1. Digitale Produktion bei Prettl Electronics GmbH
Prettl Electronics GmbH ist weltweit agierender Fertigungsdienstleister für maßgeschneiderte elektronische Baugruppen. Das international tätige Unternehmen mit sechs Standorten setzt sich fortwährend für die Erweiterung und Verbesserung ihrer Fertigungstechnologien ein – so auch an ihrem Standort in Radeberg, Sachsen.
Hier produziert der Elektronikdienstleister individuelle Elektronikbaugruppen für neun verschiedene Branchen: von Medizin- und Bahntechnik über Automobil bis hin zur Luftfahrt.
Ein bedeutsamer Schritt in Richtung Innovation erfolgte im Jahr 2020 durch die Integration des Werkerassistenzsystems Der Schlaue Klaus in die manuelle Leiterplattenfertigung.
Seit der Einführung des ersten Werkerassistenzsystems vor drei Jahren hat sich die Anzahl der operativen Systeme für die Leiterplattenbestückung auf insgesamt 13 Stationen erhöht. Heute ist Der Schlaue Klaus essenziell für die PCB-Produktion von Prettl Electronics GmbH.
Die Integration hat nicht nur die manuelle Bestückung von Leiterplatten verändert, sondern markiert auch den Anfang einer umfassenden digitalen Transformation im Herstellungsprozess.
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Von 1500 PPM zu einer Null-Fehler Produktion: Die Erfolgsstory der Gebrüder Schwarz GmbH
Die Fehlerquote der Gebr. Schwarz liegt heute bei 0 PPM. Dank des Werkerassistenzsystems Der Schlaue Klaus ist die Produktion heute fehlerfrei. "Von 1500 PPM zu einer Null-Fehler Produktion: Die Erfolgsstory der Gebrüder Schwarz GmbH" weiterlesen...
Durch die Digitalisierung des Schlauen Klaus wurde die Linie schlanker und die Planung einfacher. Die Nachverfolgung ist immer gegeben, die Logistik wird besser und unproduktive und lästige weite Laufwege entfallen.
– Albrecht Decker, PCB-Bestücker und System-Betreuer
Die Erfolge seit der Implementierung des Schlauen Klaus sind vielzählig:
- Schlankere Fertigungslinien
- Effizientere Abläufe
- Optimierte Logistik
- Entlastete Mitarbeitende
- Reduzierung des Fachkräftemangels
- Beispiellose Rückverfolgbarkeit von Bauteilen und Produkten
2. Smarte Anlagenverkettung für effizienten PCB-Prozess
Sechs dieser SK-Systeme sind mit der Liniensteuerung und dem Produktionssystem verbunden. Das ermöglicht eine transparente Vollautomatisierung im Hinblick auf Auftragsbuchung, Transport und Wellenlötvorgang. In dieser digitalen Verkettungsform unterstützt Der Schlaue Klaus den gesamten Bestückungsprozess.
Für die neuen Arbeitsplätze zur Leiterplattenbestückung waren lediglich eine LED-Beleuchtung mit Kamera, ein Kontroll- und Touch-Monitor, sowie der Hochleistungs-PC mit der SK-Software erforderlich. Für zusätzliche Präzision wurden die Arbeitsplätze durch Pan-Tilt Kameras und Projektoren erweitert.
Da sich das Werkerassistenzsystems dank seines modularen Aufbaus mühelos in vorhandene Arbeitsplätze integrieren lässt gestaltete sich der Ausbau Anlagenverkettung ganz unkompliziert. Diese Handarbeitsplätze können jederzeit mit weiterer Infrastruktur erweitert und verbunden werden.
So läuft der volldigitalisierte Prozess der Leiterplattenbestückung:
- Der Mitarbeitende startet den Prozess, indem er das Auftragsbegleitdokument scannt.
- Der Schlaue Klaus identifiziert das Produkt und den zugehörigen Arbeitsablauf. So werden die Mitarbeitenden schrittweise durch den Bestückprozess geführt.
- Nach erfolgreicher Bestückung werden die Leiterplatten per Knopfdruck über ein Förderband auf den Weg zur Wellenlötanlage geschickt.
- Die Lötrahmen sind mit RFID-Tags ausgestattet, wodurch die Produktionssteuerung genau weiß, welche Produkte an welcher Station gefertigt wurden.
- Nach dem Wellenlöten werden sie automatisch dorthin zurücktransportiert.
- Dank der RFID-Technologie finden die Leiterplatten ausnahmslos den Ausgangspunkt zum richtigen Schlauen Klaus-System.
- Schließlich werden die gelöteten Platinen aus dem Lötrahmen entnommen und für die Weiterverarbeitung gelagert.
- Die nun leeren Lötrahmen werden direkt mit neuen Produkten belegt und der Prozess der fehlerfreien Bestückung mit dem Schlauen Klaus beginnt von vorne.
Dieser automatisierte Ablauf gewährleistet eine äußerst effiziente Bestückung, Lötung und Transport der Leiterplatten – von Anfang bis Ende. Die permanente Qualitätsprüfung des Werkerassistenzsystems und die 100%ige Rückverfolgbarkeit sichern die Qualität der bestückten Leiterplatten.
3. Erfolg beim Bestückungsprozess und Reduzierung des Fachkräftemangels
Prettl Electronics GmbH bestückt ein breites Spektrum an Produkten, mit unterschiedlichsten Anforderungen. Von Heimautomatisierungslösungen bis hin zu komplexer Leistungselektronik.
Albrecht Decker, PCB-Bestücker und System-Betreuer, erklärt: "Da ist es schwierig fehlerfrei zu arbeiten, ohne das System (…). Bei Baugruppen mit 80 THT-Bauteilen ist der SK eine enorme Erleichterung, besonders bei der korrekten Polung der Elkos. Der SK ist ein wichtiges System zur Fehlervermeidung – ich würde das in jeder Fertigung einsetzen."
Die permanente optische Live-Prüfung und sofortige Fehleranzeige ermöglicht den Mitarbeitenden eine effiziente Fehlerkorrektur und verbessert den Arbeitsfluss. Janett Winkler, Arbeitsvorbereitung und System-Betreuerin bei Prettl, betont: "Zusammen mit der geführten Bestückung und der Projektion auf den Leiterplatten ist es eine sehr komfortable Arbeitsweise." Sie erklärt weiter, dass sie weniger Konzentration benötigt und dadurch die Arbeitsbelastung reduziert wird, was zu gesteigerter Effizienz führt. „Am Ende des Tages gibt es ein gutes Gefühl, weil man die Gewissheit hat, keine Fehler gemacht zu haben.“
Seitdem wir den Schlauen Klaus bei uns haben, haben wir wesentlich weniger Nacharbeit. Fehler sind kaum noch da. Serienfehler sind ausgeschlossen.
– Janett Winkler, Arbeitsvorbereitung
Ich kann selbst einen ungelernten Mitarbeitenden dransetzen und dann ist das System selbsterklärend. Er kann den ganzen Tag daran arbeiten, ohne nur einen Fehler.
– Janett Winkler, Arbeitsvorbereitung
In Radeberg schafft Der Schlaue Klaus neue Perspektiven, um trotz des anhaltenden Fachkräftemangels auf dem Arbeitsmarkt die Mitarbeitenden effizient und produktiv einzusetzen. Mithilfe der benutzerfreundlichen Erklärungen und interaktiven Anleitungen des Werkerassistenzsystems können selbst Mitarbeitende mit unterschiedlichen Qualifikationen effektiv und fehlerfrei arbeiten.
Bei Prettl Electronics werden alle digitalen Daten vom Werkerassistenzsystem gesammelt und global abgespeichert. Erst durch diese Digitalisierung wird eine 100%ige Traceability möglich. Infolgedessen können Produktionsprozesse kontinuierlich optimiert und Fehler bzw. Probleme (sollten sie doch einmal entstehen) behoben und zukünftig einfacher vermieden werden.
Im Interview erzählt Herr Decker, welch eine enorme Zeit Einsparung sich daraus ergibt, da die Prozesse und Daten nun automatisch digital erfasst und aufbereitet werden. „Das erspart viele manuelle Arbeitsaufwände in der Protokollierung, aber auch Laufwege durch die Anlage“.
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4. Erweiterungen für maximale Effizienz: Pan-Tilt Kamera und Projektor
Die Arbeitsplätze wurden mit zwei innovativen Modulerweiterungen ausgestattet, welche für die hochpräzise Arbeit in der THT-Bestückung bestens ausgelegt sind: Der Projektor und die Pan-Tilt Kamera, die seit 2023 verfügbar sind.
Insbesondere in der Durchsteckmontage, die hochpräzise Aufgaben und eine hohe Variantenvielfalt mit sich bringt, erleichtern diese Add-ons die Arbeitsprozesse.
Der Projektor markiert den aktuellen Arbeitsschritt oder Fehler direkt auf den Leiterplatten. Die Augmented-Reality-Projektion auf dem Produkt zeigt genau, wo und wie die Bauteile platziert werden müssen. Darüber hinaus können gleichzeitig mehrere Hinweise/Anweisungen projiziert werden, was schnellere und parallele Arbeitsabläufe ermöglicht. Anweisungen in Form von Bildern, Videos oder Zeichnungen auf dem Kontrollmonitor sorgen für zusätzliche Klarheit und Verständlichkeit.
Die Pan-Tilt Kamera übernimmt eine zentrale Funktion bei der Inspektion von kleinen Bauteilen sowie beim automatischen Lesen von gelaserten Matrixcodes in der PCB-Bestückung.
Dank der Genauigkeit der Kamera werden sogar Polungs- oder Fehlstellungsfehler erkannt und vor dem Löten korrigiert.
Mit ihrem automatischen Fokus und der Steuerung über zwei Achsen ist die Pan-Tilt in der Lage, selbst kleinste Bauteile auf großen Platinen zu erfassen. Dadurch wird die Arbeit der Mitarbeitenden erleichtert und der Montageprozess bleibt kontinuierlich und unterbrechungsfrei.
5. Die „Rezepterstellung“: Mehrfachnutzen und offline Funktion
Wie funktioniert die technische Konfiguration, die dem System ermöglicht, die Qualität der PCB-Bestückung zu gewährleisten?
Vor dem eigentlichen Bestückungsprozess erfolgt die „Rezepterstellung“, was den Prozess der Vorabkonfiguration beschreibt.
Bei der Rezepterstellung werden alle Schritte und Merkmale festgelegt, die später bei der Baugruppenbestückung geprüft werden, sowie die dafür relevanten Parameter bestimmt.
Im gleichen Schritt können passende Bilder und Videos hochgeladen werden, die später als visuelle Anleitungen für die Bestückung dienen. Diese visuellen Hilfestellungen sind entscheidend, um den Mitarbeitenden im Bestückungsprozess klare und präzise Anweisungen zu geben.
Hinweis: Im Video wird von einer „Programmierung“ gesprochen. Die Rezepterstellung erfordert keine spezifischen Programmierkenntnisse und steht nicht im Zusammenhang mit dem herkömmlichen Software-Coding.
Einen deutlichen Vorteil bietet die Mehrfachnutzen-Funktion. Damit können eingelernte Daten von einer Platine auf mehrere Nester angewandt werden. Anstatt jede Baugruppe separat zu konfigurieren, können Anleitungen auf mehrere Baugruppen übertragen werden. Dies führt zu erheblichen Zeitersparnissen und reduziert den Konfigurationsaufwand wesentlich, so Albrecht Decker, der den Schlauen Klaus als System-Konfigurator betreut.
Die Erstellung eines Rezepts kann sowohl online, also in Echtzeit und direkt in der Linie, als auch offline, abseits der eigentlichen Produktionsstätte, erfolgen. Die Konfiguration kann mit entsprechendem Bildmaterial an einem Büroarbeitsplatz durchgeführt und dann über das Netzwerk auf die Arbeitsplätze verteilt werden. Sie ist also Zeit- und Ortsunabhängig.
Nachdem ein Rezept fertig erstellt wurde, kann es ganz einfach auf die jeweiligen Werkerassistenzsysteme kopiert werden. Neue Baugruppen können unmittelbar mit dem erstellten Rezept in die Produktion starten und Änderungen sind sofort gültig.
Die Funktion spart enorm viel Zeit, da nur eine Baugruppe programmiert werden muss und der SK diese dann auf andere hochrechnet.
– Albrecht Decker, PCB-Bestücker und System-Betreuer
6. Zukunftsausblick: Maximale Qualität mit digitalem IO-Modul
In naher Zukunft plant Prettl Electronics eine verstärkte Integration automatisierter Prozesse in der Fertigung.
Ein geplantes Beispiel ist die Erweiterung um digitale IO-Module.
Das sieht wie folgt aus: Sobald die Bestückung einer Leiterplatte abgeschlossen ist und vom System auf Ok geprüft wurde, erfolgt eine Entriegelung der Leiterplatte.
Diese Automatisierung stellt sicher, dass Leiterplatten nicht mit Fehlern zum Löten geschickt werden. So erreichen ausschließlich geprüfte und fehlerfreie Baugruppen den nächsten Produktionsabschnitt und eine 100 % Prüfung wird möglich.
Dieser standardisierte Prozess gewährleistet die Einhaltung hoher Qualitätsstandards und erhöht die Sicherheit sowie die Zuverlässigkeit im gesamten Fertigungsablauf. Ein weiterer Aspekt sind die eingesparten Ressourcen durch das Vermeiden von Ausschuss. Das Werkerassistenzsystem unterstützt Prettl somit bei ihrem GoZero Vorhaben, um CO₂-Neutralität zu erreichen.
Prettl Electronics GmbH lebt Digitalisierung. Der Elektronik-Produzent setzt den Schlauen Klaus ein, um die Fertigung auf ein neues Niveau zu heben. Die Implementierung der 13 Werkerassistenzsysteme hat zu schlankeren Produktionslinien, einer akribischen Qualitätssicherung und einer unübertroffenen Rückverfolgbarkeit geführt.
Durch die volldigitale Integration von sechs SK-Systemen an der Linie und weiteren an Einzelarbeitsplätzen gewährleistet das Unternehmen nicht nur eine präzise Leiterplattenbestückung, sondern entlastet auch seine Mitarbeitenden.
Prettl Electronics demonstriert mit ihrer anhaltenden Skalierung und Mitentwicklung an den Erneuerungen des Schlauen Klaus nicht nur Innovationsgeist für die Digitalisierung der eigenen Produktion, sondern steht auch für konstante Exzellenz – alles im Dienste höchster Kundenzufriedenheit.
Durchstarten mit dem Schlauen Klaus
Erfolgsgeschichten von Kunden
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