SIPLACE SMT-InSIghTS. Maintenance

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1 SIPLACE SMT-InSIghTS Maintenance

2 Editorial Die vorliegende Broschüre aus der SIPLACE SMT-Insights-Reihe beschäftigt sich mit einem in vielen Elektronik fertigun gen nur stiefmütterlich behandelten Themenkomplex: Instandhaltung/Maintenance. Fragt man Mitarbeiter in Elektronikfertigungen nach Gründen für die fehlende Aufmerksamkeit des Managements beim Thema Instandhaltung, wird oft auf den chronisch hohen Zeit- und Kostendruck in der Branche verwiesen. Dabei beweisen Analysen und praktische Fallbeispiele (z. B. das Fall beispiel auf den Seiten 6 bis 9) immer wieder, dass Investitionen in Konzept, Tools und Durchführung von Maintenance auf der gleichen Ebene wie Investitionen in neue Maschinen und Anlagen bewertet werden müssen. Der Grund: Systematisch gepflegte Maschinen und Zubehör (z. B. Feeder) werfen eine höhere Rendite ab. Es kann über eine längere Laufzeit ein höheres Volumen an Produkten effizienter und fehlerärmer bestückt werden. Insbesondere Häufigkeit und Dauer ungeplanter Stillstände sinken bei gut gepflegten Maschinen deutlich, Liefertreue und Kundenbindung werden positiv beeinflusst. Rechnet man die so erhöhte Produktivität der einzelnen Maschinen über die Linien hoch, werden teure Erweiterungs- und Ersatzinvestitionen deutlich später fällig oder sogar gänzlich überflüssig ein klarer Wettbewerbsvorteil. Anders gesagt: Elektronikfertiger sollten nicht trotz, sondern gerade wegen des stetig wachsenden Wettbewerbs und Kostendrucks eine professionelle Instandhaltungsplanung mit systematischer Wartung einführen, denn: Maintenance saves Money. Wichtiger Teil im Produktionslebenszyklus Der Lebenszyklus einer Elektronikfertigung kann in verschiedene Hauptzyklen unterteilt werden: Planning Ramp-up Production Optimisation Mit diesen Hauptzyklen sind spezielle Aufgaben oder Herausforderungen verbunden, denen sich die Verantwortlichen und Mit arbeiter einer Fertigung stellen müssen. Innerhalb der Phase Production ist Instandhaltung ein zentraler Aufgabenschwerpunkt, der viele Elektronikfertigungen vor große Herausforderungen stellt und meist nicht ganz ohne Unterstützung (Training, Tools, Services) der Hersteller zu bewältigen ist. Wichtig dabei: Instandhaltung ist anders als das Troubleshooting unvorhersehbarer Probleme wie Maschinenschäden/-ausfälle oder extern verursachte Produktionsstopps (Naturkatastrophen etc.) eine absehbare, wiederkehrende Aufgabe. Damit ist Instandhaltung nicht nur systematisch steuerbar, sondern Instandhaltungs prozesse können auch gezielt optimiert werden. Instandhaltungsmanagement misst Kosten und Ergebnisse, identifiziert mögliche Schwachstellen bei der Ausführung und Planung der Instandhaltung und leitet gezielt und in iterativen Verfahren Optimierungsmaßnahmen ein. 2

3 Modulare Serviceangebote Auf den folgenden Seiten erhalten Sie Einblicke in die vielfältigen Anforderungen an das Instandhaltungsmanagement in Elek tronikfertigungen und erfahren zugleich, wie SIPLACE das Thema Instandhaltung in der Elektronikfertigung vereinfacht hat. Endlich ist es jedem Elektronikfertiger möglich, ohne hohen Zeitaufwand, teure Tools oder intensive Ausbildungsmaßnahmen Instandhaltung während geplanter Stillstandszeiten durchzuführen. In Zusammenarbeit mit Kunden in aller Welt haben SIPLACE Experten die Instandhaltung für die Bestücklösungen der SIPLACE X- und SX-Generation deshalb neu definiert. Als erster Hersteller stellt SIPLACE bei der Entwicklung seiner Instandhaltungsangebote nicht nur Themen wie Einfachheit und Flexibilität oder Kontinuität und Komplexität in den Mittelpunkt. Zentrale Idee ist es, die individuellen Möglichkeiten kleiner und großer, regionaler und internationaler Fertigungen zu berücksichtigen und so ein modulares Serviceangebot zu bieten, das für jedes Servicekonzept Strategien wie Outsourcing, Insourcing oder den gezielten Mix von Eigenleistungen und externen Services durch den Hersteller bietet. Viel Spaß beim Lesen wünscht Ihr SIPLACE Team Selbstverständlich stehen wir Ihnen bei der Analyse Ihres Maintenance- Konzeptes gerne zur Seite. Production Lifecycle PLANNING RAMP UP PRODUCTION OPTIMIZATION Site Planning Line Planning Production Planning Change Maintenance NPI Run Troubleshooting Technology Processes over Cost Reduction Production Change over RUN Maintenance Troubleshooting Manage Prepare Feeding Manage Monitoring Preventive Verification Predictive Analyse Exchange Repair Maintenance Preventive Verification Predictive 3

4 SIPLACE Maintenance saves Money Das SIPLACE Leistungsportfolio ist exakt auf die Anforderungen im Production Lifecycle und auf die spezifischen Voraussetzungen und Wünschen der Kunden ausgerichtet. Diese Philosophie hat das SIPLACE Team als erster Hersteller im Bereich SMT- Equipment konsequent auf den Bereich Maintenance ausgeweitet. So kann nicht nur zwischen verschiedenen Angeboten im Bereich Instandhaltung gewählt werden zusätzlich kann der Kunde flexibel entscheiden, ob die jeweilige Leistung extern durch SIPLACE Servicespezialisten oder intern durch eigene Teams erbracht werden soll. Fällt die Entscheidung auf die internen Teams, so bietet SIPLACE neben der Vielzahl bedarfsorientiert abgestimmter Trainings (SMT Academy) auch die erforderlichen Spezialtools (SIPLACE Capability Transfer) oder weitere Optionen, Tools und Ersatzteile. Auf den folgenden Seiten erfahren Sie über ein Praxisbeispiel, welche enorme Wirkung Instandhaltungsmaßnahmen auf Qualität und Produktivität in der Fertigung haben. In diesem Beispiel wird deutlich, dass ein professio nelles Instandhaltungsmanagement den Unternehmen erhebliche Summen spart über die Qualität und Produktivität der laufenden Fertigung, über den Werterhalt der Maschinen und den dadurch sinkenden Investitionsbedarf in Neuanlagen und über die positive Wirkung nachweislich gut gepflegter Maschinenparks auf die Kunden. Kurzum: SIPLACE Maintenance saves Money. Modular SIPLACE Solutions SIPLACE Manufacturing Innovations SIPLACE Software Solutions SIPLACE Engineering Services SIPLACE Capability Transfer SIPLACE SMT Academy SIPLACE Machines Solutions SIPLACE Options, Tools and Spares 4

5 Production Lifecycle PLANNING RAMP UP PRODUCTION OPTIMIZATION Site Planning Line Planning Production Planning Change Maintenance NPI Run Troubleshooting Technology Processes over Cost Reduction An den Prozessen der Elektronikfertigung orientierte Lösungen Individuelle SIPLACE Service- & Support- Lösungen Durch die Optimierung Ihrer Fertigung entsprechend Ihrer individuellen Produktionsphilosophie ermöglicht SIPLACE Ihnen wesentliche Wettbewerbsvorteile! 5

6 Praxisbeispiel: Instandhaltung als Teil der Prozessoptimierung Bei der Argumentation für ein professionelles Instandhaltungsmanagement stehen viele Fertigungsverantwortliche vor einem Problem: Während sich die Rendite von Investitionen in neues SMT-Equipment relativ einfach rechnen lässt, ist dies für die Rendite von Instandhaltungsmanagement schon deutlich schwieriger. In einem mehrmonatigen Projekt für einen europäischen Fertiger haben SIPLACE Servicespezialisten jetzt die Wirkung einer professionellen Instandhaltung beispielhaft untersucht. Erfahrene Fertiger und Bediener wissen um den Zusammenhang zwischen Qualität und Produktivität einerseits und der professionellen Instandhaltung von Maschinen und Anlagen andererseits. Sie begreifen Instandhaltung als Investition: Instandhaltung wird hierbei nicht nur auf die anfänglich anfallenden Kosten- und Zeitaufwendungen reduziert, sondern es wird auch der Hebel dieser Maßnahmen auf Leistung und Erträge in der Zukunft gesehen, wie das folgende Beispiel zeigt. Die Ausgangssituation Das Projekt lief über mehrere Monate bei einem EMS-Anbieter mit knapp 300 Mitarbeitern. Auf einer Fläche von knapp m 2 werden für Kunden aus der Luftund Raumfahrt, Automotive, Industrie, Medizintechnik und Telekom neben der Bestückung von knapp 200 aktiven Produkten auch Layout- und Final-Assembly- Dienstleistungen durchgeführt. In der High-Mix/Low-Volume-Fertigung fielen große Schwankungen in der Produktivität auf. Ein Zusammenhang mit einzelnen Produkten konnte nicht festgestellt werden. Zusätzlich schlugen ein erhöhter Bauteilverbrauch, daraus resultierende Bau teilengpässe und Schwierigkeiten, die geplanten Auftragsdurchlaufzeiten einzu halten, negativ zu Buche. Schritte Kontrolle 1 Stabilisierung Beobachtungsdauer (in Tagen) ID-Fehler % 0,5 % 0,14 % 72 % Verbesserung Vakuumfehler % 3 0,57 % 0,45 % 21 % Verbesserung Abwurfrate % 4 1,07 % 0,62 % Kombinierte Fehlerrate P K P K oben 5,42 % unten 0,21 % oben 0,73 % unten 0,27 % 42 % Verbesserung 91 % Verbesserung ID-Fehler min. 928 Verbesserung 5 Vak.-Fehler min min. 25 min. 85 % Verbesserung 58 % Verbesserung Stillstandzeit STOP min. 494 min. 74 % Verbesserung 1 Quelldaten: SIPLACE Explorer 2 ID-Fehler: optische Erkennungsfehler prozentual zu verbrauchten BE 3 Vakuumfehler: Abholfehler prozentual zu verbrauchten BE 4 Abwurfrate: Kombination aus ID-Fehler und Vakuumfehler 5 Verbesserung : Stillstandszeit während einer Fehlerbehebungsmaßnahme, typische Zeitdauer ID- und Vakuumfehler liegen bei 0,5-1,5 Sek. pro Fehlerfall 6 Stillstandszeit STOP = Unterbrechung des Bestückprozesses bezogen auf ID- & Vakuumfehler (20 % (5 % nach der Stabilisierungsphase) aller Fehler endet in einem Fertigungsstopp von 2,5 min.) 6

7 Nur gut gewartete Komponenten und Anlagen sichern effiziente Prozesse. Der EMS-Dienstleister konnte sich die schlechten Zykluszeiten und die Materialengpässe nicht erklären und bat deshalb das SIPLACE Team um Unterstützung. Das Projekt wurde in 3 Phasen eingeteilt: 1. Kontrolle (das Fertigungsumfeld muss verstanden werden) 2. Stabilisierung (Entwicklung und Annahme eines beständigeren Prozesses) 3. Optimierung (Verbesserung der Prozesse und Technologien) 1. Kontrolle Für eine Analyse werteten SIPLACE Service spezialisten zusammen mit dem Fertiger die in SIPLACE erfassten Maschinendaten aus. Ergebnis der Analyse: die Daten zeigten eine deutlich überhöhte Abwurfrate (s. Tabelle S. 6), die im Mittel 1,07 % betrug. In der Spitze summierten sich die Fehler sogar auf 5,42 % aller Abholversuche. Dadurch verlängerten erneute Abholversuche die Zykluszeiten und bei mehrfachen Fehlversuchen erfolgten Linienstopps. Weiteres Ergebnis der Analyse: annähernd die Hälfte der Fehler bei der Bauteilerkennung (49 %) und Vakuumfehler (51 %) waren verantwortlich für die hohe Abwurfrate (s. Tabelle S. 9). Der negative Einfluss auf die Produktivität war gravierend: Über den Analysezeitraum von 36 Tagen summierten sich die erneuten Aufnahme versuche bei ID-Fehlern auf eine Gesamtdauer von 158 Minuten und bei Vakuumfehlern auf 60 Minuten. 20 Prozent der Fehler waren Linienstopps, die sich auf insgesamt 6761 Minuten summierten. 2. Stabilisierung durch Instandhaltung Verifizierung vorbeugende Instandhaltung Das Team ging auf die Suche nach den Ursachen in den Prozessen und in den Anlagen, und über Instandhaltungsmaßnahmen konnten die Fehlerkosten drastisch reduziert werden. Feeder-Verifzierung Die Verifizierung der Feeder zeigte, dass 55 % der eingesetzten Feeder außerhalb der Spezifikationen arbeiteten. Gründe waren u. a. der Gebrauch von ungeeigneten Wartungs- und Zertifizierungstools (3rd Party Supplier) die dem Wartungspersonal * Definition Abwurfrate (IPC): Die Abwurfrate, auch bekannt als Mispick-Rate (PPM) bezeichnet die Frequenz, in der ein Bauelement nicht abgeholt werden konnte oder falsch abgeholt wurde, unbelassen davon, ob Recovery das Problem gelöst hat. Mispick schließen sowohl Abholfehler als auch Kamerafehler mit ein. 7

8 des Elektronikfertigers falsche Sicherheit suggerierte. Auch war die Instandhaltung der Bauteilwagen vernachlässigt worden (s. Tabelle S. 9). Damit wurden die Abweichungen von der optimalen Bereit stellungsposition der Feeder als Haupt ursache für die häufigen Vakuumfehler identifiziert und Gegenmaßnahmen im Bereich der Verifizierung und Wartung eingeleitet (s. Tabelle S. 9). Kamera-Verifizierung Ähnlich erfolgreich die Suche nach den Ursachen für die fehlerhafte Bauteilerkennung. Hier zeigte die Verifizierung der optischen Systeme, dass alle Kameras stark unterschiedliche, von den Spezifikationen abweichende Beleuchtungsstärken aufwiesen (s. Tabelle S. 9). Folge der abweichenden Beleuchtungsstärken: In Verbindung mit den zentral vorgehaltenen Bestückprogrammen und Bauteilbeschreibungen führte die ungenügende und von Kamera zu Kamera stark schwankende Ausleuchtung zu der beobachteten, stark überhöhten ID-Fehlerrate (s. Tabelle S. 6). Vorbeugende Instandhaltung Die vorbeugenden Instandhaltungsaufgaben Minor Instandhaltung und Major Instandhaltung werden gemäß Instandhaltungsanleitung durchgeführt. Ziel war es, die Schwankungen in den Abhol-zu-Abhol- Abweichungen zu stabilisieren und schließlich in Schritt 4 zu optimieren (s. Tabelle S. 9). Die Abwurfrate sank deutlich sowohl im Mittel (um 42 %) wie auch in der Spitze. Die Dauer der Linien stopps wurde um 74 % reduziert. 3. Optimierung Nach der Minimierung der Schwankungen wurden die Fertigungsergebnisse weiter optimiert, indem die vom SIPLACE Team in der Stabilisierungsphase umgesetzten Tätigkeiten und eingeführten Technologien in die Fertigungsprozesse integriert wurden. Das Beispiel zeigt: Investitionen in moderne Instandhaltungskonzepte haben einen klar positiven Hebel auf wichtige Kennzahlen der Elektronikfertigung und rentieren sich binnen kurzer Zeit. Fazit Die im Projekt initiierten Instandhaltungsmaßnahmen führten zu einer deutlichen Stabilisierung und Reduzierung der Abwurfrate und aller damit verbunden negativen und kostenintensiven Effekte. Schon die Betrachtung der direkten Auswirkungen auf Produktivität und Qualität übertrafen die Kosten für die initiierten Präventiv- und Verifizierungsarbeiten die verbesserte Planungsqualität, die erhöhte Termintreue, die Einsparungen beim Material und die positiven Wirkungen einer verbesserten Kundenbindung sind dabei noch nicht berücksichtigt. Instandhaltung mit großen Einspareffekten Die Tabelle auf Seite 6 stellt die Monitoring- Daten vor und nach Durchführung der Stabilisierungsmaßnahmen dar. Die positive Wirkung ist nicht zu übersehen: 8

9 Instandhaltung spart bares geld Praxisbeispiel Verbesserung der Abwurfrate spart Geld (Stillstandszeit & Lagerbestände) Run Schritt 1 Kontrolle Abwürfe durch Vakuumfehler Abwürfe durch Identfehler jeder Abwurf erhöht die Zykluszeit) (Durchlaufzeit) um 0,5-1,5 Sekunden Abwurfrate Produktion Schritte im Produktionslebenszyklus Optimierung Instandhaltung Prozesse Technologie Schritt 2 Schritt 3 Schritt 4 Stabilisierung durch Glättung der Schwankungsspitzen mit Fokus auf präventive Instandhaltung minor major Verifizierung Förderer Kamera Optimierung durch Senkung der stabilisierten Abwürfe Optimierung & Verbesserung von Prozessen Technologien Kosten Zeitdauer Ergebnis Verbesserung der Abwurfrate = geringere Kosten durch Reduzierung des Materialverbrauchs & weniger Stillstandszeiten Run Schritt 1 Kontrolle Abwürfe durch Vakuumfehler Abwürfe durch Identfehler jeder Abwurf erhöht die Zykluszeit) (Durchlaufzeit) um 0,5-1,5 Sekunden Abwurfrate Schritte im Produktionslebenszyklus Produktion Optimierung Instandhaltung Prozesse Technologie Schritt 2 Schritt 3 Schritt 4 Stabilisierung durch Glättung der Schwankungsspitzen mit Fokus auf präventive Instandhaltung minor major Verifizierung Förderer Kamera Optimierung durch Senkung der stabilisierten Abwürfe Optimierung & Verbesserung von Prozessen Technologien Kosten Zeitdauer Verstehen Umsetzen Ergebnisse Hauptursache Resultat Schritt 2 Schritt 3 Vakuumfehler 51 % aller Fehler Identifikationsfehler 49 % aller Fehler Einführung SIPLACE Förderer-Verifizierung Abschluss der vorbeugenden Instandhaltung Einführung SIPLACE Kamera-Verifizierung 55 % aller Feeders waren außerhalb der Spezifikation nicht alle Instandhaltungsmaßnahmen waren bereits eingeführt alle Kameras mussten eingestellt werden zwei Kameras konnten nicht mehr eingestellt werden Förderer waren falsch verifiziert durch ungeeignete Tools (3rd party) die Instandhaltung der BE-Tische hatte einen grundlegenden Einfluss Aufgrund verschiedener Altersklassen bei den Automaten innerhalb der Linie kam es zu starken Schwankungen an den Beleuchtungsstärken der Kameras Reduzierung der Abwurfrate um ~ 42 % 9

10 Moderne Anlagen: Systematische, vorbeugende Instandhaltung ist Voraussetzung für hohe Bestückleistung. Aufgaben im Bereich Instandhaltung Im Gegensatz zum Troubleshooting bei akuten Problemen an den Linien beschreibt Maintenance wiederkehrende Aufgaben. Maintenance-Prozesse im Unternehmen sind somit planbar und optimierbar. Instandhaltungsmanagement als Planungs-, Steuer- und Kontrollaufgabe zielt auf eine Optimierung der Maintenance-Prozesse. Das Ziel: Mit möglichst geringen Zeit- und Kostenaufwendungen soll ein optimaler Zustand der Maschinen (in Bezug auf Leistung, Qualität und Zuverlässigkeit) sichergestellt bzw. nachgewiesen werden. Für eine Systematisierung der Prozesse werden nachfolgend drei Hauptaufgaben im Bereich Maintenance und Instandhaltung unterschieden: Preventive vorbeugend Verification überprüfend Predictive kontrollierend Production Lifecycle PLANNING RAMP UP PRODUCTION OPTIMIZATION Site Planning Line Planning Production Planning NPI Change over Run Maintenance Troubleshooting Technology Processes Cost Reduction Production Change over RUN Maintenance Troubleshooting Manage Prepare Feeding Manage Monitoring Preventive Verification Predictive Analyse Exchange Repair Maintenance Preventive Verification Predictive 10

11 Ein optimaler Bauteiltransport ist der Schlüssel zu effizienten Bestückprozessen. Vorbeugende Instandhaltung Präventive oder vorbeugende Instandhaltung dient dazu, mögliche Störungen oder Stillstandszeiten bereits im Vorfeld vorbeugend abzuwenden. Präventive Instandhaltung wirkt direkt oder indirekt auf Kennzahlen in den Bereichen Bestückqualität, Verfügbarkeit/Stillstandszeiten und Produktivität. Präventive Instandhaltung lässt sich in unterschiedlich umfangreiche Aufgabenpakete fassen, die abhängig von den beschriebenen Aufgaben, der Belastung der Linie und fertigungsspezifischen Faktoren in unterschiedlicher Frequenz geplant, vorbereitet und durchgeführt werden sollten. Über eine geeignete Planung und Vorbereitung der präventiven Instandhaltung kann erreicht werden, dass die entsprechen den Aufgaben und Arbeiten abseits von der Linie oder ungeplant die laufende Fertigung nicht beeinträchtigen. Es können die betreffenden Aufgaben in Zeiträumen abgearbeitet werden, in denen die Linie aus anderen Gründen steht. Auch über entsprechende Dokumentationen und gut aufbereitete Anweisungen an das Personal lässt sich der Zeit- und Kostenaufwand für Instandhaltungsprozesse erheblich reduzieren. Checklisten und Arbeitsanweisungen helfen beispielsweise, die Abarbeitung der Instandhaltungsaufgaben zu beschleunigen. SIPLACE unterscheidet zwischen zwei verschiedenen präventiven Instandhaltungspaketen mit stark unterschiedlichen Voraussetzungen und Frequenzen: Minor Maintenance (einfache Instandhaltung) Major Maintenance (komplexe Instandhaltung) 11

12 Highspeed-Modul SIPLACE SX4: Maximale Realleistung und beste Bestückleistung pro Stellfläche Minor Maintenance (einfache Instandhaltung) Die Minor Maintenance wird in einem wöchentlichen Rhythmus und durch das Bedienpersonal der SMT-Linie durch geführt. Für die Aufgaben im Rahmen der einfachen, wöchentlichen Instandhaltung sind keine vorhergehenden Unterweisungen oder Trainings erforderlich. Die Aufgaben sind im Instandhaltungsmanual der SIPLACE Plattformen eindeutig beschrieben und für die verbesserte Planung zudem mit Zeit angaben versehen. Durch ihren einfachen Aufbau können Minor- Instandhaltungsaufgaben auch ad hoc während allgemeiner, ungeplanter Wartezeiten an der Linie (z. B. bei Material mangel etc.) durchgeführt werden. Dies schafft im Einzelfall wertvolle, zusätzliche Kapazitäten an den Produktionslinien, da hierdurch geplante Instandhaltungszeiten verkürzt werden oder sogar entfallen können. Major Maintenance (komplexe Instandhaltung) Die präventiven Instandhaltungsaufgaben im Rahmen der Major Maintenance sind komplexer. Zu ihrer effizienten und präzisen Bewältigung bedarf es eines vorherigen Trainings des Instandhaltungsteams. Diese Aufgaben werden bei durchschnittlicher Maschinenbelastung in einem sechsmonatigen Rhythmus fällig und in der Regel zeitgleich mit der großen SMT-Ofen-Wartung durchgeführt. Auch die Beschreibung der Aufgaben im Rahmen der Großen Instandhaltung liegen im SIPLACE X- und SIPLACE SX-Instandhaltungs-Manual vor inklusive von Angaben der zur Durchführung benötig ten Zeit. 12

13 Minor Maintenance im Jahresverlauf Major Maintenance im Jahresverlauf = jährliche Verifizierung = 6-monatige Instandhaltung (Major) = kleine Instandhaltung (Minor) = jährliche Verifizierung = 6-monatige Instandhaltung (Major) = Woche = Woche 8 Std. Minor Maintenance Geringer Aufwand für Minor Maintenance 8 Std. Major Maintenance Andere Linienautoamten, z. B.: Lötofen Zeitbedarf SIPLACE Maintenance ist geringer Major Maintenance Maschinen und Bestückköpfe 1 Std. Andere Minor Maintenance Maschinen und Bestückköpfe 1 Std. Minor Maintenance Maschinen und Bestückköpfe Wöchentlich Bedienpersonal Alle 6 Monate durch Bedienpersonal oder Instandhaltungstechniker 13

14 Messbarer Instandhaltungserfolg: Verifizierung Überprüfende Instandhaltung Über die Verifizierung erfolgt der Nachweis der Maschinenfähigkeit. Die Verifizierung und Maschinenfähigkeitsnachweise für Bestückplattformen haben sich in den letzten Jahren zu einem Standard in der Elektronikfertigung entwickelt. Treiber für diese positive Entwicklung sind die vielfältigen Vorteile einer Kontrolle und Dokumentation der Maschinenfähigkeit: Aus Sicht der Prozesstechnik: Die Verifizierung der Maschinenfähigkeit bestätigt den einwandfreien Zustand der Anlagen als Fundament, um Zielsetzungen im Bereich Bestückgenauigkeit oder Bestückleistung überhaupt erreichen zu können. Aus Sicht von Kunden und Marketing: Eine explizite Zertifizierung auf Basis von Verifizierungen dient als Beleg für die Qualität der Anlagen und der Managementprozesse des Elektronikfertigers. In vielen Branchen gehören regelmäßige Zertifizierungen und Maschinenfähigkeitsnachweise zu den Grundanforderungen der Kunden für die Vergabe von Fertigungsaufträgen. Aus Sicht des Instandhaltungsmanagements: Die Verifizierung kann als Baustein für die Kontrolle der Instandhaltungsprozesse dienen. Bei der Verifizierung ist zu beachten: Für die Bestückgenauigkeit und Bestückqualität in der Elektronikfertigung spielen nicht allein die SIPLACE Bestückautomaten eine entscheidende Rolle auch andere zentrale Komponenten wie Visionsysteme und Feeder bedürfen einer regelmäßigen Verifizierung und Kalibrierung, um die Qualitätswerte nach EN ISO 9001 für die Gesamtplattform sicherzustellen und transparent zu beleben. 14

15 Die Verifizierung von Komponenten und Maschinen ist daher ein zentraler Baustein der SIPLACE Instandhaltungsphilosophie. SIPLACE definiert Aufgaben zur: SIPLACE Maschinen-Verifizierung SIPLACE Kamera-Verifizierung SIPLACE Zuführmodul-Verifizierung SIPLACE Bestückkraft-Verifizierung Wichtig dabei: Auch bei der Verifizierung können Elektronikfertiger bei SIPLACE das auf Ihre Prozesse und die Kompetenzen Ihrer Teams optimal zugeschnittene Leistungsangebot wählen. So kann die Verifizierung extern durch SIPLACE Servicetechniker im Rahmen der SIPLACE Engineering Services erfolgen (oftmals ist die externe Verifizierung/Zertifizierung auch eine Anforderung von Auftraggebern des Elektronikfertigers) oder der Kunde erwirbt über das Angebot SIPLACE Capability Transfer das notwendige Wissen und die erforderlichen Spezialtools. SIPLACE Maschinen-Verifizierung (Maschinenfähigkeitsnachweis En ISO 9001) Die Verifizierung der SIPLACE Bestückautomaten kann auf zwei verschiedene Arten erfolgen: Externe Verifizierung der SIPLACE Maschinen: Hierbei erfolgt die Verifizierung durch Messungen eines externen Messautomaten außerhalb des SIPLACE Bestückautomaten und durch SIPLACE Servicetechniker Interne Verifizierung der SIPLACE Maschinen: Hier wird die Messung über die im SIPLACE Bestückautomaten befindlichen digitalen und analogen Kamerasysteme durchgeführt. Die Verifizierung kann durch Techniker des Kunden oder durch SIPLACE Servicetechniker erfolgen. Unabhängig ob extern oder intern: Beide SIPLACE Verifizierungsverfahren beruhen auf dem gleichen Messprinzip: Der SIPLACE Bestückautomat bestückt abhängig von den installierten Bestückköpfen eine mit Referenzmarken versehene Glasrasterplatte mit speziellen hochgenauen Glasbausteinen oder Cerampads. Die Position der bestückten Bauelemente wird optisch im Bezug auf die auf der Glasrasterplatte aufgebrachten Referenzmarken vermessen. Das Messverfahren ist dabei relativ und nicht absolut. Bei der Auswertung der Abweichungen der Referenzmarken auf den Glasbausteinen bzw. der Lage der Cerampads zu den Referenzmarken der Glasrasterplatte werden die X- und Y-Koordinaten der durchschnittlichen Abweichung ebenso berücksichtigt wie die Abweichung des Drehwinkels. Die Werte werden protokolliert und die Abweichungen in den Maschinendaten korrigiert. Aus den Messergebnissen wird der CmK- Wert des einzelnen Automaten ermittelt und dadurch die Maschinenfähigkeit nachgewiesen und nach EN ISO 9001 protokolliert. 15

16 Vision Systeme: Schon kleine Veränderungen der Beleuchtungseinstellungen zeigen große Wirkung. SIPLACE Kamera-Verifizierung Für die Produktivität in der Elektronikfertigung spielen die Visionsysteme der SIPLACE Bestückautomaten eine ganz entscheidende Rolle. Die vorrangigen Aufgaben der digitalen und analogen Visionsysteme in den SIPLACE Bestückautomaten sind: die Positionsbestimmung der Leiterplatten die Bestimmung der Bauteilequalität die lagegerechte Bauteilpositionierung weitere Aufgaben wie beispielsweise Inkpunkt- und Barcodeerkennung sowie Aufgaben bei der Kalibrierung von SIPLACE Bestückautomaten. Die Summe und Komplexität dieser Aufgaben stellen stetig steigende Anforderungen an die optischen Systeme. Das einwandfreie Funktionieren und die optimalen Einstellungen dieser Systeme sind daher eminent wichtig. Insbesondere um unnötigen Bauteil ID-Fehlern und daraus resultierenden Maschinenstillständen vorbeugen zu können, müssen die digitalen oder analogen Visionsysteme innerhalb ihrer Spezifikation arbeiten. Wird in einer Elektronikfertigung eine zentrale Datenhaltung für die Bestückprogramme eingesetzt (beispielsweise SIPLACE EDM), ist es zudem fundamental wichtig, dass alle Visionsysteme neue wie auch seit längerem im Produktionsumfeld befindliche Kameras eine gleiche bzw. die spezifizierte Beleuchtungsstärke aufweisen und somit identische Ergebnisse liefern. Sichergestellt werden kann dies durch eine turnusmäßige SIPLACE Kamera-Verifizierung. Hierzu wird jährlich falls aus internen oder externen Anforderungen erforderlich, auch in kürzeren Zyklen eine Kalibrierung der digitalen und analogen Kamerasysteme vorgenommen. Dabei werden verschiedene Weißnormale für die automatische Kalibrierung der Visionsysteme eingesetzt. Die Korrektur der Kameraparameter erfolgt automatisch in den Maschinendaten bzw. direkt auf einem Kamera E-prom. Das Ergebnis: Durch die regelmäßigen Verifizierung der Kamerasysteme wird teuren Abwürfen und unnötigen Stillständen durch ID-Fehler bei Bauelementen, Ink-Punkten und Barcodes vorgebeugt. SIPLACE Zuführmodul-Verifizierung Die dritte wichtige Komponente für die Verifizierung sind die SIPLACE Zuführmodule (X-Förderer/S-Förderer), die mit ihrer hoch- 16

17 Hochpäzise: SIPLACE Feeder und SIPLACE Bestückköpfe wertigen, extremen präzisen Technik selbst kleine Maschinen und Subsysteme darstellen. Wie die SIPLACE Bestückautomaten müssen daher auch die SIPLACE Zuführmodule regelmäßig auf ihre Leistungsfähigkeit und Genauigkeit überprüft werden. Für diese Aufgaben haben die SIPLACE Servicespezialisten eine Reihe von Verifizierungstools entwickelt: SIPLACE S-Feeder Bei diesen Zuführmodulen für viele Generationen der SIPLACE X-Bestückautomaten werden dabei Abhol- bzw. Positioniergenauigkeit der Förderer optisch vermessen. SIPLACE X-Feeder Die hochmodernen Zuführmodule für die neuen digitalen SIPLACE Bestückautomaten werden elektrisch auf Funktion überprüft und die Positioniergenauigkeit der einzelnen Abholpositionen automatisch ermittelt. Bestückkopf-/Bestückkraft-Verifizierung Als letzte wichtige Komponente muss die Bestückkraft-Verifizierung aufgeführt werden. Diese wird besonders wichtig bei extrem dünnen und empfindlichen Bauelementen. Bei der Bestückkraft-Verifizierung wird ein kabelloses Kraftmesstool in den Automaten gefahren, anschließend erfolgt eine Trockenbestückung ohne Bauelemente auf die integrierten Messsensoren. Das im Messtool integrierte Oszilloskop zeichnet die gemessenen Daten auf einer Secure Digital Memory Card (SD-Karte) auf. Anschließend kann die Auswertung der Daten über Windows Excel erfolgen. Die Daten können für das Qualitäts- und Instandhaltungsmanagement oder für den Kunden gespeichert und archiviert werden. 8 Std. 1 Std. Verifizierung Verifikation Maschinen & Kameras & Förderer Minor Maintenance Maschinen und Bestückköpfe Minor Maintenance Maschinen und Bestückköpfe Anderes Linienzubehör, z. B. SMD-Ofen Jährlich durch Bedienpersonal oder Instandhaltungstechniker 17

18 Kontrollierende Instandhaltung Zusätzlich zu den regelmäßigen präventiven Instandhaltungsaufgaben empfiehlt es sich, für ein professionelles Instandhaltungsmanagement eine weitere regelmäßige Kontrolle der SIPLACE Bestückautomaten im Rahmen eines Predictive-Checks durch die Spezialisten des SIPLACE Services durchführen zu lassen. Im Rahmen des Predictive-Checks werden weitere Komponenten geprüft, die bei den präventiven Instandhaltungsmaßnahmen nicht berücksichtigt werden. Beim Predictive-Check wird der Zustand der SIPLACE Bestückautomaten begutachtet und analysiert. Dieser Prozess wird in zwei Hauptaufgaben unterteilt: Maschineninspektion Maschinenanalyse Die Cost-of-Ownership (CoO) sinkt: Statt bei ungeplanten Ausfällen teure Troubleshooting-Maßnahmen (Eilsendungen etc.) zu zahlen, kann über Kauf und Ersatz von Verschleißteilen geplant und damit kostengünstig entschieden werden. Der Wert von Anlagen und Maschinen bleibt erhalten: Der Nachweis regelmäßiger Inspektio nen erhöht denwiederverkaufswert der SIPLACE Bestückautomaten. Die Ergebnisse von Maschineninspektion und der Maschinenanalyse werden den Kunden präsentiert und ggf. wird gemeinsam mit ihnen ein konkreter Maßnahmenkatalog zur Vorbeugung von verschleißbedingten Störungen erarbeitet. Durch diese Arbeiten wird drohenden, verschleißbedingten Ausfällen an wichtigen Maschinenbestandteilen vorgebeugt. Damit hat diese regelmäßige Automateninspektion und -analyse erhebliche Vorteile für die Elektronikfertigung: Die Verfügbarkeit der SIPLACE Bestückautomaten wird maximiert: Aufwendige, ungeplante Maschinen- und Linienstillstände werden weiter reduziert. Auch ältere Bestückautomaten arbeiten nachweislich im Rahmen der Spezifikationen von neuen Maschinen: Bestückqualität und Produktivität von Maschinen und Anlagen bleiben hoch. 18

19 Fazit: Maintenance ist eine Investition in die Prozessqualität Das in dieser Broschüre genannte Praxisbeispiel zeigt nur in harten Zahlen, was Erfahrung den Verantwortlichen in der Elektronikfertigung längst gelehrt hat: Wer seine Bestückplattformen und SMT-Linien professionell wartet und deren Funktionstüchtigkeit regelmäßig verifiziert, investiert in Prozessqualität. Wartungsarbeiten und Instandhaltung lassen sich professionell steuern und in ihrer Effizienz optimieren ungeplante Ausfälle in der Fertigung oder mangelnde Sicherheit der SMT-Prozesse kommen dagegen immer ungelegen. Instandhaltungsmanagement spart Geld ein hektisches Troubleshooting dagegen treibt Kosten und die einhergehenden Qualitätsprobleme und Lieferverzögerungen verärgern im schlimmsten Falle Ihre Kunden. Der SIPLACE Service bietet ein auf die Belange der modernen Elektronikfertigung abgestimmtes Leistungspaket von Hilfen, Trainings, Dienstleistungen und Tools. Die modernen SIPLACE Bestückplattformen sind wartungsfreundlich ausgelegt, alle Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten lassen sich problemlos mit den Belangen der Fertigung vereinbaren. Professionell geplant sind keine zusätzlichen Stillstandszeiten in der Fertigung erforderlich, um systematische Wartungs-, Verifizierungs- und Zertifizierungsarbeiten bewältigen zu können. Unsere Empfehlung: Sprechen Sie mit dem SIPLACE Service, wie sich Wartungs- und Instandhaltungsprozesse in Ihrem Unternehmen weiter optimieren lassen. SIPLACE ist der Equipment-Hersteller, der Ihnen dabei die nicht nur professionelle Hilfe, sondern auch alle Freiheiten bietet: Sie können klassisch auf SIPLACE Service techniker vertrauen, Sie können Ihre eigenen Mitarbeiter für die Instandhaltung qualifizieren und ausrüsten oder Sie können die Arbeiten und Aufgaben anforderungsgerecht zwischen internen und externen Teams aufteilen. Mit SIPLACE als Partner hat Ihr Unternehmen beim Instandhaltungsmanagement alle Freiheiten doch wichtig ist: Es gibt nichts Gutes, außer man tut es. 19

20 SIPLACE headquarters ASM Assembly Systems GmbH & Co. KG Rupert-Mayer-Straße München Deutschland Tel.: Fax: SIPLACE South Asia ASM Assembly Systems Singapore Pte Ltd 2 Corporation Road #01-03 Corporation Place Singapore Tel.: Fax: siplace.sg@asmpt.com SIPLACE China ASM Assembly Systems Ltd 138, Pu Dong Avenue, Pu Dong New Area Shanghai China Tel.: Fax: info.china@asmpt.com SIPLACE Americas ASM Assembly Systems, LLC 3975 Lakefield Court Suite 106 Suwanee, GA Tel.: Fax: easales.sea@asmpt.com SIPLACE South West Europe ASM Assembly Systems SAS ZAC Parc Gustave Eiffel 6 avenue Gutenberg Bussy Saint Georges France Tel.: Fax: marketing.siplace.fr@asmpt.com SIPLACE Central Eastern Europe ASM (Assembly Systems) GmbH & Co KG Kürschnergasse Vienna Austria Tel.: Fax: siplace.cee.at@asmpt.com SIPLACE north West Europe ASM Assembly Systems AB Sofielundsvägen Sollentuna Sweden Tel.: Fax: siplace.se@asmpt.com Ausgabe 1/ Änderungen vorbehalten Bestell-Nr.: A10011-ASM-A70 Gedruckt in Deutschland ASM Assembly Systems GmbH & Co. KG Die Informationen in dieser Broschüre enthalten lediglich allgemeine Beschreibungen bzw. Leistungsmerkmale, welche im konkreten Anwendungsfall nicht immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch Weiterentwicklung der Produkte ändern können. Die gewünschten Leistungsmerkmale sind nur dann verbindlich, wenn sie bei Vertragsschluss ausdrücklich vereinbart werden. Alle Erzeugnisbezeichnungen können Marken oder Erzeugnisnamen der ASM Assembly Systems GmbH & Co. KG oder anderer, zuliefernder Unternehmen sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann.