Verwaltung der Obsoleszenz elektronischer Komponenten: Praktische Einblicke für Ingenieurmanager

Die Beschleunigung technologischer Innovationen, die Komplexität globaler Lieferketten und das Aufkommen neuer Umwelt- und Sicherheitsvorschriften haben die Wahrscheinlichkeit, dass kritische Komponenten während des Lebenszyklus eines Produkts veralten, drastisch erhöht. Rohstoffknappheiten und Insolvenzen von Lieferanten tragen weiterhin zur erhöhten Komponentenveraltung bei. Für Ingenieurmanager ist es wesentlich, diese Risiken proaktiv zu managen, um kostspielige Neugestaltungen, Zusammenbrüche der Lieferkette und Systemausfälle zu vermeiden.

Neben Kosten- und Serviceimplikationen kann die Verwendung veralteter oder nahezu veralteter Komponenten Qualität und Leistung beeinträchtigen. In Sektoren wie Verteidigung und Luft- und Raumfahrt, die hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit fordern, könnten solche Ausfälle zu missionkritischen Konsequenzen oder sogar Risiken für die nationale Sicherheit führen. Der Zugang zu einem Inventar hochwertiger Teile über lange Produktlebenszyklen hinweg fügt eine weitere Ebene der Komplexität hinzu.

Im Folgenden bieten wir einige Strategien und bewährte Verfahren, um diese Komplexität zu managen und die logistischen Herausforderungen und Risiken, die von veralteten Teilen ausgehen, zu vermeiden.

1. Proaktives Lebenszyklusmanagement implementieren

Ein proaktiver Ansatz zur Verwaltung von Komponentenlebenszyklen ist wesentlich, um das Risiko der Veraltung zu mindern. PCB-Designer müssen während des gesamten Entwurfsprozesses die Sichtbarkeit der Lieferkette aufrechterhalten, um kostspielige Neugestaltungen zu vermeiden.

Angesichts des enormen Umfangs an Komponenten und des erforderlichen Maßes an Transparenz in der Lieferkette für Risikominderung und proaktive Entscheidungsfindung müssen Unternehmen Werkzeuge adoptieren, die es ihnen ermöglichen, notwendige Daten leicht zugänglich zu machen und den Lebenszyklusstatus von Komponenten von der Beschaffung bis zum Lebensende (EOL) zu überwachen.

Spezialisierte Softwarelösungen wie Altium's ActiveBOM können den Prozess des Managements von Komponentenveraltung vereinfachen und helfen Ingenieurmanagern, die Auswahl von Komponenten mit dem Lebenszyklusmanagement zu integrieren, indem sie Echtzeit-Updates über Verfügbarkeit, Preise und Lebenszyklusstatus von Komponenten bereitstellen und sicherstellen, dass potenzielle Veraltungsprobleme frühzeitig erkannt werden können​.

Werkzeuge wie ActiveBOM integrieren sich nahtlos in den Entwurfsprozess, helfen Ingenieuren dabei, Komponenten zu identifizieren, die das Risiko haben, veraltet zu werden, und bieten alternative Optionen​. Sie ermöglichen es Unternehmen auch, nachzuverfolgen, wo spezifische Komponenten in mehreren Produkten verwendet werden, was das Management von Veraltungsrisiken über ein gesamtes Produktportfolio hinweg erleichtert​.

2. Frühzeitig im Designprozess Sichtbarkeit in der Lieferkette gewinnen

Die Auseinandersetzung mit der Lieferkette für PCB-Komponenten früh in der Designphase ist der effektivste Weg, kostspielige Neugestaltungen zu vermeiden, die durch die Obsoleszenz von Komponenten verursacht werden. Indem Sie Teile identifizieren, die sich dem Ende ihres Lebenszyklus nähern, können Sie Ihre Beschaffungsstrategie entsprechend anpassen und sicherstellen, dass die ausgewählten Komponenten verfügbar bleiben, wenn Ihre Platine für die Fertigung bereit ist.

Altium 365 vereinfacht diesen Prozess, indem es Lieferanten- und Lebenszyklusdaten direkt in Altium Designer über das Herstellerteilsuche-Panel integriert. Diese Funktion bietet Echtzeitzugang zu verifizierten Teilen, Beschaffungsdetails sowie herunterladbaren Symbolen und Footprints und warnt Designer vor veralteten Komponenten. Diese nahtlose Integration zwischen Altium Designer und Altium 365 bietet eine umfassende Lösung für das Management von Komponentenveraltung während des gesamten Designprozesses und gewährleistet einen reibungsloseren Übergang von Design zu Produktion.

Altium 365 (Cloud Collaboration Platform)

Eine cloudbasierte Plattform, die darauf ausgelegt ist, die Zusammenarbeit über den gesamten PCB-Design- und Fertigungslebenszyklus zu optimieren. Schlüsselfunktionen von Altium 365 umfassen:

• Echtzeit-Zusammenarbeit: Altium 365 ermöglicht es Teams, gleichzeitig an Designs zu arbeiten, unabhängig vom Standort, indem es Projektdaten in der Cloud zentralisiert.
• Design-Datenmanagement: Es speichert sicher alle Design-Dateien, Stücklisten und Projektdaten, gewährleistet Versionskontrolle und erleichtert den Zugang zur Projektgeschichte.
• Fertigungsintegration: Die Plattform ermöglicht das nahtlose Teilen von Designdaten mit Fertigungspartnern, um sicherzustellen, dass Stücklisten und Design-Dateien immer abgestimmt und aktuell sind.
• Synchronisierung der Komponentenbibliothek: Mit Altium 365 können Designteams auf eine einheitliche Komponentenbibliothek zugreifen, wodurch sichergestellt wird, dass alle Teammitglieder dieselben genehmigten Teile in mehreren Projekten verwenden.

Innerhalb von Altium 365 befindet sich das BOM Portal, ein zentrales Werkzeug, in dem eine Stückliste für ein neues Produkt überprüft und zur Planung von Käufen für einen bevorstehenden Bau verwendet werden kann. Innerhalb des BOM Portal wird der Lebenszyklusstatus jeder Komponente in der Stückliste dank Daten, die von führenden Datenquellen bezogen werden, sofort angezeigt. Das BOM Portal hilft den Benutzern auch, Preise und Bestände über Distributoren hinweg zu sehen, was intelligentere Kaufentscheidungen früher im Designzyklus ermöglicht.

3. Diversifizierung der Lieferketten und Sicherung langfristiger Lieferantenbeziehungen

Die ausschließliche Beschaffung kritischer Materialien von einem einzigen Lieferanten macht Unternehmen anfällig für Obsoleszenz. Die Einbindung mehrerer Lieferanten für Schlüsselkomponenten baut Redundanz in die Lieferkette ein, mindert das Risiko von Versorgungsunterbrechungen und gewährleistet Flexibilität, wenn ein Hersteller Komponenten auslaufen lässt. Das Aufbauen starker Beziehungen und langfristiger Verträge mit diesen kritischen Lieferanten sichert den kontinuierlichen Zugang zu geschäftskritischen Komponenten und eröffnet mehr Möglichkeiten für Last-Time-Buys. 

Wenn Komponenten sich dem Ende ihres Produktionslebenszyklus nähern, können Unternehmen sich für einen letzten Kauf (LTB) entscheiden, um eine ausreichende Menge des Teils für den Rest des Produktlebenszyklus zu sichern. LTBs gehen jedoch mit Risiken einher:

Lager- und Degradationsrisiken: In großen Mengen gekaufte Komponenten können eine spezialisierte Lagerung erfordern, um eine Degradation über die Zeit zu vermeiden. Zudem kann es herausfordernd sein, die exakt benötigte Menge für die zukünftige Produktion vorherzusagen, was potenziell zu Engpässen oder überschüssigem Inventar führen kann.

Auswirkungen auf die Liquidität: Großeinkäufe können Budgets belasten, insbesondere bei finanzschwachen Unternehmen. Strategische Planung ist essenziell, um sicherzustellen, dass LTBs eine geschäftlich kluge Lösung sind​.

4. Designflexibilität beibehalten

Flexibilität im Design ist der Schlüssel, um die Auswirkungen von Obsoleszenz zu mildern. Ingenieure sollten zukünftige Komponentenersetzungen bereits in der anfänglichen Designphase berücksichtigen. Dies kann beinhalten:

Design für Redesign: Produkte, die für lange Lebenszyklen vorgesehen sind, sollten mit zukünftigen Redesigns im Sinn entworfen werden. Das bedeutet, Komponenten mit längeren voraussichtlichen Lebensdauern auszuwählen und sicherzustellen, dass das PCB-Layout zukünftige Änderungen in der Teileverfügbarkeit unterstützt​.

Flexible PCB-Layouts: Platz für alternative Komponenten in PCB-Designs zu lassen, kann es einfacher machen, veraltete Teile zu ersetzen, ohne ganze Platinen neu zu entwerfen. Dieser Ansatz ist besonders praktisch bei komplexen Schaltungen, wo kritische Komponenten veralten könnten​.

Ein weiterer wichtiger Faktor, den es zu berücksichtigen gilt, ist die Kosten für den Ersatz. Ein direkter Ersatz wird oft einen ähnlichen Preis haben, was einen einfachen Austausch ermöglicht. Marktfluktuationen können jedoch zu unerwarteten Preisverschiebungen führen. Wenn dies geschieht, kann die richtige Entscheidung darin bestehen zu bewerten, ob es Flexibilität im Design gibt, um eine kostengünstigere Komponente mit unterschiedlichen Spezifikationen zu akzeptieren. Wenn das Design diese Flexibilität nicht bietet und entweder die Kosten zu hoch werden oder kein Ersatz verfügbar ist, müssen Sie möglicherweise die Platine überarbeiten, um eine alternative Pin-Belegung zu ermöglichen oder sogar eine vollständige Neugestaltung in Betracht ziehen. Die Verwaltung der BOM-Revisionskontrolle und der Dokumentation von Überarbeitungen kann in diesen Situationen schnell komplex werden, obwohl die richtigen Software-Tools den Prozess vereinfachen können.

5. Nutzen Sie alternative Beschaffungsoptionen

Wenn eine Komponente veraltet ist, müssen Unternehmen alternative Beschaffungsstrategien erkunden, um Produktionsverzögerungen zu vermeiden. Schlüsselansätze umfassen:

Suche nach direkten Ersatzteilen: In einigen Fällen existiert möglicherweise kein direkter Ersatz für eine veraltete Komponente, aber ähnliche Komponenten könnten verfügbar sein. Ingenieure sollten sorgfältig bewerten, wie diese Alternativen die Systemleistung beeinflussen und ob Anpassungen am Design notwendig sind​.

Reverse Engineering und Neugestaltung: Für kritische Komponenten ohne geeignete Ersatzteile kann ein Reverse Engineering notwendig sein. Dies beinhaltet das Neudesign des Produkts, um neuere Komponenten aufzunehmen, was kostspielig und zeitaufwendig sein kann.

6. Entwicklung eines umfassenden Obsoleszenzmanagementplans

Letztendlich erfordert das Management von Obsoleszenz einen umfassenden Plan, der den gesamten Produktlebenszyklus umfasst, einschließlich:

Risikobewertung: Regelmäßige Bewertung des Obsoleszenzrisikos für alle kritischen Komponenten, insbesondere für Produkte mit langen Lebenszyklen.

Zusammenarbeit zwischen Abteilungen: Teams aus den Bereichen Engineering, Beschaffung und Supply-Chain-Management sollten zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass alle über potenzielle Obsoleszenzrisiken informiert sind und gemeinsam an Lösungen arbeiten können​.

Kontinuierliche Überwachung und Aktualisierung: Das Obsoleszenzmanagement sollte ein fortlaufender Prozess sein, mit kontinuierlicher Überwachung der Lebenszyklen von Komponenten und proaktiven Aktualisierungen des Obsoleszenzmanagements​.

7. Saubere Schaltpläne pflegen

Unübersichtliche oder unleserliche PCB-Schaltpläne können zu zahlreichen Problemen bei der Komponentenverwaltung führen. Dies gilt insbesondere für passive Bauteile, die aufgrund ihrer geringen Größe besonders anfällig für Übersehen sind. Diese Komponenten können oft falsch beschriftet oder schlecht markiert sein, und da sie häufig Teil von Standardkreisen sind, können Fehler leicht in neue Designs übertragen werden. Um zu verhindern, dass sich diese Probleme ausbreiten, ist es wesentlich sicherzustellen, dass alle Teile aus älteren Designs – einschließlich kleiner passiver Komponenten – klar beschriftet und leicht identifizierbar sind.

8. Führen Sie gründliche, iterative BOM-Überprüfungen durch, insbesondere bei kopierter Schaltungstechnik

Das Wiederverwenden bestehender Schaltungen kann Zeit sparen und bewährte Designelemente nutzen, birgt aber auch Risiken. Ohne einen angemessenen Prozess zur Überwachung dieser Designs könnten Sie unbeabsichtigt auf Komponenten setzen, die kurz vor der Obsoleszenz stehen. Ein einziges veraltetes Teil kann schnell die Zeitersparnis zunichtemachen, die Sie erzielt haben. Es ist wichtig, einen Schritt zurückzutreten und jede kopierte Schaltung gründlich zu überprüfen, um sicherzustellen, dass alle Komponenten noch brauchbar sind.

9. Überprüfen Sie bestehende BOMs auf kritische Informationen

Ältere Entwürfe können die wesentlichen Daten, die für eine effektive Beschaffung benötigt werden, vermissen lassen. Um potenzielle Probleme zu vermeiden, ist es entscheidend, Stücklisten (BOMs) von älteren Projekten zu überprüfen, um sicherzustellen, dass sie genau und vollständig sind. Dies ermöglicht die Beschaffung von alternativen Komponenten, die alle Anforderungen an Form, Passform und Funktion erfüllen.

10. Erwägen Sie die Einstellung eines Obsoleszenz-Managers

Zuletzt kann die Ernennung eines spezialisierten Obsoleszenz-Managers entscheidend sein, um die Risiken im Zusammenhang mit veralteten Teilen zu mindern. Diese Rolle konzentriert sich auf die Beschaffung und Verwaltung von elektronischen Komponenten, Ersatzteilen und Rohmaterialien. Zu ihren Aufgaben sollte die Überwachung und Bewältigung unvorhergesehener Nachfragespitzen, Rohstoffknappheit und Teilemangel, Lebenszyklusrisiken wichtiger Teile und Komponentenumschlag gehören.

Ein erfolgreicher Obsoleszenz-Manager sollte starke Beziehungen zu Distributoren pflegen und gleichzeitig über Schwankungen von Angebot und Nachfrage informiert bleiben. Sie müssen auch potenzielle Störungen antizipieren, wie die Auswirkungen von Fusionen und Übernahmen auf Lieferketten, regulatorische Änderungen, die Rohstoffe betreffen, oder Wetterereignisse wie Taifune, die die Verteilung stören könnten.

Das Management der Obsoleszenz elektronischer Komponenten ist eine facettenreiche Herausforderung, die einen proaktiven Ansatz und unterstützende Werkzeuge erfordert. Von der Überwachung der Lebenszyklen von Komponenten bis hin zur Aufrechterhaltung flexibler Designs und der Diversifizierung von Lieferketten können Unternehmen die Risiken und Kosten im Zusammenhang mit veralteten Komponenten mindern. 

Engineering-Manager können Software wie Altium 365 und ActiveBOM nutzen, um Best Practices im Lebenszyklusmanagement zu übernehmen und die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit ihrer Produkte zu gewährleisten, während sie in einer sich ständig weiterentwickelnden technologischen Landschaft an der Spitze bleiben.