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White paper

Elektronikfertigung: Simulation von Systembaugruppen

Wie können Unternehmen im Bereich der Elektronikfertigung Nutzen aus der Industrie 4.0, der intelligenten Fertigung und der Fertigungssimulationssoftware ziehen?


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Mit Hilfe von Industrie 4.0 und Simulationswerkzeugen können Unternehmen der Elektronikfertigung ein hohes Maß an Abweichungen verarbeiten, Chargengrößen kontinuierlich verkleinern und Fluktuationen im Auftragsvolumen, die immer schwerer vorherzusagen sind, bewältigen. Der Begriff „Simulation“ steht für eine computerbasierte Modellierung des Vorgangs eines realen Prozesses oder Systems im Zeitablauf. Mit dieser Definition im Hinterkopf leuchtet schnell ein, warum Simulation in Engineering- und Industrieunternehmen allgegenwärtig ist: Es wird ein realer Prozess oder ein reales System imitiert, mit dem Experten den entsprechenden Prozess oder das System in einer kontrollierten Umgebung untersuchen können. Wie können wir die Fertigungssimulation zur Optimierung der Fertigung elektronischer Baugruppen einsetzen?

Optimieren Sie die Produktion – Prozessoptimierung in der Fertigung

Dieses White Paper erläutert die Entwicklung und Implementierung verschiedener Anwendungsfälle der Fertigungssimulation in einem Werk für elektronische Baugruppen in Nanjing, China. Das Werk verfügt über sechs SMT-Linien (Surface Mount Lines), ein großes Produktsortiment mit vielen Varianten sowie Massenfertigung. Es verfügt auch über ICT- (Integrated Circuit) und Systemtests, manuelle Montagestraßen, Softwareladestationen, Box Build-Zellen, Verpackung und Etikettierung, Verschiffung und After Market-Services sowie Reparaturwerkstätten. Dieses Werk ist ideal, um die Wirksamkeit der Fertigungssimulation zur Optimierung der Produktion in der Elektronikfertigungsumgebung zu testen.

Wir analysieren: Anwendungsfälle, den gewählten Ansatz, KPIs (die zur Überwachung des Fortschritts verwendet werden), Änderungen, die an der Produktion vorgenommen werden sowie die Ergebnisse der theoretischen Simulation im Vergleich zu den tatsächlichen Werten. Wir erläutern auch, wie der digitale Zwilling der Fabrik und der Prozesse in zusätzlichen Anwendungsfällen, wie z. B. der Absatzplanung und der Validierung von Schätzungen, eingesetzt werden kann. Abschließend veröffentlichen wir die Ergebnisse, um zu verdeutlichen, wie andere Fabriken die Vorteile der Prozessoptimierung in der Fertigung nutzen. Ziel ist es, durch Simulation und Optimierung des Durchsatzes und der Kosten Fortschritte bei der Digitalisierung zu erzielen.

Was versteht man unter der Fertigung elektronischer Baugruppen?

Die Fertigung elektronischer Baugruppen erfolgt nach dem gleichen Prinzip, wie es viele andere diskrete Industrien nutzen. Allerdings ist es für Elektronikhersteller besonders wichtig, ihre Produkte schnell auf den Markt zu bringen, damit sie die sehr kleinen Gewinnmargen nutzen können. Mit Hilfe der Simulation in der Fertigung können Unternehmen Fertigungsengpässe und Möglichkeiten für die Leistungssteigerung und Kosteneinsparung ermitteln, wie beispielsweise die Optimierung der direkten oder indirekten Arbeit. Dazu zählt auch das Verwalten der Bestände und Validieren der erwarteten Leistung von neuen oder bestehenden Produktionslinien und -anlagen. Durch das Implementieren von Fertigungssimulationslösungen finden Hersteller Antworten auf Fragen wie: Wie stark würde sich der Durchsatz durch eine Sonderschicht oder eine zusätzliche Ressource erhöhen? Welche Leistungssteigerung könnten Sie durch zusätzliche Zellen oder Stationen erzielen? Habe ich die bestmögliche Materialanlieferung für Station X oder Linie Y gewählt?

Softwarelösungen für die Fertigungssimulation

Die meisten Fabriksimulationen werden in der Elektronikfertigung mit einer Kombination aus Modellen der Tabellenkalkulationssoftware von Microsoft Excel und anderer Software durchgeführt. So kann die Komplexität bei der Berechnung eines dynamischen Systems, was zur Einschränkung der Untersuchung möglicher Szenarien führt, bewältigt werden. Durch den Einsatz von Softwarelösungen für die Fertigungssimulation können Hersteller schnell alternative Strategien (Szenarien) festlegen, die auf einfache Weise entwickelt und getestet werden können, wie: 1) die Simulation der Leistung von Schwalllötmaschinen 2) die Simulation des Materialflusses 3) die Roboter-Automatisierung der UV-Beschichtung

Die für die Schwalllötmaschinen entwickelten und getesteten Modelle beispielsweise können jetzt in der Produktionsplanung und für Prognosen sowie bei täglichen Sitzungen verwendet werden.