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Datenvalidierung

Abgleich mit Bibliothek

Online-Suche fehl. BT

Joining mit eigenen Sachnr.

Import Kundendaten

Angebotserstellung
Arbeitsvorbereitung
Fertigung
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Validierung

Export

Änderungen

Import

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Prototypen

SMT

Erstmuster-prüfung zur schnellen Linien-freigabe

Manuelle Bestückung

Manuelle Bestückung

Optische Prüfung

Optische Prüfung

Kleinserien-
Prüfung

THT

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Angebotsphase

Auftragsphase

EFA Smart Suite
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EFA Smart Suite

EFA SmartSuite ist die Branchen-Software für alle Leiterplattenfertiger. Sie wird seit ca. 10 Jahren in enger Zusammenarbeit nach den Wünschen und Erfordernissen unserer Kunden entwickelt.

EFA SmartSuite basiert dabei auf den Erfahrungen von weit mehr als 100 Firmen, die Leiterplatten selbst oder im Auftrag anderer fertigen. Ihre Probleme in der Angebotserstellung, Arbeitsvorbereitung und Fertigung waren der Ausgangspunkt für die Realisierung einer Vielzahl von effizienten Lösungen in diesen Aufgabenbereichen.

Der EMS-Fertiger

In der Fertigung von Leiterplatinen gibt eine Vielzahl unterschiedlicher Vorgehensweisen. Sie unterscheiden sich primär darin, ob man im Auftrag anderer fertigt oder nur für sich selbst. Ist man in der angenehmen Situation nur für sich selbst zu fertigen, dann liegt das Bestreben eher in der Optimierung des Fertigungsprozesses. Da man selbst Einfluss auf nahezu alle Prozessparameter nehmen kann, können Unwägbarkeiten beständig eliminiert und der Grad der Automatisierung erhöht werden.

Vor ganz anderen Voraussetzungen sieht sich der EMS-Fertiger gestellt. Seine Arbeit beginnt in der Angebotsphase bei der Erstellung eines konkurrenzfähigen Angebotes zur Erzielung eines Auftrages. Ist das geschafft, dann schließt sich die Auftragsphase an. In dieser Phase muss er im Rahmen der kalkulierten Kosten die Leiterplatinen seines Kunden in der angegebenen Zeit fertigen.

Auf dem Weg von der Angebotserstellung über die Auftragsphase bis hin zur Auslieferung der fertigen Leiterplatinen gibt es Vielzahl von Schwierigkeiten, die eine sorgfältige Kostenkalkulation schnell zunichte machen können.

Und genau hier setzt die Branchen-Lösung EFA SmartSuite an!

Die Angebotsphase

Diese Phase kann ein echter Kostenfaktor für jedes EMS-Unternehmen sein! Umfragen zufolge liegt die Erfolgsquote bei Anfragen eines möglichen neuen Kunden für die Erteilung eines Auftrages nach Abgabe eines Angebots bei weniger als 20%. In 80% der Zeit arbeitet die Abteilung Angebotserstellung daher ohne entsprechenden Erlös aus einer Auftragserteilung. Ziel muss es daher sein, die Zeit zur Erstellung eines Angebotes zu reduzieren und das Angebots selbst konkurrenzfähiger zu gestalten.

Um diese Zeit bis zur Abgabe eines Angebotes zu reduzieren, muss man sich der eigentlichen Probleme bewusst werden und dann entsprechende Lösungen genau dafür anbieten.

Viele Kunden haben ausgesprochen ideenreiche Datenformate und sehen es als Dienstleistung des EMS-Fertigers an, diese proprietären Datenformate importieren zu können. Meistens kommen an dieser Stelle Tabellenkalkulationsprogramme für den Datenimport zum Einsatz. Diese Programme bieten zwar hilfreiche Funktionen für die Bearbeitung von Tabellen, aber nur rudimentäre Funktionen für die ideenreichen Datenformate. Hier zählen andere Funktionen, die darüber entscheiden können, ob Sie mehrere Stunden oder nur wenige Minuten zum Import benötigen. Und jetzt stellen Sie sich vor, sie müssten die Daten Ihres Kunden ein weiteres Mal importieren!

Wie wäre es, wenn dieser Import nur Minuten dauern würde?

Sind die Daten des Kunden erfolgreich importiert worden, dann besteht aber immer noch die Gefahr, dass diese Daten in der Zustammenstellung Koordinatendaten, Bill of Material List und Bestückzeichnung nicht harmonieren. Der Kunde hat möglicher Weise vor dem Versenden noch letzte Änderungen durchgeführt, diese aber nicht konsequent in allen Datendateien eingetragen. Es liegt dann bei Ihnen, dem EMS-Fertiger, diese Unstimmigkeiten zu detektieren und Ihren Kunden darauf hinzuweisen. Denn kein Kunde möchte fehlerhaft produzierte Platinen. Und im Zweifel ist man dem Kunden ohnehin unterlegen.

Wie wäre es, wenn diese Validierung der Kundendaten nur eine Sache von Minuten wäre?

Die Basis alles weiteren Tuns ist der Schulterschluss der Kundendaten mit Ihrer eigenen Bauteilbibliothek. In dieser Bibliothek sind zu jedem Bauteil mindestens der Einkaufspreis, die Verarbeitungskosten und die Gewinnmarge gespeichert. Ohne diese Daten können Angebote nur abgeschätzt aber nicht seriös erstellt werden. Oft erfordert die Suche nach dem richtigen Bauteil die Angabe von spezifischen Parametern, wie z.B. im Fall eines Widerstandes den Widerstandswert, der Toleranz und die Spannung. Und oft muss die Suche auch nach Werten ausgedehnt werden, die kleiner oder größer dem Suchparameter sind. Das können die meisten Datenbanken nicht leisten, weil Sie historisch gewachsen sind und keine Trennung in Entitäten wie Widerstand, Spannung, Toleranz vorsehen. Da die Anzahl der Komponenten pro Leiterplatine nun stetig zunimmt, wird diese Suche immer aufwändiger und natürlich auch fehleranfälliger.

Wie wäre es, wenn dieser Abgleich der Kundendaten mit der eigenen Bauteilbibliothek in nur einem Bruchteil der sonst üblichen Zeit durchgeführt werden könnte?

Dieses Problem tritt bei Anfragen möglicher neuer Kunden natürlich besonders häufig auf. Aber auch bei Anfragen bestehender Kunden ist man davor nicht gefeit. Eine Aktualisierung der Einkaufskonditionen in Abhängigkeit der Bezugsmenge ist aber immer notwendig, denn dafür ist der Markt der Bauteilkomponenten zu volatil. Da es aber selten nur einen Anbieter gibt, der in allen Bereichen die besten Preise hat, muss man verschiedene Anbieter kontaktieren. Die Art dieser Kontaktierung entscheidet im öfters darüber, ob man seinem Kunden innerhalb von Stunden, Tagen oder Wochen ein Angebot zu senden kann. Wenn dann der Konkurrent aber schneller war, kann es durchaus sein, dass der Kunde seinen Auftrag schon vergeben hat. Das heist, die Zeit bis zur Angebotsabgabe kann über die Auftragsvergabe entscheiden.

Wie wäre es, wenn Sie diese Zeit auf wenige Stunden reduzieren könnten?

Oftmals arbeiten die Abteilungen der Angebotsphase und der Auftragsphase von einander unabhängig, so dass jede Abteilung die Daten des Kunden separat importiert und weiter verarbeitet. Auch das wiederholte Einlesen derselben Kundendaten innerhalb einer Abteilung ist keine Seltenheit. Es ist aber meistens unnötig und kostet zusätzliche Arbeitszeit. Zudem können sich natürlich auch Fehler einschleichen, weil der Import fehlerhaft durchgeführt wurde oder die Informationskette einfach lückenhaft war. Nachträgliche Änderungen des Kunden haben z. B. nicht den Weg in die Fertigung gefunden.

Wie wäre es, wenn der Import und alle nachträglichen Änderungen nur ein einziges Mal durchgeführt werden müssten?

Die Auftragsphase

Die Auftragsphase beginnt mit der Erteilung des Auftrages zu einem zuvor abgegebenen Angebot durch den Kunden. Ab diesem Zeitpunkt weis der EMS-Fertiger, dass er am Ende der Auftragsphase für seine Arbeit auch bezahlt wird. Die Maschinen, die zur Fertigung des eigentlichen Kundenauftrages benötigt werden, stellen dabei einen großen Kostenfaktor dar. Die Anschaffungskosten sind in der Regel sehr hoch und die Lebenszeit aufgrund des fortschreitenden Miniaturisierungsgrades beschränkt. Daher sind die Maschinen auf Durchsatz gerechnet und jeder unnötige Stillstand sollte vermieden werden.

Aus diesem Grund teilt sich die Auftragsphase typischer Weise in die Abteilung der Arbeitsvorbereitung und der eigentlichen Fertigung auf.

Die Arbeitsvorbereitung

Die Arbeitsvorbereitung umfasst dabei alle Tatigkeiten, die für eine zeiteffiziente und fehlerfreie Fertigung durch den Mensch und die Maschinen notwendig sind. Sie beginnt in der Regel mit dem Import aller Kundendaten und deren Validierung. Bei Unklarheiten muss mit dem Kunden Rücksprache gehalten werden und neue geänderte Kundendaten müssen eingepflegt werden. Diese Änderungen können sowohl die Daten als auch die Bestückpläne betreffen. In jedem Fall muss nach jeder Änderung erneut eine Validation duchgeführt werden. Sind alle Unklarheiten beseitigt, dann kann mit dem Aufbereiten dieser jetzt validen Daten für die Fertigungsmaschinen begonnen werden. Ebenso schließen sich jetzt Prozesse wie z.B. die Erstellung von Bestückplänen für eine Handbestückung an.

Jeder Fehler, der sich in diesen Aufbereitungsprozess einschleicht, kann schnell zur Kostenfalle für diesen Kundenauftrag werden. Doch ist man sich bewusst, wann und wo im Arbeitsvorbereitungsprozess die Probleme auftreten können, dann kann man entsprechende Lösungen genau dafür anbieten.

Die Fertigung

Wesentliche Voraussetzung für die Fertigung sind korrekt aufbereitete Daten. Einmal in der Fertigung angekommen müssen diese Daten dann je nach Maschinentyp weiter aufbereitet werden. Da für diesen Schritt umfangreichere Maschinenkenntnisse erforderlich sind und die Programmierplätze zur Verfügung stehen müssen, ist die Erstellung neuer Maschinenprogramme für neue Produkte eine wesentliche Aufgabe in der Fertigung.
Insbesondere die Programmierung der Bestückmaschinen zählt dabei zu den Aufgaben mit hohem Fehlerpotential. Denn hier geschieht die Zuordnung zwischen der Ausrichtung der Komponenten des Kunden und der Ausrichtung der Komponenten der eigenen Bibliothek des Bestückers. Doch selbst wenn auch diese Programmierung korrekt verlaufen ist, könnten Fehler in der eigentlichen Fertigung wieder für erhebliche Probleme sorgen. Z. B. könnte die Ausrichtung der Komponenten im Gurt des Feeders nicht zur festgelegten Ausrichtung in der Bibliothek des Bestückers passen. Oder der Bauteilelieferant hat falsch gegurted oder die als Schüttgut beigelegten Komponenten des Kunden wurden falsch aufgezogen usw.

Bereits ein falsch ausgerichteter IC, der erst nach dem Löten erkannt oder im schlimmsten Fall erst bei der Prüfung durch den Kunden selbst entdeckt wird, hat eine aufwändige Nacharbeit zur Folge. Daher müssen Probleme rechtzeitig erkannt werden, damit die Kosten für die Reparatur so gering wie möglich gehalten werden können.

Wird eine Leiterplatine zum ersten Mal überhaupt gefertigt, dann ist das Potential für Fehler natürlich besonders hoch. Ohne proprietäre Softwarelösungen wie z. B. EFA SmartSuite können Fehler in jedem Schritt der Auftragsphase entstehen. Oft empfiehlt sich in diesem Fall eine Erstmusterprüfung gegen die originalen Kundendaten durchzuführen. Doch dann muss sich der Bediener der Erstmusterinspektion zu diesem ungünstigen Zeitpunkt mit den ideenreichen Kundendaten auseinander setzen. Oder der Prozess wird vollständig manuell nach dem 4-Augen-Prinzip durchgeführt, d. h. eine Person sucht die Komponenten auf der Leiterplatine und die andere Person vergleicht die Beobachtung mit den Angaben in den Dokumenten des Kunden. Beide Vorgänge sind zeitlich sehr aufwändig und verzögern unnötig die Linienfreigabe.

Mit EFA SmartSuite dagegen werden sich Fehler in erster Linie auf die Fertigung konzentrieren, da hier die Abbildung der Produktionsdaten auf die Maschinenprogramme außerhalb von EFA SmartSuite durchgeführt wird. Typische Fehler sind dann eher ganz am Ende der Vorbereitung anzutreffen, also Fehler in der Programmierung der Bestücker oder Fehler in der Rüstung des Bestückers.

Wie wäre es, wenn die Erstmusterprüfung in nur noch 15% der sonst üblichen Zeit beim 4-Augen-Prinzip mit nur einem Bediener durchgeführt werden könnte?

Eine korrekte Rüstung der Bestückmaschinen ist für jede fehlerfreie Produktion ein absolutes Muss. Doch manchmal werden selbst die Bauteile in ihren Transportmedien in der falschen Ausrichtung oder mit falschem Ettiket geliefert, so dass erst eine Rüstkontrolle von der ersten Leiterplatine nach dem Wiederanlauf der Produktion dies offenbart. Obwohl nahezu alle anderen Fehlerquellen aufgrund des Wiederanlaufes ausgeschlossen werden können, erfordern die möglichen Fehlerquellen, die nicht in der Hand des Fertigers liegen, dennoch eine 100% Kontrolle von der ersten Leiterplatine.

Wie wäre es, wenn die Rüstkontrolle in nur noch 15% der sonst üblichen Zeit beim 4-Augen-Prinzip mit nur einem Bediener durchgeführt werden könnte?

Der Trend zu immer kleineren Serien ist genauso wenig zu übersehen wie der Trend zur Miniaturisierung der Bauteile. Einerseits wird dieser Trend gestützt durch die bedarfssynchrone Produktion und andererseits durch die immer kürzer werdenden Produktzyklen. Letzteres verursacht beim Fertiger einen deutlichen höheren Aufwand, weil in immer kürzer werdenden Abständen Änderungen in alle bestehenden Maschinenprogramme eingepflegt werden müssen.

Daher kommt bei Kleinserien oftmals nur ein reduzierter Maschinenpark zum Einsatz. Sollte die Fertigungslinie z. B. über ein AOI zur optischen Inspektion nach der Lötung verfügen, dann wird diese bei Kleinserien gerne umgangen. Denn jede Modifikation einer Bestückung verursacht einen nicht zu unterschätzenden Konfigurationsaufwand beim speziell dafür geschulten Personal. Dadurch entstehen weitere Kosten, die der Kunde nur allzu ungern zahlt.

Wie wäre es, wenn die Inspektion einer Kleinserie bereits dann abgeschlossen wäre, bevor die AOI mit einer echten automatischen Prüfung begonnen hätte?

Die Bestückung einer Leiterplatine ohne Bestückungsautomat kommt vor allem bei der THT-Bestückung zum Einsatz. Es ist für den Menschen vielfach einfacher die Bohrlöcher mit den Leiterdrähten der Bauteile zu durchstechen als für eine Machine. Allerdings trifft man auch im SMD-Bereich insbesondere bei der Prototypen-Bestückung oder bei sehr kleinen Stückzahlen mit einer geringen Komponentenzahl auf diese manuelle Bestückung.

Hier ist es von besonderer Bedeutung, den Menschen beim Ablauf der Bestückung tatkräftig zu unterstützen. Das kann in Form von Bestückplänen erfolgen, aus der die Reihenfolge und die Einbaupositionen hervorgehen, oder aber interaktiv mit Hilfe des Computers. Das Bestückprogramm visualisiert dann jede Bestückposition und springt nach einer Bestätigung des Bestückvorgangs zur nächsten Einbauposition.

Wie wäre es, wenn die Erstellung oder Änderung von Bestückplänen nur einen Bruchteil der Zeit beansprucht würde, die üblicher Weise sonst veranschlagt werden müsste?

In der Fertigung bedeuten diese geflügelten Worte wohl eher Zuweilen ist nicht immer drin, was draußen draufsteht„. Daher kommen immer öfters LCR-Messungen der verbauten Komponenten zum Einsatz. Gerne werden die Komponenten dazu auf der ersten Platine verklebt oder eine Messung der relevanten Komponenten noch vor dem Löten vorgenommen. Sie werden dazu aus der Lotpaste gehoben und einzeln vermessen. Hat eine Leiterplatine jedoch mehrere Hundert Bauteile, dann kann diese Messung durchaus die Linienfreigabe deutlich verzögern.

Wie wäre es, wenn eine LCR-Messung in die Erstmusterinspektion oder Rüstkontrolle integriert wäre und gewisser Maßen nebenbei ablaufen könnte?