Wenige Branchen stehen in den letzten Jahren so sehr unter Druck, wie die Halbleiterindustrie. Die stetig wachsende Nachfrage, gepaart mit globalen Herausforderungen in der Rohstoff- und Bauteileversorgung und dem immer signifikanteren Fachkräftemangel gestalten schwierigste Voraussetzungen. Als renommierter Hersteller für Sondermaschinen ist auch die AP&S International GmbH aus Donaueschingen Teil der komplexen Produktionskette in der Halbleiterindustrie. Mit drei Werken entwickelt und produziert das Unternehmen als ein weltweit führender Anbieter Batch- und Einzelwafer-Nassprozesslösungen für die Halbleiter-, MEMS- und Mikrostrukturierungsindustrie. Mit der CleanStep-Box CB III produziert AP&S eine Reinigungsanlage für gängige Trägertypen. Um professionell auf die verstärkten Herausforderungen der Branche zu reagieren, entschieden sich die Verantwortlichen bei AP&S für ein Projekt zur Optimierung des Produktionsprozesses, der in Taktfertigung hergestellten Kleinserie. Die Zielsetzung lautete, die Bauzeit je Anlage zu reduzieren und so Kapazitäten zur Steigerung der Produktionsmenge freizusetzen.

Schritt 1: Bestandsaufnahme

Eine eingehende Analyse der produktionsrelevanten Prozesse identifizierte das erhoffte Optimierungspotenzial im Bereich der Dokumentation von Arbeitsabläufen. Die etablierte, gewachsene Systematik der Erstellung und des Abrufens von Arbeits- und Montageanweisungen sowie deren grundlegender Aufbau erwiesen sich als Bereich mit erkennbarem Potenzial zur Verbesserung der Prozesseffizienz.

Die Erstellung von Montageanweisungen erfolgte zum Zeitpunkt des Projektbeginns weitgehend in Form von Word- oder Microsoft PowerPoint-Dokumenten. Die Dokumentation einzelner Arbeitsschritte in verständlichen Anleitungen erwies sich in dieser Form als zunehmend zeitaufwendig. Im Ergebnis erwiesen sich statische Dokumente, auch aufgrund ihres Mangels an einheitlicher Struktur, als wenig effizient für eine Nutzung als Anleitung und anwenderfreundliche Führung des Werkers. Darüber hinaus waren die Office-Dokumente trotz Speicherung auf einem lokalen Server nur schwer effektiv mobil nutzbar. Infolgedessen bedienten sich die Arbeitskräfte zeitweise einfacher Ausdrucke. Unter diesen Umständen konnte nicht ausgeschlossen werden, dass unterschiedliche, gegebenenfalls sogar veraltete Versionen eines Dokuments im Umlauf blieben. Arbeitspläne und Prüfprotokolle wurden ebenfalls handschriftlich erstellt. Entsprechend anspruchsvoll und zeitaufwendig gestalteten sich sowohl ein einheitlich standardisierter Erstellungsprozess als auch Freigaberichtlinien sowie eine nachvollziehbare Versionskennzeichnung.

Schritt 2: Optimierungsprozess

Basierend auf einer umfassenden Analyse plante tepcon ein Optimierungsprojekt mit Hilfe des tepcon instructor. Mit seiner Unterstützung gelingt die einfache Erstellung digitaler Arbeits- und Montageanleitungen. Im Einsatz mit einem PC oder mobilen Endgeräten werden Bilder, Montage- und Arbeitsschritte im Bild unmittelbar am Arbeitsplatz dokumentiert und erläuternde Arbeitsanweisungen einfach eingefügt. Gleichzeitig erleichtert und beschleunigt die Arbeit mit Symbolen und Farbkennzeichnung den gesamten Prozess der Erstellung von Anleitungen. Die strukturierte Vorgehensweise ermöglicht darüber hinaus eine Anleitung, orientiert am Kenntnisstand des Nutzers. So erhalten wenig erfahrene Mitarbeiter eine ausführliche, leicht nachvollziehbare Anleitung, während Anwender mit Vorkenntnissen sich auf für sie relevante Details konzentrieren können.

Um das Potenzial des tepcon instructor sinnvoll nutzen zu können, sind geeignete Endgeräte unverzichtbar. Im Falle AP&S entschied man sich deshalb begleitend dazu, alle Montagearbeitsplätze oder an solchen beschäftigte Mitarbeiter mit Tablet-PCs auszustatten. In Kombination mit dem Einsatz von QR-Codes auf Arbeitsplänen können Werker nun direkt, ohne vorausgehende Suche und ohne den bisher erforderlichen Dokumentendruck, mobil auf die für sie relevanten Dokumente zugreifen.

Der instructor ermöglicht einen zuverlässigen Freigabeprozess und eine Versionierung. Verfügbar sind ab sofort nur noch von autorisierten Personen freigegebene Dokumente. Ein Hinweis auf Änderungen einer Vorgängerversion wird beim ersten Aufruf der neuen Version eines Dokuments automatisch ausgespielt und gewährleistet einen zuverlässigen Informationsfluss, sowohl in der Nutzung durch Werker als auch im Freigabeprozess.

Digitale Protokolle ersetzen einfache Laufzettel und können über eine Exportfunktion sowie über Schnittstellen anderen Systemen zugänglich gemacht werden.

Schritt 3: Prüfung der Ergebnisse

Im Nachgang zu den vorgenommenen Maßnahmen wurden deren Effekte den Zielvorgaben gegenübergestellt. Im Ergebnis konnte tepcon mit dem instructor die Erwartungen erfüllen und sogar übertreffen.

Konkret wurde die Bauzeit für eine CB III um mehr als 50 Prozent verkürzt. Durch die Zeitersparnis konnte die Ausbringungsmenge mehr als verdoppelt werden. Trotz der beeindruckenden Produktionssteigerung konnten auch qualitativ weitere Fortschritte nachgewiesen werden: Mit einem Minus von 30 Prozent bei den Zeiten für erforderliche Nacharbeiten beim Kunden erzielt AP&S eine deutliche Qualitätssteigerung. Gleichzeitig steigert der tepcon instructor die Transparenz über die gesamte Prozesskette hinweg. Die standardisierte, lückenlose und leicht zugängliche Dokumentation und Protokollierung von Arbeitsgängen bildet die Grundlage für einen kontinuierlichen Optimierungsprozess.

Neben diesen strukturellen Verbesserungen zeigt der Einsatz des tepcon instructor weitere relevante Verbesserungen. So ermöglicht die umfassende Digitalisierung der Dokumente und Anleitungen deren einfache Übersetzung in andere Sprachen. Damit wird auch die Einarbeitung ausländischer Mitarbeiter unterstützt. So konnten seit Einführung des tepcon instructor bereits mehrere neue Mitarbeiter ohne weitreichende Deutschkenntnisse eingestellt und effizient für ihren Aufgabenbereich angelernt werden. Außerdem wurde mit dem tepcon instructor eine Qualitätsmatrix implementiert, mit der die Qualifikation einzelner Mitarbeiter erfasst und Schulungsbedarf identifiziert werden kann.