Bei Ziehl-Abegg in Künzelsau werden die Leiterplatten-Bestückerinnen für EC-Motoren und -Ventilatoren von einem intelligenten Arbeitstisch unterstützt. Der „Schlaue Klaus“ – so wird das System von Optimum Datamanagement Solutions genannt – ist durch seine Industriekameras ein aufmerksamer und zuverlässiger Beobachter, dem nichts entgeht. Dementsprechend erscheint auf seinem Bildschirm auch ein freundlicher Smiley sowie eine Bestätigung in Textform, wenn eine Leiterplatte richtig bestückt wurde. So nimmt der mitdenkende Arbeitstisch beispielsweise der Bestückerin Miroslawa Schneider den Druck bei der Arbeit, und die Sorge, dass sich vielleicht doch einmal ein Fehler einschleicht. „Das System gibt einfach Sicherheit. Ich arbeite viel konzentrierter und auch schneller. Zudem tut das Lob für die eigene Arbeit gut.“, erklärt sie und bestückt die nächste Platte.
Aufbau und Funktion des intelligenten Arbeitstisches
Der Schlaue Klaus ist modular aufgebaut und besteht aus einem hochauflösenden HD-Touchscreen mit 21,5 Zoll, einer oder mehreren USB-3.0-Industriekameras mit Halbzoll-Sensoren sowie einer extrem hohen Auflösung bis zu 18 Megapixel, energieeffizienten LED-Panels mit einer Lichtstärke bis zu 2000 Lux sowie einem 4 Ghz Hochleistungsrechner einschließlich bis zu zwei integrierten Gigabit-Netzwerkadaptern. Für den Praxisalltag hat Optimum sechs Varianten vorkonfiguriert: Warenein- und -ausgang, Identifizierung, Kommissionierung, Endkontrolle und Montage. Ergänzend dazu bietet das Unternehmen Add-ons zur Variantensteuerung, Versionierung, Protokollierung und für den Support. Für spezielle Anwendungen ist außerdem eine breite Auswahl an Zubehör vom Barcodeleser über RFID-Leser bis hin zum elektrischen Messgerät oder Drehmomentschlüssel vorhanden. Dabei ist der Aufbau nahezu wartungsfrei. Lediglich die Kameras und Bildschirme müssen von Zeit zu Zeit nachjustiert werden.
Das Herz des Arbeitstisches ist allerdings die durch eine intelligente Datenbank gestützte Bildverarbeitungssoftware. Diese zerlegt Kundenprozesse in Teilschritte, überprüft deren richtige Abfolge und schlägt sowohl akustisch als auch visuell Alarm, wenn sie unkorrekt ausgeführt werden. Die Software kommuniziert mit den Kundensystemen und ist in der Lage, jeden Schritt lückenlos zu protokollieren sowie zu dokumentieren. „Rückrufaktionen, teure Reklamationen oder Nachsendungen von fehlenden Teilen gehören damit der Vergangenheit an“, erklärt Wolfgang Mahanty, Geschäftsführer bei Optimum Datamanagement Solutins. Die gesammelten Daten können Kunden nutzen, um Abläufe weiter zu optimieren oder auf andere Abläufe zu übertragen.
Kommunikation zwischen Mensch und Computer
Über die Auftragsnummer erhält der intelligente Arbeitstisch alle erforderlichen Daten für die Leiterplattenbestückung aus der firmeninternen Datenbank. Damit leitet er per Monitor den Mitarbeiter an, schaut ihm über die Schulter, verfolgt jeden Arbeitsschritt quasi nach dem Vier-Augen-Prinzip und bestätigt, wenn der Arbeitsvorgang fehlerfrei erfüllt ist. „Es erfolgt eine Kommunikation zwischen Mensch und Computer. Der Mensch agiert und der Computer gibt grünes Licht, wenn die Aktion richtig war. Fehler werden sofort erkannt und der Mitarbeiter wird unmittelbar aufgefordert, zu korrigieren. Erst dann geht es weiter “, erläutert Mahanty. Zudem sieht er in dem System eine Industrie-4.0-Lösung in Reinkultur: „Der Schlaue Klaus weiß, was ist, kennt die komplexen Prozesse einer Fertigung, leitet diese an und gleicht ab, ob sie richtig ausgeführt sind.“ Als Spezialist für industrielle Bildverarbeitung und intelligente Datenbanksysteme hat Optimum das Assistenzsystem darüber hinaus so mit Schnittstellen ausgestattet, dass es mit anderen Software-Systemen der Kunden kommunizieren kann. Dies erlaubt eine schnelle Integration in den Produktionsprozess sowie einen einfachen Datenaustausch mit den Systemen.
Gewinnbringender Nebeneffekt
Vor der Integration des Schlauen Klaus in den Fertigungsprozess des Ventilatorenspezialisten war die Arbeit für die Mitarbeiterinnen um Vieles anspruchsvoller. „Es blieb eine ständige Ungewissheit, und wir haben bei jeder Leiterplatte nach der Bestückung noch einmal gewissenhaft drübergeschaut, ob auf der Leiterplatte auch wirklich alle Teile am richtigen Platz und in der richtigen Ausrichtung vorhanden sind“, erklärt Miroslawa Schneider. Das entfällt nun komplett. Dadurch ist die Produktivität in der Linie um rund 20 % gestiegen. Ein Nebeneffekt mit dem Produktionsleiter Hermann Mütsch ursprünglich gar nicht gerechnet hat. „Bei der Idee, in der Bestückung ein automatisiertes Inspektionssystem mit direkter Rückmeldung einzuführen, ging es vor allem um die Absicherung unseres hohen Qualitätsstandards. Dass die Mitarbeiterinnen jetzt schneller hantieren, ist ein schöner, gewinnbringender Nebeneffekt“, freut sich der Elektroingenieur.
Für den Ausbau der Leiterplattenbestückung in der Elektronikfertigung hat er nach einem System gesucht, das die manuelle Bestückung überwacht und Fehler sofort am Arbeitsplatz in Echtzeit an die arbeitende Person visualisiert zurückmeldet. Nach der ersten Demonstration des Systems hat Mütsch dann gleich sechs der intelligenten Assistenzsysteme bestellt und in eine neue Fertigungslinie integriert.
Gut in das Unternehmen eingelebt
Die unkomplizierte Einbindung des Schlauen Klaus in die Linie hat Prozessplaner Heiko Spohn überrascht. „Trotz Sonderwünschen verlief die Installation und die Anbindung an die Steuerung der Fertigungslinie sowie unsere IT-Umgebung problemlos. Ein kleines, separates Programm für die Anbindung an die zentrale Steuerung war schnell geschrieben. Optimum war da sehr kooperativ und hat die Anforderung in das Lastenheft integriert“, erklärt er. „Das System ist sehr bedienerfreundlich und lässt sich einfach programmieren“, ist auch Schichtführer und Programmierer Stefan Weiß von Ziehl-Abegg vom Schlauen Klaus überzeugt. Dabei sieht er vor allem drei Vorteile: Die Einarbeitungszeit hat sich extrem verkürzt, die Bestückungsqualität ist deutlich gestiegen und die Fehlerquote ist signifikant gesunken. Bei der Bestückung geht sie gegen Null. Wird ein Bauteil mit falscher Polarität eingesetzt oder ein Bauteil schräg eingebaut, meldet sich der Schlaue Klaus. Nun sammelt Ziehl-Abegg Erfahrungen im Alltag. „Wir wollen herausfinden, ob es noch Schwachstellen gibt. Bei der Ergonomie beispielsweise oder der Beleuchtung“, sagt Hermann Mütsch. ik
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