CD-Recording bei Universal Music  
 

Universal Music Hannover-Langenhagen hat eine tägliche Kapazität von 600.000 CD's. Eine eigens entwickelte OS/2 Qualitätssicherungs-Software überwacht einen großen Teil der Produktionsschritte.

Bei so großen Aufträgen wie z.B. Elton Johns CD "Candle in the wind" ist es für einen Außenstehenden kaum vorstellbar, welche Anforderungen dabei an Mitarbeiter und Material gestellt werden.

Es ist schon beeindruckend was die Maschinen alles zu leisten vermögen. Wann haben Sie zuletzt ein beigefügtes Booklet wieder an seinen Platz in die CD Hülle geschoben? Es ist zwar nicht gerade schwierig, aber es erfordert doch eine ganz gehörige Portion Fingerspitzengefühl. Das, und noch viel mehr, wird größtenteils maschinell bei der Produktion einer CD geleistet.

Hier bei Hannover sind drei Unternehmenszweige des internationalen Konzerns Universal Music angesiedelt. Hier befindet sich neben der Produktion, auch gleichzeitig das europäische und das deutsche Zentrallager. Auf dem selben Betriebsgelände ist ebenfalls das Recording Center der Deutschen Grammophon zu finden. Diese Kombination ist Arbeitgeber für ca. 1200 Mitarbeiter, davon ca. 600 in der Fertigung in 3 Schichten. Was muß alles bei der Produktion einer CD geschehen, bis aus einem angelieferten Originalband eine verkaufsfertige CD wird?

Zunächst wird aus einem DAT Masterband, oder von einem anderen angelieferten Datenträger, in mehreren Produktionsstufen in der Galvanik die Quelle für alle weiteren CD's erzeugt. Während dieses Prozesses werden jeweils "Vater", "Mutter" und "Söhne" für das Ausgangsprodukt hergestellt. Die "Söhne" werden dann später beim Pressen der zu erstellenden CD's verwendet. Diese verwandtschaftliche Namengebung entsteht durch die strukturelle Art der Informationen auf einer CD. Sind die Informations-Pits erhaben, stehen also vor, so spricht man vom "Vater". Bei der "Mutter" wiederum sind die Pits eingelassen. Mit dem "Sohn" wird zum Schluß das Endprodukt erstellt. Der CD Player spielt dann die Informationen von der gegenüberliegenden Seite, also wieder von hervorstehenden Pits, ab. Verfolgt man diesen Jargon weiter, so spielt ein jeder CD Player im Lande immer eine "Tochter" eines "Sohnes" des Originals.

Die zu pressende CD enthält bereits die Informationen. Es gibt also nicht wie bei den rewriteable CD's einen Datenträger auf den die Informationen nachträglich aufgetragen werden. Dieser Vorgang erfolgt in einer Spritzgußmaschine, in der eine Form eingebaut ist, welche aus 2 Hälften besteht In der einen befindet sich der "Sohn", während die gegenüberliegende Häfte nur eine blanke Oberfäche ohne Informationen besitzt. In dieser Form werden nun die Rohlinge aus Polycarbonat gepreßt. Anschließend erfolgt die Metallisierung und das Aufbringen eines Schutzlacks, welcher unter UV-Lampen gehärtet wird. Danach wird ein zentrisches Mittelloch gestanzt und mit einem Scanner die Exzentrizität und die Oberfläche der CD, bezüglich Fehler überprüft. Auf die Seite, welche mit dem Lack versehen wurde, wird dann das eigentliche Label gedruckt.

Ist dieser Prozeß überstanden, dann wird die CD zunächst kurzfristig auf Spießen zwischengelagert. Manche Produktionsanlagen bei Universal Music können allerdings direkt im Anschluß per Siebdruckverfahren das Label auf die CD bringen. Im Siebdruckverfahren gelangen die einzelnen Farbschichten nacheinander auf die Label-Seite der CD. Dies alles geschieht in Karussells für bis zu 6 Farben. Die Verpackung einer einzelnen CD oder gar einer Doppel CD erfolgt dann im Anschluß in einer eigenen Verpackungsmaschine. Auch hier ist der Mensch nur noch zum Anliefern der Rohmaterialien wie Hüllen etc. degradiert. Dafür ist das Schauspiel, das diese Anlage produziert, um so aufregender. In die transparente CD Hülle, die noch ohne CD Einsatz ist, wird zunächst das Booklet eingeschoben. Daran anschließend wird das Einlegeblatt für die Rückseite der CD eingelegt. Auf dieses Rückblatt wird dann erst der meist schwarze Einsatz aufgebracht. Dieser Einsatz kann nun die CD aufnehmen, die dann auch umgehend eingelegt wird. Das Paket wird verschlossen und nach einer visuellen Prüfung für das Lager vorbereitet. Während der visuellen Prüfung wird mit mehreren Kameras festgestellt, ob Vorder- und Rückseite auch die richtige Einlage enthalten und ob überhaupt eine CD eingelegt ist. Dies alles erfolgt, keine Frage,maschinell. Der Rest ist nur noch maschinelle Routinearbeit. Die verpackten CD's werden in Kartons gefüllt, verschlossen und verklebt. Die Kartons werden mit maschinenlesbaren Aufklebern versehen und das ganze vollautomatisch dem Hochregallager zugeführt.
 

Prüfungen

Selbstverständlich gilt es innerhalb eines solch komplexen Produktionsaufbaus Fehlerquellen sofort zu erkennen sowie entsprechende Maßnahmen in diesen Fällen umgehend einzuleiten.

Das Ergebnis, die CD, muß bestimmte Kriterien erfüllen. Diese sind in den jeweiligen Color-Books vorgeschrieben. Verbesserungen an der "Qualität" im engeren Sinn kann es demzufolge nicht geben, denn es gilt "lediglich" die vorgeschriebenen Spezifikationen zu erfüllen. Treten Fehler in diesem Prozeß auf, so können höchstens Rückschlüsse auf eventuell fehlerhafte Werkzeuge oder falsch justierte oder fehlerhafte Maschinen genommen werden. Sehr wichtig ist auf jeden Fall, daß das Endergebnis einen Vergleich mit dem angelieferten Herkunftsband erfüllt. Hierzu werden zunächst alle Quellen für die spätere CD, die "Söhne", gegen das Originalmaterial getestet. Sollte bereits an dieser Stelle ein Fehler auftreten, so wäre eine komplette CD Produktion sinnlos. Im späteren Verlauf der Fertigung werden dann nach einem Prüfplan einzelne CD's aus der laufenden Produktion entnommen und umfangreichen Tests unterzogen. Darüber hinaus wird jede CD mit einer Kamera auf Fehler im 1/1000 mm-Bereich überprüft.

Dabei gilt es die Kriterien nach den Farbbüchern (RED, GREEN, ...) der CD Fertigung zu überprüfen. Es kommen an dieser Stelle optische Testverfahren ebenso zum Einsatz, wie die Ermittlung elektrischer Meßsignale. Natürlich ist das nicht alles, es gilt halt jede noch so erdenkliche Fehlerquelle möglichst frühzeitig zu eliminieren. Das Erkennen von Fehlern zu einem späteren Zeitpunkt wäre gleich immer von einem enormen, geldwerten Ausfall begleitet.

Universal Music hat im gesamten Produktionsprozeß solche Testverfahren integriert, so daß fast jede Produktionsstation, und somit jeder Produktionsschritt, über eigenes Equipment für Tests verfügt.
 

OS/2

Das Betriebssystem OS/2 besitzt in diesem Produktionsprozeß einen großen Stellenwert, denn es deckt wichtige Teile des Testverfahrens ab. Es gibt neben optischen Tests, deren Ergebnisse mit wenigen Datenwerten beschrieben werden können, andere Tests die an komplexen Maschinen vorgenommen werden. Deren Ergebnisse können im Sekundentakt an den seriellen Schnittstellen abgegriffen werden.

Vor noch nicht allzu langer Zeit, wurden diese Testergebnisse in die sogenannten "Orderprüfkarten" eingetragen. Die Buchhalter nennen das "große Zahlen in kleine Kästchen schreiben". Diese Art und Weise der Erfassung von Prüfdaten ist sehr aufwendig und fehlerbehaftet. Aus diesem Grund suchte Universal Music schon frühzeitig nach einem maschinellen Verfahren, welches diese handschriftlichen Aufzeichnungen eliminieren sollte.

Mit einem in Hannover ansässigen Softwarehaus, der Aviation Electronics, fanden Sie einen Partner, der auf diesem Gebiet schon reichlich Erfahrung vorweisen konnte. Weiterhin hatte Aviation Electronics bereits erfolgreich diverse Projekte mit mehreren Betriebsstellen innerhalb Universal Music abgewickelt. Neben der notwendigen fachlichen Qualifikation war Aviation Electronics bereits mit der Problematik der Qualitätssicherung in der CD Fertigung vertraut.

Gemeinsam gab man sich an die Entwicklung eines neuen Verfahrens. Die erste Entscheidung die getroffen werden mußte, war die Wahl des Betriebssystems. Aus Sicht der beteiligten Partner war OS/2 Warp zu diesem Zeitpunkt das einzige Betriebssystem, welches neben einer durchgehenden und weitestgehend offenen Struktur, die notwendige Ausfallsicherheit in einer 7 Tage/24 Stunden Umgebung gewährleisten konnte. Natürlich sicherte man sich bei der Wahl der Werkzeuge ab, in dem Anforderungen an die plattformübergreifende Verfügbarkeit einflossen. Mit DB2/2 und VisualAge C++ standen Werkzeuge zur Verfügung, die notfalls eine einfache Portierung gewährleisten. Die gesamte Anwendungslandschaft wurde zudem mit Hilfe der IBM Open Class Library des VisualAge C++ auf die Beine gestellt, und diese ist bekanntermaßen überaus portierungsgeeignet. Mit der Entscheidung für OS/2 setzte man für die Fabrikebene einen neuen Standard. Man hatte in einem Parallelprojekt in der Kunststoff-Spritzgießerei bereits gute Erfahrungen mit OS/2 gesammelt. Die zu entwickelnde Qualitätssicherungs-Software sollte neben einer 99,9%-igen Ausfallsicherheit, eine weitgehende Online Erfassung der Meßdaten gewährleisten, die Ankopplung und Anpassung an andere DV-Verfahren im Hause ermöglichen, erweiterungsfähig sein und den gängigen Standards entsprechen.

Bei der Entwicklung der Software mußten einige Ziele erfüllt werden. Zum einen sollte an Hand der gesammelten Daten aus den verschiedenen Teststationen ein schneller Erfahrungsgewinn zu erzielen sein. Je schneller eine Information zur Verfügung steht, desto schneller kann auch der geplante Qualitätsstandard erreicht werden. Weiterhin sollten die existierenden Verfahren optimiert werden, es sollte also nicht "nur" das manuelle Verfahren umgesetzt werden.

Aus diesem ganzen Aufwand versprachen sich die beteiligten Partner natürlich eine frühzeitigere Fehlererkennung und selbstverständlich, wer will das nicht, eine Fehler- und Kostenreduzierung. Dies alles sollte dann letztendlich zu einer Produktivitätssteigerung führen. Letzteres ist gerade jetzt in Zeiten eines Internets, an der Schwelle zu einem 24 Stunden Bestellzyklus, unabdingbar.

1995 begann man mit den Vorarbeiten und nach 1,5 Jahren war das Projekt in seiner ersten Stufe abgeschlossen. Die Software an sich befindet sich allerdings in einem dynamischen Entwicklungsprozeß. Ständig müssen neue Maschinen an die Software angebunden werden, eine schnellere Übermittlung der Erfassungsdaten muß verarbeitet werden. Neuentwicklungen der Qualitätssicherungs-Software dürfen nicht zu einem Bruch in der laufenden Produktion führen. Aus diesem Grund werden umfangreiche Tests zunächst in "Spielumgebungen" durchgeführt.

Heute befinden sich im gesamten Produktionsprozeß 22 Arbeitsstationen die für das Sammeln der umfangreichen Daten verantwortlich sind. Davon stehen alleine 14 Arbeitsstationen an Meßspielern der Fa. Koch, die für die automatische Abspielprüfung und Fehleranalyse von CD s zuständig sind. Diese liefern einen mächtigen Datenstrom in die Qualitätsdatenbank. Der OS/2 Warp Server, der für die Steuerung der Arbeitsstationen zuständig ist, und das Datensammelbecken DB2/2 wurden in dieser Netzwerkumgebung nicht getrennt. Dies ist nicht üblich, hat aber bislang zu keinen Problemen geführt.

An allen Maschinen können sich die Mitarbeiter einloggen und die für sie vorgesehenen Tätigkeiten abdecken. Regelwerke für die Aufgabenverteilung und den Zugriffsschutz finden sich sowohl in der Netzwerkumgebung, als auch in den Datenbanken selbst.

Die grafischen Oberflächen der Software berücksichtigen bei der manuellen Erfassung von Testergebnissen selbstverständlich vorgegebene Grenzwerte. Eine Überschreitung dieser, führt zu einem sofortigen Warnhinweis, den der Operator nachgehen muß. Mit farbenfreudigen Statistiken kann noch aus einigen Metern Entfernung von der Arbeitsstation ein möglicher Fehler erkannt werden. Tonausgaben haben leider in der mitunter sehr lauten CD-Produktion keinen Zweck, optische Ausgaben scheinen hier die bessere Wahl zu sein. Universal Music Mitarbeiter wissen, wie sie Nutzen aus den sich ansammelnden Datensätzen ziehen können.Sie können CD-Reklamationen rückverfolgen, Erkenntnisse gewinnen über Fehlerhäufigkeiten und Trends in der Produktion, auf die Güte der Produktionsmittel schließen,Prozeßparameter optimieren. Beide Partner sind mit der Wahl von OS/2 zufrieden. Mit der frühzeitigen Entscheidung für Werkzeuge, die auch einen eventuell notwendigen Wechsel des Betriebssystems erlauben, hat man sich zudem den Rücken freigehalten, obwohl ein Wechsel überhaupt nicht in der Diskussion steht.
 

Harald Wilhelm/akr
Veröffentlichung in der Zeitschrift OS/2-Inside im Mai 1998
 

 
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