Maximales Produktionsresultat dank Design for eXcellence
Design for eXcellence (DfX) bringt einen großen Mehrwert für Auftraggeber. Bei VDL TBP Electronics ist diese Herangehensweise in die Early Supplier Involvement integriert. Indem man in einem frühen Stadium Einfluss auf den Entwurf einer Printed Circuit Board Assembly (PCBA) hat, erreicht das Unternehmen die höchste Produktionskapazität und Produktzuverlässigkeit, vollständige Maßarbeit, maximale Lieferungsflexibilität und die niedrigsten Gesamtkosten. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn Auftraggeber alle Phasen einsetzen.
‘Die Fehlerbehebung ist mit Kosten verbunden, die sich in jedem folgenden Prozessschritt um das zehnfache erhöhen’, erklärt Steven Van Hout von VDL TBP Electronics. Er ist Manager Test-Engineering, Electronics Test Development. ‘Außerdem können Fehler die Qualität (Lebensdauer) des Produkts beeinflussen. Indem wir bereits in der Entwurfsphase unsere Produktionskenntnisse und -Erfahrung mit einbringen, vermeiden wir dermaßen hohe Kosten und erreichen wir eine sehr hohe Lieferqualität. Besser vordenken als nachdenken ist unser Ausgangspunkt, damit wir alles direkt richtig machen können und ausschließlich das tun, was notwendig ist. ‘Right First Time’ nennen wir dieses Ziel, welches wir mit Design for eXcellence (DfX) erreichen, als Bestandteil unserer Early Supplier Involvement Services.’
Ausschließlich die richtigen Dinge tun, auf einen Hieb alles richtig
DfX-Phasen
Design for eXcellence besteht aus aufeinanderfolgenden Phasen, in denen die Spezialisten von VDL TBP Electronics den Entwurf der Auftraggeber von verschiedenen Blickwinkeln aus beurteilen und Verbesserungsempfehlungen aussprechen. Van Hout: ‘Das maximale Produktionsresultat lässt sich realisieren, wenn man Phase 0 bis 2 komplett durchläuft. In diesem Fall können wir unseren Produktionsprozess optimal einrichten, was dem Auftraggeber einen hohen Mehrwert bietet.’
In der wichtigsten Phase, der Phase 0, selektiert der Designer die Schlüsselkomponenten. ‘Wir empfehlen die Verwendung von möglichst vielen A-Komponenten’, fügt Van Hout hinzu. ‘Diese sind unter kontrollierten Bedingungen immer auf Lager und hierzu verfügen wir über alle Produktions- und Testdaten. Für minimale Bestelleinheiten tragen wir die Verantwortung und der Auftraggeber nimmt ausschließlich die Menge ab, die er benötigt. Für bestimmte Auftraggeber haben wir ebenfalls Kategorie B und C auf Lager. Wir beraten die Designer unserer Auftraggeber und unsere Entwurfspartnern nicht nur bezüglich der Schlüsselkomponenten, sondern wir lenken ihr Augenmerk auch auf die Testbarkeit, Durchführbarkeit und Lieferzuverlässigkeit.’
Diese Bewusstwerdung findet dank der Analysen Design for Testing (DfT), Design for Manufacturing (DfM) und Design for Logistics (DfL) in Phase 1 statt. Ein fachkundiges und erfahrenes Team von Ingenieuren von VDL TBP Electronics entwickelt innovative Anwendungen für in erster Linie DfT und DfM, darunter der effiziente und effektive Extended Boundary Scan Test (Mixed Signal Test).
Design for Testing (DfT)
‘Das elektrische Schema, das der Designer uns in diesem Stadium vorlegt, analysieren wir bezüglich Testbarkeit und Testzugänglichkeit, erklärt Van Hout. 'Die wichtigste Testmethode ist unser Extended Boundary Scan (EBST), mit dem wir die PCBAs auf Produktionsniveau automatisiert funktional testen, um so die Funktionsweise der Schlüsselkomponenten zu validieren. Große Vorteile hiervon sind die automatische Fehlersuche und die Erstellung eines Behebungstickets. Durch die Integration von Testpunkten im Entwurf lässt sich der Extended Boundary Scan optimal einsetzen. Bei unzureichender Testzugänglichkeit lässt sich dennoch eine maximale Testdeckung erreichen, wenn man Software des Auftraggebers verwendet.’
Mit dem Extended Boundary Scan werden aufwendige funktionelle Testlösungen seitens des Auftraggebers vermieden und der Produktionsertrag und die Produktqualität positiv beeinflusst, ausgedrückt in ‘Production Yield’ (oder ‘First Pass Yield’) und ‘Slip Through’. Van Hout: ‘Diese vorläufigen Quoten berechnen wir basierend auf der Komplexität des Entwurfs und der angewandten Teststrategie, und integrieren sie anschließend in unseren Berichten und Angeboten für den Auftraggeber. Designer beurteilen in erster Linie die Funktionalität des Entwurfs, während wir uns an Überlegungen zur Testbarkeit und Testzugänglichkeit beteiligen. Die wirtschaftlichen Aspekte verlieren wir hierbei nicht aus den Augen. Hierzu werden die Testpunkte möglichst effizient im Entwurf integriert.’
Design for Manufacturing (DfM)
In Phase 1 untersucht VDL TBP Electronics außerdem die Durchführbarkeit des Entwurfs. Geert Gielis, Sr. DfM Consultant und DfM Architect: Wir prüfen, ob die Footprints auf der Leiterplatte mit den physischen Komponenten übereinstimmen, und, ob wir alle Komponenten zuverlässig positionieren und verlöten können. Dies soll möglichst automatisch erfolgen und daher kommt eine PCBA mit ausschließlich SMD-Komponenten am ehesten in Betracht. Aus entwurfstechnischer Sicht entscheidet sich der Designer jedoch manchmal für konventionelle Komponenten (Through-Hole-Komponenten). Wenn man in diesem Fall teilweise Pin In Paste (PIP)-Varianten wählt, können diese dennoch von einer Pick & Place-Maschine positioniert werden und eigenen sie sich für eine höhere Ofentemperatur (Full Reflow). Entscheidend ist, dass die sonstigen konventionellen Komponenten automatisch verlötet werden können (Selective Wave). Die manuelle Alternative, die von Menschenhand ausgeführt wird, bedeutet - unabhängig von der Sorgfalt der Arbeit - mehr Fehler und höhere Kosten. Der automatisierte ‘Selective Wave’-Prozess macht Platz zwischen den Komponenten an der Lötseite erforderlich. Daraufhin analysieren wir den Entwurf und kommunizieren wir unsere Empfehlungen mit dem Designer.’
‘Die Praxis hat gezeigt, dass wir in dieser Phase nahezu alle Produktions-Ineffizienzen im Entwurf aufspüren’, fährt Gielis fort. ‘Beispielsweise kommt es vor, dass einige falsche Komponenten aus der Stückliste selektiert wurden. Hierbei handelt es sich um einen formellen Fehler, der in dieser Phase noch leicht zu beheben ist. Eine völlig andere Situation ergibt sich, wenn man die gesamte Produktionslinie bereits eingestellt hat und die falschen Komponenten geliefert werden! Dann muss man von vorne anfangen, was mit erheblichen Kosten verbunden ist. Durch die Vermeidung von Fehlern vermeidet man hohe Kosten.’
Design for Logistics (DfL)
In der Strategie von Design for eXcellence spielt außerdem die Zusammenarbeit mit Lieferanten eine entscheidende Rolle. Wichtige Leistungs-Indikatoren sind Qualität, Logistik, Technologie, Kosten, Kommunikation und Risikomanagement. Dank der intensiven Zusammenarbeit und großen Auftragsvolumen sind bevorzugte Lieferanten in der Lage, niedrige Tarife für die Kategorie A- Komponenten zu gewährleisten. Diese liefern auch die weniger gefragten B- und C- Komponenten auf Basis von erwarteten Aufträgen zuverlässig. Die Early Involvement Services von VDL TBP Electronics schaffen hierzu die Voraussetzungen.
Design for eXcellence (DfX)
‘In Phase 2 gelangen wir zum Design for eXcellence und somit zur sorgfältigen Prüfung der Durchführbarkeit und Testbarkeit der gesamten PCBA, fährt Van Hout fort. ‘Die definitiv berechneten Quoten für Produktionsertrag (Production Yield) und Produktionsqualität (Slip Through) integrieren wir als einziges EMS-Unternehmen in unsere Angebote. Diese Berechnungen beziehen sich nach wie vor auf die Entwurfsphase.’
Nach Entwurfsgenehmigung werden alle ausgearbeiteten Prozessschritte im Produktionsverwaltungssystem integriert. Dieses System überwacht, ob alle Schritte auch tatsächlich erfolgen, und vergleicht die berechneten und gemessenen Production Yield- und Slip Through- Quoten. Gegebenenfalls werden direkt Abhilfemaßnahmen ergriffen. Das Endergebnis ist eine PCBA mit der höchsten Produktqualität und Produktzuverlässigkeit, komplett maßgeschneidert, mit maximaler Lieferungsflexibilität und den niedrigsten Gesamtkosten.
Right First Time
‘Wir unterstützen den Designer dabei, direkt die besten Komponenten, die richtigen Produktionsschritte und die beste Teststrategie auszuwählen, um ein möglichst hohes Produktionsresultat zu erzielen’, folgert Van Hout. ‘Dank unserer Early Involvement Services können wir unsere Strategie des Design for eXcellence vollständig anwenden. Selbstverständlich können wir die PCBAs komplett nach den Spezifikationen des Auftraggebers herstellen, was jedoch kein optimales Endresultat ergibt, das wir mit unserer Herangehensweise Design for eXcellence sehr wohl erreichen können. Wir finden die Kommunikation mit dem Auftraggeber und dem Designer in einem frühzeitigen Stadium enorm wichtig, um unsere Erkenntnisse erläutern zu können. So erreicht man gegenseitiges Verständnis und Anerkennung. Das Bewusstsein wächst, was einen hohen Mehrwert darstellt. Die Effekte sehen wir bei Folgeaufträgen, wenn die Designer die relevanten Aspekte stets mehr berücksichtigen. Besser vordenken als nachdenken, und so alles direkt richtig machen. ‘Right First Time’ dank ‘Design for eXcellence!’
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