Probleme gemeinsam lösen

Der anhaltende Trend zur Miniaturisierung elektronischer Komponenten ermöglicht es Herstellern wie Schneider Electric, kleinere, leichtere, schnellere und effizientere Geräte und Systeme zu fertigen. In der Smart Factory des Unternehmens in Plovdiv, Bulgarien, spielen die kleinsten Komponenten oft eine große Rolle bei der Bestimmung der Effektivität und Qualität von mehr als 4 Millionen Produkten pro Monat. Die Fabrik, die sich über 12 Hektar erstreckt, ist ein wichtiges Produktionszentrum in Europa, das sieben Verteilzentren in über 28 Ländern mit Produkten wie Elektroverteiler und Schutzschalter für Endanwender und Unternehmen beliefert.

Miniaturisierte elektrische Komponenten bringen jedoch verschiedene Herausforderungen bei der Herstellung mit sich. So kann beispielsweise das Löten ein sehr komplizierter Prozess sein, der große Präzision erfordert. Der Prozess wird noch komplexer, wenn man die vielfältigen Bedingungen - von der Temperatur bis zur ungenauen Platzierung der Bauteile - berücksichtigt, die die endgültige Qualität einer Lötstelle in einem elektronischen Gerät beeinflussen können. Letztendlich können Lötfehler wie Risse, Hohlräume oder schwache Verbindungen die Leistung eines Produkts beeinträchtigen, was letztlich zu unzufriedenen Kunden führt.

Um dies zu verhindern, beobachten, messen und bewerten Hersteller die eingesetzten Lötmittel und identifizieren Fehler dadurch zuverlässig. Üblicherweise arbeiten Lötinspektionssysteme mit hochauflösenden Kameras und industrieller Bildverarbeitung, um Elektronikkomponenten zu überprüfen, so dass die Hersteller die Bereiche um Lötstellen herum untersuchen und die Qualität sicherstellen können.

Laut Martin Yordanov, Leiter des Bereichs Verfahren und Wartung im Schneider Electric-Werk Plovdiv, stellte diese Art der Inspektion im Werk Plovdiv mit herkömmlichen Bildverarbeitungssystemen jedoch eine Herausforderung dar. Bei der Suche nach einem Partner zur Verbesserung des Lötinspektionsprozesses wandte er sich an Exchange, das Partner-Ökosystem von Schneider Electric.

Diese Plattform vereinfacht die Entwicklung partnerschaftlicher Lösungen von branchenspezifischen Problemen durch gemeinsame Innovationen. Darüber hinaus profitieren Exchange-Nutzer von der digitalen Innovationsplattform EcoStruxure, mit der Schneider Electric branchenführende OT-Lösungen mit modernster IT-Technologie kombiniert und so die Energieeffizienz und Nachhaltigkeit von Automatisierungssystemen maximiert.

„Über Exchange kommunizieren wir mit unseren Partnern auf sehr zuverlässige und effektive Weise. Wir tauschen Ideen und bewährte Verfahren in unserem Bereich aus“, erläutert Martin Yordanov. „Wir haben uns für die Zusammenarbeit mit Cognex entschieden, weil sich die langjährige Partnerschaft bewährt hat“, fügt er hinzu.

Cognex wurde 1981 in Boston gegründet und ist heute weltweit führend in der industriellen Bildverarbeitung. In den letzten 20 Jahren hat Cognex laut Christophe Denis, Global Account Manager bei Cognex, zahlreiche Bildverarbeitungs- und Rückverfolgungssysteme an Schneider Electric-Werke weltweit geliefert. „Im Gegensatz zu einigen anderen Anbietern von Automatisierungslösungen haben wir uns auf die industrielle Bildverarbeitung spezialisiert. Wir entwickeln und produzieren ausschließlich diese Art von Automatisierungsprodukten“, so Denis. In den vergangenen fünf Jahren hat Cognex seine Beziehung zu Schneider Electric intensiviert, indem das Unternehmen ein Schneider Electric TPP-Partner wurde und seine Produkte auf dem Exchange-Marktplatz bewirbt.

Eine zentrale Lösung zur Verbesserung der Produktion

Eine der größten Herausforderungen im Werk Plovdiv war laut Yordanov die Automatisierung. „Cognex konnte Lösungen entwickeln, die für EcoStruxure-Anwendungen geeignet sind und so im Werk Plovdiv eine effektive Produktion sicherstellen“, sagt Martin Yordanov.

Da sich die Smart-Kameras von Cognex in eine Vielzahl von Industrieprotokollen einbetten lassen, können sie laut Christophe Denis mit jeder Art von SPS oder externen Systemen kommunizieren. „Bildverarbeitungssysteme von Cognex sind sehr vielseitige Werkzeuge, die wir in jede Automatisierungsumgebung integrieren können.“

„Mit Hilfe der Systeme von Cognex konnten wir unseren Prozess weiterentwickeln, um qualitativ hochwertigere Produkte herzustellen“, sagt Yordanov. Als Beispiel nennt er die intelligente Kamera In-Sight D900 von Cognex mit integrierter Deep-Learning-Technologie, die dazu beigetragen hat, das Management des Lötprozesses im Werk Plovdiv zu verbessern.

„Die gesamte Intelligenz ist in die Kamera eingebettet, was bedeutet, dass sie keinen externen Computer oder Controller benötigt, um mit dem System zu arbeiten“, sagt Denis. „Dabei ermöglicht Deep-Learning-Technologie Anwendern die Kombination von künstlicher Intelligenz mit einer umfassenden Palette herkömmlicher Bildverarbeitungsalgorithmen.“

Deep-Learning-Lösungen in den Smart-Kameras von Cognex lernen durch Beispiele, erklärt Christophe Denis: „Ein neuronales Netzwerk ist ein Programm, das trainiert wird, indem man ihm einige Bilder oder Beispiele dafür liefert, was ein gutes und was ein schlechtes Teil ist. Basierend auf dieser Erfahrung kann das System dann automatisch gute von schlechten Teilen unterscheiden.“

„Mit der Entwicklung von Deep-Learning-Prüflösungen sind die Anwendungen in unserem Werk viel einfacher zu lösen und liefern präzise Ergebnisse“, sagt Martin Yordanov. „Das von Cognex bereitgestellte Barcode-Identifikationssystem in Verbindung mit der In-Sight D900 Smartkamera ermöglichte eine maximale Effektivität in unserem Prozess. Davon profitieren letztendlich unsere Kunden, weil sie zuverlässig Qualitätsprodukte erhalten“, sagt Yordanov.

Durch mehr Transparenz der Produktionslinien und die Automatisierung des Inspektionsprozesses stieg die Kundenzufriedenheit in Bezug auf die fertigen Produkte. Zudem konnte der Ausschuss während des gesamten Herstellungsprozesses erheblich reduziert werden, betont Martin Yordanov. „Wir gehen davon aus, dass wir jedes Jahr 40.000 Euro einsparen werden. Zudem haben wir unseren Ausschuss auf ein vernachlässigbares Niveau gesenkt“, so Yordanov. „Dank der soliden Partnerschaft zwischen Cognex und Schneider Electric wird sich die Investition in weniger als 2 Jahren amortisieren.“

Effektive Zusammenarbeit auf der Basis von Vertrauen

Wie bei vielen anderen Anwendungsfällen arbeitete Cognex auch bei dem Projekt in Plovdiv mit einem lokalen Systemintegrator-Partner zusammen. „Das ist eine der Stärken von Cognex: Wir haben weltweit mehr als 400 zertifizierte Partner, die unsere Lösungen integrieren und unseren Kunden vor Ort Dienstleistungen anbieten“, betont Denis. „Wir arbeiten direkt mit unseren Kunden zusammen, um unsere Lösungen auf den Markt zu bringen und die richtigen Lösungen zu definieren, die von unseren Partnern integriert werden - das ist die Art und Weise, wie wir bei Cognex arbeiten“, fügt er hinzu. Der Einsatz der Cognex-Lösungen im Werk in Plovdiv und in zahlreichen anderen Werken von Schneider Electric auf der ganzen Welt zeugt laut Denis von einem hohen Maß an Vertrauen zwischen Schneider Electric und seinen Technologiepartnern.

Was die weitere Entwicklung dieser Partnerschaft betrifft, so sieht er zwei Schwerpunkte der gemeinsamen Innovation und Entwicklung: „Einerseits wollen wir die globalen Partnerschaften mit den Herstellern weiterentwickeln, die wir vor Jahren begonnen haben.“ Denis verweist hier auf den zunehmenden Einsatz von Deep Learning und KI, um Inspektion- und Rückverfolgbarkeits-Lösungen voranzutreiben.

Als zweiten Schwerpunkt sieht Denis die Entwicklung gemeinsamer Lösungen mit Schneider Electric. „Wir bei Cognex verfügen über ein umfangreiches Fachwissen im Bereich der industriellen Bildverarbeitung, Schneider Electric im Bereich der Datenanalyse von industriellen Prozessen. Aus diesem Grund gibt es ein großes Potenzial für eine erfolgreiche weitere Zusammenarbeit.“ Laut Denis erhöht die Verschmelzung verschiedener Lösungen und Fachkenntnisse zu einem gemeinsamen Ansatz den Mehrwert für Kunden.

Cognex bietet mehrere seiner Lösungen auf der Plattform Schneider Electric Exchange an und wird in Kürze weitere hinzufügen, darunter das im April 2022 vorgestellte Bildverarbeitungssystem In-Sight 2800. „Dieses neue Produkt beinhaltet ebenfalls Deep-Learning-Technologie, allerdings auf andere Weise. Es ist einfacher zu bedienen und zu implementieren und erfordert keine speziellen Kenntnisse, um es einzurichten, so dass jeder Benutzer von den integrierten Deep Learning-Möglichkeiten profitieren kann“, verdeutlicht Denis.