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Design for Production

Methoden für eine durchgängig an moderne Forderungen angepasste Entwicklung
Design for Production

Wesentliches Leistungsmerkmal eines modernen EMS-Anbieters ist die ganzheitliche Erbringung von Entwicklungs- und Fertigungs-Dienstleistungen für OEMs. Die Anforderungen an die Entwicklung und das Design der elektronischen Baugruppen, Geräte und Systeme sind dabei sehr unterschiedlich, und nehmen gleichzeitig kontinuierlich zu. Die Beachtung neuer Spezifikationen für den Designprozess bestimmen die Interaktion zwischen dem Hersteller und EMS-Anbieter, und sind für die Entwicklung eines wettbewerbsfähigen Produkts von entscheidender Bedeutung.

Die Veranstaltung von Schlafhorst Electronics in Mönchengladbach lieferte einen Überblick zum Thema „Design for Production“ und richtete sich an Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen aus Entwicklung, Fertigung und Qualitätsmanagement. Es konnten eine Reihe hervorragender Referenten verpflichtet werden, um ein hochinformatives Programm zu liefern.

Nach der Begrüßung im Best Western Crown Hotel in Mönchengladbach durch Manfred Tillmann, Vorstand des EMS-Dienstleisters, leitete Herr Tillmann als Redner den ersten Vortrag ein. Sein Thema „Design for Production“ ging um den EMS-Anbieter im Dialog mit dem OEM. Nach der Vorstellung des eigenen Unternehmens, dem Weg zum EMS mit Daten und Fakten, kam er zur produktionsgerechten Entwicklung. So steht der Begriff Design for Production (DfP) für die Integration und Vernetzung aller produktionstechnischer Belange im Entwicklungsprozess eines Produktes. Somit steht DfP für die Philosophie eines Unternehmens, die horizontale und vertikale Integration der Entwicklung und Fertigung eines Produktes über Bereichs- und Unternehmensgrenzen hinaus durchzuführen. Der Fokus zur Integration des Partners steht auf Kernkompetenz, Wertstrombetrachtung und gegenseitige Synergieeffekte. Alle Komponenten sollten auf eine möglichst optimale Art hergestellt und montiert werden können, immer in stabiler und höchster Qualität. Hier war über das Optimierungspotenzial zur Wertschöpfung über den kompletten Produktlebenszyklus zu hören. Grundlage ist die Vernetzung und Zusammenführung aller entwicklungs-, produktionstechnischer und qualitätsrelevanter Belange, um so das Wissen und die Fähigkeiten aller Beteiligten in ein Produkt einfließen lassen zu können. Der konkrete Entwicklungsprozess ist durch die Entwicklungsrichtlinien bestimmt und abgeleitet. Das könnte einerseits die Entwicklung vom Kunden mit dem EMS als Partner sein, dass der EMS als Partner im Auftrag des Kunden handelt, und dass der Kunde entwickelt, während der EMS produziert. Nach den Leiterplattenoberflächen, den Normen und Richtlinien ging es zu den Produktionskosten und einer qualitätsgerechten Entwicklung. Um eine möglichst hohe Testtiefe mit geringem Testaufwand zu erzielen, muss die Basis bereits in der Entwicklung geschaffen werden. Doch derzeit existiert kein Prüfsystem, das alle möglichen Fehlerarten auf einer Baugruppe finden kann, so dass erst ein richtiger Mix an verschiedenen Verfahren und deren Reihenfolge eine gute Testtiefer erzielen. Herr Tillmann kam zu dem Ergebnis, dass sich in den Kernfähigkeiten ergänzende Partnerschaften entscheidend für eine schnelle, kostengünstige und robuste Entwicklung sind. Der Mönchengladbacher EMS-Dienstleister arbeitet gern und erfolgreich in Netzwerken mit seinen Kunden und Partnern zusammen, so dass die beste Expertise aller am Netzwerk Beteiligten für die Entwicklung nutzbar ist. Ein Schutz gegen unliebsame Überraschungen.
Der nächste Vortrag über „DfP – ein oft unterschätzter Wettbewerbsfaktor“ kam von Gustl Keller, gktec, Lichtenstein. DfP als spezifische, unternehmensbezogene Entwicklungs- und Organisationsplattform ist nicht nur funktions-optimiert sondern umfasst auch DfX-Teilprozesse, die den kompletten Produktionsvorgang von der Entwicklung bis zum Endprodukt inklusive möglicher Reparaturen sicher stellen sollen. Je komplexer und/oder kompakter die Produkte sind, desto schwieriger ist deren technische, organisatorische und vor allem ökonomische Realisierung, insofern ist DfP ein wichtiger Faktor für den Produkterfolg. Nicht nur als wichtiger Teil der Entwicklung, ist das Tool auch Bindeglied zur Produktion. Eine entsprechende Designlösung ist realisierbar mittels Minimalprinzip, soweit anwendbar, denn weniger Vielfalt bedeutet stets weniger Aufwand, also geringere Kosten. Die Standards für allgemeine Anwendungen bzw. Produkterfordernissen sind zu berücksichtigen, und es sollte eine offene Kommunikation und Kooperation mit Lieferanten und Dienstleistern bei speziellen Anwendungen herrschen. Dabei müssen die Beteiligten sich auf Kernkompetenzen bzw. dem eigenen Know-how konzentrieren, den Rest Spezialisten überlassen. Gerade EMS-Unternehmen und andere Dienstleister haben oft spezielles Know-how und Kernkompetenzen. Design for Inspection and Test kamen zur Sprache, in Zuge dessen AOI, Röntgeninspektion/AXI und ICT vorgestellt wurden. Herr Keller berichtete detailliert über das Leiterplatten-Layout und Designregeln, um vor Beendigung seines Vortrags noch einige Empfehlungen bezüglich DfP zu geben: Design sollte mit Leiterplattenhersteller und CEM/EMS abgesprochen, die allgemeinen Standards wie Normen und Richtlinien beachtet werden, eine Technologieentwicklung vor der Produktentwicklung statt finden und gegebenenfalls die Prozessentwicklung parallel zur Produktentwicklung von Statten gehen.
Nach einem stärkenden Mittagessen gab es eine Präsentation über den Fertigungsstandort in Polen mit dem Titel: Schlafhorst Electronics AG: Zwei Standorte – eine Strategie, von Dieter Jinkertz, dem Leiter Vertrieb im Unternehmen. Im Jahre 2005 wurde Schlafhorst Electronics Polska Sp.z o.o (SEP) gegründet und die Fertigung am neuen Standort im polnischen Lubsko aufgenommen. Bereits zwei Jahre später musste die Fertigungsfläche am Standort in Lubsko, übrigens ebenfalls ISO 9001:2000 zertifiziert, erweitert werden: waren es vorher 1.000 m², sind es heute 2.000 m². Eine weitere Vergrößerung ist in Planung mit der Ausbaustufe 3 und 4 auf insgesamt weiteren 2.000 m². Es gibt einen direkten Verkehr zwischen den beiden Standorten. Bis jetzt wird die Materialbeschaffung noch über Mönchengladbach geregelt, doch das soll sich auf eine direkte Anlieferung in Polen ändern. Insgesamt sind dort 45 Mitarbeiter mit Fertigungstechnologien des Wellen- und Selektivlötens sowie verschiedenen Testverfahren wie Sichtprüfung, Funktionstest und Incircuit-Test beschäftigt.
Vom Fraunhofer ISIT angereist war Helge Schimanski, um über DfX-Design-Prinzipien zu referieren. Der Brückenschlag zwischen den zwei Welten Design und Fertigung hat zum Ziel, gute Qualität wirtschaftlich zu erzeugen. So wäre ein Prüfprozess nach jedem Produktionsschritt der Idealfall, jedoch lässt sich Qualität nicht in ein Produkt hineinprüfen. Auch Herr Schimanski ist der Ansicht, dass die Einbindung der Fertigungsverantwortung in der Frühphase der Layout-Entwicklung das größte Kosten-Sparpotenzial birgt. Entwickler und Leiterplattenhersteller müssen die Anforderungen gemeinsam festlegen und die Fertigungstoleranzen offen erörtern. Die IPC-Standards bieten als Basis für Lieferverträge die Einordnung der Technologie, die Definition bzw. Auswahl des Anforderungsprofils, Design-Guidelines sowie Kriterien zur Bewertung der Leiterplattenqualität.
Zur Erzeugung von Daten, die sich fertigen lassen, sprich einer DfM-Prüfung bereits im PCB-Layout, berichtete Dirk Müller von Flow CAD, München. DfM ist ein kleines Kürzel mit großer Wirkung, und es gibt zahlreiche Faktoren, die den Prozess des DfM, d.h. den Prozess der professionellen Realisierbarkeit des Designs in der Produktion, in der heutigen Elektronikbranche antreiben. Die drei häufigsten Faktoren sind die Zunahme der Bauteildichte aufgrund neuer Technologien, die Notwendigkeit zur Verringerung des Designzyklus sowie die Praxis des Outsourcing und der Auslandsverlagerung der Produktion. PCB-DfM ermöglicht, die Miniaturisierung des Designs ohne Verluste effektiv zu verbessern, die Produkteinführung zu beschleunigen und weltweite Produktionstrends mit vollem Vertrauen auszunutzen. Ohne PCB-Design für Manufacturing sind die Herausforderungen allerdings riesig, die Kosten hoch und das Risiko immens, so die abschließenden Worte von Herr Müller. Der letzte Vortrag kam von Prof. Hatto Grosse der Fachhochschule für Design in Köln über die Nutzeranforderungen und Produktinnovationen zu seiner Frage „Fahrradhelme für Frauen?“. Auch hier war Kernpunkt das Design for Manufacturing, so dass die Zuhörer einen Blick über den Tellerrand der Elektronik werfen konnten. Ein informativer Event zum Thema DfP – Design for Production. (dj)
electronica, Stand B1.574
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