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Dienstag, 15 März 2022 08:30

Herausforderungen der Elektronik-Lieferkette

von Christopher Cain
Geschätzte Lesezeit: 5 - 9 Minuten
Herausforderungen der Elektronik-Lieferkette Bild: stock.adobe.com - Maksym Yemelyanov

Die weltweite Nachfrage nach Elektronik hat im vergangenen Jahr einen beispiellosen Aufschwung erlebt. Gleichzeitig hat der Mangel an ICs oder ‚Chips', anderen elektronischen Bauteilen und vielen benötigten Materialien tiefgreifende Auswirkungen auf die Elektronik-Lieferkette. Was können Unternehmen tun, um die Situation zu bewältigen? Der Autor besinnt sich auf seine Erfahrungen als Farmerssohn und zeigt Parallelen auf.

2021 erlebte die weltweite Nachfrage nach Elektronik einen beispiellosen Aufschwung, ausgelöst und unterstützt durch die Beschleunigung des digitalen Wandels, die Covid-19-Pandemie und den grundlegenden Trend zu erneuerbaren Energien und Elektrofahrzeugen. Der Mangel an integrierten Schaltkreisen (ICs oder ‚Chips') und anderen elektronischen Materialien zur Deckung dieser Nachfrage hat tiefgreifende Auswirkungen auf die Elektronik-Lieferkette.

Als Reaktion auf diese außerordentliche Nachfrage nach Elektronik werden in der gesamten Elektronik-Lieferkette enorme Investitionen getätigt. Eine grundlegende Reaktion ist natürlich die Erhöhung der Fertigungskapazitäten für Elektronik, die durch den Zeit- und Kostenaufwand für den Bau einer Fertigungsanlage oder einer ‚Fab' für ICs behindert wird.

Viele Elektronikhersteller, darunter auch Keysight, haben einen Plan zur Erhöhung der Fertigungskapazität von Lösungen für die elektronische Messtechnik aufgestellt. Diese Bemühungen umfassen die Verbesserung von resilienten Abläufen, Zusammenarbeit mit Lieferanten, strategischer Beschaffung und Value Engineering.

  • Resiliente Abläufe, die dafür sorgen, dass Menschen sicher arbeiten können, sind neben sicheren Betriebsabläufen beispielsweise auch Impfprogramme – im Falle Keysight für mehr als 98 % der Belegschaft. Zu ihnen gehört aber auch die Beschleunigung der digitalen Transformation der Abwicklungs-, Fertigungs- und Logistikprozesse.
  • Die Zusammenarbeit mit den Lieferanten kommt besonders dann zum Tragen, wenn es zu Engpässen kommt und engagierte Partner in der Lieferkette dazu beitragen, mehr Komponenten und Möglichkeiten zu liefern.
  • Bei der strategischen Beschaffung geht es darum, in alternative Quellen und fundierte angebotsbasierte Analysen zu investieren, um jedes verfügbare Teil aus dem weltweiten Angebot herauszuholen.
  • Beim Value Engineering werden Bauteile oder Baugruppen so umgestaltet, dass die Leistungsfähigkeit des bestehenden Designs erhalten bleibt, während das knappe Teil durch ein anderes verfügbares Teil ersetzt wird. Das ist teuer und nimmt Zeit in Anspruch, sodass das Reengineering eines Bauteils oder einer Baugruppe nur in den nötigsten Fällen angewendet wird.

Die Covid-19-Pandemie hat nicht nur die digitale Transformation von Unternehmen und Verbrauchern beschleunigt, sondern auch die digitale Transformation der elektronischen Lieferkette und der Fertigung. Das reicht von KI-Algorithmen zur Vorhersage der Bauteilverfügbarkeit bis hin zu Software, die bevorstehende Fertigungsprobleme vorhersagt. So können Maßnahmen ergriffen werden, bevor künftige Ausfälle die Linie stoppen. Vorausschauende Erkenntnisse werden durch fortschrittliche Software, wie die PathWave Manufacturing Analytics-Plattform von Keysight Technologies, bereitgestellt.

Aufwachsen in einer Gemeinschaft

Aufgewachsen im Mittleren Westen der USA, wo meine Großeltern mütterlicherseits als auch väterlicherseits Farmer waren, bin ich mit den Gefahren der modernen Landwirtschaft aufgewachsen und habe unmittelbar erlebt, welche Gefahren von den vielen eingesetzten Maschinen ausgehen können. Gleichzeitig habe ich die Erfahrung gemacht, dass die schlimmsten Ereignisse das Beste in der Gemeinschaft zum Vorschein bringen.

Einer der Landwirte unserer Region befreite während der zeitkritischen Phase der Maisernte seinen Mähdrescher von Hand von störendem Material, das sich im Inneren befand. Er hatte die Maschine jedoch nicht abgeschaltet, da dies zusätzliche Zeit in Anspruch genommen hätte und er die Ernte schnell beenden musste. Deshalb erlitt er einen schrecklichen Unfall, über den ich nicht im Detail sprechen möchte – nur soviel: er lag mehrere Monate im Krankenhaus. Ohne direkt darum gebeten worden zu sein, halfen mehrere Nachbarn, um die Ernte zu beenden und dafür zu sorgen, dass der Hof versorgt ist.

Heute wird eine solche gemeinschaftliche Reaktion durch 5G-Kommunikation, gemeinsame Planungs-Worksheets und den Zugang zu digitalen Aufzeichnungen darüber, wie der Landwirt seine Ernten und sein Vieh gepflegt hat, erleichtert. Es überrascht deshalb nicht, wie schnell Landwirte digitale Technologien nutzen – von Drohnen bis hin zu fortschrittlicher Planungssoftware.

Die Elektronikfertigung verwandelt wie die Landwirtschaft natürliche Materialien in wertvolle Güter, die das Leben anderer verbessern. Beide ähneln sich auch insofern, als das Ökosystem oder die Ereignisse Herausforderungen mit sich bringen können, die der Einzelne nicht bewältigen kann, sondern die Ressourcen und die Zusammenarbeit einer Gemeinschaft erfordern.

Gemeinschaftliche Reaktion

Wie jeder in der globalen Elektronikbranche steht auch Keysight Technologies vor der Herausforderung, ausreichend Material für die Fertigung seiner Test- und Messlösungen für die Elektronikfertigung zu beschaffen. Wir nutzen unseren Vier-Elemente-Plan, um diesen Herausforderungen zu begegnen, aber manchmal reicht das nicht aus, um kurzfristige kritische Anforderungen zu erfüllen.

Kürzlich standen wir vor der Herausforderung, eine modulare Stromversorgungsbaugruppe für eine der komplexesten Fertigungstestlösungen von Keysight zu beschaffen. Wir sorgten für einen stabilen Betrieb während der Pandemie und unternahmen alle Anstrengungen für eine strategische Beschaffung und Zusammenarbeit mit den Lieferanten. Wir investierten sogar in die Entwicklung alternativer Designs, aber diese Bemühungen konnten nicht rechtzeitig umgesetzt werden, um die von unseren Kunden benötigten Lieferfristen nicht zu beeinträchtigen.

Diese modularen Stromversorgungsbaugruppen können nach der Installation der Lösung ausgetauscht werden, falls es während des Betriebs zu einem seltenen Ausfall der Baugruppe kommt. Wir haben weltweit einige Einheiten auf Lager und einige wurden neu eingesetzt, aber das reichte nicht aus, um die hohe Nachfrage nach neu hergestellten Systemen zu decken. Wie könnten wir mehr modulare Leistungsbaugruppen beschaffen, um den kurzfristigen Bedarf zur Erhöhung der Fertigungskapazität unseres Kunden zu decken?

Wir haben festgestellt, dass die Kunden möglicherweise über Einheiten verfügen, die sich in lokalen Reparaturlagern befinden oder in aktiv genutzten nicht ausgelasteten Systemen. Unsere Systeme sind erweiterbar, sodass ein System über bis zu vier dieser Baugruppen verfügen kann, und bei der aktuellen Nutzung des Systems werden möglicherweise nicht alle vier installierten modularen Leistungsbaugruppen verwendet.

Wir haben ein Programm gestartet, um unseren Kunden zu helfen, nicht ausgelastete modulare Leistungsbaugruppen zu finden, damit sie in einem neu hergestellten System, das sie bestellt haben, wieder eingesetzt werden können. Um zusätzliche Zeit zu sparen, sorgen wir in der Regel dafür, dass das neue System ohne diese modularen Leistungsbaugruppen ausgeliefert wird, und installieren sie bei der Auslieferung des Systems.

Wir haben mehrere Fälle erlebt, in denen wir ein neues System ausliefern konnten, indem wir die endgültige Integration einer kritischen Komponente verschoben haben, die über eine nicht standardmäßige Lieferkette verfügbar war. Ähnliche Strategien werden auch bei anderen komplexen Produkten, wie z. B. Fahrzeugen, angewandt. Wir haben einige Fälle, in denen Kunde A modulare Stromversorgungseinheiten zur Verfügung gestellt hat, um Kunde B zu helfen. Dies ist ein außergewöhnliches Beispiel dafür, wie die Elektronikbranche einander in Krisenzeiten hilft.

Kunden-Reengineering

Als es darum ging, die Ernte des Landwirts nach der Verletzung abzuschließen, war es nicht sinnvoll, nur die Ausrüstung des Landwirts zu verwenden. Die spontane Hilfsaktion eröffnete vorübergehend Zugang zu viel mehr menschlicher Arbeitskraft und so war es auch effizienter und effektiver, mehr Geräte einzusetzen und die Ernte zu beschleunigen. Zudem halfen wir bei der Verbesserung der Infrastruktur der Farm, um die Effizienz zu steigern, indem wir beispielsweise ineffiziente Geräte reparierten oder aufrüsteten. Eine Gemeinschaft kann also sehr kreativ sein, wenn es darum geht, ein Ergebnis zu erzielen!

Bei Keysight haben wir unsere vierte Maßnahme für die Lieferkette, das Value Engineering, genutzt, um unseren Kunden zu helfen, ihre bereits vorhandenen Lösungen für eine höhere Produktivität umzugestalten. Wir haben unsere fähigsten Entwickler in der Produktentwicklung (F&E) beauftragt, mit unseren Lösungsingenieuren im Vertrieb zusammenzuarbeiten, um Kunden bei der Identifizierung von Möglichkeiten für Upgrades bestehender Lösungsfunktionen zu unterstützen. Sie haben neue digitale Tools entwickelt, mit denen sich ermitteln lässt, welche Hardware- und Software-Upgrades den besten ROI zur Produktivitätssteigerung bieten. Wir profitieren auch von den neuen Erkenntnissen, die wir durch die intensive Zusammenarbeit mit unseren Kunden gewonnen haben und die sich bereits auf unsere nächste Generation von neuen Produkten auswirken, die gerade entwickelt werden.

Ein Beispiel dafür war die Entdeckung bei einem Kunden, dass seine Systeme von einer Aufrüstung der Messkomponenten profitieren würden, um schnellere und mehr parallele Messungen zu ermöglichen. Das konnte eher erreicht werden, als alle neuen Pläne zur Erweiterung der Fertigungskapazität. Tatsächlich stellen wir in diesem Fall unsere neueste digitale Analyseplattform zur Verfügung, um die Produktivität noch weiter zu steigern. Ein weiteres Beispiel für eine beschleunigte digitale Transformation.

Indem wir uns auf das Kundenergebnis der Erhöhung der Produktionskapazitäten konzentrierten, konnten wir aus einem umfassenderen Angebot an Fähigkeiten auswählen, von denen einige weniger von der aktuellen Lieferkette betroffen waren und daher schneller bereitgestellt werden konnten.

Fazit

Die Möglichkeiten digitaler Technologien und menschlicher Innovationen sind beeindruckend, vor allem wenn sie in einer Krise eingesetzt werden. Das Aufwachsen in einer bäuerlichen Gemeinschaft hat mir Lektionen für unsere globale Elektronikgemeinschaft vermittelt. Wenn wir eine gemeinschaftliche Reaktion ermöglichen, werden Lösungen schneller und effizienter gefunden, und alle Beteiligten tragen dazu bei. Das hat dazu beigetragen, Krisen in Partnerschaften für den gemeinsamen Erfolg zu verwandeln. Vergessen Sie nicht, dass unsere Kunden auch unsere Nachbarn sind!

Die Ausarbeitung einer Reaktion auf die Herausforderungen der globalen Lieferkette kann auch auf die Ergebnisse Ihrer Kunden angewandt werden, wenn Ihre Produkte und Lösungen Teil dieser Lieferkette sind. Dieser Algorithmus wird in der Software als Rekursion bezeichnet und ist einer der leistungsfähigsten Algorithmen überhaupt. Die Neugestaltung Ihrer Kundenergebnisse, insbesondere durch die Nutzung digitaler Technologien, ist eine hervorragende Quelle für Innovation und beschleunigte Wertschöpfung.

Den Erfolg unserer Nachbarn zu sichern, ist ein dauerhafter Wert, und in Krisenzeiten müssen wir uns daran erinnern, dass wir flexibel und innovativ sein müssen, um diesen Erfolg zu erreichen. Das hat die Generation meiner Großeltern in der Landwirtschaft beeinflusst und beeinflusst mich auch heute noch in der globalen Gemeinschaft der Elektronik-Lieferkette.

Christopher Cain

Christopher Cainist Vice President und General Manager der Electronic Industrial Solutions Group bei Keysight Technologies. Er ist seit 36 Jahren für Keysight Technologies tätig. Cains bisherige Aufgaben umfassten die Bereiche Geschäftsführung, strategische Planung, F&E und Fertigung. Derzeit leitet er Teams auf der ganzen Welt, die eine breite Palette elektronischer Industrieprodukte von Keysight entwickeln, liefern und pflegen – von elektronischen Messgeräten bis hin zu fortschrittlicher Industrie 4.0-Analytik mit innovativen Energie- und Messtechnologien.

Cain schloss sein Studium an der Iowa State University mit einem Bachelor in Elektro- und Computertechnik ab und erwarb 1994 seinen Master in Informatik an der National Technology University. Seine Karriere erstreckte sich über die Ausgliederungen von Hewlett-Packard in Agilent Technologies im Jahr 1999 und in Keysight Technologies im Jahr 2014. Er hält vier US-Patente. Sein Arbeitsplatz ist am Keysight-Hauptsitz im kalifornischen Santa Rosa.

Weitere Informationen

  • Ausgabe: 3
  • Jahr: 2022
  • Autoren: Christopher Cain, Keysight Technologies, Santa Rosa (Kalifornien, USA)

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