Wichtige Kriterien an Softwarelösungen zur Prozessoptimierung

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SPEA GmbH Systeme f. professionelle Elektronik und Automation

Grundvoraussetzung für die Nullfehlerproduktion

In der Praxis sind naturgemäß viele Störgrößen gegeben, die es gilt zu erkennen, zu messen und entsprechend darauf zu reagieren. Derartige Informationen zeitnah digital aufzunehmen ist eine Grundvoraussetzung für die Nullfehlerproduktion. Eine weitere Herausforderung besteht dann allerdings darin, diese Informationen ebenfalls zeitnah zu analysieren und zu qualifizieren. So wird es zahlreiche digitale Messwerte geben, die innerhalb eines vorgegebenen Prozessfensters zur gewünschten Qualität führen.

Auf der anderen Seite wird es ebensolche Werte geben, die nur eine unsichere Aussage über Prozessstabilität und Produktqualität zulassen. Dazu gehören zahlreiche Fehlersymptome, die erst durch weitergehende Prüfungen und Tests analysiert und dann qualifiziert werden können. Dabei sind dann in den meisten Elektronikfertigungen qualifizierte Mitarbeiter gefragt, die solche Bewertungen und Analysen vornehmen.

In der digitalen Produktionswelt sollte dieser „manuelle“ Qualitätsprozess ebenso eingebunden werden, wie alle automatisierten Produktions- und Prüfanlagen. Das Ziel Nullfehlerproduktion wiederum macht es erforderlich, dass den Mitarbeitern Möglichkeiten zur Verfügung gestellt werden, die es ihnen erlauben, Fehler richtig zu analysieren, Symptome zu erkennen und die Zusammenhänge durch Lernen zu erweitern.

Für die Elektronikfertigung stellt die Firma Aegis dazu die Originalkonstruktionsdaten in der richtigen Version den Produktionsmitarbeitern als digitale Vorlage in vollem Umfang zur Verfügung. Mit diesen Voraussetzungen versetzen wir die Mitarbeiter dann in die Lage, gezielt auf „Störgrößen“ zu reagieren und Prozessverbesserungen anzustoßen.

Damit diese Maßnahmen in Echtzeit in der laufenden Produktion greifen, sollte das Nullfehlerprinzip in den digitalen Produktionsablauf eingebunden sein. Das bedeutet, dass nicht die Qualitätsdatenanalyse nach der Produktion zu einer Nullfehlerfertigung beiträgt, sondern dass nur die Einbettung der Qualitätsdatenüberwachung in den laufenden Produktionsprozess die Nullfehlerrate sicherstellen kann.

Es gilt in Echtzeit in der laufenden Produktion auf Störgrößen richtig zu reagieren und diese Reaktionsmaßnahmen wiederum zu überwachen. Nullfehlerproduktion bedeutet möglichst ohne Fehler zu produzieren und nicht erst am Ende der Produktion die Produkte mit Nullfehlern zu filtern. Damit muss die Reaktion auf Fehler und Störgrößen in den laufenden Produktionsprozess als Arbeitsschritt automatisch mit einfließen. Hierbei zeigen sich dann die Vorteile eines durchgängigen digitalen Betriebssystems für die Elektronikfertigung, da Produktionsplan und Qualitätsplan nicht unabhängig voneinander sondern in einem integrativen System erst die Voraussetzungen für die Nullfehlerproduktion schaffen.

Einen weiteren großen Vorteil der digitalen Unterstützung im Produktionsprozess und bei der Prozessoptimierung bietet die Möglichkeit, mit automatisierten Regelmechanismen auf die Störgrößen zu reagieren. Bei einem physikalisch bekannten Verhalten eines Regelkreises kann auf den Einfluss von Störgrößen mit mathematischen Methoden reagiert bzw. der Stellwert geregelt werden.

In der Praxis der Elektronikfertigung haben sich zur „Regelung“ statistische Methoden durchgesetzt. Ihre konsequente Anwendung während der laufenden Produktion und Qualitätsdatenüberwachung ist ein wesentlicher Bestandteil der neuen Aegis-Lösung.

Lernende Systeme für die erfolgreiche Prozessoptimierung

Zu Beginn der Produktion wird für jedes Produkt ein Prozessplan mit den entsprechenden Prozesskenngrößen erstellt. Ebenfalls in der Planung werden die Prozessfenster definiert und festgelegt. Hierbei muss der Prozess- und Qualitätsplaner keinesfalls alles neu entwerfen oder erstellen, sondern kann auf bewährte Vorlagen zurückgreifen und diese bei Bedarf individuell anpassen. Im Ergebnis wird für die Produktion damit ein elektronischer „Fahrplan“ erstellt, der wiederum dazu verwendet wird, die Einhaltung der vorgegebenen Routen und Qualitätsdaten zu überwachen.

In der Praxis verursachen „Störgrößen“ Abweichungen vom idealen Prozess und es gilt entsprechend dynamisch darauf zu reagieren. Hilfreich sind hierbei weitgehend automatische Algorithmen, die basierend auf den laufenden digitalen Rückmeldungen aus der Produktion die Prozesse „nachregeln“. Symptome und Fehler, die in der laufenden Fertigung festgestellt werden, führen zu einer automatisch angesteuerten Reaktion. Das Ergebnis der Reaktion wird dokumentiert und bei der Prozessoptimierung wird die Überwachung der eingeleiteten Maßnahme in den Produktionsfluss integriert.

Nur mit einer durchgehenden digitalen Lösung für alle beteiligten Prozessschritte ist diese Anforderung auch in der Praxis umsetzbar. Wurden geplante Maßnahmen, Produktions- oder Prüfschritte nicht ausgeführt, sollte das System darauf automatisch reagieren. In der Aegis-Lösung steht hier die Prozessverriegelung an vorderster Stelle. So wird sichergestellt, dass es zu keinen ungewollten Ausschussproduktionen oder nicht kontrollierten Prozessschritten in der Fertigung kommt. Die korrekte Reaktion auf inkorrekte Zustände wird somit dauerhaft und im laufenden Produktionsbetrieb sichergestellt.

Voraussetzung für eine Prozessoptimierung in der modernen Elektronikfertigung ist das zeitnahe Arbeiten mit digitalen Produktdaten in der Fertigung. Bei der Einführung einer modernen digitalen Lösung sind einige wichtige Randbedingungen zu berücksichtigen, damit es zu einem erfolgreichen und zukunftsweisenden Ergebnis kommt. Mit lernenden digitalen Systemen, die aus Symptomen die richtigen Rückschlüsse ziehen, wird der richtige Weg in Richtung Prozessoptimierung eingeschlagen.

* Stephan Häfele ist Senior Director Sales and Business Development bei Aegis Software.

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