Hallo liebe Leute, ich bin gerade an meiner Bachelorarbeit dran. Mein Thema ist eine Kostenoptimierung von einer Platine. Ich habe leider damit noch überhaupt keine Erfahrung gemacht und weiß nicht so Recht wie ich Vorgehen soll. Das einzige was mir ein wenig geholfen hat, war diese Seite: http://www.elektronikpraxis.vogel.de/themen/embeddedsoftwareengineering/analyseentwurf/articles/191089/ Meine Frage ist: Habt ihr damit Erfahrung, wie seid ihr vorgegangen? Gibt es eventuell Quellen, in denen jemand beschreibt wie er sowas angegangen ist? Für jeden Tipp wäre ich sehr dankbar. Liebe Grüße
Felix J. schrieb: > Mein Thema ist eine > Kostenoptimierung von einer Platine. Schreib das so in den Titel rein und schon hast du die 1,0 verwirkt. Was studierst du denn?
2. Frage: Wieso wählst du so ein Thema, wenn du überhaupt keine Vorerfahrungen und Kenntnisse davon hast?
1. Hast du keinen Betreuer oder sowas? Wenn man soviel "keine Ahnung" hat wie du sollte dein Betreuer doch zumindest einen Stoß in die richtige Richtung geben können? 2. Mach dir doch überhaupt erstmal Gedanken zum Thema... So unkreativ kann man ja kaum sein :) Ohne mich selbst damit groß beschäftigt zu haben: Platine besteht aus a) dem eigentlichen Board, b) den bestückten Bauteilen. a) Optimierte Fertigunskosten durch vereinfachtes Layout? Keine übermäßig kleinen Strukturgrößen oder verrückte VIAs wenn diese nicht benötigt werden? Platinenfläche? Layer-Anzahl? b) Lässt sich der Schaltplan vereinfachen? Bauteile einsparen? Günstigere Teil verwenden? Integrierte Schaltkreise diskret aufbauen bzw. anders rum? Und so weiter, und so weiter...
Danke dir schon mal für deine Antwort :) Mein Betreuer hilft mir da auch nicht wirklich weiter, er meinte eben zu mir, ich solle was finden, wo jemand auch sowas ähnliches gemacht hat und mich von seiner Vorgehensweise inspirieren lassen soll. Bin gerade dabei eine Kostenübersicht der verwendeten Bauteile zu erstellen mit Mengenrabatt etc.. Schon mal ein Anfang :D Edit: Studiere Elektrotechnik und Titel für Bachelorarbeit habe ich schon gestellt bekommen...
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Felix J. schrieb: > Bin gerade dabei eine Kostenübersicht der verwendeten Bauteile zu > erstellen mit Mengenrabatt etc.. Schon mal ein Anfang :D Überleg mal was das teuerste Teil in der SMD-Linie ist. Kleiner Tip: es hat zwei Beine und trinkt Bier.
soul e. schrieb: > Kleiner Tip: es > hat zwei Beine und trinkt Bier. @ Felix J. (jell) Lass dich durch so einen nicht entmutigen, der schließt nur von sich auf andere ! Ich kenne deine Schaltung nicht und gehe deshalb von einer gemischt bestückten Platine aus. (digital / Analog) Des weiteren setze ich voraus, dass du die Cost-Reduction in enger Zusammenarbeit mit dem Entwickler durchführst! Hier mal eine kurze Checkliste wie man ein solches Thema angeht: 01. R - Harmonisierung. Konkret: Pullups identifizieren, im welchen Bereich liegen sie ? meistens liegen die im Bereich 4K7 bis 10K. Wenn man es hier schafft sich auf einen Wert zu einigen (z.B. 5k1) kann man die BOM durchaus um 3-4 Positionen verkleinern. Das wirkt sich auf die Bestückungskosten aus. 02. C - Harmonisierung Hie gilt das gleiche wie unter 01, Im speziellen geht es hier um Ablock -Cs z.B. könnte man sich hier auf 100n oder 47n einigen 03. Eliminieren von Tantal Cs, die haben nach meiner Meinung in einer modernen Schaltung nichts zu suchen. Es gibt 'hochprozentige' Keramik Cs bis 22uF/ 0805 oder mehr. Hier gibt es allerdings zu beachten dass der Wert der drauf steht nicht unbedingt drin ist. Die Faustregel besagt den 2 fachen Wert nehmen. 04 Wenn DC/DC Konverter im Spiel sind, dann nach günstiger 2. Source suchen. 05 Analog IC's alle hinterfragen! Die Erfahrung zeigt dass die Analog 'Starentwickler' grundsätzlich nur LINEAR Teile benennen. Man muss wissen LINEAR hat Apotheker-Preise :-( Hier gibt es aber GUTE und kostengünstigere 'Generika' 06. Platine: Hier ist zu hinterfragen ob man nicht mit der Anzahl der Layer nach unten gehen kann. (aber nicht unter 4 Lagen) Nach dem es technisch problemlos möglich ist 12 Layer Karten zu produzieren, neigt die 'Layouter' Fraktion zu der Tendenz 1 Signalleitung ein Layer ;-) Analog dazu kann man das auch bei den ARM - Softis feststellen Die fangen erst gar nicht an wenn ihnen nicht ein stm32F4xx oder was gösseres zugesichert wird. 07 Ist Blitzschutz ein Thema ? Dann sollte man sämtliche Transzorb Dioden hinterfragen (Größe und Leistung). Hier neigen die Entwickler dazu aus Angst vor dem 'Strike' zur Überdimensionierung. Ein Typ am Rande: Hier kann man als Consigliere (Freelancer) gute Kohle machen. Sowas ist für die meisten Teufelszeug, das von den 'Einheimischen' nur mit Wiederwillen angefasst wird Die Liste lässt sich noch gut erweitern, ich möchte dich damit aber nicht erschlagen. Solche Cost-Reduction Arbeiten können durchaus motivierend sein. Man lege sich da z.B. eine modifizierte BOM an, erweitert sie mit entsprechenden Spalten für die Ersparnis multipliziert mit der Stückzahl. Sowas kann am Ende des Tages durchaus für eine Befriedigung sorgen.
il Conte schrieb: > soul e. schrieb: >> Kleiner Tip: es >> hat zwei Beine und trinkt Bier. > > @ Felix J. (jell) > > Lass dich durch so einen nicht entmutigen, > der schließt nur von sich auf andere ! Ich glaube Du hast mich falsch verstanden. Es geht darum, dass er die Kosten für Rüstzeiten im Vergleich zu den Maschinenstunden betrachtet. Die von Dir genannten Maßnahmen führen zu einer Verkleinerung der BOM und damit zu einem geringern Rüstbedarf. Die nächsten Schritte sind Test und Endmontage. Auch da hast Du Personalkosten. Deutschland 50 EUR/h, Spanien 25, Mazedonien 5, China oder Indien 1-3. Je nachdem wo Du produzierst, sieht Dein Business Case ganz anders aus. Mal ist Automatisierung günstiger, mal Handarbeit. Davon leben die Controller (nicht die Micro~, sondern die zweibeinigen ;-), und deren Zahl nimmt stetig zu, während sich die Entwickler von ihrem Aufgabenbereich her immer mehr in Projektleiter verwandeln.
Felix J. schrieb: > Gibt es eventuell Quellen, in denen jemand beschreibt wie er sowas > angegangen ist? Hol dir doch einfach mal ein paar Preise und spiele dabei mit Leiterplattentechnik, Liefermenge, Abmessungen, Strukturgrößen, Anzahl der zu bestückenden Leiterplatten, Anzahl von SMD und THT Bauelementen, ein-/zweiseitiger Bestückung, Lieferzeit. https://www.pcb-pool.com/ppde/order_productconfiguration_js.html Die Kalkulation von Leiterplattenherstellern/Bestückern dürfte dir schon mal einen Hinweis darauf geben, was alles die Kosten beeinflusst.
soul e. schrieb: > Es geht darum, dass er die > Kosten für Rüstzeiten im Vergleich zu den Maschinenstunden betrachtet Da liege ich doch mit meinem Vorschlag zu Harmonisierung doch richtig - oder? soul e. schrieb: > Die nächsten Schritte sind Test und Endmontage. Auch da hast Du > Personalkosten. Was sollte man bei einer bestückten Platine endmontieren ? Betrachtest du das aus der Sicht einer Klein oder Vorserie ? Da magst du vieleicht recht haben. Cost-Reduction macht eigentlich nur Sinn bei einer Grossserie (>1000). Da geschied dann vieles automatisch. An den Produktions- und Testkosten wird man dann wahrscheinlich nicht viel drehen können! Sodass eigentlich nur die BOM zum 'zerpflücken' übrig bleibt! Als Beispiel: Bei einer Serie von 3000 wo ein SSR für 5,50 € verbaut wurde konnte man das mit einem Teil für 2,20 € ersetzen. (bei gleicher Funktionalität und Zuverlässigkeit) Das macht dann 9900,-€ aus, da reibt man sich schon mal die Augen. Dafür haben die mich praktisch für ein halbes Monat refinanziert ;-)
Konstantin schrieb: > 2. Frage: Wieso wählst du so ein Thema, wenn du überhaupt keine > Vorerfahrungen und Kenntnisse davon hast? <Zyniamua> Weil wir Ingenieure brauchen die nur Themen beherrschen die es schon seit Langem gibt und die man immer wieder aufkochen kann :) </Zynismus> Felix J. schrieb: > Mein Betreuer hilft mir da auch nicht wirklich weiter, er meinte eben zu > mir, ich solle was finden, wo jemand auch sowas ähnliches gemacht hat > und mich von seiner Vorgehensweise inspirieren lassen soll. QED Felix J. schrieb: > Bin gerade dabei eine Kostenübersicht der verwendeten Bauteile zu > erstellen mit Mengenrabatt etc.. Schon mal ein Anfang :D Aha, ABC Analyse. Und dann die teuersten Teile nachverhandeln. Olle Kamellen. Das bringt Peanuts. Um wirklich Kosten zu sparen musst Du DTC machen (googeln!) und das frühzeitig von der Entwicklungsphase. Das Thema ist auch schon seit mindestens 15 Jahren bekannt. Aber das dann auf ein bestehendes Thema anwenden könnte eine schöne Bachelorarbeit werden wenn man einen Paradigmenwechsel macht. rgds
soul e. schrieb: > Es geht darum, dass er die > Kosten für Rüstzeiten im Vergleich zu den Maschinenstunden betrachtet. > Die von Dir genannten Maßnahmen führen zu einer Verkleinerung der BOM > und damit zu einem geringern Rüstbedarf. Das hat sicherlich auch einen Einfluss, der ist aber auch marginal. Wenn ich bei 100 Artikelnnummern 10 wegbekomme ist das viel. Aber der Aufwand dafür kann in der Entwicklung sehr aufwendig werden. Was habe ich dann tatsächlich gewonnen - wenig: Die Fertigungskosten der SMD Linie gesamt liegen irgendwo bei 4...15% der Materialkosten. Sicherlich ist auch das Thema Maschinenmontage und Handmontage berechtigt. Bei einem Produkt haben wir erst vor kurzem Handmontage von Elektronikkomponenten wieder eingeführt - in Deutschland, aus Kostengründen. Das kann an aber erst sehen wenn man das ganze System versteht - eben DTC. Solche Themen sich zu erarbeiten sind einer Bachelorarbeit würdig - aber nur Volumen- oder Lieferantenbündelung ....? rgds
il Conte schrieb: > Da liege ich doch mit meinem Vorschlag > zu Harmonisierung doch richtig - oder? Exakt. > Was sollte man bei einer bestückten Platine endmontieren ? Der Controller muss geflashed werden. Inline, offline, oder ausser Haus. Dann AOI, ICT, Stecker einpressen oder wellenlöten. Bei Consumer vielleicht noch Kabel dranlöten. > Cost-Reduction macht eigentlich nur Sinn bei einer Grossserie (>1000). > Da geschied dann vieles automatisch. > An den Produktions- und Testkosten wird man > dann wahrscheinlich nicht viel drehen können! Meine Designs laufen ab 100k/a. Da wird sehr viel an den Produktions- und Testkosten gedreht, nicht nur an der BOM. Da gehen Taktzeiten mit rein, Rüstzeiten, die Lohnkosten des Standortes, Qualitätskosten und die Logistik. > Als Beispiel: > Bei einer Serie von 3000 wo ein SSR für 5,50 € verbaut wurde > konnte man das mit einem Teil für 2,20 € ersetzen. > (bei gleicher Funktionalität und Zuverlässigkeit) Im Consumer-Bereich geht Deine Rechnung noch einen Schritt weiter: Das 2,20-Teil ist etwas auf Kante genäht und wird bei Vollast ein bisschen eher ausfallen. Dass heisst, dass von den Teilen, die wirklich 24/7 bei 85°C laufen ein paar mehr in der Gewährleistungszeit zurückkommen. Wieviele dürfen das sein, damit es sich immer noch lohnt? Wo liegen Deine Qualitätsziele? 10% Ausfall in den ersten 24 Monaten (Flachbildfernseher, Hifi-Verstärker, Smartphone) oder 50ppm Ausfallrate in den ersten drei Jahren mit Vertragsstrafe für jedes schlechte Teil (Automobil-Steuergerät). Wieviele Teile dürfen bei der Bestückung kaputtgehen (falsch gesetzte oder verlorene Bauteile, etc), bis sich der Invest für einen präziseren Automaten lohnt? Wieviele davon dürfen den Kunden ärgern, bis sich zwei Sekunden mehr Taktzeit für die ICT amortisiert haben?
6a66 schrieb: > <Zyniamua> > Weil wir Ingenieure brauchen die nur Themen beherrschen die es schon > seit Langem gibt und die man immer wieder aufkochen kann :) </Zynismus> Ich habe schon den Eindruck dass der TO sein Anliegen ehrlich vorträgt, weshalb er eigentlich unseren Respekt verdient. Dein Beitrag zeigt diesen Respekt nicht.
soul e. schrieb: > Cost-Reduction macht eigentlich nur Sinn bei einer Grossserie (>1000). Cost Reduction macht IMMER Sinn, es muss nur in Relation zum Aufwand stehen. Es bringt Nichts bei den Bauteilkosten Centbeträge rauszuholen die dann - wie mein Vorredner richtig ausführt - in der Qualität der Bestückung oder in der Beschaffung zu versemmeln. rgds
6a66 schrieb: > soul e. schrieb: > Cost-Reduction macht eigentlich nur Sinn bei einer Grossserie (>1000). > > Cost Reduction macht IMMER Sinn, es muss nur in Relation zum Aufwand > stehen. Es bringt Nichts bei den Bauteilkosten Centbeträge rauszuholen > die dann - wie mein Vorredner richtig ausführt - in der Qualität der > Bestückung oder in der Beschaffung zu versemmeln. > > rgds Du zitierst als hätte ich das geschrieben, nicht mein Vorredner. Stacküberlauf durch zuviele Zitatebenen? (Mit Deiner Anmerkung hast Du natürlich recht )
il Conte schrieb: > Dein Beitrag zeigt diesen Respekt nicht. Mein Beitrag zeigt den Respekt den Auswählenden der Bachelorarbeit nicht. In meinen Augen ist das der Professor, nicht der TO. Die Bachelors an sich sind absolut ok, haben viele Ideen und können durchaus innovaziv sein, man gibt Ihnen IMHO zu wenig Chancen. Wir haben gerade auch eine Bachelorstudenten in der Firma, der hat ein aufwendiges FW Thema an der Backe bei dem es um eine evtl. patentfähige Kommunikation in einem neuen Produkt geht. Das würdige ich gerne. Ich würdige gerne Innovation und Ideenreichtum. Bei Abkupfern und stumpfen Nachentwickeln habe ich meine Probleme. Demotivation war nicht das Ziel, sorry dafür. rgds
soul e. schrieb: > Stacküberlauf durch zuviele Zitatebene Stacküberlauf Ja - durch Zeitüberschreitung :) Sorry für das Fehlzitat. 6a66 schrieb: > man gibt Ihnen IMHO zu wenig Chancen. Im übrigen auch in den Firmen. rgds
il Conte schrieb: > Ich habe schon den Eindruck dass der TO sein Anliegen > ehrlich vorträgt So habe mir das nochmal durchgelesen. Mag sein dass es ehrlich ist. Aber leider auch wenig innovativ. Nur Dinge zu tun die man schon mal gesehen hat hätte weder einem Edison noch einem Kolumbus geholfen. Diese Mentalität an einem INGENIEUR erstaunt mich schon. Aber vielleicht braucht/schreit unsere heutige Industrie ja nach genau dieser Qualifikation. Aus dieser Sicht mein Sarkasmus. rgds
Sparen : Erstens geht man mit den Spezifikationen runter. Man nimmt keine Praezisionsstecker, mit Goldsteckern gedreht, die 10000000 Steckzyklen machen, wenn Stecker aus Buechsenblech und etwas Heissleim, gnnannt Billigst-china-Ausfuehrung auch passt. Davon sollten 100 stueck zusammen weniger als 1 euro kosten. Die machen dann nur 10 Steckzyklen, wovon 2 schon fuer die Endpruefung verwendet werden. Dann raus mit den OpAmp die mehr als 10 cents kosten und ersetzen derselben durch 2 Transistoren, welche 50 cents pro hundert kosten. Temperatur und Belastungsspezifikationen anpassen. Die Teile so dimensioniern, dass sie bei Nennbedingungen zu 50% die Garantiezeit ueberleben. Das geht davon aus, dass die Leute das Geraet eh selten benutzen, und die ersten 3 Monate eh in der Verpackung liegen lassen. Zweitens : Guenstig Einkaufen. Zulieferer im Preis druecken. Wenn's dann Probleme gibt, weil die demotiviert sind bist du schon weg.
Zwölf M. schrieb: > Sparen : Erstens geht man mit den Spezifikationen runter. > > Man nimmt keine Praezisionsstecker, mit Goldsteckern gedreht, die > 10000000 Steckzyklen machen, wenn Stecker aus Buechsenblech und etwas > Heissleim, gnnannt Billigst-china-Ausfuehrung auch passt. Davon sollten > 100 stueck zusammen weniger als 1 euro kosten. Die machen dann nur 10 > Steckzyklen, wovon 2 schon fuer die Endpruefung verwendet werden. > > Dann raus mit den OpAmp die mehr als 10 cents kosten und ersetzen > derselben durch 2 Transistoren, welche 50 cents pro hundert kosten. > > Temperatur und Belastungsspezifikationen anpassen. Die Teile so > dimensioniern, dass sie bei Nennbedingungen zu 50% die Garantiezeit > ueberleben. Das geht davon aus, dass die Leute das Geraet eh selten > benutzen, und die ersten 3 Monate eh in der Verpackung liegen lassen. > > Zweitens : Guenstig Einkaufen. > Zulieferer im Preis druecken. Wenn's dann Probleme gibt, weil die > demotiviert sind bist du schon weg. Bei Lopez in die Schule gegangen ?? Das mag vieleicht bei der weisen Ware funktionieren, aber nicht bei Flugzeugen Autos und schon garnicht bei den E-Cars.
Vielen herzlichen Dank für die Beteiligung, vor allem @il Conte, für die Tipps als auch für den höflichen Umgang!
Naja, ich denke, Komponenten auf Kante zu nähen macht bedingt sinn. LM324 & co gibt es geschenkt, 5ct/Stück und daran zu sparen ist B$. Klar Linear / Analog eventuell noch TI sollte man vermeiden, wenn man ein günstiges Design will. Aber wie immer gilt: Kosten sind nicht alles, es muss auch die Performance bringen, und die zuverlässig. Ein Design dass schnell ausfällt, nur weil man 5ct gespart hat, senkt eben auch den Ruf der Marke. Manchmal setzt man gerne HighPrecision Opamps ein, hier eventuell überprüfen wieviel man wirklich braucht und einen günstigeren raussuchen. Vielleicht tut es auch der "gute alte" MCP6004 oder LM324? Was meiner persönlichen Meinung noch viel bringt, aber eher in der Designphase ist auf die Value-Line Linie von Controllern zu setzen, da hat man so wie gimicks, die teuer werden können, schon mit dabei. -Referenz -ADC -unter umständen LDO -unter umständen Crystal Less Operation Wie schon geschrieben wurde, 4 Lagen Platine maximal verwenden. Was man auf keinen Fall machen sollte, ist auf diese ekligen 1 Lagen Phenol-Platinen zu setzen. Ebenfalls sollte man alles auf SMD Basis machen (keine Thrue-Hole), und so klein wie möglich (meine Empfehlung 0603 wenn Du es per Hand aufbauen musst, wenn Du ne Maschine hast 0402) Unnötige LDOs / Buck Converter zusammenlegen. Was bei kleinen Platinen noch hilft, sind extrem große Panels zu machen, wo viel auf einmal bestückt werden kann; das reduziert den Handlingaufwand. Was aber klar sein sollte: Wenn Du da einen FPGA für 100$ drauf hast, macht es auch keinen Sinn 50ct am Buck Converter zu sparen. Also auch auf die verhältnismäßigkeit achten.
Also: Im Moment wird die Platine noch per Hand verlötet, einschließlich der Verkabelung. Eine Anzahl im dreistelligen Bereich solcher Mixed-Signal-Platinen sollen im Jahr fertiggestellt werden.
Wieviele Bauteile und Pins sinds denn? Handlöten: Alles THT Bauteile?
Felix J. schrieb: > Eine Anzahl im dreistelligen Bereich solcher > Mixed-Signal-Platinen sollen im Jahr fertiggestellt werden. Im dreistelligen Bereich? Heißt das 100 Stück oder 800 Stück? In der Industrie für 100 Stück eine Kostenreduktionsanalyse zu machen lohnt sich z.B. nur wenn die Platine so ab etwa 100EUR aufwärts liegt, sind 10.000EUR Auftragsvolumen. Bei 5...10% Kostenreduktion (und das kann schon mal schwierig werden je nach Qualitäöt der Entwicklung) sind das 500...1000EUR die da rausgeholt werden. Hört sich viel an, muss aber innerhalb eines Tages abgefrühstückt sein sonst wird's ineffektiv. rgds
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