Produktion Bei OEM und
Produktion Bei OEM und EMS: Digitaler Zwilling gegen Bauteilmangel? Detaillierte Angaben über Preise und Verfügbarkeit aus Herstellerdatenbanken © Circuit Byte GmbH Siemens Digital Industries Software https://www.sw.siemens.com CircuitByte GmbH https://www.circuit-byte.com/ znt Zentren für Neue Technologien GmbH https://www.znt-richter.com Obwohl die Digitalisierung von Produktentwicklung und Einkauf, SMT-Bestückung und Montage auf den ersten Blick wenig mit der aktuellen Bauteilknappheit zu tun hat, eröffnet sie in der Praxis neue Handlungsmöglichkeiten und trägt so zu besserer Wettbewerbsfähigkeit bei. Mit CircuitByte und znt Richter berichten zwei Partner von Siemens Digital Industries Software, was das umfassendste Software-Portfolio am Markt gegen die Beschaffungskrise ausrichten kann. Allokation als größte Herausforderung Wachsender Bedarf, instabile Lieferketten, längere Lieferzeiten, steigende Preise, kürzere Lebenszyklen – Experten rechnen damit, dass diese Situation am Markt für Elektronikkomponenten über Jahre anhalten wird. So klagen OEM wie EMS über schlechte Auslastung der Produktion bei hohem Auftragsbestand. „Wenn man 100 Elektronik-Manager nach ihrer größten Herausforderung fragt, sehen 99 diese in der Allokation“, sagt Kevin Decker Weiss, Vertriebsleiter und Geschäftsführer von CircuitByte in Offenbach. „Der Produktionsprozess beginnt im Einkauf; wer keine Bauteile findet, kann nicht produzieren.“ Online-Recherche und ERP-Integration Statt per Telefon oder Einzelmail Bauteile zu suchen, greift man mit dem Valor BOM-Connector direkt auf Preise, Bestände, Lieferzeiten und alternative Teile bei verschiedenen Lieferanten und Herstellern zu, die auch kundenspezifische Informationen enthalten. Eine ERP- Integration sorgt für Komfort, der vom Bestandsabgleich über Anfragen, die EMS-Angebotserstellung bis zur Bestellung reicht. Das Programm hat CircuitByte bereits vor zwölf Jahren entwickelt. Seit zwei Jahren gehört es zum Portfolio von Siemens. „Wir können das Problem der Bauteilknappheit nicht lösen“, sagt Kevin Decker-Weiss, „aber auf operativer Ebene kommt man mit Valor viel besser zurecht, spart Arbeitszeit und erledigt mehr Aufträge.“ Integration von Engineering und Fertigung Wer auf Bauteilalternativen ausweichen und für verschiedene Chargen unterschiedliche Komponenten suchen muss, braucht Unterstützung in der Kommunikation mit Entwicklung und Fertigung. Valor gleicht dazu Geometriedaten der Bauteile mit jenen der vorgesehenen Linien ab, liefert Machbarkeitsanalysen und die Grundlagen für eine Produktionskosten- Kalkulation. Schließlich sorgt das Programm nach dem Kauf für die richtige Verwendung durch Querverbindungen zwischen Stückliste und Design. Selbst die Programmierung der Bestückungsautomaten der verschiedenen Hersteller wird übernommen und die richtige Verwendung der Bauteile abgesichert. Bei knappen Bauteilen wird es nochmals dringender, Ausschuss und Nacharbeit zu vermeiden, um die geforderten Stückzahlen liefern zu können und die Qualitätsvorgaben bis hin zur Null-Fehler Forderung der Automobilhersteller zu erfüllen. Sicherheit durch Digitalen Zwilling Hersteller, die in immer kürzeren Abständen neue Bauteile verwenden müssen, brauchen neben Informationen zu Preis, Verfügbarkeit und End-of-Life auch Sicherheit zur Produzierbarkeit. Passt das gefragte Teil perfekt, liegt es im Grenzbereich oder lässt es sich nicht verwenden? Dazu müssen 3D-Modelle von Bauteil, Leiterplatte und Fertigungseinrichtungen vorhanden sein – Digitale Zwillinge, die Herstellungs- und Montageprozesse begleiten. „Es genügt nicht, für jeweils aktuelle Herausforderungen wie Bauteilknappheit nach digitalen Lösungen zu suchen“, sagt Bernhard Marsoner, CEO des MES-Spezialisten znt Richter, einem weiteren Smart Expert Partner von Siemens. „Der vollständige Nutzen entsteht erst bei durchgängiger Digitalisierung.“ Moderne SMT-Anlagen, die Qualitätsprüfung sowie Montage, Verpackung und Logistik stellen hohe organisatorische Anforderungen © Bahner Elektronik GmbH, Ottobrunn 62 4/2022
Produktion MES löst 5M-Prozessanforderungen in der Elektronikfertigung © znt Richter GmbH Flexibilität und Rückverfolgbarkeit durch MES Kommen die Komponenten auf einmal oder auf mehreren Reels? Gibt es eine oder mehrere SMT- Linien? Der Trend zu Variantenvielfalt und sinkenden Losgrößen stellt ohnehin hohe Anforderungen an die Produktionsplanung. Maschinenbelegung und Rüstvorgänge der hochflexiblen Automaten müssen geplant werden. Hersteller brauchen den Überblick, wann welches Produkt an welcher Stelle ist, in welchem Stadium sich der gesamte Auftrag befindet. Je nach Branche und Regulierung herrschen unterschiedliche Anforderungen an die Rückverfolgbarkeit durch den gesamten Prozess. 4/2022 „Wer die jeweils geltenden Vorschriften zu Rückverfolgbarkeit und Qualitätsdokumentation effizient erfüllen will, schafft dies nur vollständig digital, also ohne Medienbrüche“, sagt Jochen Stephan, CSO bei znt Richter. „Dazu lassen sich die Bestückungsautomaten per Plug&Play an ein Manufacturing Execution System (MES) anbinden, welches die relevanten Daten erfasst.“ Keine Insellösungen Nach der Inspektion und eventueller Nacharbeit werden die Produkte an Montagelinien oder in Verpackung und Versand gebracht. Bei aufwendigen Änderungsprozessen, hoher Variantenvielfalt und komplexer Logistik muss die Rückverfolgbarkeit erhalten bleiben. Dazu müssen auch in der Montage Prozesse Mit dem Process Automation Controller (PAC) von znt Richter kommt man von der Datenerfassung bis zu einer vollständigen Automatisierung © znt Richter GmbH automatisiert, Maschinen angebunden und eine sichere Werkführung eingerichtet werden, die konkrete Arbeitsanweisungen und Dokumentation anhand des Digitalen Zwillings bereitstellt. „Znt Richter implementiert dazu das MES Opcenter Execution EL von Siemens mit eine eigenen,durchgängigen Equipment Integration Lösung“, sagt Jochen Stephan. „Für eine lückenlose Rückverfolgung müssen einzelne Prozessschritte abgehakt oder sogar per elektronischer Unterschrift abgesichert werden.“ Das MES sammelt alle diese Daten. Sie münden in einen eDHR, der später zu diesem Produkt abgerufen werden kann. „Wenn die Anwender sich allein auf die hoch automatisierten Bestückungsautomaten verlassen, schaffen sie Insellösungen“, ergänzt Bernhard Marsoner. „Doch erst der Gesamtzusammenhang über alle Prozessschritte führt zu der gewünschten Effizienz und Rückverfolgbarkeit.“ Flexibilität ist gefragt Wer die gesamte Prozesskette schnell umrüsten und neu aufstellen kann, der gewinnt genügend Flexibilität, um den wechselnden Herausforderungen zu begegnen. MES- Systeme erlauben eine Feinplanung nach verschiedenen Strategien: Nach optimaler Auslastung teurer Maschinen, zur pünktlichen Erreichung der Liefertermine oder nach Marge. Vor allem aber erlaubt die Flexibilität High Mix – Low Volume Strategien, womit sich kurzfristig verfügbare Bauteile schnell verarbeiten lassen. Da schließt sich der Kreis: „Je höher ein Elektronikfertiger digitalisiert und automatisiert ist, desto höheren Nutzen zieht er aus dem Valor BOM-Connector bei der Bewältigung der Bauteilknappheit“, sagt Kevin Decker-Weiss. Ganzheitliche Digitalisierungsstrategie Die notwendige Integration von Elektronik und Mechanik, Digitale Zwillinge von Produkt und Produktion, ein branchentauglich ausgerichtetes MES und umfassende Integration von Maschinen und Arbeitsplätzen können die Hersteller nicht auf einmal stemmen. Daraus ergibt sich die Gefahr, dass später Schnittstellen fehlen, Insellösungen nicht integriert werden können und Digitalisierungslücken bleiben. Sicherheit dagegen gewinnen Unternehmen, die auf Siemens Digital Industries Software setzen. Das umfassende und durchgehende Lösungsangebot deckt alle Bereiche ab und lässt sich schrittweise implementieren. „Unternehmen sollten ihren Fokus von einzelnen Problemen auf eine ganzheitliche Betrachtung richten“, sagt Bernhard Marsoner. „Ein guter Einstieg dazu ist ein Smart Manufacturing Audit.“ In einem mehrtägigen Audit werden in einer vorgegebenen Reihenfolge alle Bereiche eines Kundenunternehmens aufgenommen. Schließlich wird eine Empfehlung erarbeitet, die eine Roadmap zum Soll-Zustand und konkrete Handlungsanweisungen enthält. ◄ 63
