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Fertigungsdienstleister Design for Manufacturing erlaubt günstige Produktrealisierung

| Autor / Redakteur: Herbert Schmid * / Franz Graser

In vielen elektronischen Baugruppen-Designs steckt erhebliches Optimierungspotenzial, das eine preiswertere Fertigung erlaubt. EMS-Dienstleister spielen hier beim Re-Design ihre Kompetenz aus.

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Eingeschränkte Reparaturfähigkeit: Beim ursprünglichen Design der Baugruppe erschwerten die direkt eingelöteten Stecker/Buchsen-Litzen und das starr aufgelötete Display spätere Reparaturen.
Eingeschränkte Reparaturfähigkeit: Beim ursprünglichen Design der Baugruppe erschwerten die direkt eingelöteten Stecker/Buchsen-Litzen und das starr aufgelötete Display spätere Reparaturen.
(Bild: productware)

Productware deckt als EMS-Unternehmen (Electronic Manufacturing Services) ein umfassendes Leistungsspektrum für elektronische Baugruppen und Systeme in kleinen und mittleren Stückzahlen (Low/Middle Volume/High-Mix) ab. Das Leistungsspektrum umfasst nicht nur die Fertigung, Montage und Prüfung, sondern reicht von der Entwicklung sowie der Design-Beratung über die Bereitstellung kundenspezifischer Logistikkonzepte bis hin zu mannigfaltigen After-Sales-Services. Dabei richtet das Unternehmen sein Augenmerk in allen Phasen des Design-Prozesses auf die Einhaltung aller Design-for-Excellence-Kriterien, also auf die Bündelung von Design for Manufacturing (DfM), Design for Test (DfT), Design for Cost (DfC) und Design for Logistic (DfL).

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„Bereits während der Layout-Phase achtet unsere technische Arbeitsvorbereitung darauf, dass Ideen und Konzepte aus der Entwicklung in der gewünschten Qualität in Prototypen und Serie umgesetzt werden“, erläutert Matthias Hunkel, Betriebsleiter und Prokurist von productware. „Bei der oftmals noch klassischen Trennung zwischen Design und Fertigung erfolgt die Optimierung der Elektronikkomponenten vorrangig nach Leistungsvorgaben. Das führt unter Umständen zu Problemen in der Fertigung, die sich nur durch teure, zeitaufwendige Re-Designs lösen lassen. Wir stellen mit unseren DfM-Maßnahmen sicher, dass eine Baugruppe zuverlässig und kostenoptimal unter Anwendung aller qualitätssichernden Prozesse gefertigt wird. productware optimiert ein Design also nach Fertigungs- und Qualitätskriterien.“

Wie diese DfM-Maßnahmen zu Einsparungspotentialen führen, zeigt das Beispiel eines international tätigen deutschen Entwicklungsdienstleisters für die Automobilindustrie. Das Unternehmen suchte für eine bestehende Baugruppe, die in einem Gerät zur Erfassung und Überwachung von Körperschall und Temperatur zum Einsatz kommt, einen neuen Fertigungspartner und wandte sich an productware.

Ausgangslage: Aufwendige Bestückung, manuelle Lötung

Bei der technischen Vorkalkulation fällt die unverhältnismäßig aufwändige Bestückung der Baugruppe auf: Die beidseitig platzierten THT- (Through-Hole-Technologie) Bauteile erfordern einen hohen zeitlichen Aufwand beim manuellen Bestücken der Komponenten und Handlöten der Platine. Eine maschinelle Lötung der Baugruppe kam aufgrund des Designs nicht in Frage (siehe Bild links oben). Ebenso war die Service- und Reparaturfähigkeit des Gerätes stark eingeschränkt. Die Gründe hierfür lagen in den direkt eingelöteten Stecker/Buchsen-Litzen und dem durch eine Stiftleiste starr aufgelöteten Display.

Nach der Identifizierung dieser Punkte wurden Optimierungsvorschläge aus Fertigungssicht aufgezeigt. Unter anderem wurden die folgenden notwendigen Änderungen ermittelt:

  • Komplettes Re-Design aller THT-Bauteile und kritischer SMT-Bauteile auf der Oberseite der Baugruppe. Dadurch wäre die Baugruppe maschinell lötfähig.
  • Verwendung von Stiftleisten mit Housing auf der Baugruppe plus Crimp-Kontakte an der Steckerseite anstelle von Direktlötung der Einzellitzen. Dies ermöglicht eine Vorkonfektionierung der Stecker/Buchsen.
  • PANTA-Flex-Kabelverbindung zum Display.
  • Externe Programmierung statt der langsamen On-Board-Programmierung.

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