3. 1. 6   Flexible Fertigungslinie

Modell:    tht (nicht DEMO-fähig)

Beschreibung:
Das Modell stellt ein Fertigungssystem zur Bestückung von Leiterplatten in der - heute allerdings weitgehend verdrängten - Durchstecktechnik (THT - Through Hole Technology) dar. Die Leiterplatten werden in spezielle Transportcontainer gesteckt und befinden sich zunächst im Eingangslager "input". Während des Fertigungsprozesses werden die elektronischen Bauelemente entsprechend einem Bestückungsplan automatisch auf die Leiterplatte gebracht. Die Anschlussdrähte der Bauelemente werden dazu durch die auf der Leiterplatte vorhandenen Löcher gesteckt, gebogen und abgeschnitten. Die fertig bestückten Leiterplatten werden im Ausgangslager "output" gesammelt und können anschließend auf einer Schwalllötanlage gelötet werden.

Unter den bedrahteten elektronischen Bauelementen gibt es eine Vielzahl von Bauformen, die sich wie folgt klassifizieren lassen:

RAD -	Die Anschlussdrähte sind radial auf einem Kreis angeordnet (z.B. Elektrolytkondensator)
VCD -	Die Anschlussdrähte sind axial angeordnet (z.B. Widerstand)
DIP -	Bei Schaltkreisen sind die Anschlussdrähte entlang zweier gegenüberliegender Kanten angeordnet (Dual-Inline-Package, z.B. Schaltkreise)
PIN -	Alle Sonderformen, auch solche, die nur einen Anschlussdraht besitzen (z.B. Messpunkte)

Es gibt keinen universellen Bestückungsautomaten, der imstande wäre, alle Bauformen zu verarbeiten. Vielmehr benötigt man für jede der aufgeführten Grundformen eine spezielle Maschine. Das dargestellte Fertigungssystem besteht aus 4 DIP-Bestückern ("DIP1" bis "DIP4"), 2 Radial-Bestückern ("RAD1" und "RAD2"), 2 Axial-Bestückern ("RAD1" und "RAD2") und einem Bestücker für Sonderbauelemente ("PIN"), also insgesamt 9 Maschinen. Alle Maschinen sind durch ein automatisches Transportsystem, welches im Modell nicht explizit abgebildet ist, miteinander verknüpft. Dieses Transportsystem befördert die Container mit den Leiterplatten grundsätzlich nur in eine Richtung, und zwar in folgender Reihenfolge:

input DIP1 DIP2 DIP3 DIP4 DIP4 VCD1 VCD2 PIN RAD1 RAD2 output

Die Struktur entspricht somit annähernd der einer Fließreihe. Im Unterschied zur klassischen Fließreihe können sich die einzelnen Container jedoch gegenseitig überholen. Das wird möglich, da vor jeder Maschine ein Pufferlager angeordnet ist, das zusätzlich zu dem in der zugehörigen Maschine bearbeiteten Container bis zu zwei Container aufnehmen kann. Erst wenn dieses Zwischenlager voll ist, wird das Transportsystem blockiert.

Ein Container beinhaltet immer Leiterplatten gleichen Typs, maximal 24 Stück. Ein Leitstandsrechner kontrolliert, welche Stationen der betreffende Container anlaufen muss und welche nicht und versorgt zugleich die Bestück-Automaten mit den aktuellen Bestück-Programmen. Der Maschinenpark ist insgesamt so ausgelegt, dass das vollständige Bauelementespektrum vorgehalten werden kann, somit ein Umrüsten der Bestücker nicht erforderlich ist.

Im Eingangslager "input" befinden sich 65 Container, die aber insgesamt nur 10 unterschiedliche Leiterplattentypen enthalten. Jeder Leiterplattentyp hat eine eigene Technologie, die sowohl die Eigenschaften des Transportsystems (Bewegung nur in eine Richtung möglich!), als auch die Bestückungszeiten enthält. Container mit gleichen Leiterplattentypen erkennt man daran, dass deren Job mit der gleichen Technologie verknüpft ist.

Anmerkungen:
Mit dem Modell lässt sich zeigen, dass auch reale Fertigungssysteme durchaus mit einfachen Mitteln modellierbar sind. Auch in diesem Fall kann eine deutliche Abhängigkeit wichtiger Zielgrößen, wie Durchlaufzeit, mittlere Stillstands- oder Liegezeit, von der Einlastungsreihenfolge der Container beobachtet werden.

simcron MODELLER 3.4
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21.05.2025