Vom Halbleiterhersteller bis zum Luftfahrt- oder Rüstungskonzern – Unternehmen aus dem Sektor Hightech und Elektronik (HTE) müssen seit jeher mit einer hohen Komplexität bei gleichzeitig großer Dynamik umgehen können. Künstliche Intelligenz (KI), Photonik, Quantencomputing, von der aktuellen Geopolitik betroffene Lieferketten sowie zahlreiche Regulierungsvorgaben erhöhen die Anforderungen zusätzlich. Dieses Whitepaper ordnet die aktuellen Risiken ein und stellt einen ganzheitlichen Lösungsansatz für das Product Lifecycle Management (PLM) vor, mit dem HTE-Unternehmen ihre Datenqualität signifikant erhöhen und ihre Supply Chain robust aufstellen können.
In der Hightech- und Elektronikindustrie steigen Innovationstempo und Produktvielfalt stetig an. Ein Beispiel dafür ist die Integration von Software, Sensorik und Konnektivität in klassische Hardware. Ein zweites Beispiel sind neue Anforderungen durch KI. Moderne Elektroniksysteme besitzen zunehmend KI-Funktionen für Bildverarbeitung oder autonome Steuerung.
Photonik & Co. erweitern die technologische Basis
Hinzu kommen neue Teilgebiete der Branche, beispielsweise die Photonik. Im Unterschied zur klassischen Elektronik, die auf elektrischen Signalen basiert, verarbeiten photonische Systeme optische Signale. Typische Anwendungsbereiche sind die Datenübertragung über Glasfaser und neuerdings die Halbleiterfertigung.
Die Photonik ist ein wichtiger Faktor für die Zukunft, da sie höhere Datenraten bei geringerem Energieverbrauch ermöglicht. Gleichzeitig steigt die technische Komplexität, weil die Hersteller optische und elektronische Systeme integrieren müssen. Doch dabei bleibt die Forschung nicht stehen. Zahlreiche Entwicklungen sind bereits in der Praxis angekommen oder werden intensiv getestet. Einige Beispiele:
Gemeinsam zeigen diese Entwicklungen, wie stark die technologische Bandbreite wächst, die Unternehmen heute beherrschen müssen.
Unkoordinierte Anpassungen als Fehlerquelle
Auch wenn diese Entwicklungen noch teils Blicke in die Zukunft sind, werden sie die Komplexität in der HTE-Branche weiter erhöhen. Hinzu kommen neue Regulierungen oder Abhängigkeiten in der Lieferkette. Unternehmen müssen diese Faktoren beherrschen, um wettbewerbsfähig zu bleiben.
Die wesentliche Fähigkeit ist die Kontrolle der Komplexität über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg. Hightech- und Elektronikprodukte durchlaufen viele Phasen von der Entwicklung über die Serienfertigung bis zum Markteintritt. In jeder Phase treten Änderungen auf. Unkoordinierte Anpassungen verursachen Fehler und damit hohe Kosten, vor allem, wenn Fehler erst spät im Prozess auffallen.
Komplexe Lieferketten, steigende Risiken
Gleichzeitig ist die Supply Chain ein kritischer Faktor. Gerade Elektronikhersteller arbeiten mit vielen externen Partnern zusammen. Design, Fertigung und Beschaffung verteilen sich über mehrere Unternehmen. Diese Lieferkettenstruktur erschwert die Abstimmung und erhöht die Anfälligkeit für Verzögerungen.
Der regulatorische Schwerpunkt in der Elektronikindustrie verteilt sich heute auf zwei Ebenen: auf EU-Vorgaben für Produkte und Märkte, die faktisch globale Standards setzen, sowie auf US-amerikanische und nordamerikanische Regeln zu Importen, Offenlegungspflichten und Chemikalien, die die Sorgfaltspflichten entlang der Lieferkette zusätzlich verschärfen.
Hinzu kommen neue regulatorischen Vorgaben, zum Beispiel:
Der Digitale Produktpass (DPP) laut Ecodesign for Sustainable Products Regulation (ESPR). Er verlangt detaillierte Informationen zu Materialien, Komponenten und Lieferketten. Unternehmen müssen nachweisen, welche Stoffe enthalten sind und woher diese stammen.
Security by Design laut Cyber Resilience Act (CRA). Die EU verpflichtet Hersteller von vernetzten Elektronikprodukten, Sicherheit von Anfang an einzubauen. Damit dies gelingt, müssen Entwicklungsprozesse, Lieferkettenkontrollen, Dokumentation und vieles mehr angepasst werden.
TSCA PFAS Reporting (USA). Die Regelung verpflichtet Hersteller und Importeure dazu, den Einsatz von per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS) entlang von Produkten und Lieferketten offenzulegen. Betroffen sind zahlreiche Branchen, darunter auch die Elektronikindustrie. Die Anforderungen an Transparenz bei Komponenten, Materialien und chemischen Substanzen steigen dadurch deutlich.
Uyghur Forced Labor Prevention Act (UFLPA). Das Gesetz verschärft die Importkontrollen in die USA und verpflichtet Unternehmen nachzuweisen, dass Produkte und Materialien nicht mit Zwangsarbeit in Verbindung stehen. Dadurch steigen die Anforderungen an eine durchgängige Nachverfolgbarkeit und Dokumentation entlang der gesamten Lieferkette – insbesondere bei vorgelagerten Beschaffungs- und Fertigungsprozessen.
CHIPS and Science Act (USA): Das Gesetz schafft neue Vorgaben und Förderanreize zur Stärkung der heimischen Halbleiterfertigung. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an Transparenz in der Lieferkette, vertrauenswürdige Beschaffung und sichere Produktionsumgebungen. Hersteller müssen ihre Transparenz über Entwicklung, Lieferanten, Produktion und Compliance-Dokumentation deutlich erhöhen, um regulatorische und sicherheitsrelevante Anforderungen erfüllen zu können.
Versionskontrolle und Datenintegration sichern konsistente Prozesse
Stichwort Lieferkette: Die Vielfalt der Bauteile und Varianten erfordert eine strikte Versionskontrolle. Jede Änderung hat Auswirkungen auf das Produkt oder sogar das gesamte Produktökosystem. Ohne klare Versionierung entsteht ein inkonsistenter Datenbestand, keine gute Grundlage für stabile und nachvollziehbare Prozesse.
Die Praxis zeigt zudem, dass viele Unternehmen nach wie vor mit stark fragmentierten Systemlandschaften arbeiten. Daten liegen in verschiedenen Anwendungen. Medienbrüche erschweren den Informationsfluss. Entscheidungen basieren oft auf unvollständigen oder veralteten Informationen. Das führt zu Verzögerungen und erhöhten Entwicklungskosten. Ein durchgängiger Datensatz (Digital Thread) kann diese Probleme deutlich verringern.
„Ohne zentrale Steuerung der Produktdaten geht der Überblick schnell verloren“
Die Hightech- und Elektronikbranche steht durch eine steigende Produktkomplexität und fragile Lieferketten unter wachsendem Druck. Eine durchgängige Datenbasis ist der entscheidende Faktor, erläutert Leon Lauritsen, CEO bei Aras, im Interview.
Eine zentrale Entwicklung ist der starke Anstieg der Produktkomplexität. Software, Sensorik, Konnektivität und zunehmend auch KI-Funktionen kommen hinzu. Zudem müssen Unternehmen schneller liefern, obwohl die Produkte immer anspruchsvoller werden.
Sie entsteht auf mehreren Ebenen. Zum einen wächst die technische Tiefe. Ein Produkt reicht heute vom einzelnen Chip über Leiterplatten bis hin zu Systemen mit integrierter Software. Hinzu kommen neue Technologien wie Photonik oder KI. Ohne eine zentrale Steuerung der Produktdaten geht hier der Überblick schnell verloren.
PLM schafft eine durchgängige Datenbasis. Alle Produktinformationen, Änderungen und Versionen werden zentral verwaltet. Das bewirkt, dass jeder mit denselben Informationen arbeitet und Risiken frühzeitig erkennen kann.
Entwicklung und Produktion von Elektronikprodukten sind heute stark verteilt. Unternehmen arbeiten mit über den gesamten Globus verteilten F+E-Partnern und Zulieferern zusammen. Informationen entstehen also nicht an einem Ort, sondern an vielen Stellen gleichzeitig. Das erschwert die Abstimmung erheblich. PLM schafft hier eine zuverlässige und transparente Plattform für die Zusammenarbeit aller Beteiligten.
Die Lieferkette ist mittlerweile dauerhaft zu einem kritischen Faktor geworden. Hightechunternehmen sind stark von einzelnen Komponenten abhängig. Wenn ein Bauteil nicht verfügbar ist oder abgekündigt wird, kann das gesamte Produkt scheitern. Gleichzeitig ist die Lieferkette häufig eine Blackbox. Viele Unternehmen wissen nicht genau, welche Risiken bei ihren Zulieferern bestehen. Das erschwert die Planung.
Ein gutes Beispiel ist die Integration von Lieferanten über Portale. In modernen PLM-Systemen greifen externe Partner direkt aber kontrolliert auf aktuelle Produktdaten zu. Änderungen werden automatisch kommuniziert. In einem PLM-Projekt haben wir zum Beispiel einen Mechanismus entwickelt, bei dem Lieferanten sofort benachrichtigt werden, wenn sich Bauteile ändern. Dadurch entfällt die manuelle Kommunikation per E-Mail. Gleichzeitig bleibt nachvollziehbar, wer wann informiert wurde und wer wie reagiert hat. Das erhöht die Prozesssicherheit deutlich.
Datenqualität ist entscheidend. Viele Probleme entstehen, weil Informationen unvollständig oder veraltet sind. Entscheidungen basieren dann auf einer unsicheren Grundlage. Ein durchgängiger Datensatz – der sogenannte Digital Thread – sorgt dafür, dass alle Informationen konsistent sind. Nur so lassen sich komplexe Produkte und Lieferketten zuverlässig steuern.
Unternehmen müssen lernen, Komplexität aktiv zu steuern. Es reicht nicht mehr, einzelne Prozesse zu optimieren. Entscheidend ist ein ganzheitlicher Ansatz über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg. Wer das beherrscht, kann Innovationen schneller umsetzen und damit wettbewerbsfähig bleiben.
Ohne klare Strukturen können Unternehmen der Hightech- und Elektronikindustrie die wachsende Komplexität ihrer Abläufe nicht effektiv bewältigen. Voneinander getrennte Systeme für Engineering, Komponenten, Qualität und Compliance schaffen blinde Flecken, verzögern Entscheidungen und erhöhen Risiken. Aras begegnet diesen Herausforderungen mit einem integrierten, lebenszyklusweiten Ansatz, der Daten, Prozesse und Stakeholder innerhalb eines kontrollierten digitalen Fadens miteinander verbindet: der zielgerichteten Aras HTE-Lösung.
Ein ganzheitliches System
Viele Unternehmen setzen nach wie vor auf isolierte Systeme, in denen Daten und Prozesse getrennt voneinander existieren und Entscheidungen häufig auf unvollständigen Informationen basieren. Aras führt mit der HTE-Lösung diese Elemente auf einer einzigen Plattform zusammen und verbindet Produktdefinition, Qualitätsmanagement, Lieferantenzusammenarbeit und Compliance in einem einheitlichen Datenmodell.
Anstatt sich auf statische Übergaben zwischen Tools zu verlassen, arbeiten Teams gemeinsam an einem kontinuierlich aktualisierten Produktdatensatz mit vollständigem Lebenszykluskontext. So bleiben Informationen über alle Phasen hinweg konsistent und aktuell – von der Entwicklung und Fertigung bis hin zum Service. Der digitale Faden (Digital Thread) verbindet Daten über den gesamten Lebenszyklus hinweg und schafft eine stabile Grundlage für Umsetzung, Nachverfolgbarkeit und Kontrolle.
Produktdefinition und Änderungsmanagement
Aras integriert die Bereiche Produktdefinition, Änderungsmanagement und Materialmanagement in einer einzigen, kontrollierten Umgebung. Gerade in der HTE-Praxis gibt es ständig Änderungen, die durch neue Komponenten, abgekündigte Teile oder sich verändernde Anforderungen verursacht werden. Ohne strukturierte Prozesse können diese Anpassungen zu Produktionsproblemen und höheren Kosten führen.
In Hightech-Umgebungen erstreckt sich die Produktdefinition zudem über mehrere Bereiche, darunter elektronisches computergestütztes Design (ECAD), mechanisches computergestütztes Design (MCAD), Software und Komponenten-Engineering. Aras verbindet diese Bereiche durch eine einheitliche, multidisziplinäre Stückliste (BOM) und einen gemeinsamen Änderungsprozess. Leiterplattendesigndaten (PCB), Komponentenstrukturen und Referenzkennzeichnungen werden in derselben kontrollierten Umgebung verwaltet.
Alle Änderungen werden zentral gesteuert und sind vollständig nachverfolgbar. Stücklisten, Versionen und technische Daten bleiben domänenübergreifend konsistent. Konstruktionsänderungen werden durchgängig verwaltet, sodass ihre Auswirkungen auf alle betroffenen Bereiche vor der Freigabe sichtbar sind. Dadurch werden Versionskonflikte reduziert, kostspielige Nacharbeit in späten Projektphasen verhindert und die funktionsübergreifende Abstimmung verbessert.
Qualitätsmanagement mit direktem Feedback
Oft sind die Bereiche Entwicklung und Qualitätsmanagement voneinander getrennt. Dadurch werden Probleme häufig zu spät erkannt, was eine Ursachenanalyse komplex und kostspielig macht.
Die Aras HTE-Lösung verbindet diese Bereiche. Fehlerberichte, Korrekturmaßnahmen, Reklamationen und Rückrufe werden zentral erfasst und verknüpft. So entsteht ein geschlossener Feedbackkreislauf, in dem Qualitätsprobleme bis auf die Ebene der genauen Produktkonfiguration, Komponente oder des beteiligten Lieferanten zurückgeführt werden können. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse fließen direkt in die Engineering- und Änderungsprozesse ein.
Durch die kontinuierliche Verknüpfung von Qualitätsdaten mit dem sich weiterentwickelnden Produktdatensatz können mögliche Ursachen schneller identifiziert werden. Korrekturmaßnahmen sind wirksamer und wiederkehrende Probleme in zukünftigen Entwicklungen werden vermieden.
Integriertes Lieferantenmanagement
Wenn HTE-Unternehmen eng mit zahlreichen externen Partnern zusammenarbeiten, führt dies zu einer Abhängigkeit, sodass Verzögerungen oder Störungen unmittelbare Auswirkungen auf Produktions- und Serviceprozesse haben. Aras bindet Lieferanten direkt in die Plattform ein und bietet ihnen einen kontrollierten Zugriff auf aktuelle Produktdaten in einer gesicherten Umgebung. Anstatt auf E-Mails oder Tabellenkalkulationen angewiesen zu sein, nehmen Lieferanten an Prozessen wie Konstruktionsänderungen und Qualitätsmanagement teil und haben vollständige Transparenz über die jeweils aktuelle Produktdefinition.
Alle Änderungen, Rückmeldungen und Entscheidungen werden erfasst und bleiben vollständig nachverfolgbar. Dies verbessert die Koordination und die Reaktionszeiten, verringert das Risiko, mit veralteten Informationen zu arbeiten, und stärkt die Kontrolle über geistiges Eigentum, Zugriffsrechte und Prozessabläufe.
Effizienz durch Integration
Durch die Verknüpfung von produktübergreifenden Daten, intelligenten Komponenten, Compliance-Vorgaben, Qualitätsmanagement und Lieferantenkooperation in einem einzigen Digital Thread ermöglicht Aras eine schnellere Umsetzung, höhere Resilienz und fundiertere Entscheidungsfindung über den gesamten Lebenszyklus hinweg. Da Aras als offene und erweiterbare Plattform konzipiert ist, können Unternehmen die Lösung in ihre bestehenden Engineering- und Unternehmensumgebungen integrieren, ohne ihre gesamte Systemlandschaft ersetzen zu müssen. Wenn sich Prozesse und Technologien künftig weiterentwickeln, passt sich die Plattform mit ihnen an.
Neue Services für eine Governance-konforme Integration von PLM, Partnern und agentenbasierter KI
Mit Aras InnovatorEdge erweitert Aras seine Plattform gezielt um Funktionen für die sichere Integration von KI in bestehende Produkt- und Entwicklungsprozesse. Ziel ist es, den Einsatz von KI entlang des gesamten Produktlebenszyklus zu ermöglichen, ohne dabei Kontrolle, Kontext oder Governance zu verlieren.
Im Mittelpunkt stehen drei neue Services:
Durch diese Kombination entsteht eine zentrale Voraussetzung für den skalierbaren Einsatz von KI im industriellen Umfeld: ein sicherer, nachvollziehbarer Zugriff auf Produktdaten und -prozesse über den gesamten Digital Thread hinweg.
Kamstrup, ist ein weltweit tätiger Anbieter intelligenter Messsysteme (Smart Meter) für Wasser- und Energieversorger. Mit dem Unternehmenswachstum nahmen jedoch auch die Prozess- und Betriebskomplexität zu.
Um diese Herausforderungen zu bewältigen, hat Kamstrup Aras Innovator als zentrale Plattform für das Management von Produktdaten und Prozessen im gesamten Unternehmen eingeführt. Dies gewährleistet eine zentrale Verwaltung von Komponenten, Stücklisten, Konfigurationen und Änderungsprozessen. Eine standardisierte Produktdokumentation stellt sicher, dass konsistente Daten über mehrere Produktionsstandorte hinweg bereitgestellt werden können. So können lokale Teams auf Grundlage zuverlässiger und aktueller Informationen arbeiten.
Globale Zusammenarbeit mit konsistenten Daten
Durch die Strukturierung von Produktdaten und Prozessen in einer einheitlichen PLM-Umgebung ist Kamstrup in der Lage, standardisierte Datenpakete an seine Produktionsstandorte weltweit zu liefern. Dies ermöglicht eine effiziente Zusammenarbeit, reduziert die Abhängigkeit von lokalem Wissen und stellt sicher, dass alle Beteiligten mit derselben Produktdefinition arbeiten.
Neben der verbesserten operativen Skalierbarkeit nutzt Kamstrup Aras Innovator auch, um wachsende Herausforderungen in der Lieferkette und bei der Regulierung zu bewältigen. Die Plattform bietet Transparenz über freigegebene Teile, alternative Komponenten und Lieferanten.
Grundlage für skalierbares Wachstum
Heute profitiert Kamstrup von einer konsistenten Datenbasis. Produktdaten werden zentral verwaltet, Prozesse sind standardisiert und die Zusammenarbeit zwischen Standorten und Partnern wurde deutlich verbessert. Dadurch kann das Unternehmen seine Aktivitäten weltweit skalieren und gleichzeitig Flexibilität, Datenkonsistenz und Kontrolle bewahren.
Integrierte Schaltungen, die Daten nicht mit Elektronen, sondern mit Licht übertragen – das ist Photonik. Das Schweizer Deep-Tech-Unternehmen Lightium ermöglicht damit höhere Datenraten bei geringerem Energieverbrauch. Im Interview erläutert Amir H. Ghadimi, Co-Gründer und CEO von Lightium, wie das Unternehmen die Aras-Plattform einsetzt, um bei dieser Zukunftstechnologie ganz vorne mitzuspielen.
Welche Vorteile bietet die Photonik in KI-Rechenzentren? Und vor welchen Hürden steht sie?
In KI-Rechenzentren ist die Rechenleistung kein Engpass mehr, sondern der Datentransfer zwischen den Komponenten. Genau an diesem Punkt setzt Lightium an. Unsere Technologie kann die Geschwindigkeit weit über bestehende Lösungen hinaus steigern. Zugleich sinkt der Energiebedarf um mehr als 30 Prozent.
Die Entwicklung solcher Systeme ist ein recht neues Feld. Im Gegensatz etwa zum Maschinen- und Anlagenbaubau gibt es noch keine etablierten Standards für das Product Lifecycle Management. Auch fertige Integrationen zwischen Entwicklungswerkzeugen und PLM fehlen weitgehend. Viele Ansätze stammen aus der Forschung und müssen erst in industrielle Prozesse überführt werden. Das erhöht die Anforderungen.
Warum fiel die Entscheidung auf Aras?
Wir benötigen eine Plattform, die als Rückgrat für Daten und Prozesse dient. Die HTE-Lösung von Aras hat uns durch ihre hohe Flexibilität überzeugt. In der jungen Photonik muss sich ein System dynamisch anpassen. Klassische PLM-Systeme sind ungeeignet, weil sie zu starr auf traditionelle Industrien ausgelegt sind.
Aras bietet dagegen eine offene Plattform, die individuelle Erweiterungen ermöglicht. Sie soll künftig Entwicklungsdaten, Simulationen und Designprozesse miteinander verbinden. Dadurch entsteht ein Datenfluss über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg.
Welche Vorteile hat das für Entwicklung und Skalierung?
Die leistungsfähige Backend-Architektur zur Verwaltung von Stücklisten, Bauteildaten und Projekten ermöglicht skalierbare Produktionsprozesse. Gleichzeitig bietet Aras die Flexibilität, individuelle Frontends für photonikspezifische Workflows und den täglichen Einsatz zu entwickeln. Damit wird die Komplexität der Entwicklungsprozesse besser beherrschbar. Daten werden zentral verwaltet und sind nachvollziehbar verknüpft. Das verbessert die Transparenz und erleichtert die Zusammenarbeit. Die Entwicklung wird strukturiert vorangetrieben, während gleichzeitig neue Technologien flexibel integriert werden.
Damit schafft die Plattform die Voraussetzungen für Wachstum und Skalierung. Die Kombination aus Innovationen und einer flexiblen PLM-Plattform ist entscheidend für den Erfolg in einem neuartigen Hightech-Bereich.
Die Hightech- und Elektronikindustrie befindet sich in einer Phase schnell wachsender Komplexität. Technologien wie KI, Photonik und neuartige Halbleitermaterialien erweitern die technischen Möglichkeiten, erhöhen aber gleichzeitig die Anforderungen an Entwicklung, Fertigung und Zusammenarbeit. Zugleich verschärfen fragile Lieferketten, viele externe Partner und neue regulatorische Vorgaben wie etwa Digitaler Produktpass und Cyber Resilience Act die Anforderungen.
Unternehmen können langfristig nur bestehen, wenn sie diese Komplexität aktiv steuern. Wettbewerbsfähigkeit entsteht heute weniger durch isolierte Einzellösungen als durch beherrschte Komplexität. Die Aras-Plattform für Product Lifecycle Management bietet genau dafür eine ganzheitliche Lösung für die Hightech- und Elektronik-Unternehmen.
Durch zentrale Datenhaltung, klare Versionskontrolle und integrierte Prozesse entsteht ein Digital Thread. Er verbindet alle relevanten Informationen und ermöglicht fundierte Entscheidungen in Echtzeit. Praxisbeispiele wie Kamstrup oder Lightium zeigen, dass integrierte Plattformen die Transparenz erhöhen, die Zusammenarbeit verbessern und Innovationen beschleunigen.