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Die Zero-Defect-Philosophie löst die zukünftigen Probleme der Welt: Ausgabe 18/2019, 07.11.2019

Restrisiken ausschliessen

Stellen wir uns eine Innenstadt einer modernen Metropole im Jahr 2030 vor: elektrisch angetriebene Autos fahren unbemannt und fast geräuschlos durch die Strassen, erfassen Ampeln und Verkehrsschilder automatisch und treffen Entscheidungen basierend auf künstlicher Intelligenz. Mit dem Zero-Defekt- Konzept von Omron lassen sich die technische Restrisiken minimieren oder ausschliessen.

Die Autos der Zukunft weichen Personen aus, die unvorhergesehen ihren Weg kreuzen und erkennen Gefahrensituationen noch bevor sie entstehen. So, oder so ähnlich, könnte die Verkehrssituation 2030 aussehen. Doch was passiert, wenn die dazugehörigen elektrischen Systeme versagen?

Die Frage nach dem Restrisiko ist oft ungeklärt
Das beschriebene Szenario ist in vielen Teilen heute schon technisch realisierbar. Technologien sind heute schon weiter, als es Gesetzesentwürfe, Versicherungsvorschriften und die gesellschaftliche Akzeptanz sind. Oftmals ist die Frage nach dem Restrisiko oder was bei Systemausfällen passiert ungeklärt, was einen frühzeitigeren Einsatz verhindert. Deshalb hat Omron das Zero-Defect-Konzept entwickelt, das genau dort ansetzt.
Zero-Defect ist ein Prozess, bei dem alle elektronischen Baugruppen und die dazugehörigen Komponenten nach der Herstellung einzeln und umfassend geprüft werden. Derzeit sehen viele Hersteller eine 100-prozentige Überprüfung dieser Systeme als zu zeitaufwändig an. Stattdessen werden manuelle Zufallsstichproben gemacht, was nicht überraschend dazu führt, dass einige fehlerhafte Bauteile nicht erkannt werden.
In autonomen Fahrzeugen und in allen dazugehörigen Systemen, die für autonomes Fahren notwendig sind, werden immer mehr elektronische Sicherheitskomponenten integriert. Die Anzahl der Komponenten wird immer umfangreicher, von Kamerasystemen, über Sensoriken und drahtlose Kommunikationsschnittstellen bis hin zu intelligenten Lichtsystemen und Navigationsunterstützungen. Daher ist im Sinne möglichst hoher Sicherheit eine vollständige Inspektion dringend nötig.

Inspektion darf Taktzeiten nicht verlängern
Um eine vollständige Inspektion zu gewährleisten, müssen die Systeme schnell und zuverlässig arbeiten. Die Taktzeiten der Fertigungsprozesse dürfen sich aufgrund der Inspektion nicht negativ verändern. Omron hat deshalb im Bereich der AOI- (Automated Optical Inspection), SPI- (Solder Paste Inspection) und AXI- (Automated X-Ray Inspection) Anlagen in den vergangenen Jahren neue Systeme auf den Markt gebracht, die diese Vorgaben erfüllen. So wurde zu Jahresbeginn das 3D-SPI VP-9000 vorgestellt, welches eine Umschaltfunktion für mehrere optische Auflösungen anbietet. So kann sowohl zwei- als auch dreidimensional inspiziert werden.
Im Frühjahr folgte dann das Automatic Visual Inspection (AVI)-System VT-M121, das erste, für eine industrieweite 2D-Masskontrolle und für eine visuelle Inspektion entwickelte System, zur Feststellung von Kratzern und Rissen auf Produkten. Basierend auf dem FHVision System und dem Lichtsystem Multi-Direction Multi-Color (MDMC) führt die VT-M121 bei einer hohen Genauigkeit sowie einer sehr hohen Taktzeit eine 100%-Prüfung durch.

Fehler mit geringen Farbunterschieden erkennen
Aufgrund des eingebauten FH-Vision Systems kann die VT-M121 als Inspektionssystem ebenso Fehler mit geringen Farbunterschieden erkennen. Dies war bis dato laut Omron nur dem menschlichen Auge vorbehalten. Erreicht wird das durch ein Bilderverarbeitungssystem mit verschiedenen Beleuchtungsmustern, bei dem sich die Farben und Beleuchtungswinkel flexibel anpassen lassen.
Weitere Systeme minimieren die Kameraschwingungen und ermöglichen dadurch Hochgeschwindigkeits- und Hochpräzisionsprüfungen. Dadurch lassen sich Inspektionszeiten verkürzen, als auch die Leistung der Inspektion mit einer Wiederholgenauigkeit von 10 µm verbessern.

Software macht Daten nutzbar
Neben schnellen und präzisen Inspektionssystemen, die eine 100 %-Prüfung erlauben, ist auch eine Softwareumgebung nötig, die die gesammelten Daten nutzbar macht. So warnt die Software Q-upAuto in Echtzeit vor Fehlern oder Abweichungen. Dafür werden die Daten der Inspektionssysteme und die Produktionsdaten aus allen vorgelagerten Fertigungsschritten verglichen und analysiert. Mit der Software QupNavi lässt sich die Qualitätskontrolle und die Verbesserung des gesamten Fertigungsprozesses umsetzen. Dafür werden Daten aus jedem Schritt des Inspektionsprozesses verknüpft, ausgewertet und grafisch aufbereitet. Um dann noch nach der Prüfung menschliche Fehler beim Transport von guten und schlechten Baugruppen zu vermeiden, kann dieser vollautomatisch durch kollaborierende Roboter- und Handling- systeme erfolgen.

Infoservice
Omron Electronics AG
Blegistrasse 3, 6340 Baar
Tel. 041 748 13 13, Fax 041 748 13 45 
www.industrial.omron.ch

 



Mit der VT-M121 lassen sich simultane 2D-Masskontrolle und visuelle Inspektion durchführen


Darstellung einer IoT-Lösung für die Oberflächenbestückung, SMT – Surface Mounted technology