Tauchen Sie ein in die Zukunft der Leiterplatten: Integrieren Sie PLM heute!

Oliver J. Freeman, FRSA
|  Erstellt: September 6, 2024
Tauchen Sie ein in die Zukunft der PCB: Integrieren Sie PLM heute

Die PCB-Industrie durchläuft seit einigen Jahrzehnten eine Übergangsphase, die hauptsächlich durch das unerbittliche Tempo des technologischen Fortschritts und die zunehmende Komplexität moderner Geräte angetrieben wird. PCBs selbst haben sich in letzter Zeit ebenfalls weiterentwickelt und sind zum Schlüssel eines komplexen neuronalen Netzwerks geworden, das alles von Verbrauchergeräten bis hin zu kritischer Infrastruktur antreibt. Diese steigende Komplexität erfordert einen ganzheitlichen, integrierten Managementansatz, der über traditionelle abgeschottete Operationen hinausgeht.

Verständnis von PLM im PCB-Kontext

Produktlebenszyklusmanagement (PLM) ist wohl die beste aufkommende Technologie für diese Aufgabe. Es ist das unverzichtbare Rahmenwerk, um bestehenden und kommenden Herausforderungen zu begegnen. Indem es eine einheitliche Plattform für die Verwaltung von Produktdaten und -prozessen bietet, gibt PLM Unternehmen Einblick in den gesamten PCB-Lebenszyklus, von der Konzeptualisierung bis zum Lebensende. Es ist eine umfassende Perspektive, die es Unternehmen ermöglicht, informierte Entscheidungen zu treffen, Operationen zu optimieren und die Markteinführungszeit zu beschleunigen.

Jenseits der betrieblichen Effizienz wird PLM als ein sehr agiler strategischer Katalysator für Innovation betrachtet. Dieses innovative System ermöglicht eine kollaborative Umgebung, die Designiterationen beschleunigt, schnelle Prototypenentwicklung erleichtert und die Entwicklung bahnbrechender Produkte unterstützt. Solche Funktionen sind entscheidend für Unternehmen, die auf höchstem Niveau konkurrieren möchten, aber das ist nicht alles, was PLM bietet; es hilft Teams auch, Produktqualität, Rückverfolgbarkeit und Compliance sicherzustellen. PLM mindert Risiken, schützt den Markenruf und baut Kundenvertrauen auf.

Die finanzielle Notwendigkeit von PLM

Die finanziellen Auswirkungen von PLM sind ebenso überzeugend. Durch die Straffung von Prozessen, die Eliminierung von Verschwendung und die Optimierung der Ressourcenzuweisung könnte PLM eine erhebliche Kapitalrendite liefern. Zusätzlich ermöglicht PLM, da Nachhaltigkeit zu einem kritischen Geschäftsgebot wird, Organisationen, ihre Umweltauswirkungen zu verfolgen, Vorschriften einzuhalten und Möglichkeiten für umweltfreundliches Design zu identifizieren.

Die PLM-Transformation annehmen

Die Implementierung von PLM ist eine strategische Transformation, die einen ganzheitlichen Ansatz erfordert, der Menschen, Prozesse und Technologie umfasst. Wenn Organisationen ihre Geschäftsziele mit den PLM-Fähigkeiten in Einklang bringen, werden sie wahrscheinlich ihr volles Potenzial ausschöpfen und einen Wettbewerbsvorteil sichern.

Wesentliche Vorteile der PLM-Integration:

Die folgenden sind die Schlüsselvorteile, die Unternehmen finden, nachdem sie PLM angenommen und integriert haben: 

  • Verbesserte Zusammenarbeit: PLM ermöglicht eine nahtlose Zusammenarbeit zwischen Konstruktionsingenieuren, Fertigungsteams und anderen Stakeholdern. Durch die Bereitstellung einer gemeinsamen Plattform für den Informationsaustausch eliminiert PLM Kommunikationsengpässe und stellt sicher, dass alle mit den neuesten Produktdaten arbeiten.
  • Verbesserte Designeffizienz: PLM rationalisiert den Designprozess, indem es Designern ermöglicht, auf bestehende Komponenten, Bibliotheken und Designregeln zuzugreifen und diese wiederzuverwenden. Dies reduziert die Designzeit und das Risiko von Fehlern und verbessert die Gesamtqualität des Designs.   
  • Beschleunigte Markteinführungszeit: Indem routinemäßige Aufgaben automatisiert und Arbeitsabläufe gestrafft werden, hilft PLM PCB-Designunternehmen, Produkte schneller auf den Markt zu bringen. Dies wird durch effiziente Designiterationen, optimierte Fertigungsprozesse und verkürzte Vorlaufzeiten erreicht.
  • Verbesserte Produktqualität: PLM unterstützt die Qualitätskontrollbemühungen, indem es die Nachverfolgbarkeit während des gesamten Produktlebenszyklus bietet. Durch das Verfolgen von Materialien, Komponenten und Herstellungsprozessen können Unternehmen Qualitätsprobleme frühzeitig erkennen und angehen.   
  • Kostenreduktion: PLM kann PCB-Designunternehmen helfen, Kosten zu reduzieren, indem es die Materialnutzung optimiert, Nacharbeit minimiert und die Fertigungseffizienz verbessert. Zusätzlich kann PLM durch die Analyse des Designs für die Fertigung (DFM) Kosteneinsparungsmöglichkeiten identifizieren.  
  • Verbessertes Lieferkettenmanagement: PLM bietet Einblick in die Lieferkette, was Unternehmen ermöglicht, Lieferantenbeziehungen zu verwalten, die Verfügbarkeit von Komponenten zu verfolgen und Risiken in der Lieferkette zu mindern.
  • Regulatorische Konformität: PLM hilft PCB-Designunternehmen, Industrieregulierungen und -standards einzuhalten, indem es eine ordnungsgemäße Dokumentation und Nachverfolgbarkeit sicherstellt.

Ein praktischer Leitfaden zur PLM-Implementierung

Hier ist eine Übersicht der Schlüsselphasen der Implementierung. Das Szenario wird natürlich für jedes Unternehmen einzigartig sein, aber die folgende Tabelle gibt Ihnen einen Überblick. 

Phase

Beschreibung

Potentielle Herausforderungen

Bedarfsanalyse (1─2 Monate)

Analyse der aktuellen PCB-Design- und Fertigungsprozesse, um Schmerzpunkte und Ineffizienzen zu identifizieren und die gewünschten Implementierungsergebnisse zu definieren. 

Schwierigkeiten bei der Quantifizierung der Auswirkungen aktueller Ineffizienzen und mangelnder Abstimmung unter den Stakeholdern bezüglich der Projektziele. 

Softwareauswahl (2─3 Monate)

Bewertung von PLM-Lösungen auf dem Markt basierend auf Funktionen, Funktionalität und Kompatibilität mit bestehenden Systemen. Berücksichtigen Sie Faktoren wie Budget, Skalierbarkeit und Benutzerfreundlichkeit.

Komplexer Bewertungsprozess mit zahlreichen Anbietern und Funktionen, die es zu berücksichtigen gilt; potenzielle Schwierigkeiten bei der Definition spezifischer Bedürfnisse und Anforderungen im Voraus. 

Datenmigration (2─6 Monate)

Planen Sie den Prozess des Extrahierens von Daten aus bestehenden Design-, Fertigungs- und ERP-Systemen. Transformieren und bereinigen Sie Daten, um Konsistenz und Genauigkeit zu gewährleisten. Laden Sie die Daten in die PLM-Plattform. 

Dateninkonsistenz und unvollständige Aufzeichnungen über verschiedene Systeme hinweg; Kompatibilitätsprobleme zwischen Altsystemen und der PLM-Plattform. 

Benutzerschulung (1─2 Monate)

Entwickeln Sie Schulungsprogramme, um alle relevanten Personen effektiv in der Nutzung des PLM-Systems zu schulen. Die Schulung sollte Kernfunktionalitäten, Arbeitsabläufe und bewährte Verfahren umfassen. 

Widerstand der Benutzer gegen Veränderungen und neue Arbeitsabläufe; unzureichende Schulungsmaterialien oder nicht ausreichend zugewiesene Schulungszeit. 

Change-Management (laufend)

Entwickeln Sie einen Kommunikationsplan, um die Stakeholder über den PLM-Implementierungsprozess zu informieren. Gehen Sie auf Bedenken der Nutzer ein und bieten Sie kontinuierliche Unterstützung, um die Akzeptanz der Nutzer zu gewährleisten. Überwachen und verbessern Sie kontinuierlich die PLM-Workflows basierend auf dem Feedback der Nutzer. 

Mangel an klarer Kommunikation oder Widerstand gegen neue Arbeitsweisen; Schwierigkeiten bei der Bewältigung organisatorischer Veränderungen und beim Überwinden eingefahrener Gewohnheiten. 

Herausforderungen, mit denen die PCB-Industrie und PLM-Lösungen konfrontiert sind

Zunehmende Produktkomplexität

Im Laufe der Zeit benötigen neue Geräte immer komplexere PCBs, um die Integration mehrerer Komponenten und Funktionalitäten zu ermöglichen; für Design, Fertigung und Montage ist dies eine harte Arbeit voller Herausforderungen

  • Designherausforderungen: Ingenieure stehen vor Schwierigkeiten beim Verwalten von Layouts, der Sicherstellung der Signalintegrität und der Reduzierung von EMI.
  • Fertigungsherausforderungen: Präzise Komponentenplatzierung, komplexe Routing- und fortschrittliche Montagetechniken sind erforderlich, was das Risiko von Fehlern und Defekten in den endgültigen Platinen erhöht.
  • PLM-Lösung: Ein zentralisiertes Repository für Produktdaten, einschließlich Design-Dateien, Komponentenspezifikationen und Fertigungsanweisungen, kann PLM den gesamten Lebenszyklus effektiv verwalten, um den Design- und Fertigungsprozess ein wenig reibungsloser zu gestalten.

Kürzere Produktlebenszyklen

Angesichts der zunehmenden Anzahl an benötigten Leiterplatten stehen Hersteller nun auch unter dem Druck, neue Produkte immer schneller einzuführen. Gleichzeitig wird jedoch erwartet, dass sie hohe Qualitätsstandards beibehalten. 

  • Designherausforderungen: Beschleunigte Designzyklen erfordern effiziente Zusammenarbeit und Iteration. 
  • Herstellungsprobleme: Schnelle Anpassung an Designänderungen und Optimierung des Produktionsprozesses sind absolut notwendig. 
  • PLM-Lösung: PLM kann die Produktentwicklung beschleunigen, indem es gleichzeitiges Engineering ermöglicht, Designwiederverwendung erleichtert und Routineaufgaben automatisiert. Es unterstützt auch schnellen Prototypenbau und Optimierung des Herstellungsprozesses. 

Anfälligkeit der Lieferkette

Die PCB-Industrie ist, wie die meisten Branchen, stark von globalen Lieferketten abhängig, was sie anfällig für Störungen durch Faktoren wie Naturkatastrophen, wirtschaftliche Schwankungen und geopolitische Ereignisse macht. 

  • Herausforderungen: Komponentenknappheit, Preisschwankungen und Lieferverzögerungen können Produktionspläne und Rentabilität beeinträchtigen. 
  • PLM-Lösung: Indem es Echtzeit-Einblick in Lieferketten-Daten bietet, einschließlich Lagerbeständen, Lieferantenleistung und Lieferzeiten, hilft PLM Unternehmen, Risiken zu mindern und den Beschaffungsprozess zu optimieren. 

Steigende Kosten

Leider steigen die Preise für so ziemlich alles. In diesem Zusammenhang wirken sich steigende Materialkosten, Arbeitskosten und Energieverbrauch ziemlich drastisch auf die Gewinnmargen der Leiterplattenhersteller aus. 

  • Herausforderungen: Die Bemühungen zur Kostensenkung in Einklang zu bringen mit der Aufrechterhaltung der Produktqualität und Wettbewerbsfähigkeit. 
  • PLM-Lösung: Durch die Optimierung des Materialeinsatzes, die Reduzierung von Abfall und die Verbesserung der Fertigungseffizienz hilft PLM Unternehmen, Kosten zu kontrollieren und die Rentabilität zu verbessern. 

Regulatorische Konformität

Die Elektronikindustrie unterliegt einer Vielzahl von Vorschriften, die je nach Region unterschiedlich sind und sich in der Regel um Umwelt-, Sicherheits- und Qualitätsstandards drehen. Die Einhaltung dieser Vorschriften ist einer der wichtigsten Faktoren bei der Erstellung von Leiterplatten – ein Verstoß gegen sie kann den Marktzugang einschränken und kostspielige Strafen nach sich ziehen. 

  • Herausforderungen: die Einhaltung ständig wechselnder Vorschriften sicherstellen, während die Produktentwicklungszeiten in allen Regionen, in denen die PCBs eingesetzt werden, eingehalten werden. 
  • PLM-Lösung: Indem es eine einzige Quelle der Wahrheit bietet, die Produktdaten und Dokumentation verwalten kann, hilft PLM Unternehmen, Compliance-Prozesse zu straffen, Risiken zu reduzieren und die Einhaltung von Vorschriften nachzuweisen.  

Die PCB-Industrie durchläuft eine transformative Phase, die, wenn man sie analysiert, durch komplexere Designs, kürzere Zeitrahmen, zunehmende Störungen in der Lieferkette, Kosten und noch strengere Vorschriften gekennzeichnet ist. Um in diesem Umfeld erfolgreich zu sein, müssen PCB-Hersteller einen ganzheitlichen Ansatz für das Produktlebenszyklusmanagement annehmen. 

PLM bietet genau das – eine umfassende Lösung, die Produktdaten vereinheitlicht und Prozesse verbessert, um eine effizientere Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Silos zu ermöglichen. Durch die Integration von PLM in die Abläufe können PCB-Unternehmen die Markteinführungszeit beschleunigen, die Produktqualität verbessern, Kosten reduzieren und die Einhaltung von Vorschriften sicherstellen, während gleichzeitig die Teamarbeit effektiver gestaltet wird. 

Es ist eine Wahl, ja. Aber es ist auch ein strategisches Gebot. Wenn Sie Ihr Unternehmen für langfristigen Erfolg positionieren und einen Wettbewerbsvorteil erlangen möchten, sollte PLM ganz oben auf Ihrer Einkaufsliste stehen. 

Über den Autor / über die Autorin

Über den Autor / über die Autorin

Oliver J. Freeman, FRSA, former Editor-in-Chief of Supply Chain Digital magazine, is an author and editor who contributes content to leading publications and elite universities—including the University of Oxford and Massachusetts Institute of Technology—and ghostwrites thought leadership for well-known industry leaders in the supply chain space. Oliver focuses primarily on the intersection between supply chain management, sustainable norms and values, technological enhancement, and the evolution of Industry 4.0 and its impact on globally interconnected value chains, with a particular interest in the implication of technology supply shortages.

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