Leiterplatten und Künstliche Intelligenz: Die Transformation von Design, Beschaffung und Fertigung
Der Fortschritt der Künstlichen Intelligenz (KI) verursacht eine grundlegende Veränderung in der Leiterplattenindustrie. Diese Transformation vollzieht sich auf zwei Ebenen: Während KI-Anwendungen einen beispiellosen Bedarf nach immer anspruchsvolleren Leiterplatten erzeugen, revolutionieren KI-Technologien gleichzeitig die Art und Weise, wie diese essenziellen Komponenten entwickelt, beschafft und gefertigt werden.
Marktdynamik und Branchenwachstum
Der verstärkte Einsatz von Künstlicher Intelligenz in verschiedenen Branchen führt zu einer deutlich erhöhten Nachfrage nach Leiterplatten, insbesondere nach solchen für KI-Server und verwandte Infrastruktur. Marktanalysten prognostizieren zwischen 2024 und 2029 eine jährliche Wachstumsrate von 12 Prozent für KI-Server-bezogene Leiterplatten, getrieben durch wachsende Anwendungen in Rechenzentren, Edge Computing und KI-Beschleunigungshardware.
„Für KI-Beschleunigungshardware benötigt man hochentwickelte Plattform-Leiterplatten, die Hochgeschwindigkeitssignale verarbeiten und gleichzeitig thermische Herausforderungen bewältigen können", erklärt Martin Jovanov, Technischer Experte beim Leiterplatten-Beschaffungsservice copperdot von Bosch. „Dabei geht es nicht nur um eine Produktionssteigerung – wir müssen spezielle Hochgeschwindigkeits-Leiterplattendesigns in Anwendungen integrieren und fortschrittliche Materialien sowie Wärmeableitungstechnologien einsetzen, um diese intensiven Rechenaufgaben zu bewältigen.“
KI-gestützte Spezifikationsverwaltung und Lieferantenauswahl
Die Integration von Künstlicher Intelligenz hat zudem die Verarbeitung von Leiterplattenspezifikationen und die Identifizierung geeigneter Fertigungspartner grundlegend verändert. Im Zentrum der modernen Leiterplattenbeschaffung steht ein KI-System, das automatisch technische Spezifikationen aus verschiedenen Dateiformaten extrahiert und analysiert. Dabei entsteht eine konsolidierte Übersicht der Projektanforderungen – unabhängig davon, in welcher Form die Informationen übermittelt wurden.
„Der traditionelle RFQ-Prozess erfordert eine umfangreiche manuelle Prüfung von Kundenspezifikationen, Zeichnungen und Designdateien“, erklärt Jovanov. „KI-Systeme analysieren diese Dokumente jetzt automatisch und extrahieren wichtige Informationen zu Spezifikationen und technischen Anforderungen in einem Bruchteil der Zeit.“
Diese Systeme nutzen ausgereifte Algorithmen, die:
- eine Diskrepanzen zwischen verschiedenen Dokumentationsquellen erkennen und markieren
- die Herstellbarkeit und potenzielle Produktionsherausforderungen bewerten
- die Einhaltung von Designregeln überprüfen
- Technologieanforderungen evaluieren
- genaue Angebote basierend auf aktuellen Preismatrizen erstellen
„Das KI-System bewertet nicht nur die Preispunkte, sondern gleicht auch die technischen Anforderungen mit den Lieferantenkapazitäten ab“, erläutert Jovanov. „Es berücksichtigt Faktoren wie Technologieniveau, Produktionskapazität und bisherige Leistung, um die am besten geeigneten Hersteller für jedes Projekt vorzuschlagen. Das ist besonders wertvoll bei komplexen Spezifikationen, die spezielle Fertigungsfähigkeiten erfordern.“
Künstliche Intelligenz in Fertigungsprozessen
Der Einfluss von Künstlicher Intelligenz erstreckt sich über den gesamten Fertigungsprozess, besonders in Industrie-4.0-Anlagen. „In der modernen Leiterplattenfertigung geht es bei KI nicht nur um Automation – es geht um intelligente Prozesssteuerung“, beschreibt es Jovanov. „Diese Systeme können potenzielle Probleme vorhersagen, Parameter in Echtzeit anpassen und eine gleichbleibende Qualität über alle Produktionsläufe hinweg sicherstellen.“
Fortschrittliche Fertigungssysteme umfassen:
- robotische Transportsysteme mit Echtzeit-Wegoptimierung
- KI-gesteuerte Fördersysteme zur Verwaltung komplexer Produktionsabläufe
- automatisierte Materialwiederauffüllungssysteme
- intelligente Lager- und Retrievalsysteme
Zukünftige Entwicklungen und Branchentrends
„Die Fähigkeiten der KI-Systeme werden sich mit jedem weiteren Fall weiter verbessern“, prognostiziert Jovanov. „Jede geprüfte Spezifikation, jedes validierte Design und jeder abgeschlossene Produktionslauf erweitert die Wissensbasis des Systems und macht es effizienter und präziser.“
Diese Entwicklungen zeigen sich besonders deutlich in mehreren Schlüsselbereichen, etwa durch:
- erweiterte Fähigkeiten im Umgang mit komplexen Spezifikationen
- verbesserte Genauigkeit bei der Extraktion technischer Anforderungen
- ausgefeiltere Algorithmen für die Lieferantenauswahl
- fortgeschrittene Produktionsoptimierung
„Auch die Integration von Künstlicher Intelligenz in die Qualitätskontrolle wird einen bedeutenden Fortschritt in der Leiterplattenfertigung darstellen“, merkt Jovanov an. „Diese Systeme werden potenzielle Fehler anhand subtiler Mustervariationen vorhersagen, Prozessparameter in Echtzeit anpassen und Defekte über verschiedene Produktionsstufen hinweg korrelieren, um Grundursachen zu identifizieren. Diese prädiktive Fähigkeit wird dabei helfen, Probleme zu verhindern, bevor sie die Produktionsqualität beeinträchtigen.“
Integration und Konnektivität
Die Zukunft der Leiterplattenfertigung liegt in der nahtlosen Integration aller Aspekte des Produktionsprozesses. Fortschrittliche KI-Systeme ermöglichen eine beispiellose Verbindung zwischen Design- und Fertigungssystemen und erlauben Echtzeitanpassungen und -optimierungen während des gesamten Produktionszyklus. Diese Integration erstreckt sich auf die Produktionsüberwachung, bei der KI-Systeme Fertigungsparameter in Echtzeit verfolgen und anpassen können, indem sie auf Veränderungen in Bedingungen oder Materialien reagieren, bevor diese die Produktqualität beeinflussen. Die Technologie ermöglicht auch eine umfassende Dokumentation und Rückverfolgbarkeit, indem sie automatisch detaillierte Aufzeichnungen über jeden Aspekt des Produktionsprozesses erstellt. Besonders wichtig ist, dass diese Systeme beginnen, die Integration der Lieferkette zu verbessern, indem sie direkte Verbindungen zwischen Designentscheidungen, Materialanforderungen und Lieferantenkapazitäten schaffen.
Künftige Herausforderungen
Trotz der vielversprechenden Aussichten gibt es einige wichtige Herausforderungen:
„Eine der zentralen Aspekte ist der Umgang mit nicht standardisierten Spezifikationen“, erklärt Jovanov. „Verschiedene Kunden präsentieren Informationen auf unterschiedliche Weise, und KI-Systeme müssen robust genug sein, um diese Variationen zu bewältigen und dabei ihre Genauigkeit zu bewahren.“
Weitere Herausforderungen sind:
- die Integration in bestehende Arbeitsabläufe
- Schulungsanforderungen für Mitarbeitende
- das Management der Übergangsphase
- die Aufrechterhaltung der menschlichen Überwachung wo nötig
„Das System lernt und verbessert sich mit jedem Projekt weiter. So können wir die besten Fertigungslösungen für die spezifischen Anforderungen unserer Kunden identifizieren und gleichzeitig die Kosten optimieren.“
Fazit
Die Integration von Künstlicher Intelligenz in Design, Beschaffung und Fertigung von Leiterplatten bedeutet einen wichtigen Fortschritt für die Branche. Während KI weiterhin die Nachfrage nach anspruchsvolleren Leiterplatten antreibt, stellt sie gleichzeitig die Werkzeuge bereit, um diese Nachfrage effizient und nachhaltig zu erfüllen.
Für Leiterplattendesignende und Einkaufsfachleute wird das Verständnis dieser KI-Fähigkeiten zunehmend wichtiger. Die Technologie optimiert nicht nur alltägliche Prozesse, sondern ermöglicht auch fundiertere Entscheidungen und bessere Ergebnisse. Da KI-Systeme sich kontinuierlich weiterentwickeln, kann man noch ausgefeiltere Fähigkeiten erwarten, die den Ansatz für Leiterplattenentwicklung und -produktion weiter verändern werden.
Als Beschaffungsservice von Bosch, der von Anfang an KI-Technologien integriert hat, hat copperdot ein fundiertes Verständnis für das transformative Potenzial künstlicher Intelligenz in der Leiterplattenbeschaffung und -fertigung. Unsere KI-gestützten Systeme decken bereits den initialen RFQ-Prozess ab, analysieren automatisch technische Spezifikationen, gleichen Anforderungen mit optimalen Lieferanten ab und stellen sicher, dass Qualitätsstandards durchgängig eingehalten werden.
„Das System lernt und verbessert sich mit jedem Projekt weiter. So können wir die besten Fertigungslösungen für die spezifischen Anforderungen unserer Kunden identifizieren und gleichzeitig die Kosten optimieren“, erläutert Jovanov. „Es ist unsere Priorität diese Entwicklung der KI-Technologie mitzugestalten und sicherzustellen, dass unsere Kunden stets von den neuesten Fortschritten in der Leiterplattenbeschaffung und Qualitätssicherung profitieren.“
