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Risikofreie Elektronikentwicklung - Chance oder Utopie?

Kollaboration und modernste Technologie können die Elektronikentwicklung und die NPI-Prozesse verbessern, trotz schwankender Komponentenmärkte. In diesem Artikel werden allgemeine Probleme und moderne Lösungen untersucht.

Dr. Angelo Canzaniello
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Die Elektronikbranche befindet sich ständig im Wandel und Unternehmen stehen unter Druck, innovative Produkte schneller und effizienter auf den Markt zu bringen. Allerdings kann die Volatilität des Bauteilmarktes für Entwicklungs- und Einkaufsteams zu einer Herausforderung werden. Eine vorausschauende, kooperative Herangehensweise bei der Elektronikentwicklung kann Unternehmen dabei unterstützen, diese Herausforderungen zu meistern und Produkte mit der nötigen Zuversicht und in der erforderlichen Geschwindigkeit einzuführen. In diesem Artikel stellen wir den traditionellen Prozess der Einführung neuer Produkte - auch bekannt als New Product Introduction (NPI) - einem moderneren Ansatz gegenüber und zeigen häufige Probleme auf, wobei wir auch Lösungen für deren Bewältigung vorschlagen.

Die Herausforderungen bei traditionellen NPI-Methoden

Bei traditionellen NPI-Methoden gibt es einige Herausforderungen, die Elektronikunternehmen zu meistern haben. Oft verlassen sie sich auf veraltete Ansätze wie Excel-Stücklisten, E-Mails und regelmäßige Meetings, um durch den Prozess der Einführung neuer Produkte zu navigieren. Diese Methoden können für einfache Projekte ausreichen, bei komplexeren Leiterplattenbaugruppen (PCBAs) aber unübersichtlich, zeitaufwändig und fehleranfällig werden. Des Weiteren erfordern diese Ansätze oft eine aufwändige händische Dokumentation und Koordination zwischen verschiedenen Abteilungen wie Produktmanagement, Entwicklung und Einkauf, was zu organisatorischen Herausforderungen führen kann.

Baugruppenkosten effektiv senken

Das Gleichgewicht von Zeit, Kosten und Qualität bei der Entwicklung von elektronischen Baugruppen zu halten, ist eine komplizierte Herausforderung, besonders wenn es darum geht, die Kosten einer einzelnen bestückten Leiterplatte zu bestimmen. Um das Design zu optimieren und die Gesamtkosten zu reduzieren, ist es wichtig, sowohl die Kosten der Komponenten als auch die Bestückungskosten im Auge zu behalten. Leider beachten viele Unternehmen diese Faktoren erst, nachdem der Designentwurf abgeschlossen ist, was die Möglichkeiten zur tatsächlichen Optimierung einschränkt. 

Um diesem Problem entgegenzuwirken, greifen einige Unternehmen während des Entwicklungsprozesses auf historische Daten aus ihrem ERP-System (Enterprise Resource Planning) zurück, aber diese berücksichtigen weder die aktuellen Marktpreise noch ausgehandelte Vertragspreise. Proaktive Entwicklerteams versuchen daher, online Preisinformationen über Dienste wie Octopart oder Webshops von Distributoren zu finden, aber auch das ist zeitaufwändig und bietet keinen Zugang zu den ausgehandelten Vertragspreisen des Unternehmens. Es ist offensichtlich, dass der aktuelle Prozess zur Kostenoptimierung bei der Entwicklung elektronischer Produkte verbesserungswürdig ist.

Risiken in der Lieferkette managen

Ein effektives Supply Chain Management ist für den Erfolg von NPI von entscheidender Bedeutung, aber viele Unternehmen haben Schwierigkeiten damit, die Marktdaten, die für die Auswahl von Komponenten wichtig sind, kontinuierlich im Auge zu behalten. Gerade in Zeiten von Marktschwankungen oder Lieferengpässen ist dies jedoch unerlässlich, da ansonsten das Risiko künftiger Beschaffungsprobleme steigt, die zu Verzögerungen und unerwarteten Kosten führen können. Leider sind Entwicklerteams oft überlastet und haben weder die Zeit noch die Ressourcen, um gründlich die Beschaffungsmöglichkeiten, wie z. B. aktuelle Lagerbestände auf dem Markt oder angebotene Lieferzeiten, zu untersuchen. Gleichzeitig werden der Einkauf oder das Supply Chain Management oft erst dann in den Komponentenauswahlprozess einbezogen, wenn es bereits zu spät ist. Infolgedessen sind Unternehmen im Blindflug und können keine fundierten Entscheidungen treffen, die ihnen helfen könnten, kostspielige Rückschläge zu vermeiden.

Lebenszyklus-Probleme vermeiden

Der stetig wachsende Trend der zunehmenden Obsoleszenz von Bauteilen wird von Faktoren wie verbesserter Fertigung, stärkerer Integration von Funktionen in integrierten Schaltkreisen und der Notwendigkeit, den Anforderungen des Markts gerecht zu werden, unterstützt. Es ist von größter Wichtigkeit, den Lebenszyklusstatus jedes elektronischen Bauteils zu überwachen, um sicherzustellen, dass keine Zeit und Ressourcen für Redesigns verschwendet werden, wenn Bauteile abgekündigt oder Obsoleszenzwarnungen ausgegeben werden. Obwohl einige Unternehmen den Lebenszyklusstatus von Komponenten prüfen oder schnell auf Änderungen von Produkten reagieren, nehmen nur wenige Unternehmen einen proaktiven Ansatz in Anspruch und setzen Dual- oder Multiple Sourcing ein, um das Risiko von Ausfällen zu verringern. Dies macht viele Elektronikunternehmen anfällig für die Auswirkungen von Obsoleszenz von Bauteilen.

Die Alternative: Ein moderner Ansatz für NPI

Ein modernes Konzept für NPI adressiert traditionelle Herausforderungen und bietet einen effizienteren Prozess für die Einführung neuer elektronischer Produkte. Es nutzt moderne Tools, Technologien und einen proaktiven, kooperativen Ansatz in der Entwicklung von Elektronik und hilft Unternehmen, im komplexen Markt erfolgreich zu sein.

Der moderne Aufbau einer neuen Produkteinführung (NPI)

Lieferanten-APIs integrieren

Der Elektronikmarkt ist volatil, was es schwierig macht, in der Lieferkette auf dem Laufenden zu bleiben. APIs (Application Programming Interfaces) bieten jedoch eine Lösung. Viele Distributoren von elektronischen Bauteilen wie Farnell und Leiterplattenhersteller wie Würth bieten inzwischen offene APIs an, die einen einfachen Datenaustausch ermöglichen. Durch den Aufbau einer API-Verbindung können Kunden schnell und einfach auf Echtzeit-Bestandsdaten, Preise, Vorlaufzeiten und Produktdetails von ihren zugelassenen Lieferanten zugreifen - auf Anfrage oder automatisch. 

Dadurch wird der Beschaffungsprozess optimiert und es können fundierte Entscheidungen über Komponenten während des Entwicklungsprozesses getroffen werden. Die APIs können individuell integriert werden, um sie mit den eigenen Prozessen abzustimmen, oder direkt in speziellen BOM-Management-Lösungen, wie Luminovo, aktiviert werden. In jedem Fall ermöglicht die moderne Ära der APIs die Einbindung von Echtzeit-Lieferkettendaten in den NPI-Prozess, direkt dort, wo Entscheidungen getroffen werden müssen. 

Digitale Zwillinge verwenden

Digitale Zwillinge sind digitale Abbilder von realen Objekten oder Systemen, die zur Verbesserung von Übergabepunkten zwischen Entwicklung, Einkauf und Lieferanten im modernen NPI-Prozess eingesetzt werden können. Sie können manuelle Aufgaben wie das Herunterladen, Bearbeiten und Hochladen von Excel-Dokumenten oder Design-Dateien vermeiden und das Risiko von Fehlern reduzieren, indem sie die einfache Integration von externen Daten durch APIs oder die Echtzeitübertragung von Datenpunkten ermöglichen.

Digitale Zwillinge von Stücklisten können für viele Anwendungen verwendet werden, wie zum Beispiel zum Abrufen und Anzeigen von Lieferkette-, Lebenszyklus- oder Compliance-Daten oder zur automatischen Optimierung von Stücklisten basierend auf Kriterien wie Verfügbarkeit, Preis oder Vorlaufzeit. Auf ähnliche Weise können digitale Zwillinge von Leiterplatten genutzt werden, um Probleme bereits in frühen Entwicklungsphasen zu testen und zu beheben oder als Kommunikationswerkzeug zwischen Beteiligten durch APIs zu dienen.

Design Health Monitoring einführen

Die COVID-19-Pandemie hat die Schwächen in unseren Elektronik-Lieferketten deutlich gemacht, die zum Ausfall bestimmter Komponenten, zu Verfügbarkeitsproblemen und instabilen Lieferzeiten und Preisen geführt haben. Dies stellt hohe Anforderungen an die Flexibilität von Entwicklungs- und Einkaufsteams und erfordert eine enge Zusammenarbeit mit Lieferanten. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, ist es für NPI-Prozesse von großer Bedeutung, den Status von Stücklisten und Designs vom Projektbeginn bis zur Markteinführung kontinuierlich zu überwachen.

Ein "Health Dashboard" kann Compliance, globalen Bestand, Lieferzeiten und Preisentwicklung verfolgen und relevante Stakeholder wie Produktmanager, Einkaufsmanager und Entwicklungsteams alarmieren, wenn negative Trends festgestellt werden. Um ein solches Dashboard zu erstellen und zu pflegen, können Unternehmen Component Engineers einstellen, Daten von Drittanbietern wie IHS nutzen oder Softwarelösungen wie Luminovo implementieren, die BOM-Management und Health Monitoring ermöglichen. Unterbrechungen in der Lieferkette lassen sich zwar nicht gänzlich vermeiden, aber sie können proaktiv und effektiv verwaltet werden.

Multi-Sourcing einführen

Multi-Sourcing, also die Verwendung mehrerer Alternativen für Komponenten desselben Designators, ist eine wichtige Strategie, um Störungen in der Lieferkette zu verhindern. Indem mehrere Alternativen gewählt werden, können Unternehmen ihre Abhängigkeit von einem einzigen Lieferanten verringern, Einzelfehlerquellen ausschalten und eine stabilere Versorgung mit Komponenten sicherstellen. Dies ist besonders wichtig auf dem sich schnell verändernden heutigen Markt, auf dem Bauteile unerwartet obsolet werden und Lieferprobleme auftreten können.

Obwohl Multi-Sourcing mit höheren administrativen und beschaffungsbezogenen Kosten verbunden sein kann, können diese Kosten durch die Verwendung der richtigen Tools und Prozesse minimiert werden. Distributoren bieten oft geeignete Alternativen auf ihren Websites an und manche Lieferanten bieten sogar spezielle Dienstleistungen wie Unterstützung durch Field Application Engineers (FAE) an, die bei der Komponentenauswahl helfen und passende Alternativen vorschlagen. Es gibt auch spezielle Anwendungen wie Cross-Reference-Suche-Tools, die auf der Basis von parametrischen und funktionalen Ähnlichkeiten Vorschläge für bewährte Alternativen liefern. Durch die Nutzung dieser Ressourcen können Unternehmen den Multi-Sourcing-Prozess optimieren und die Vorteile maximal nutzen.

Cloud-basierte Kollaboration nutzen

Eine reibungslose Kollaboration ist für den Erfolg jedes Unternehmens unerlässlich und Cloud-basierte Anwendungen erleichtern die Zusammenarbeit von Teams maßgeblich. Sie bieten heutzutage sichere und kostengünstige Kommunikation und Koordination, was zu effektiveren Prozessen und höherer Produktivität führt.

Der NPI-Prozess ist ein Bereich, in dem die Vorteile von Cloud-basierten Lösungen besonders deutlich werden, da hier mehrere Anwendungen und Benutzer aus verschiedenen internen und externen Teams zusammenkommen. Ein Beispiel sind Cloud-basierte Freigabeprozesse für Komponenten zwischen Entwicklung und Einkauf, die eine vollständig digitale, kollaborative und verteilte Bearbeitung direkt in der Stückliste oder im Design Management Tool ermöglichen. Cloud-basierte Anwendungen können auch die Zusammenarbeit zwischen dem Unternehmen und seinen Zulieferern, wie Electronic Manufacturing Services (EMS), Distributoren oder Komponentenherstellern, erleichtern. Cloud-Lösungen sind ein wesentlicher Bestandteil jedes modernen NPI-Prozesses. 

Wenn die Zukunft Realität wird

Die oben genannten Lösungen für einen modernen NPI-Prozess, der Ihre Elektronikentwicklung robuster, vorausschauender und kollaborativer macht, sind keine Zukunftsmusik, sondern können bereits heute mit modernen Lösungen wie der Luminovo Suite umgesetzt werden. 

Sie können mehr über diese Lösungen und ihre Vorteile für Ihr Unternehmen erfahren, indem Sie eine Live-Demo auf unserer Website buchen. Wir unterstützen Sie bei der Modernisierung Ihrer Elektronik-Wertschöpfungskette.

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