Mehr als nur Bauteile Elektronik-Innovation mit einem Komplettanbieter vorantreiben

Vollintegrierte Zulieferer helfen OEMs, erste Konzepte für Leistungswandler und elektronische Baugruppen in marktreife Produkte zu überführen. Sie unterstützen dabei in Design, Entwicklung, Prüfung und Fertigung.

In der schnelllebigen Elektronikbranche von heute müssen Entwickler oft mehrere Lieferanten und Prozesse koordinieren, was das Design neuer Produkte komplexer macht und zu Verzögerungen führen kann. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, geht der Trend hin zum Einsatz vertikal integrierter Partner, die Arbeitsabläufe optimieren und die Markteinführung beschleunigen können. Diese Lieferanten verfügen oft über spezialisierte interne Kompetenzen, sodass sich Entwickler bei OEMs wie Tier-1- und Tier-2-Zulieferern auf die Kerninnovationen konzentrieren können, was letztlich zu robusteren und erfolgreicheren Systemen führt.

Die Herausforderung für Entwickler ist vielschichtig. Oft müssen sie wie Dirigenten eines Orchesters agieren und zahlreiche einzelne Komponenten und Systeme zusammenführen, um eine umfassende Lösung für die Integration in eine Plattform wie z. B. ein Flugzeug zu schaffen. Angesichts einer solchen Vielfalt an Komponenten ist es verständlich, dass ihnen das interne Know-how fehlt, um jedes Teil selbst zu entwerfen und zu fertigen.

Hier können vertikal integrierte Zulieferer einen Mehrwert schaffen: Sie bieten durchgehende Kompetenzen, die technisches Know-how, Umgebungstests, Produktentwicklung, Montage und Obsoleszenz-Management umfassen, um eine Lösung mit der richtigen Kombination aus Form, Passgenauigkeit und Funktion zu liefern. Kurz gesagt: Sie nehmen den OEMs die Last ab, sodass diese sich auf die Bereitstellung der Gesamtplattform konzentrieren können.

Dienstleistungen über den gesamten Lebenszyklus

Betrachten wir, wie Zulieferer mit OEMs bei kritischen Lösungen wie robusten Stromversorgungssystemen und komplexen elektronischen Baugruppen zusammenarbeiten. So lässt sich feststellen, welchen Mehrwert dieser integrierte Ansatz im Vergleich zur Zusammenarbeit mit mehreren Anbietern bietet, insbesondere wenn der OEM regulierte Märkte wie Luft-/Raumfahrt und Verteidigung bedient.

In der Regel beginnen solche wechselseitigen Kooperationen in der Analyse- und Identifizierungsphase. Hier arbeiten multidisziplinäre Teams des Zulieferers und des OEM zusammen, um wichtige Kriterien zu definieren. Dazu zählen übergeordnete Leistungsanforderungen, Anwendungskontext, regulatorische und normative Rahmenbedingungen, technologische Ausrichtung sowie Erwartungen hinsichtlich Stückzahl und Lebenszyklus. Diese Gespräche tragen zu einem gemeinsamen Verständnis bei und stellen sicher, dass sich beide Parteien darüber einig sind, wie „Erfolg“ aussieht.

Die nächste Phase ist die Konzeptentwicklung und Machbarkeitsprüfung. Dabei arbeiten die funktionsübergreifenden Design- und Entwicklungsteams enger zusammen. Hier wird der Zulieferer die Anforderungen genauer untersuchen und eigene Designvorschläge einbringen. In dieser Phase, bevor umfangreiche Ressourcen gebunden werden, führt eine neue Perspektive oft zu einem Prozess- oder Technologieansatz, der zuvor nicht in Betracht gezogen wurde.

Die Konzeptentwicklung und Machbarkeitsprüfung ist oft ein workshoporientierter Prozess, der zu mehreren ersten Konzeptideen führt, aus denen die bevorzugten Optionen ausgewählt werden. Anschließend werden parallel detailliertere Proof-of-Concept-Arbeiten zu den vielversprechendsten Ideen durchgeführt, bevor die beste Lösung ausgewählt wird. Eine abschließende Konzeptprüfung findet statt, bevor eine allgemeine Einigung über das weitere Vorgehen erzielt wird. In jeder Phase dieses anfänglichen Prozesses hat der Zulieferer Wissen und Know-how eingebracht, Vorschläge und Verbesserungen unterbreitet und einen Mehrwert geschaffen.

Zu den Details

Auf die abgestimmte Konzept- und Machbarkeitsphase folgt das detaillierte Design. Dabei arbeiten Spezialisten des Zulieferers aus Design, Konstruktion, Fertigung und Lieferkette als erweitertes Team zusammen und bringen ihr Fachwissen ein. So steigen die Chancen, das angestrebte Ergebnis zu erreichen. Denn eine gute Lösung allein reicht nicht aus: Ein Projekt gerät ins Stocken, wenn Beschaffung, Fertigung, Prüfung und Qualifizierung nicht zuverlässig umsetzbar sind.

Der Beitrag multidisziplinärer Teams bedeutet, dass es in späteren Phasen weniger wahrscheinlich zu Überraschungen kommt.

In der detaillierten Entwicklungsphase folgen weitere Aufgaben, etwa die Auslegung von Leiterplatten und PCB-Layouts. Parallel dazu werden mechanische Strukturen entwickelt sowie Modelle für das thermische und mechanische Verhalten erstellt. Der Zulieferer kann dabei auf moderne Tools und Technologien zurückgreifen. Dazu zählen CAD-Systeme für die 3D-Konstruktion, Simulationstools zur Prüfung von Entwürfen und zum Erstellen produktionsreifer Unterlagen sowie spezialisierte Software zur Simulation struktureller, strömungstechnischer und elektromagnetischer Eigenschaften.

Anschließend durchläuft jedes Teilelement mehrere Designprüfungen, die in einer kritischen Gesamtdesignprüfung münden. Sie bestätigt, dass der detaillierte Produktentwurf vollständig, ausgereift und bereit für Produktion oder Implementierung ist. In V-förmigen Entwicklungsmodellen markiert dieser Schritt den tiefsten Punkt des Prozesses und den Übergang von der Entwicklungs- zur Umsetzungsphase.

Qualifizierung des Designs

Ab diesem Zeitpunkt können Prototypen hergestellt werden, die für Qualifizierungstests bereit sind. Diese Einheiten repräsentieren das endgültige Design und werden nach Produktionsstandards gefertigt – wobei Form, Passgenauigkeit und Funktion vollständig gewährleistet sind. In der Regel werden in dieser Phase drei bis fünf Einheiten produziert, von denen jede für spezifische Tests vorgesehen ist: eine für Vibrationstests, eine für thermische Tests, eine für EMV-Prüfung sowie einige Ersatzbauteile, meist für stark beschleunigte Lebensdauertests. Viele vertikal integrierte Anbieter von Elektronikbauteilen verfügen über eigene Testkapazitäten, obwohl bestimmte EMV-Prüfungen häufig von spezialisierten Testlabors durchgeführt werden.

Diese Aktivitäten gewährleisten, dass das fertige Bauteil alle erforderlichen Qualifikationsstandards erfüllt, z. B. DO-160 für die EMV-Prüfung der Bordausrüstung in der Luft-/Raumfahrt. Das Testverfahren kann vielschichtig sein, da es auf einer komplexen Plattform wie einem Flugzeug mehrere unterschiedliche Bereiche gibt, die unterschiedliche Anforderungen an Vibration, EMV und Wärmeverhalten stellen. Der Zulieferer sollte über fundierte Kenntnisse des regulatorischen Umfelds und der Normen verfügen, sodass Entwickler auf der Grundlage ihrer Designansätze zuversichtlich in die Qualifizierung gehen können. Bei einem solchen Ansatz wird das Testen eher zur Validierung als zur Fehlersuche.

Umsetzung

Nach Abschluss von Design und Prüfung folgen Fertigung und Montage. Bei elektronischen Baugruppen und Leistungswandlern kann dies die interne Fertigung, z. B. von Leiterplattenbaugruppen (PCBAs), sowie die vollständige Koordination der Lieferkette für Komponenten wie Gehäuse, Schränke und Kabelbäume umfassen.

Die Prozesse müssen sorgfältig kontrolliert werden, um Standards wie AS9100 zu erfüllen – die internationale Norm für Qualitätsmanagementsysteme in der Luft-/Raumfahrt und Verteidigung. Diese gehen über die Anforderungen allgemeinerer Vorschriften wie ISO 9001 hin und beziehen branchenspezifische Anforderungen an Sicherheit, Zuverlässigkeit und Rückverfolgbarkeit mit ein.

Bei Komplettsystemen starten Kunden häufig mit kleinen Stückzahlen, meist 10 bis 20 Einheiten im ersten Jahr. Bei einzelnen Bauteilen oder Komponenten können die Mengen dagegen in die Hunderttausende gehen. Komplexere Baugruppen werden vor dem weltweiten Versand endgeprüft und verpackt. Dieser vertikal integrierte Ansatz bietet über die gesamte Projektlaufzeit Flexibilität – unabhängig davon, ob der Partner das Produkt von Grund auf entwickelt oder nach Kundenvorgaben fertigt.

Das letzte Puzzleteil ist das kontinuierliche Lebenszyklusmanagement. Obsoleszenz ist in Branchen wie Luft-/Raumfahrt und Verteidigung ein entscheidender Faktor, wo Plattformen mehrere Jahrzehnte im Einsatz sein können. Vertikal integrierte Lieferanten sollten die Obsoleszenz stets im Blick behalten und gegebenenfalls Komponenten für die gesamte Lebensdauer beschaffen. Ein solcher Ansatz schafft die Gewissheit, dass Bauteilengpässe in Zukunft kein Problem darstellen.

Die Stärke der Partnerschaft

Dies war ein Überblick über eine typische vertikal integrierte Zusammenarbeit, vom ersten Konzept bis zur endgültigen Lieferung. Die Herausforderung für OEMs besteht darin, den richtigen Partner mit umfassendem Know-how auszuwählen. Dieser ganzheitliche Ansatz hat sich im Laufe der Jahre bewährt und bietet Kunden zahlreiche Vorteile, von der Wertschöpfung im Vorfeld über die Produktoptimierung bis hin zu einer schnelleren Markteinführung. Der gesamte Prozess wird als Partnerschaft und nicht als Transaktion gestaltet und hat häufig zu Folgeaufträgen für neue Produkte in anderen Regionen der Welt geführt.

*Mark Wood ist Vice President Engineering bei TT Electronics

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