Industrie 4.0 ist heute in aller Munde. Grundvoraussetzung ist die Vernetzung der gesamten Fertigung durch eine herstellerunabhängige Schnittstelle für die Kommunikation zwischen allen Maschinen und den übergeordneten Systemen in einer Linie. Tatsache ist aber, dass die heutigen Integrationsmöglichkeiten noch weit von der eigentlichen Industrie 4.0-Idee weg sind. Gründe dafür sind vor allem fehlende globale Integrationsnormen, Standards und Spezifikationen.
Mehr Funktionalität, ein höherer Miniaturisierungsgrad und eine kurze «product cycle time» bei tieferen Herstellkosten – vor diesen Herausforderungen stehen heute viele Bereiche der Elektronik-Industrie. Die vertikale und horizontale Integration muss trotz fehlender Standards erfüllt werden. Anbei werden einige Beispiele genannt, bei welchen Essemtec die Kunden bei der Integration unterstützen konnte.
Bild 1: Integration von Fox Bestücker und Cubus Lagerlösungen
Beispiel 1
Firma: Cuonics Deutschland
Firmengrösse: KMU 25 MA
Geschäftsfeld: Sicherheitsrelevante und Missionskritische Hard- und Software im Flugzeugbau
Aufgabe: Komplette Integration in Siemens Polarion ERP/SPS System, Lagermanagement und grösstmögliche Traceability Tiefe
Essemtec Lösung:
Horizontale Standardlösung:
- Vollautomatisches Lagermanagement mit vollautomatischem Lagersystem Cubus. Alle Bauteile auf den Maschinen und im Lager werden „Klick-nah“ verarbeitet. Lagerpositionen, verfügbare Bauelementmengen und Traceability Daten sind jederzeit in Echtzeit verfügbar.
Vertikale Integration Standardlösung:
- Cuonics hat Schnittstellen und Environment im Siemens PLM Polarion erstellt. Essemtec und Polarion Datenbanken werden laufend synchronisiert. Bauteilverwaltung, Arbeitsaufträge, Lebenslaufakten, Bestellungen, Rechnungsablage, etc. werden in Polarion abgearbeitet.
Besondere Standardlösung:
- Cuonics gehört zu den wenigen Kunden, die nach der in der Luftfahrt gültigen DIN/EN 9100 zertifiziert sind. Neben der Daten-Traceability wird auch die Bild-Traceability in der Luftfahrt gefordert. Die FOX Bestückungsplattform schiesst sowohl direkt vor der Bauelementaufnahme, beim Ausmessen der Bauelemente und nach dem Bestück-Ende über die digitale Kamera ein Bild. Diese Daten werden den entsprechenden Trace-Daten mitgeliefert. Somit kann man rückwirkend kontrollieren, wie das Bauteil im Gurt lag, wie die Position beim Ausmessen war und wie das Bauteil schlussendlich auf den Pads positioniert wurde. Das Bundesamt für Luftfahrt prüft aktuell Cuonics für die Zulassung als Luftfahrtherstellungsbetrieb.
Was wurde erreicht:
Hochflexible und genaue Integration in die Kundennetzwerke. Komplette Datenverfügbarkeit auf Knopfdruck, was Sicherheit verleiht. Der Kunde ist beeindruckt. Cuonics konnte durch diese vollständige horizontale und vertikale Integration zusätzliche Kundenaufträge gewinnen.
Beispiel 2
Firma: Mehrere multinationale Automotive-Zulieferer
Firmengrösse: Multinational, mehrere Standorte, > 10'000 MA
Geschäftsfeld: Automotiv-Komponenten
Aufgabe: Komplette Integration der Essemtec Dispenser in das Kundenumfeld über MES und andere Systeme
Partner: MES Anbieter wie ITAC, Linienleitrechner wie OIC von Asys, etc.
Essemtec Lösung:
Keine Standard-Lösung, da Kundenbedürfnisse unterschiedlich sind. Zusammenarbeit mit Kunden, Partnern und der Essemtec Software Entwicklungsabteilung in der Schweiz. Klare Pflichtenhefte seitens der Kunden werden benötigt. Integrationsmöglichkeiten sind beispielsweise:
- Auftragsabfrage: Anlage frägt beim MES an, welcher Auftrag/Artikel laut MES aktiv ist und bestimmt anhand dieser Informationen das Rezept/Programm, welches geladen werden muss.
- Rüsten: Benötigtes Material (Kleber) wird erfasst (gescannt); MES prüft, ob Material zu gewähltem Auftrag passt und bucht die Rüstung oder gibt ggf. eine Fehlermeldung zurück.
- Interlocking (Statusabfrage): Anlage frägt beim MES an, ob die Baugruppe einfahren darf.
- Statusbuchung: Aufruf zur Statusübergabe, ggf. Messwerte (D-Merkmale) und Attribute zu den verarbeiteten Seriennummern.
- OEE: Übergabe des Anlagestatus (z.B. Wartung, Störung, Produktion). Gemäß SEMI E10.
- Zeitgerechte Übergabe aller Trace- und KPI Daten und Plausibilitätscheck.
Bild 2: Spider Essemtec Klebedispenser in einer Hochleistungslinie
Beispiel 3
Firma: Zollner GmbH Deutschland
Firmengrösse: Grösster europäischer EMS-Dienstleister
Geschäftsfeld: EMS
Aufgabe: Integration des Zollner-eigenen Systems («Zollner Wisper Down»-Konzept)
Essemtec Lösung:
Das «Wisper Down» Protokoll entspricht einem Vorläufer des Hermes Protokolls und wurde in die Essemtec-Datenwelt eingebunden.
Funktion: Wenn eine Leiterplatte am Eingang der Maschine bereitsteht, wartet diese auf die Informationen der vorangegangenen Maschine (serielle Kommunikation), welche die Seriennummer der Leiterplatte weitergibt. Beim Entladen der Leiterplatte gibt die Maschine ihrerseits die Seriennummer an die folgende Maschine weiter. Ein- und Ausläufe passieren nur, wenn die Abfragen der Systeme untereinander korrekte Resultate ergeben.
Partner: Integrationsarbeit zwischen der Essemtec- und Zollner-IT-Abteilung
Was wurde erreicht: Weltweit wurden über 22 Dispenser erfolgreich in Zollner-Produktionslinien und das Zollner-Umfeld integriert.
Beispiel 4
Firma: NXP
Firmengrösse: Multinational, > 30'000 MA, 9 Milliarden Umsatz
Geschäftsfeld: Als weltweit führender Anbieter von sicheren Konnektivitätslösungen für Embedded-Anwendungen treibt NXP die Innovation von Internet of Things (IoT) in den Bereichen sicher vernetzter Fahrzeuge, intelligenter vernetzter Lösungen sowie von End-to-End-Sicherheits- und Datenschutzmärkte voran.
Aufgabe: Integration der Essemtec FOX Bestücker/Dispenser in das SECS/GEM-Schnittstellenumfeld bei NXP Thailand. SECS/GEM ist das Halbleiterschnittstellenprotokoll für die Equipment-to-host-Datenkommunikation. In der automatisierten Halbleiterherstellung kann das Interface die Weiterverarbeitung des Materials starten und stoppen, Messdaten sammeln, Variablen verändern und Produktprogramme wählen. Die SECS (Semi Equipment Communications Standard) / GEM (Generic Equipment Model)-Standards vollbringen all das in vordefinierter Form.
Essemtec Lösung:
Enge Zusammenarbeit zwischen den SECS/GEM Integratoren und Essemtec. Genaue Pflichtenhefte sind unabdingbar. Es können alle möglichen horizontalen und vertikalen Informationen und Anweisungen kommuniziert werden.
Bild 3: Integration von Puma Bestückern und Cubus Lagerlösungen in Famur SMT Fertigung
Beispiel 5
Firma: Famur Polen
Firmengrösse: KMU
Geschäftsfeld: Komponenten für den Minenbau (auch Sicherheitsrelevante)
Aufgabe: Komplette Integration einer neuen SMT Linie mit Materialhandling, Reparatur und THT Handbestückung sowie Traceability-Management
Essemtec Lösung:
Komplette SMT Linie mit 2 Bestückern und automatisiertem- sowie semiautomatisiertem Lager. Datenintegration in die Essemtec Softwarelösung vom Wareneingang, den manuellen Arbeiten, bis zum Box Build und den fertigen Produkten.
Was wurde erreicht: Noch in Projektierungsphase
Zusammenfassend kann man sagen, dass Industrie 4.0 Lösungen für ein Unternehmen keinesfalls Selbstzweck ist. Der Begriff ist eng verbunden mit klaren wirtschaftlichen Zielen, neuen Chancen und des Stärkens im globalen Wettbewerb gegenüber den Mitbewerbern. Die aus der Digitalisierung gewonnenen und analysierten Daten können letztendlich dazu beitragen, Qualitätsverbesserungen in den Prozessen und Produkten zu erreichen, genauere Kundenbedürfnisse zu eruieren und sogar neue Geschäftsfelder oder -modelle zu ermöglichen.
Leider gibt es heute noch keine globalen Standards zu Industrie 4.0. Erste Anfänge wurden gemacht, wie beispielsweise das in der Einführungsphase befindliche europäische Hermes-Protokoll. Die Essemtec-Systeme sind heute bereits Hermes tauglich. Ansonsten sind die Verknüpfungen auf die enge Zusammenarbeit zwischen Anwender und Anbieter angewiesen. Die Anbieter müssen dabei eine starke Softwareabteilung in Europa haben. Das Essemtec-Integrationssoftwareteam befindet sich in der Schweiz.
