Obsoleszenz-Management: Strategien für ein langes Produktleben

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Immer mehr elektronische Komponenten werden innerhalb kürzester Zeit abgekündigt und somit obsolet. Mangelnde Ersatzteileverfügbarkeit ist eine branchenübergreifende Herausforderung. Strategisches Obsoleszenz-Management hilft, die lückenlose Bauteilversorgung über den gesamten Produktlebenszyklus sicherzustellen.

Obsolet ist ein Bauteil, wenn es abgekündigt oder aus einem anderen Grund nicht mehr verfügbar ist. Allein im vergangenen Jahr wurden laut dem Industrieverband COG (Component Obsolescence Group) Deutschland e. V. rund 140.000 elektronische Bauelemente abgekündigt – Tendenz steigend.

Bei langlebigen Geräten und Anlagen mit Laufzeiten von 30 oder mehr Jahren werden bis zur Hälfte der über den gesamten Produktlebenszyklus anfallenden Betriebskosten durch obsolete Hard- und Software verursacht, schätzt der Verband. Im schlimmsten Fall können Lieferengpässe, zum Beispiel von Chipkondensatoren, Dioden und Widerständen, Produktionsausfälle zur Folge haben und Kosten in Millionenhöhe verursachen.

Hohe Obsoleszenzrate durch Megatrends wie IoT

Kurze Innovationszyklen, Normen und gesetzliche Vorgaben, Weltpolitik oder Naturkatastrophen können dazu führen, dass viele industriell genutzte Komponenten nur kurze Zeit verfügbar sind. Verschärft wird die Situation durch Umweltauflagen wie RoHS (Restriction of Hazardous Substances) oder die EU-Chemikalienverordnung REACH. So ist verbaute Elektronik oft schon nach ein, zwei Jahren veraltet – manchmal sogar früher – und wird von der nächsten Produktgeneration abgelöst. Prozessoren, beispielsweise, sind meist schon obsolet, wenn sie ausgeliefert werden. Neben elektronischen Komponenten betrifft die Obsoleszenz-Problematik übrigens zunehmend auch mechanische Komponenten, Software und Dienstleistungen.

Gefördert wird Bauteileverknappung auch durch Megatrends wie das Internet of Things, Elektromobilität und Robotik, die den Bedarf an elektronischen Komponenten in die Höhe schnellen lassen. Immer mehr Branchen müssen sich mit dem Thema Obsoleszenz auseinandersetzen. Dazu gehören insbesondere produzierende Unternehmen aus den Bereichen Automobil, Raumfahrt, Militär, Bahntechnik, Energieversorgung, Medizin und Automatisierungstechnik, die für ihre Anlagen und Produkte über einen Zeitraum von zwanzig Jahren oder länger Ersatzteile vorhalten müssen.

Langzeitverfügbarkeit sichern

Abhilfe schafft strategisches Obsoleszenz-Management. Es hat das Ziel, über den gesamten Lebenszyklus von Produkten und Anlagen eine lückenlose Versorgung mit hochwertigen Bauteilen sicherzustellen. Optimalerweise wird die Verfügbarkeit von Komponenten und Systemen als Kernthema in alle Überlegungen über die gesamte Lieferkette hinweg einbezogen.

Hersteller, Lieferanten und Dienstleister müssen bereits bei der Beschaffung gemeinsam darüber nachdenken, wie ein System betriebsbereit bleibt und über die gesamte Lebensdauer Zugang zu einer Ersatzteilversorgung hat. Der Management-Prozess kann in verschiedenen Phasen des Produktlebenszyklus ansetzen – bereits während der Entwicklung und später im Einsatz – und sämtliche Entwicklungs-, Produktions- und Serviceleistungen umfassen. So werden Lieferanten häufig bereits bei der Entwicklung von Produkten einbezogen. Lieferantenverträge enthalten meist eine frühzeitige Meldepflicht für Abkündigungen.

Von Last-Time-Buy bis zum Re-Design

Damit Abkündigungen an Brisanz verlieren und Anlagen eine möglichst lange Lebensdauer haben, gilt es, die Vitalität der eingesetzten prozesskritischen Komponenten im Blick zu haben und zu analysieren. Dazu wird der Alterungsgrad von Baugruppen oder ganzen Komplettsystemen untersucht und es werden ihre Obsoleszenzrisiken ermittelt. Auf dieser Basis können Entscheidungen getroffen und entsprechende Vorgehen definiert werden.

Die Palette präventiver, proaktiver und reaktiver Maßnahmen zum Umgang mit Obsoleszenz ist breitgefächert. Dazu gehören Bauteiledatenbanken mit integrierter Abkündigungsschätzung, Ersatzteilbedarfsprognosen per Felddatenanalyse, Bedarfssimulationen, Aufstockung von Lagerbeständen, Konsignationslager, das Ausschlachten von Rückläufern, Änderungen von Servicestrategien, Methoden zur Erkennung gefälschter oder manipulierter Bauteile sowie internationale Beschaffungsstrategien. Ebenso geläufig ist die Suche nach Substituten und alternativen Lösungen wie Nachserienfertigung oder die komplette Neukonstruktion der betroffenen Module. Der Einsatz alternativer Bauteile in einem Re-Design kann allerdings recht kostspielig werden, denn das Endprodukt muss neu qualifiziert werden.

Langzeitlagerung: Oxidation, Korrosion und Diffusion vermeiden

Die Langzeitlagerung benötigter Teile birgt einige Risiken, denn alterungsbedingte Materialveränderungen können die Funktionalität und Verarbeitbarkeit von Komponenten negativ beeinflussen. Das Einlagern von Bauteilen im Stickstoffschrank, beispielsweise, kann Komponenten und Baugruppen bis zu 20 Jahren oder länger weitgehend vor Oxidation schützen. Diffusions- oder Korrosionsprozesse durch ausgasende Schadstoffe werden bei dieser Lagerungsmethode aber nicht reduziert.

Die HTV Halbleiter-Test & Vertriebs-GmbH (electronica, Halle C5 Stand 315) hat sich auf die Langzeitkonservierung und -lagerung elektronischer Komponenten spezialisiert und ein Verfahren entwickelt, das die Verfügbarkeit elektronischer Komponenten wie von Bauteilen, Baugruppen, Displays, Wafer und DIEs bei vollem Erhalt der Verarbeitbarkeit und Funktionalität bis zu 50 Jahre sicherstellen soll.

Das Verfahren nutzt spezielle Funktionsfolien und Absorptionsverfahren gegen Feuchte, Sauerstoff und materialabhängige Schadstoffe. Alterungsprozesse im Inneren der Bauteile – etwa Diffusion auf Chipebene – und Materialwanderung bei Chips und Anschlusspins sollen dadurch verringert und Whiskerbildungen und Zinnpest entgegengewirkt werden. Das intermetallische Phasenwachstum, beispielsweise zwischen der äußeren Zinnbeschichtung und dem Basismaterial von Anschlusspins, wird durch thermisch-absorptive Begasung reduziert.

SmartPCN 3.0 für automatische Verarbeitung von PCNs

Über relevante Änderungen und die Abkündigung eines Produktes informieren Komponentenhersteller ihre Kunden mit einer Product Change Notification, kurz PCN – der Änderungs- und Abkündigungsmitteilung. Ob und in welchem Umfang der Kunde zu informieren ist, wird in der Regel vertraglich festgelegt. Große Unternehmen, die Zehntausende verschiedener Komponenten verbauen, erhalten jeden Monat Hunderte dieser Mitteilungen.

Die meisten Abkündigungsmitteilung werden per E-Mail mit oder ohne PDF-Dateianhang versandt. Manchmal erreichen sie den Adressaten aber auch per Fax oder Brief. Der Empfänger muss jede Mitteilung mühsam auswerten und ermitteln ob Teile, Baugruppen oder Endprodukte seines Unternehmens von der Änderung überhaupt betroffen sind. Derzeit gibt es weder ein verbreitetes Standardformat, noch eine einheitliche Terminologie für PCNs.

Die COG (Component Obsolescence Group) Deutschland e. V. (electronica, Halle B5 Stand 106) möchte das ändern. Der Industrieverband rechnet damit, dass die Versorgungssituation bei Bauteilen sich in den kommenden Jahren verschlechtern könnte – insbesondere in Europa. Um die durch Abkündigungen verursachten wirtschaftlichen Folgekosten zu minimieren, will die COG Obsoleszenz-Management über den gesamten Lebenszyklus von Produkten als Standardprozess etablieren.

Zu den Strategien für den Umgang mit obsoleten Komponenten gehört der von der COG-Arbeitsgruppe entwickelte XML-basierte smartPCN 3.0 Standard. Er automatisiert weitgehend die Verarbeitung von PCNs und unterstützt umfassendes Verfügbarkeits-Monitoring und digitales Obsoleszenz-Management entlang der gesamten Lieferkette. Unter anderem definiert er auch einheitliche Begriffe, einzuhaltende Fristen, Mindestanforderungen an den Informationsgehalt und Anforderungen an Systemschnittstellen.

Neben der digitalen Erfassung der Daten von elektronischen, elektrischen, mechanischen, hydraulischen und pneumatischen Komponenten berücksichtigt der smartPCN-Standard prinzipiell auch Änderungen und Abkündigungen von Software und Dienstleistungen sowie Materialien und Hilfsstoffen wie Hydrauliköl, Farben oder Schmierstoffen. Der Industrieverband hofft, dass der neue Standard sich schnell durchsetzen wird.

Obsolescence Day auf der electronica 2018

Mehr über pro- und reaktive Obsoleszenz-Strategien erfahren Sie im Rahmen des vierten Obsolescence Day am 13. November auf der electronica 2018. Im Mittelpunkt des Aktionstages steht das vom Non-Profit-Industrieverband COG (Component Obsolescence Group Deutschland) e.V. initiierte Obsolescence Forum  zwischen 12:30 und 17:00 Uhr in Halle C2, Stand 209.

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