In den meisten Teilen der Telekommunikationsbranche hat die Automatisierung der Fertigung floriert.
Hier nur ein Beispiel für erfolgreiche Automatisierung: Fusionsspleißen. Der Bediener bereitet die Faserenden vor, legt sie in das Spleißgerät und drückt einen Knopf. Das Gerät misst und richtet die Enden aus, prüft die Spalten und führt die Spleißtests auf Qualität durch – alles freihändig. Dieser automatisierte Fusionsprozess bietet erhöhte Kosteneinsparungen und verbesserte Qualität.
Aber lassen Sie uns offen über den typischen Konnektivitätsprozess sprechen. Wir erkennen die inkrementellen Verbesserungen in den letzten 40 Jahren an, darunter erhöhte Lautstärkevom Polieren einer Handvoll Stecker auf zweiundsiebzig, und AutomatisierungVon der Handdrucktechnik bis zur Massenpoliermaschine. Abgesehen von der Fertigung in sehr großem Maßstab sieht der aktuelle Prozess jedoch sehr ähnlich aus. Wir montieren Steckverbinder nach wie vor manuell und verarbeiten sie manuell. Um die Herstellungskosten zu senken, hat unsere Branche die manuelle Produktion von Glasfaserkabelbaugruppen hauptsächlich in Regionen der Welt mit niedrigen Arbeitskosten verlagert.
Also, was ist der nächste Schritt? Wie können mittlere und große unabhängige Kabelkonfektionäre ihre Kosten weiter senken und gleichzeitig die Qualität der Steckverbinder erhöhen? Kann unsere Branche „Ready to Automate“-Werkzeuge und -Geräte entwickeln, die die Vorteile bestehender generischer Automatisierungsprozesse und -software nutzen und dennoch den schnellen Wandel und die Flexibilität bieten, die im Bereich der Steckverbindermontage erforderlich sind?
Wir als Industrie müssen zusammenkommen, um uns darauf zu einigen, die Automatisierung in der Glasfaserkonnektivität anzugehen. Tatsächlich glaube ich, dass die Automatisierung ein wesentlicher nächster Schritt für die Glasfaserkabel-Konfektionierungsindustrie ist. Allerdings stehen wir vor zahlreichen Herausforderungen. In den folgenden Abschnitten werden einige dieser Herausforderungen erörtert, gefolgt von meinem Lösungsvorschlag – ein Weg für unsere Branche, die Hindernisse zu überwinden und einen großen Schritt nach vorne zu machen.
Herausforderung: Stabile Technologie
Eines der Probleme bei der Automatisierung in der Glasfaserindustrie besteht darin, dass eine stabile Technologie gewünscht wird. Auch hier ist das Fusionsspleißen ein gutes Beispiel: Als Unternehmen begannen, Fusionsspleißen (im Gegensatz zu anderen Methoden der dauerhaften Terminierung) zu verwenden, wurde dieser Prozess sehr stabil. Ob beim Spleißen im Werk oder vor Ort, sie verwenden die gleiche Ausrüstung und Stabilität. Der Punkt ist, dass während der Entwicklung eines Prozesses (Fusionsspleißen) die Prozessausrüstung weiter verbessert und um weitere Funktionen erweitert wurde, sich der Kernprozess jedoch nicht änderte. Wir hatten einen Prozess, der anfangs sehr bedienerempfindlich war und aufgrund der Fortschritte in der generischen Robotik und Fertigungsautomatisierung eine Automatisierung ermöglichte. Ein Beispiel aus einer anderen Branche ist die Automobilmontage. Seit Jahrzehnten verwenden Autohersteller robotergeschweißte Unibodys. Diese stabile Technologie automatisierte erfolgreich einen wichtigen instabilen Schritt im Herstellungsprozess.
Wir können den Fortschritt nicht aufhalten – und das wollen wir auch nicht –, was bedeutet, dass keine Branche immun gegen den technologischen Wandel ist. (Vergleichen Sie Fords Modell T mit dem selbstfahrenden Tesla.) Wenn wir uns die Geschichte der Steckverbinder und Konnektivität ansehen, bedeutet „Fortschritt“ die kontinuierliche Entwicklung und Verfeinerung verschiedener Stile und Arten von Steckverbindern, um die Kosten zu senken und die Qualität und Benutzerfreundlichkeit zu verbessern der Montage. Bei der Glasfaserkabelmontage wurden zunächst angepasste Kupfer-Koaxialstecker (SMA), dann Keramikferrulen, nichtoptische Trennstecker und dann Mehrfaserstecker mit vielen verschiedenen Stilen und Typen (LC, SC, FC, ST, MTR, MTP usw.) verwendet. . Dann spalten wir uns wieder auf und gehen von nur werkseitig installierten Steckverbindern zu vor Ort installierbaren Steckverbindern über. Viele davon weichen von traditionellen Herstellungstechniken ab und gehen hin zu fertigen Steckverbindern mit einem Spleißbereich auf der Rückseite und anderen, die tatsächlich vor Ort installiert werden handpoliert.
Zusammen stellen alle diese Variationen eine sich ständig verbessernde Technologie dar – eine Technologie, die manchmal disruptiv ist. Wenn wir also über die Automatisierung des Konnektivitätsprozesses sprechen, müssen wir uns zunächst mit der Automatisierung der werkseitig montierten, massenproduzierten Steckverbinder befassen. (Nebenbei bin ich mir ziemlich sicher, dass einige große Hersteller die Verarbeitung bestimmter Arten von Steckverbindern für große Stückzahlen mit hochgradig proprietären Verfahren automatisiert haben.)
Herausforderung: Flexibilität in der Automatisierung
Hinweis: Alle Konnektoren eines bestimmten Typs müssen einem Endbarkeitsstandard entsprechen, der als Fokusdokument bezeichnet wird. Dieses Dokument definiert die mechanischen Standards, nach denen Produkte verschiedener Hersteller miteinander arbeiten können. Ein Kupferanalog davon ist der RJ 45-Ethernet-Kupferstecker. Daher kann und hat jeder Hersteller unterschiedliche interne Designs und Innovationen. Hinzu kommt, dass wir buchstäblich Hunderte von Kabel- und Breakout-Enden haben, um diese Steckverbinder zu verbinden, und Sie werden die Notwendigkeit eines sehr flexiblen Herstellungsprozesses in dieser Landschaft sehen.
Darüber hinaus ist die Flexibilität in der Automatisierung von entscheidender Bedeutung, da wir zukünftige technologische Fortschritte nicht im Keim ersticken wollen. Jedes Jahr sehen wir neue Innovationen bei Steckverbindern. Beispielsweise gibt es eine Reihe von Varianten sogenannter ferruleloser Steckverbinder. Andere Arten von Steckverbindern haben Metall-, Keramik- oder geformte Kunststoffhülsen. Außerdem bieten einige Steckverbinder tatsächlich eine Bare-Fiber-to-Bare-Fiber-Schnittstelle durch ein Gel. Viele dieser Varianten sind gekommen und gegangen oder haben bestimmte Nischen gefunden.
Es gibt zwei Hauptgründe, warum unsere Branche die Herstellung von Steckverbindern nicht automatisiert hat:
- Wir konnten die Kosten für die Herstellung der grundlegenden Steckverbinderkörper senken. Ein Großteil davon betrifft automatisierte Spritzgussprozesse und die Standardisierung von Keramikzwingen.
- Wir konnten die Arbeitskosten senken, indem wir die großen Konnektorisierungsvorgänge in Regionen mit niedrigen Arbeitskosten verlagerten. Diese Migration hat den Markt für mittelgroße und große, flexible Automatisierung behindert, die mit dem schnellen Tempo der technologischen Veränderungen bei der Konnektorisierung fertig werden kann.
Es ist interessant festzustellen, dass unsere Branche ausgefeilte Test- und Inspektionsprozesse akzeptiert und gefordert und sie auf einen sehr hohen Grad der Inselautomatisierung gebracht hat. Damit meine ich, dass das Gerät Prozessautomatisierungstests in seiner eigenen Umgebung ermöglicht, aber nicht neutral mit anderen ähnlichen Geräten verbunden werden kann. Wir haben den eigentlichen Steckverbindermontagevorgang nicht auf diesen Automatisierungsgrad gebracht. Kabelkonfektionsbetriebe haben in dieser Testphase weiterhin mit einem Prozessengpass zu kämpfen und warten sehnsüchtig auf Verbesserungen.
Herausforderung: Kosteneinsparungen und Qualität verbessern
Um die Automatisierung der Konnektivität auf eine große Anzahl von Herstellern zu verlagern, muss es einen Grund geben. Der Grund ist folgender: Im weiteren Verlauf muss jeder Steckverbinder einen geringeren Verlust und eine höhere Zuverlässigkeit bieten. Der Anschlussprozess muss Glasfaserkabelbaugruppen mit steigender Qualität und gleichzeitig sinkenden Kosten herstellen.
Wie oben erwähnt, besteht eine große Herausforderung darin, mit so vielen verschiedenen Steckverbinderdesigns und -materialien umzugehen. Noch wichtiger ist, wie werden Steckverbinder in naher Zukunft entworfen? Wir wollen Innovationen nicht ersticken, gleichzeitig Kosten senken und höhere Zuverlässigkeit schaffen.
Wir müssen uns jedoch der Tatsache stellen, dass der heutige Montageprozess in der überwiegenden Mehrheit der Unternehmen im Grunde ein sehr manueller Prozess ist – ein manueller Prozess mit starken Einschränkungen. Ein Kollege sagt gern: „Der Mensch ist ein Zwei-Sigma-Wesen. Egal, was Sie tun, Ihre Zuverlässigkeit und Qualität liegt im Allgemeinen im Zwei-Sigma-Bereich.“ Dennoch müssen wir uns zu einer Drei-Sigma- oder sogar Sechs-Sigma-Leistung bewegen. Wieso den? Denn in bestimmten Anwendungen ist eine höhere Performance absolut entscheidend. Beispiele umfassen Lebens-/Sicherheitsprobleme wie flugkritische Anschlüsse in Flugzeugen, Anschlüsse in Laserchirurgieanwendungen und Anschlüsse, die in 911-Notfall- oder Militärkommunikationsnetzen verwendet werden.
Definition von Sigma:
Sigma ist eine Maßeinheit für die statistische Signifikanz; die Standardabweichung, ausgedrückt mit dem griechischen Kleinbuchstaben Sigma (σ). Dies ist das Ausmaß der Variabilität in einem bestimmten Datensatz, unabhängig davon, wie nahe beieinander oder auseinander die Datenpunkte verteilt sind.
Die Normalverteilung ist das Ergebnis eines Experiments, bei dem in einem Diagramm eine Form erzeugt wird, die in der Mitte am höchsten ist und sich auf jeder Seite verjüngt. Dies wird oft als Glockenkurve bezeichnet.
Die Abweichung gibt an, wie weit ein bestimmter Datenpunkt vom Durchschnitt entfernt ist.
Die Standardabweichung ist die Quadratwurzel des Durchschnitts aller quadratischen Abweichungen.
Die 68–95–99.7-Regel ist eine Abkürzung, mit der der Prozentsatz der Werte gespeichert wird, die in einer Normalverteilung mit einer Breite von zwei, vier und sechs Standardabweichungen innerhalb eines Bandes um den Mittelwert liegen.
Eine Standardabweichung oder ein Sigma, das über oder unter dem Durchschnittswert dieser Normalverteilungskurve aufgetragen ist, würde einen Bereich definieren, der 68 Prozent aller Datenpunkte enthält. Zwei Sigmen darüber oder darunter würden etwa 95 Prozent der Daten enthalten, und drei Sigmen würden 99.7 Prozent enthalten.
Ein Fünf-Sigma-Ergebnis wird als Goldstandard angesehen, was einer Wahrscheinlichkeit von etwa einer Million entspricht, dass die Ergebnisse auf zufälligen Abweichungen beruhen. Ein Six Sigma wird als eine Chance in einer halben Milliarde angesehen, dass das Ergebnis zufällig ist. Die bekannte Geschäftsstrategie „Six Sigma“ leitet sich aus diesem Begriff ab und basiert auf strengen Qualitätskontrollverfahren zur Abfallreduzierung.
Um zu dieser nächsten Stufe der Fabrikautomatisierung für Glasfaserverbindungen zu gelangen, müssen wir in Inseln von denken flexible AutomatisierungÄhnlich wie Hersteller in der Elektronikindustrie die flexible Automatisierung eingeführt haben. Denken Sie an die ständig wachsende Komplexität des Bestückungsgeschäfts mit Leiterplatten. Diese Branche wechselte von einfachen Leiterplatten zu mehrschichtigen Leiterplatten zu oberflächenmontierter Technologie. Jetzt entwickeln sie Chip-to-Chip-Technologie. Mit jedem Schritt des Weges wurde die Ausrüstung, die für die vorherige Technologiegeneration entwickelt wurde, überschüssig, und der alte Prozess wurde in Gebiete mit niedrigeren Arbeitskosten migriert. Schließlich war jeder technologische Prozess veraltet - manchmal in weniger als 5 Jahren.
Die Fragen hier sind also:
- Wie können wir gleichzeitig die Automatisierung nutzen und neue Technologien nicht ersticken?
- Wie können wir mit sich ändernden Anforderungen und Spezifikationen umgehen?
- Wie können wir die Automatisierung in kurzer Zeit implementieren und bezahlen?
Einige automatisierte Technologien können als Leitfaden dienen. Zum Beispiel wurden die 5-Achsen- und 6-Achsen-Roboterarme so konstruiert und gebaut, dass sie (im wahrsten Sinne des Wortes) sehr flexibel sind, sodass sie im Laufe der Jahre leicht aktualisiert werden können. Mehrere Branchen haben standardisierte Softwaremodelle für Automatisierungsschnittstellen eingeführt, sodass die Komponenten verschiedener Hersteller nahtlos zusammenarbeiten. Dies ist sozusagen eine Versicherungspolice, damit die Technologie nicht schnell veraltet ist.
Um den ständig steigenden und niedrigeren Kostenanforderungen der Glasfaserkabelmontageindustrie gerecht zu werden, müssen wir mit den Herstellern von Montagegeräten zusammenarbeiten und uns auf Software- und Hardware-Schnittstellen für Automatisierungsprozesse einigen.
Tatsächlich glaube ich, dass die Endkunden die Nachfrage nach höherer Qualität und Flexibilität in der Montage vorantreiben werden. Die zunehmende Nachfrage nach XNUMX-Sigma- und XNUMX-Sigma-Leistung wird Kabelkonfektionsbetriebe dazu zwingen, von der „Test-the-Quality“-Arbeitsweise zu einem „Build-in-the-Quality“-Ansatz überzugehen.
Wenn es um die Automatisierung der Konnektivität geht, befindet sich unsere Branche an einem Wendepunkt. Es ist Zeit zum Handeln.
Bei der Kabelmontage hat unsere Branche fortschrittliche Test- und Inspektionsprozesse erfolgreich automatisiert. Selbst hier sehen wir jedoch keine einfach ausgerichteten Automatisierungsprotokolle, die eine nahtlose Integration der Systeme verschiedener Hersteller ermöglichen. Wir müssen jetzt die Glasfaserkonnektivität automatisieren. Als Vertreter der besten Fertigungsunternehmen, die Kabelkonfektionshäuser beliefern, weiß ich, dass viele dieser Lieferanten diesen Bedarf ebenfalls erkennen. Kein Hersteller konnte jedoch die Führung übernehmen. Dies liegt auf der Hand, da jeder Lieferant ein Experte für seine eigene Technologie ist, die für einen hochspezifischen Schritt im Prozess entwickelt wurde.
Was ist die Lösung? Ich glaube, die Qualitätsanbieter in der Glasfaserindustrie müssen speziell zusammenkommen, um dieses dringende Problem anzugehen. Sobald wir ein Konsortium von Herstellern zusammengeschlossen haben - eine Arbeitsgruppe für Automatisierung - müssen sie untersuchen, wie andere Branchen diese Herausforderung bewältigt haben, und verfügbare Software- und Hardwarekonventionen notieren, die entschieden und verabschiedet werden müssen, damit die Hersteller von Montageausrüstungen vorankommen können. Diese AD-Hoc-Entscheidungen können zu einer weiteren Standardisierung führen und dies kann nur der Branche helfen. Dies ist eine große Aufgabe, aber es ist klar, dass die Zeit JETZT ist.
Die Frage ist: Können wir uns auf solche Automatisierungsstandards einigen, um dieses Branchenproblem anzugehen? Können wir Unternehmen für Automatisierungssoftware und -hardware dafür gewinnen, uns bei diesem Unterfangen zu unterstützen? Können wir außerdem flexibel genug sein, um mit den unterschiedlichen Kabelkonfigurationen, Steckerkonfigurationen und laufenden technologischen Upgrades umzugehen?
Die Automatisierung der Glasfaserkonnektivität ist ein dringendes Thema für die Kabelkonfektionierungsindustrie. Beginnen wir das Gespräch und bringen wir das Thema voran. Dieses Thema muss jetzt angesprochen werden - es ist der wesentliche nächste Schritt für die Glasfaserkabelmontageindustrie.
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