexität der Montage)

 1-2 Stunden

(je nach Komplexität der Montage)

 50%

Hinweis

Aus der Erfahrung mit anderen Kunden in derselben Branche ist in den kommenden Monaten mit einer weiteren Verbesserung zu rechnen, vor allem im Bereich der Produktivität.

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