Führende Produktentwicklungsunternehmen in den USA für den gesamten Prozess des Maschinenbaus

Welche Produktentwicklungsunternehmen in den Vereinigten Staaten sind in der Lage, einen mechanischen Entwurf von der ersten Skizze bis hin zu einem Bauteil zu entwickeln, das in einer Fabrik hergestellt werden kann? Die besten Optionen lassen sich in vier Gruppen einteilen. Zu den Full-Service-Unternehmen zählen Delve, Priority Designs und Synapse. Zu den ingenieurorientierten Spezialisten gehören 219 Design und StudioRed. Paramit übernimmt sowohl die Konstruktion als auch die Fertigung unter einem Dach. Zu den globalen Ingenieurbüros mit Lieferkapazitäten in den USA gehören Quest Global und Monarch Innovation.

Jede Gruppe handhabt den „End-to-End“-Ansatz anders. Manche beschränken sich auf einen funktionsfähigen Prototyp. Manche setzen das Design in ihren eigenen Produktionslinien um. Andere arbeiten als Erweiterung Ihres Teams. Dieser Leitfaden stellt acht Produktentwicklungsunternehmen vor und vergleicht deren Arbeitsweise. Er schließt mit einer Checkliste für jeden Partner, der „End-to-End“-Dienstleistungen im Maschinenbau anbietet, bevor Sie ein Angebot anfordern.

01Was umfasst der Begriff „End-to-End-Maschinenbau“ eigentlich?

Unter „End-to-End-Maschinenbau“ versteht man, dass ein einziger Partner in jeder Phase für die physische Konstruktion eines Produkts verantwortlich ist. Dies reicht von den Anforderungen und Konzepten bis hin zur Freigabe für die Produktion und späteren Änderungen. Ein Unternehmen, das lediglich CAD-Modelle erstellt oder nur Prototypen baut, deckt nur einen Teil dieser Arbeit ab.

In der Praxis umfasst eine vollständige mechanische Überprüfung in der Regel folgende Schritte:

1. Anforderungen und Konzepte: Belastungen, Betriebsbedingungen, einzuhaltende Vorschriften und erste Entwurfsoptionen.
2. Detaillierte CAD-Daten und Zeichnungen: 3D-Modelle, Baugruppen, GD&T-Zeichnungen und Stücklisten (BOMs).
3. Simulation und Analyse: Struktur-FEM, thermische und Strömungsanalysen mit CFD sowie Toleranzkumulierung, die häufig unter dem Begriff „Computer-Aided Engineering“ (CAE) zusammengefasst werden.
4. Prototypenbau und Tests: 3D-gedruckte und maschinell bearbeitete Prototypen, Funktionsprüfstände und Konstruktionsüberprüfung.
5. Konstruktion unter Berücksichtigung der Fertigung und Montage (DFM/DFA): Teile so gestalten, dass sie bei der angestrebten Stückzahl kostengünstig und einfach herzustellen sind.
6. Produktionsübergabe und Folgearbeiten: Übergabe an den Zulieferer, technische Änderungsaufträge (ECOs) und Maßnahmen zur Kostensenkung nach der Markteinführung.

Wenn ein Unternehmen von „End-to-End“ spricht, fragen Sie nach, welche dieser sechs Phasen die eigenen Ingenieure übernehmen und welche an Dritte vergeben werden. Die Antwort sagt weit mehr aus als der Begriff selbst.

02Führende Produktentwicklungsunternehmen in den Vereinigten Staaten

Die unten aufgeführten Produktentwicklungsunternehmen sind nach ihrem Leistungsmodell gruppiert und nicht in einer Rangliste aufgeführt. Die richtige Wahl hängt von Ihrem Produkt und Ihrem Budget ab, nicht von einer Rangliste. In jedem Profil wird erläutert, in welchen Bereichen das Unternehmen tätig ist, wie umfassend seine mechanischen Leistungen sind und für welche Projekte es am besten geeignet ist.

Delve: Beratungsunternehmen für Produktinnovation mit mehreren Standorten

Delve, ehemals Design Concepts, wurde 1967 gegründet und unterhält Studios in Boston, Madison, Philadelphia und San Francisco. Das Studio in Philadelphia entstand aus der Fusion mit der Bresslergroup. Ältere Auflistungen, in denen die beiden Firmen noch getrennt aufgeführt sind, sind mittlerweile veraltet.

Die Ingenieure von Delve decken die Bereiche Mechanik, Elektrotechnik, Ergonomie und Qualitätssicherung ab. Zu ihrem Aufgabenbereich gehören DFM, Toleranzkalkulation, Materialauswahl, Testplanung und die Übergabe an die Fertigung. Das Unternehmen gibt an, nach den Vorgaben der Norm ISO 13485 zu arbeiten, was für Medizinprodukte von Bedeutung ist. Am besten geeignet für: Produkte aus den Bereichen Gesundheitswesen, Konsumgüter und gewerbliche Produkte, bei denen Nutzerforschung und Entwicklung Hand in Hand gehen müssen.

Priority Designs: im Besitz der Mitarbeiter, alles unter einem Dach

Priority Designs ist ein Full-Service-Unternehmen mit Sitz in Columbus, Ohio. Das Team, das sich im Besitz der Mitarbeiter befindet, besteht aus mehr als 70 Spezialisten. Unter einem Dach decken sie die Bereiche Forschung, Industriedesign, UX/UI, Textilprodukte, Maschinenbau, Elektrotechnik, Softwareentwicklung und Prototypenbau ab.

Eine einzige Plattform ermöglicht einen kurzen Kreislauf zwischen Skizze, CAD-Modell und Prototyp auf dem Arbeitstisch. Ideal geeignet für Projekte in den Bereichen Sportartikel, Konsumgüter, Medizintechnik und Industrieausrüstung**,** die einen hohen Prototypenbauaufwand und eine enge Zusammenarbeit zwischen Design und Technik erfordern.

Synapse: Hardware-Entwicklung vom Konzept bis zur Fertigung

Synapse Product Development hat seinen Sitz in Seattle und unterhält eine Niederlassung in San Francisco. Das Unternehmen ist Teil von Capgemini Invent. Synapse bietet Dienstleistungen in den Bereichen Maschinenbau, Elektrotechnik und Softwareentwicklung sowie Unterstützung bei der Zertifizierung und der Einführung neuer Produkte (NPI) an.

Synapse konzentriert sich auf anspruchsvolle technische Herausforderungen in den Bereichen Unterhaltungselektronik, Biowissenschaften und Gesundheitswesen. Ideal geeignet für: komplexe vernetzte Hardware, bei der Mechanik, Elektronik und Firmware gemeinsam entwickelt werden müssen, unterstützt durch eine große Beratungsgruppe.

219 Design aus dem Silicon Valley: technikorientiert und teamverstärkend

219 Design ist ein Ingenieurbüro mit Sitz in Mountain View, Kalifornien. Das Unternehmen unterhält zudem Niederlassungen in San Francisco und Raleigh, North Carolina. Vier Fachbereiche werden intern abgedeckt: Maschinenbau, Elektrotechnik, Software- und Firmware-Entwicklung.

Ein Großteil der Arbeit des Unternehmens konzentriert sich auf chirurgische Robotik, medizinische Geräte und intelligente Produkte. Es wird sich zudem in Ihr eigenes Team einbringen, anstatt das gesamte Programm zu übernehmen. Am besten geeignet für: technische Teams, die bereits über eine Produktstrategie verfügen und erfahrene Ingenieure für elektromechanische oder robotische Systeme benötigen.

StudioRed: Industriedesign und Maschinenbau im Silicon Valley

StudioRed ist ein 1983 gegründetes Unternehmen mit Sitz in Palo Alto. Es verbindet Industriedesign mit Maschinenbau. Das Leistungsspektrum reicht vom Konzept über den Prototypenbau bis hin zur Vorproduktion, wobei die fertigungsgerechte Gestaltung bereits von Anfang an berücksichtigt wird.

Am besten geeignet für: Unterhaltungselektronik und IoT-Hardware, bei denen Optik, Komfort und Gehäusedesign gleichermaßen wichtig sind. Es eignet sich für Kunden, die die Fertigung an einen separaten Auftragsfertiger auslagern.

Paramit: Entwicklung und Fertigung aus einer Hand

Paramit hat seinen Sitz in Morgan Hill, Kalifornien. Seit 2021 gehört das Unternehmen zur Schweizer Tecan-Gruppe. Paramit entwickelt und fertigt Medizinprodukte und Instrumente für die Life-Science-Branche. Das Entwicklungsteam besteht aus Maschinenbau-, Optik- und Elektroingenieuren, und die Fertigung erfolgt in nach ISO 13485 zertifizierten Werken.

Das Produkt wird vom selben Unternehmen entwickelt und hergestellt, sodass keine Übergabe an einen externen Hersteller erforderlich ist. Ideal geeignet für: komplexe mechatronische Geräte für regulierte Märkte, bei denen ein einziger Partner vom Entwurf bis zur Serienfertigung die Verantwortung trägt.

Quest Global: Globale Ingenieurdienstleistungen mit Umsetzung in Nordamerika

Quest Global ist ein großes Ingenieurdienstleistungsunternehmen mit Sitz in Singapur und Niederlassungen in ganz Nordamerika. Der Bereich Maschinenbau umfasst Produktentwicklung, Analyse und Simulation, Kostenplanung, Auftragsabwicklung sowie Aftermarket-Dienstleistungen.

Quest Global arbeitet hauptsächlich mit großen Herstellern aus den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Energie und Transport zusammen. Das Unternehmen betreibt häufig eher langfristige Entwicklungszentren als einzelne Projekte. Am besten geeignet: große Erstausrüster (OEMs), die über viele Produkte hinweg eine konstante Kapazität im Bereich Maschinenbau benötigen.

Monarch Innovation: Kombinierte Entwicklungsleistungen in den USA und Indien

Monarch Innovation, der Herausgeber dieses Leitfadens, unterhält eine Niederlassung in Fremont, Kalifornien, und sein zentrales Entwicklungszentrum in Ahmedabad, Indien. Das Unternehmen beschäftigt mehr als 350 Ingenieure und Konstrukteure. Der Bereich Maschinenbau umfasst Konstruktion, FEA und CFD, DFM, Vorrichtungsbau, Konstruktionsautomatisierung und Reverse Engineering. Hardware, Embedded-Systeme, Prototypenbau und Testverfahren fallen unter die Produktentwicklungsdienstleistungen des Unternehmens.

Monarch Innovation ist nach ISO 27001:2022 für Datensicherheit zertifiziert. Die technischen Prozesse des Unternehmens entsprechen den Normen ISO 9001 und ISO 13485. Am besten geeignet für: US-amerikanische Hersteller, die einen umfassenden mechanischen Leistungsumfang oder ein dediziertes Offshore-Team wünschen. Die Kosten sind geringer als bei einem rein US-amerikanischen Unternehmen, und es steht weiterhin ein Ansprechpartner in den USA zur Verfügung.

03Diese Unternehmen im Vergleich auf einen Blick

04Welche Art von Produktentwicklungsunternehmen passt zu Ihrem Projekt?

Entscheiden Sie sich zunächst für die Art des Unternehmens, bevor Sie sich für ein konkretes Unternehmen entscheiden. Die richtige Wahl hängt von drei Faktoren ab: in welchem Umfang ein Partner Anteile am Programm halten soll, wie stark das Produkt reguliert ist und wie sich Ihr Budget im Verhältnis zu Ihrer Frist verhält.

Das Budget schränkt die Auswahl in der Regel am schnellsten ein. Die Stundensätze variieren stark zwischen Produktentwicklungsfirmen im Silicon Valley und Offshore-Entwicklungszentren. Die Gesamtkosten hängen zudem von den Entwurfsrunden, den Compliance-Maßnahmen und den Prototypen ab. Eine Aufschlüsselung der Faktoren, die die Kosten für das Outsourcing der Produktentwicklung beeinflussen, ist eine nützliche Hilfe beim Vergleich von Angeboten.

05So bewerten Sie jeden Partner im Maschinenbau

Eine Liste mit Namen ist nur der Anfang. Stellen Sie jedem Kandidaten – einschließlich der oben genannten Unternehmen – diese Fragen, bevor Sie einen Leistungsumfang unterzeichnen:

• Welche Phasen des Lebenszyklus werden von Ihren eigenen Ingenieuren durchgeführt und welche werden an Subunternehmer vergeben?
• Welche CAD- und Simulationswerkzeuge werden Sie einsetzen, und können Sie in unserer bestehenden CAD- und PDM-Umgebung arbeiten?
• Wer genau wird an unserem Projekt arbeiten, und werden diese Mitarbeiter bis zur Produktionsfreigabe im Projekt bleiben?
• Wie führen Sie DFM-Prüfungen durch, und bringen Lieferanten oder Werkzeughersteller vor dem Design-Freeze ihre Anregungen ein?
• Nach welchem Qualitätssystem wird Ihre Konstruktionsarbeit geregelt, und können Sie bei Bedarf eine Dokumentation der Konstruktionshistorie vorlegen?
• Wie schützen Sie unsere CAD-Daten und unser geistiges Eigentum, und gehen alle Dateien bei der Übergabe in unser Eigentum über?
• Was erhalten wir am Ende: native CAD-Dateien, Zeichnungen, Stücklisten, Prüfberichte und DFM-Berichte?
• Können Sie ein vergleichbares Projekt nennen, das es bis zur Serienreife geschafft hat – und nicht nur bis zum Prototyp?

Falls Ihr Produkt auch Elektronik und Firmware enthält, fragen Sie nach, wie Maschinenbau-, Elektro- und Softwareingenieure einen gemeinsamen Zeitplan koordinieren. Das Rahmenwerk zur Überprüfung eines Entwicklungspartners für eingebettete Systeme und IoT behandelt diesen Aspekt ausführlich.

06Lieferung aus den USA oder Hybridlieferung: Was ändert sich für den Käufer?

In den USA ansässige Produktentwicklungsunternehmen bieten Zusammenarbeit in derselben Zeitzone, unkomplizierte Besuche vor Ort und Ingenieure, die die lokalen Lieferanten kennen. Diese Vorteile sind real. Sie sind besonders in der frühen Konzeptphase mit häufigen praktischen Prototypenprüfungen von entscheidender Bedeutung.

Bei einer hybriden Partnerschaft wird die Arbeit aufgeteilt. Ein Ansprechpartner auf US-amerikanischer Seite kümmert sich um die Anforderungen, Überprüfungen und die Koordination. Ein größeres Offshore-Team erstellt CAD-Modelle, Simulationen und Zeichnungen. Dies eignet sich besser für die Detailplanung, Analyse und Wartungsarbeiten als für schnelle erste Ideen. Am besten funktioniert es, wenn die Spezifikationen schriftlich festgehalten werden und sich beide Teams auf tägliche Überschneidungszeiten einigen.

Viele US-amerikanische Hersteller nutzen beides: ein lokales Studio für Konzepte und Design sowie einen Hybrid-Partner für die detaillierte Konstruktion und langfristige Kapazitäten. Um diese Optionen gegeneinander abzuwägen, lesen Sie den Vergleich zwischen Personalaufstockung, dedizierten Teams und Projekt-Outsourcing, in dem erläutert wird, wie sich die einzelnen Kooperationsmodelle auf Kontrolle und Kosten auswirken.

07Erstellen einer Auswahlliste, die zu Ihrem Produkt passt

Die führenden Produktentwicklungsunternehmen in den Vereinigten Staaten sind nicht austauschbar. Jeder Typ löst eine andere Variante desselben Problems. Entscheiden Sie zunächst, welchen Anteil an dem Programm ein Partner übernehmen soll. Erstellen Sie dann eine Auswahlliste mit zwei oder drei Produktentwicklungsunternehmen dieses Typs und prüfen Sie diese anhand der obigen Checkliste.

Klingt ein umfassender mechanischer Leistungsumfang mit Koordination in den USA und Offshore-Kapazitäten nach einer guten Lösung? Monarch Innovation kann Ihre Anforderungen, CAD-Daten und Produktionsziele prüfen und Ihnen anschließend einen Leistungsumfang vorschlagen. Senden Sie Ihre Projektdetails an unser Maschinenbau-Team, um eine erste Einschätzung zu erhalten.

1. Delve: Dienstleistungen im Bereich Maschinenbau
2. Delve: Produktentwicklung für Handel und Industrie
3. Unternehmensprofil von Priority Designs (Clutch)
4. Synapse Product Development: Expansion nach San Francisco und Hongkong
5. 219 Unternehmensprofil eines Designbüros (Core77)
6. StudioRed: Leitfaden für Produktentwicklungsunternehmen
7. Unternehmensprofil von Paramit (Built In)
8. Quest Global: Dienstleistungen im Bereich Maschinenbau