Möglichkeiten der Reduktion der Total-Costs-of-Ownership Elcoteq S.E., Helsinki (Finnland)

Im Konzept des Produkt-Lebenszyklus können drei Phasen unterschieden werden: Forschung & Entwicklung, Volumen-Produktion und Marktrückgang/Nachlauf. In der Forschungs- und Entwicklungsphase wird das Produktdesign und die Komponenten sowie deren Kosten festgelegt, natürlich wird auch das Produktionsdesign festgeschrieben. Auch werden die Partner für die externe Fertigung evaluiert. In dieser Phase findet in der Regel wenig Austausch und Zusammenarbeit zwischen der F&E-Abteilung und den externen Fertigungspartnern statt. Demzufolge werden in diesem Prozess die Aspekte des Design for Manufacturing wenig berücksichtigt.

Eine einfache Definition des Design for Manufacturing wird beschrieben durch die langfristige Wirkung des Produktionsdesigns, welche in der Designphase des Produktes festgelegt wurde. Es liegt auf der Hand, das Unternehmungen, welche die Elemente des Design for Manufacturing früh im Lebenszyklus berücksichtigen, hiervon vielfältig profitieren werden. Das Design for Manufacturing definiert sich über sechs Elemente:

Der wesentliche Vorteil der frühzeitigen Beteiligung von externen Fertigungspartnern liegt in der Möglichkeit, frühzeitig und ganzheitlich Prozesse und Optimierungen auch mit Sub-Lieferanten zu realisieren und somit die Gesamtkosten substantiell von Anfang an zu beinflussen. Dank der frühzeitigen Beteiligung am Gesamtprozess der Produktentwicklung und -fertigung ist der externe Fertigungspartner, also der EMS-Partner des OEM (Origional Equipment Manufacturer), in der Lage eine Optimierung über den gesamten Entwicklungs- und Fertigungsprozess zu realisieren.

Bei der Entwicklung und Fertigung von Produkten innerhalb derselben Unternehmung erscheint die Kommunikation und Abstimmung zwischen der Produktion und der Entwicklung relativ einfach und offensichtlich. Es mag angenommen werden, dass ein gewisses rudimentäres Design for Manufacturing in den Lebenszyklus des Produktes einfließt. Mit der zunehmenden Auslagerung der Produktion haben Entwicklungsengenieure weniger Möglichkeiten, mit den Fertigungsteams zu kommunizieren und sich abzustimmen. Neben den unterschiedlichen Betriebszugehörigkeiten sind auch verschiedene, nicht miteinander koordinierte Beschaffungsprozesse wahrscheinlich. Somit könnte ein Entwicklungsingenieuer oder Einkäufer in der Entwicklungsphase eines Produktes Komponenten auf der Basis der Verfügbarkeit und nicht Ihrer produktionsspezifischen Anforderungen auswählen. Dies aber gilt es bei der Volumenproduktion zu berücksichtigen. Die Verantwortung des Einkaufs liegt in der Entscheidung, welche, wo, wieviele und wann Komponenten erworben werden. Fertigungsdienstleister sehen dies als eine ihrer Kernkompetenzen. Somit sind qualifizierte Aussagen bezüglich der Qualität und Verfügbarkeit von Materialien und Komponenten in mehreren Standorten möglich. Große Abnahmemengen erlauben nebst Qualität auch ein kostengünstiges Einkaufsmanagement. Durch die Erfahrung der Verwendung von Millionen dieser Komponenten und Materialien sind qualitative Aussagen hinsichtlich der Verwendung und Nutzung dieser im Designprozess möglich.

Design for Manufacturing kann einen weitreichenden Einfluss auf den Einkaufszeitpunkt haben. Für Neuentwicklungen können zwei Jahren zwischen Entwicklung und Volumenproduktion vergehen. In der Produktentwicklungsphase haben Entwicklungsingenieure und Einkäufer elektrische Komponenten, Materialien, Gehäuse und andere nötige Komponenten beschafft. Es gilt zu prüfen, ob diese Komponenten und Materialien, zum Zeitpunkt der Volumensproduktion, eventuell obsolet geworden oder durch höherwertige oder preiswertere Materialien und Komponenten ersetzt werden können. Sind EMS-Unternehmen frühzeitig in den Design- und Entwicklungsprozess involviert, so ist eine fachliche Beratung in diesen Bereichen möglich und vorteilhaft.

Die frühzeitige Einbindung von EMS-Unternehmen in den Entwicklungsprozess erlaubt den Entwicklungsingenieuren und Einkäufern die Vorhersage von Beschafungsengpässen oder sonstigen Beschaffungsschwierigkeiten. Globale EMS-Unternehmen können bedeutende Vorteile hinsichtlich der Verfügbarkeit, des Preises und des Zulieferer-Managementes realisieren. Diese Fähigkeiten sind in F&E-Organisationen normalerweise nicht vorhanden. Bei einigen Commodity-Artikeln kann so ein Einsparungspotential von bis zu 50% realisiert werden.

Sowohl die Inbound- als auch die Outbound-Logistik kann sehr variabl bezogen auf die Kosten der Fertigung sein. Entscheidungen in der Design- und Entwicklungsphase können zusätzliche Logistikkosten verursachen. Wie groß ist der Puffer bezüglich der Lead-Time? Wie gro ist die Flexibilität der Produktion und des Lieferplans? Wie viele Teile oder Subsysteme werden von wievielen Zulieferen bezogen und an wie vielen Standorten? Wie groß, beziehungsweise modular, ist das Produkt aufgebaut ?

Das Design der Verpackung kann die Form der Verschiffung erheblich beeinflussen und natürlich auch umgekehrt. Hier gilt es zu erwähnen, das der Produktionsstandort wesentlich die Logistik beeinflussen kann: Sind Zölle oder Tarife zu berücksichtigen? Welche Formalitäten sind erforderlich? Wohin soll das Produkt geliefert werden? Wer trifft die Entscheidung hinsichtlich des Transports per See-, Luftfracht bzw. Schiene oder LKW?

EMS-Unternehmen haben Erfahrung und Know-how hinsichtlich der diversen logistischen Alternativen. In den Zielmärkten,beziehungsweise Ländern können Kundenwünsche, Zollabfertigung und Richtlinien der lokalen Behörden schnell und unkompliziert abgearbeitet werden. Dies erlaubt eine kosteneffiziente Lieferung des Produktes. Bei der Entscheidung hinsichtlich des Produktionsstandortes kann das EMS-Unternehmen beratend wirken, Abläufe koordinieren und Kosten senken, sodass das Logistikpuzzle in allen seinen Teilen kostengünstig und passend zusammen gesetzt werden kann.

Die Optimierung des Fertigungsprozesses kann Kosten und Zeitaufwand bedeutend reduzieren. Weiterhin können die Qualität, die Zuverlässigkeit, der Durchlauf und der Yield garantiert beziehungsweise optimiert werden. EMS-Unternehmen verfügen über große Kenntnis der in der Volumenproduktion eingesetzten Maschinen und Produktionslinien. Sie haben Systeme implementiert, welche eben diese Prozesse kontinuierlich optimieren.

Entwicklungsingenieuere und Designer entwickeln und produzieren Prototypen oft mit wenig automatisierten Maschinen oder Produktionslinien und in Laborumgebungen. Dies gilt insbesondere, wenn die Produktion zum Teil schon ausgelagert ist. Dieses Verfahren kann Probleme bedeuten, denn eine ausreichende Berücksichtigung einer Massen- oder Volumenfertigung findet nicht statt. So muss eine Abstimmung hinsichtlich der Leistungsfähigkeit der Produktionsmaschinen erfolgen und gegebenfalls müssen manuelle Fertigungsschritte berücksichtigt werden. Sollte das Design für die Fertigung nicht berücksichtigt werden, ist eine erheblich komplizierte und kostenintensivere Volumenfertigung wahrscheinlich.

Für das Design von Testverfahren gibt es ökonomische und technische Gründe. Zu erst einmal sollen die Investitionen in Testeinrichtungen minimiert werden. Somit soll beim Design für Testverfahren der Schwerpunkt bei der wirklich für die Entwicklung des Produktes notwendigen Testausstattung liegen. Weiterhnin sollen existierende Methoden und Test-Apperaturen angepasst oder erweitert werden, um unnötig Tests und Kosten zu vermeiden. EMS-Unternehmen besitzen in der Regel Know-how und Erfahrung hinsichtlich relevanter Testverfahren und Ausrüstung sowie deren Einsatz im Fertigungsprozess. Dieses Wissen in die Entwicklungsphase einzubringen, wird Kosten signifikant senken und den Zeitaufwand für Tests reduzieren, ohne Kompromisse hinsichtlich der Produktqualität machen zu müssen.

Neben der optimalen Ausstattung mit Geräten müssen auch die Set-Up Kosten für Testverfahren und -geräte berücksichtigt werden. Test-Ingenieuere entwickeln hierzu den optimalen Mix für das Testprogramm. Grundsätzlich gilt, dass Design für Testverfahren die Testzeiten minimiert und somit Kosten senkt. Die technischen Begründungen des Designs für Testverfahren lauten:

Statistisch gesehen ist Design für die Reparatur zwingend notwendig: Bis zu 50% der zurückgeschickten Produkte beziehungsweise Einheiten sind nicht defekt. Mehrere Gründe können diese überflüssige Nutzung von Ressourcen bewirken. So kann die Gerätschaft, die für die Fehlerbestimmung eingesetzt wird, nicht standardisiert sein. Auch muss eine Testausstattung für die Volumenfertigung nicht unbedingt für die Fehlererkennung für die Reparatur geeignet sein. Das Design für die Reparatur unterstüzt die Umsetzung von einfacher Hardware und Software sowie deren notwendigen Anpassungen und Modifikationen. Zusätzlich werden Fehleranalyse und Fehlermeldungen optimiert.

Design für Reparatur/Instandsetzung ermutigt zu robustem Design, sodass auch alternative Komponenten benutzt werden können. Wichtig ist jedoch, dass robustes Design modular aufgebaut ist, damit bei der Reparatur Komponenten schnell und unkompliziert ausgetauscht werden können. Weiterhin muss ein einfacher Zugang zu speziellen Seriennummern garantiert werden, sodass eine einfache Identifizierung der Modellnummer, Version und Datum der Fertigung erfolgen kann.

Ein wesentlicher, jedoch häufig vernachlässigter Vorteil ist die Datengewinnung während der Reparatur. Reparatur-Daten können bei der Entwicklung neuer Designs und Produkte verwendet werden und diese zukünftig effektiver und effizenter gestalten.

Das Design für die Umweltverträglichkeit mag neu erscheinen, jedoch ist die konzeptionelle Idee simpel. Die Idee ist ein systematisches Verfahren, das Umwelteinflüsse während des gesamten Lebenszyklus des Produktes berücksichtigt und spätere Prozesse, wie zum Beispiel die Entsorgung, einkalkuliert. Ziel ist die Reduzierung beziehungsweise Vermeidung von negativen Umwelteinflüssen. Dies beinhaltet alles, beginnend beim Einkauf von Rohmaterialien, über die Komponentenbeschaffung für die Entwicklung und Fertigung, bis hin zur Distribution und entgültigen Verwendung und Nutzung sowie der Entsorgung.

Ab dem 13. August 2007 sind die Bedingungen des Designs für die Umweltverträglichkeit für alle Produkte vorgeschrieben, die das CE Mark Lable tragen. Elemente die es zu berücksichtigen gilt sind:

Design for Manufacturing ist am effizientesten, wenn es frühzeitig in den Produkt-Design- und Entwicklungsprozess integriert wird und das F&E- beziehungsweise Designteam und das Fertigungsteam als Teil des Entwicklungsprozesses sieht. Somit sind alle relevanten Parteien von der Konzeption über die Produktentwicklung bis hin zur Volumen-Fertigung und dem Nachlauf integriert. Dies bedeutet zwar zusätzliche Kosten während der Designphase, jedoch eine erhebliche Reduktion der „Total Cost of Ownership“ des Produktes!

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