Operatives Fertigungscontrolling durch Optimierung auftragsbezogener Bearbeitungsabläufe in der Elektronikfertigung

Die Produktion elektronischer Baugruppen unterliegt, im Zuge einer stark innovativen Weiterentwicklung der Mikroelektronik, einem hohen, dynamisch verlaufenden Umfeldwandel mit steigender Veränderungsrate. Verbesserte Leistungsmerkmale der Baugruppen, wie Funktionalität und Größe, erzwingen die Abkehr von anwendungsneutralen Standardbaugruppen hin zu kundenorientierten Einzellösungen. Die damit einhergehende Zunahme der Variantenvielfalt und die überproportionale Miniaturisierung wird mit einem hohen, weiter steigenden Automatisierungsgrad im Fertigungsbereich bewältigt. Als Folge dieser Entwicklung ergibt sich eine erhöhte Dynamik der Randbedingungen in der Fertigung durch erhöhten Kundeneinfluß sowie durch sich verkürzende Zyklen für Produkt- und Prozeßinnovationen. In Anbetracht verstärkter Automatisierungsbestrebungen ist der erhebliche Werteverbrauch - hinsichtlich Zeit, Qualität und Kosten - im Bearbeitungsablauf der Fertigungsaufträge durch die Fertigung selbst immer weniger beeinflußbar. Hier ist eine Bedeutungszunahme der Querschnittsfunktionen im Unternehmen, sichtbar durch eine Verantwortungssteigerung planender und steuernder Unternehmensfunktionen zu verzeichnen. Ein gegenüber dem möglichen Optimum erhöhter Werteverbrauch im auftragsbezogenen Bearbeitungsablauf ist direkt eine Folge aller Planungs- und Ausführungsfehler in der Technischen Auftragsabwicklung. Angesichts verkürzter Vorlaufzeiten und zunehmender Wechselwirkungen, aufgrund gestiegener Produkt- und Prozeßkomplexität, wird die Wahrscheinlichkeit von Planungs- und Ausführungsfehlern erhöht. Diese Entwicklungen fordern ein neues Verständnis für die Optimierung der Fertigung als Aufgabe des Operativen Fertigungscontrolling. Unter den Gesichtspunkten geringerer, schwer zugänglicher Rationalisierungspotentiale und einem dynamischen, komplexen Entscheidungsfeld in der Fertigung ist eine Hinwendung zu aktiven Optimierungszyklen mit gesicherter Verantwortungs- und Maßnahmenzuweisung an fertigungsin- und -externe Bereiche notwendig. Gefordert ist eine an der Prozeßkette orientierte, von der aufbauorganisatorischen Gliederung der Fertigung, unabhängige Betrachtungsweise. Die heute im Fertigungssegment vorliegende - zur Arbeitsweise im Planungssektor konträre - bereichs- und betriebsmittelbezogene Leistungsmessung ist aufgrund hoher Verdichtungsgrade, starker Periodizität und Variantenneutralität diesbezüglich als nicht mehr ausreichend anzusehen. Ziel dieser Arbeit war es daher, die Entwicklungslinien in der Produktion elektronischer Komponenten zu ermitteln, auf die Auswirkungen hinsichtlich der Fertigungsoptimierung zu untersuchen, Defizite der heutigen Vorgehensweise aufzuzeigen und darauf aufbauend eine neue Strategie und Methodik sowie ein geeignetes, rechner-gestütztes Hilfsmittel zur Entscheidungsunterstützung bei der Optimierungsplanung zu entwickeln. Die erarbeitete Strategie beinhaltet die Abkehr von sektoralen abteilungs- und betriebsmittelbezogenen Optimierungsbestrebungen und stellt den gesamtheitlichen Bearbeitungsablauf der Fertigungsaufträge - als Optimierungsobjekt - in den Vordergrund. Im Gegensatz zum Fertigungsabschnitt sind die Zielfelder im Bearbeitungsablauf der Fertigungsaufträge durch geringere Zielvielfalt und -konkurrenzen gekennzeichnet und ermöglichen eine direkte Gegenüberstellung zu den Marktforderungen in Form von "Zeit, Qualität und Kosten". Zur Lokalisierung von Verbesserungspotentialen und zur Ermittlung von Ursachen stehen die hinsichtlich des Werteverbrauchs quantifizierten, losbezogenen Bearbeitungsabläufe im Zentrum. Die wesentliche Voraussetzung für die Durchführbarkeit war die verursachungsgerechte und detaillierte Zuordnung der Fertigungsleistung zu den einzelnen Aufträgen im Rahmen des jeweiligen Bearbeitungsablaufs. Damit war der Bearbeitungsablauf eines Loses, analog zu den Zielfeldern, durch detailliert aufgeschlüsselte Zeit-, Stückzahl- und Wertverläufe über den Herstellungsablauf zu repräsentieren. Diese auftragsbezogene Quantifizierung ist Gegenstand statistischer Auswerteverfahren zur Eingrenzung von Verbesserungspotentialen auf Aufträge/Produkte und einzelne Arbeitsgänge. Der Produktbezug bietet die Voraussetzung für eine Ursachenverfolgung über das unmittelbare Fertigungssegment des Problemauftritts hinaus. Auf Grundlage der hier entwickelten Strategie und Systematik losbezogener Quantifizierung wurde das Informationssystem "FAZIT" spezifiziert sowie exemplarisch implementiert. FAZIT gestattet dem Anwender die Untersuchung der Bearbeitungsabläufe auf Verbesserungspotentiale sowie die Ursacheneingrenzung durch detaillierte arbeitsgangbezogene Auswertung beliebiger Losattribute. Die Problemstellung zur vorliegenden Arbeit ergab sich aus einer Reihe industrieller Kooperationen mit verschiedenen Herstellern elektronischer Baugruppen. Die Tragfähigkeit der erarbeiteten, produktbezogenen Systematik für die ganzheitliche Fertigungsoptimierung konnte im industriellen Umfeld mit Erfolg belegt werden. Werden die quantifizierten Bearbeitungsabläufe in der vorliegenden Arbeit als "feed back“ Information für Planung/Produktionssteuerung/Fertigung hinsichtlich der Auswirkungen auf den auftragsbezogenen Bearbeitungsablauf genutzt, so sind die gewonnenen produktbezogenen Erfahrungswerte - hinsichtlich arbeitsgangbezogener Fertigungsqualität, -zeit und -kosten - als "feed forward" Anwendung denkbar. Beispielsweise können sie eingesetzt werden für nach Aufträgen differenzierte Strategien bei der Produktions- und Werkstattsteuerung. Die Vision lautet "Einführung der Marktwirtschaft in der Fertigung" mit dem Fertigungsauftrag als Kunden und der Fertigungszelle (Betriebsmittel und Mensch) als Dienstleister.In the course of a highly innovative further development of microelectronics, the production of electronic assemblies is subject to a high, dynamically changing environment with an increasing rate of change. Improved performance features of the assemblies, such as functionality and size, force the switch from application-neutral standard assemblies to customer-oriented individual solutions. The associated increase in the variety of variants and the disproportionate miniaturization is managed with a high, further increasing degree of automation in the production area. As a result of this development, there is an increased dynamic of the boundary conditions in production due to increased customer influence and shortening cycles for product and process innovations. In view of increased automation efforts, the considerable consumption of values - in terms of time, quality and costs - in the processing sequence of the production orders can be influenced less and less by the production itself. Here there is an increase in the importance of cross-sectional functions in the company, visible through an increase in responsibility in planning and controlling company functions. A higher value consumption in the order-related processing sequence compared to the possible optimum is a direct result of all planning and execution errors in the technical order processing. In view of shortened lead times and increasing interactions, due to increased product and process complexity, the likelihood of planning and execution errors is increased. These developments require a new understanding of the optimization of manufacturing as a task of operational manufacturing controlling. From the point of view of less, difficult to access rationalization potential and a dynamic, complex decision field in production, it is necessary to turn to active optimization cycles with assured responsibility and measure assignment to production-internal and external areas. What is required is a process chain-oriented approach that is independent of the organizational structure of the production. The area and resource-related performance measurement available today in the manufacturing segment - contrary to the way of working in the planning sector - can no longer be regarded as sufficient due to the high degree of compression, strong periodicity and variant neutrality. The aim of this work was therefore to determine the development lines in the production of electronic components, to examine their effects on production optimization, to show deficits in today's approach and, based on this, to develop a new strategy and methodology as well as a suitable, computer-aided tool for decision support to develop the optimization planning. The strategy developed includes the departure from sectoral departmental and resource-related optimization efforts and places the overall processing sequence of the production orders - as an optimization object - in the foreground. In contrast to the production section, the target fields in the processing sequence of the production orders are characterized by less variety and competition and allow a direct comparison to the market demands in the form of "time, quality and costs". In order to localize improvement potential and to determine causes, the lot-based processing sequences quantified with regard to the consumption of values are at the center. The essential prerequisite for the feasibility was the causal and detailed allocation of the production performance to the individual orders within the framework of the respective processing sequence. In this way, the processing sequence of a lot, analogous to the target fields, was to be represented by detailed breakdown of the time, quantity and value curves of the manufacturing process. This order-related quantification is the subject of statistical evaluation procedures to narrow down potential for improvement to orders / products and individual work steps. The product relationship provides the prerequisite for tracking down causes beyond the immediate manufacturing segment of the problem. Based on the strategy and systematics of lot-related quantification developed here, the information system "FAZIT" was specified and implemented as an example. CONCLUSION allows the user to examine the machining processes for potential for improvement and to narrow down the causes by means of detailed workflow-related evaluation of any lot attributes. The problem with the present work arose from a series of industrial cooperations with various manufacturers of electronic assemblies. The viability of the developed, product-related system for holistic manufacturing optimization was successfully demonstrated in the industrial environment. If the quantified machining processes are used in the present work as feedback information for planning / production control / manufacturing with regard to the effects on the order-related machining process, the product-related experience gained - with regard to work cycle-related manufacturing quality, time and costs - are "feed forward" "Conceivable application. For example, they can be used for strategies in production and workshop control that are differentiated according to orders. The vision is "Introduction of the market economy in production" with the production order as customer and the production cell (equipment and people) as service provider