ANZEIGE
ANZEIGE
ANZEIGE
Beitrag drucken

Differenzierung durch eingebettete Systeme

Smarte Produkte: Herausforderung für Hersteller

Ob Steuerungstechnik im Maschinenbau, Kühlschränke mit inhaltsabhängiger Temperaturregelung oder mitdenkende Fahrerassistenz-Systeme – die so genannte Intelligenz von Produkten nimmt immer mehr zu. Hersteller solcher 'smarten' Produkte müssen allerdings Kompetenzen für die Entwicklung erwerben oder auf externe Dienstleister zugreifen.

Im Arbeits- und Privatleben sollen intelligente Produkte das Leben erleichtern sowie einfach und intuitiv zu bedienen sein. Diese so genannten ’smarten‘ Produkte zeichnen sich durch hohe Funktionsvielfalt aus, die auf Sensoren, Echtzeitdatenverarbeitung und flexibler Kommunikationstechnik beruht. Erst der Einsatz eingebetteter Systeme – so genannter Embedded Systems, die auf einer Platine als ‚Rechenzentrum‘ des Produkts fungieren – ermöglicht die Funktionsvielfalt der automatischen Steuerung und Interaktion von Geräten, die künftig in der Industrie ebenso selbstverständlich werden könnten wie im privaten Umfeld. Durch den Einsatz solcher intelligenter Produkteigenschaften kann es Unternehmen gelingen, sich vom Wettbewerb zu differenzieren und den Produktlebenszyklus zu verlängern. Doch die Entwicklung und Fertigung dieser Produkte bringt auch neue Herausforderungen im Bereich Produktentwicklung und Lifecycle Management (PLM) mit sich: Die eingesetzte Technologie muss immer größere Datenmengen schnell und ausfallsicher verarbeiten können.

Fünf Entwicklungsphasen intelligenter Produkte

Der Entwicklungsprozess eines jeden Produktes verläuft klassischerweise in fünf Phasen, die auch auf Konstruktion und Herstellung smarter Produkten zutreffen:

  1. Marktanalyse und Bewertung der Produktidee
  2. Konzeption, Entwicklung und Erstellung von Prototypen
  3. Test, Freigabe und Produktion
  4. Markteinführung und Beginn des Produktlebenszyklus
  5. Lifecyle Management

Bei der Entwicklung intelligenter Produkte gibt es jedoch im Vergleich zu traditionellen Methoden zahlreiche neue Aspekte in den verschiedenen Phasen des Entwicklungsprozesses zu beachten. So erfordert die Entwicklungsphase aufgrund der eingebetteten Logik den Zugriff auf für viele Betriebe neue Kompetenzbereiche – beispielsweise FPGA-Programmierung, PCB-Design, Kommunikationstechniken, Embedded Software Design und -Entwicklung sowie Firmware-Programmierung. Die Komplexität der Aufgaben für die Produktentwicklung nimmt weiter zu, wenn sich ein smartes Produkt bereits auf dem Markt befindet und das Lifecycle Management die Notwendigkeit für eine Überarbeitung, das so genannte Redesign, sieht.

Redesign als zentrale Herausforderung für Hersteller

Denn gerade hochtechnisierte Produkte müssen überarbeitet werden, wenn eine lange Lebensdauer gesichtert werden soll. Das gilt für KFZ-Komponenten und medizinische Geräte genauso wie für Produkte aus der Industrie. Gleichzeitig muss der Hersteller einzelne Baugruppen über den Lebenszyklus des Produktes hinweg ersetzen können, beispielsweise wenn diese ausfallen. Und intelligente Produkte enthalten elektronische Bauteile, die über die Jahre hinweg nicht vollkommen unverändert blieben und über keine langjährige Liefergarantie verfügen. Um die Funktionalität trotz neuer Komponenten zu erhalten, muss die Elektronik der Systeme immer wieder überarbeitet werden.

Auch bei Geräten aus dem Bereich der Consumer Elektronik, die dem aktuellen Stand der Technik entsprechen müssen und meist einen kurzen Verkaufshorizont haben, kann ein Redesign notwendig werden: Wenn ein Zulieferer ausfällt oder ein Lieferengpass eintritt, muss der Hersteller kurzfristig auf andere Lieferanten oder Baustein umsteigen. Daher geht hier der Trend bei der Produktentwicklung zum Einsatz von weit verbreiteten Komponenten und Standardbauteilen. Immer schnellere Innovation erfordern für PLM Strategien für ein erfolgreiches Redesign. So können gesetzliche Vorgaben und finanzielle Überlegungen das Lifecycle Management beeinflussen. Nicht selten lassen sich durch den Umstieg auf neuere und günstigere Bauteile die Fertigungskosten erheblich senken. Aber auch der technologische Fortschritt erfordert immer wieder eine Überarbeitung bestehender Produkte. Wenn später auf den Markt gekommene Wettbewerbsprodukte über neue Funktionen verfügen, erwartet der Konsument diese Funktionalität auch von Geräten anderer Hersteller.

Internes oder externes Know-how nutzen

Industrieunternehmen haben zwei Möglichkeiten, auf diese Entwicklung zu reagieren: Sie können das Produkt vor dem Ablauf des geplanten Lebenszyklus einstellen und ein komplett neues Gerät entwickeln. Oder sie bringen das auf dem Markt etablierte Produkt durch den Einsatz aktueller Hard- oder Software auf den technisch neuesten Stand. Neben zeitlichen und finanziellen Limitierungen begleitet den Einsatz neuer Technologien in Unternehmen oft der Aufbau fachlicher Kompetenzen. Das gilt für die Erstellung neuer Produktgenerationen genauso wie für das Redesign. Im Gegensatz zur zeitlich auf wenige Monate begrenzten Produktentwicklung muss dieses Know-how während des Betriebs und Wartung der smarten Produkte aber über mehrere Jahre zur Verfügung stehen.

Dazu müssen Unternehmen für die im Produkt integrierte Intelligenz Entwicklungs-, Betriebs- und Wartungs-Know-how aufbauen. Dies ist kostenintensiv und erfordert langen zeitlichen Vorlauf sowie die Bereitschaft zu langfristigen Verpflichtungen. Wer bereit ist, in Personalbindung und Weiterbildung zu investieren, kann Kompetenz im eigenen Unternehmen aufbauen. Als Alternative bietet sich der Einsatz externer Dienstleister an. Auch dieser Ansatz verursacht Kosten, kann Betrieben aber etwa bei Nachfrageschwankungen ein Mehr an Flexibilität bieten. Ungeachtet der Personalstrategie macht der Trend zu smarten Produkten aber sowohl in Entwicklung und Personalplanung einen interdisziplinären Ansatz, der Design, Realisierung, Serienfertigung und Lifecycle Management umfasst, notwendig. Immer öfter können Fragen, die das Lifecycle Management betreffen, bereits bei der Produktentwicklung eine Rolle spielen. Wenn Unternehmen diese Entwicklung berücksichtigen, schaffen sie die Basis für ein professionelles Lifecycle Management für smarte Produkte.


Das könnte Sie auch interessieren:

Anagnost ist neuer CEO von Autodesk

Andrew Anagnost ist aber sofort neuer CEO und Präsident von Autodesk. Amar Hanspal, Senior Vice President, Chief Product Officer und Interims-Co-CEO, hat sich dazu entschlossen, das Unternehmen zu verlassen.

‣ weiterlesen

„Komplexität ohne Aufwand“

Im globalen Wettbewerb um Kosten, Qualität und Flexibilität sind die Anforderungen an produzierende Unternehmen rasant gestiegen: Aspekte wie Ressourceneffizienz, Kostenersparnis oder auch wirtschaftliche Fertigung in Losgröße 1 zwingen zum Hinterfragen von Prozessen und der Suche nach alternativen Produktionsverfahren. Additive Fertigung, beziehungsweise der 3D-Druck, gewinnt branchenübergreifend an Relevanz. Trotz bekannter Potenziale steckt der breite Einsatz in der Praxis jedoch noch in Kinderschuhen. Initiativen wie das EU-Forschungsprojekt Bionicaircraft tragen dazu bei, neue Technologien, Methoden und Konzepte für den effizienten Einsatz der Additiven Fertigung zu entwickeln. Michael Schwartz (Bild) äußert sich im Interview zum Status quo additiver Fertigung in der Industrie. Schwartz ist Manager für innovative Aerospace-Lösungen bei Cenit, einem Unternehmen, dass sich auch als Partner in dem EU-Projekt engagiert. ‣ weiterlesen

Fehler effizient reduzieren

Ein funktionierendes Fehlermanagementsystem ist eine wichtige Säule des Qualitätsmanagements. Eine detaillierte Erfassung und Zusammenführung aller Fehlerinformationen sowie deren Analyse ist unabdingbar, um Planung und Ablauf von Korrektur- und Vorbeugungsmaßnahmen zu ermöglichen.
‣ weiterlesen

Achim Berg ist neuer Bitkom-Präsident

Der Bitkom hat im Rahmen seiner Jahrestagung einen neuen Präsidenten gewählt: Achim Berg soll in den kommenden beiden Jahren die Geschicke des Verbandes führen.

‣ weiterlesen

Die ‚See what I see‘-Datenbrille der Advanced Mobile Applications ist seit kurzem auf dem deutschsprachigen Markt erhältlich. Als Anwendung für Datenbrillen verschiedener Hersteller erlaubt Xpert Eye einem Beobachter, den Träger der Brille aus der Ferne zu unterstützen. ‣ weiterlesen

Ersatzteile on demand im 3D-Metalldruck

Anwender des 3D-Metalldrucks entdecken zunehmend die neuen Möglichkeiten und Freiheiten, die eine additive Fertigung eröffnet. 3D-Konstruktionen führen zu neuen Produktlösungen. Bisweilen werden Fertigungs- und Logistikkonzepte völlig neu aufgesetzt. Die Jung & Co. Gerätebau GmbH, Hersteller von Edelstahlkomponenten, setzt auf die additive Fertigung, um Ersatzteile für Getränkeabfüllanlagen schneller verfügbar zu haben. Der Ansatz überzeugt in einer Branche, in der ‚Zeit ist Geld‘ mehr als eine Floskel ist. Thomas Lehmann, Geschäftsführer von Jung & Co., spricht im Interview über das Einsatzgebiet und die Vorteile des 3D-Metalldrucks. ‣ weiterlesen