Agile PLM-Methoden im PCB-Design

Zachariah Peterson
|  August 7, 2019
PLM-Taste auf einer Tastatur
Steigern Sie Ihre Produktivität durch agiles PLM

Eine Branche, die sich stark auf innovative Technologien stützt, muss sich stetig neu erfinden und sich mit Produktobsoleszenz auseinandersetzen. Jede Technik hat ihre Lebensdauer, die infolge von Alterung oder Fehlfunktion endet. Elektronik-Baugruppen machen da keinen Unterschied. Die Bauteile auf den Leiterplatten altern, verschleißen irgendwann und funktionieren nicht mehr richtig, oder die Produkte können nicht mehr mit der Konkurrenz mithalten. In beiden Fällen muss eine neue Produktversion erstellt werden, wenn ein Unternehmen auf dem Markt wettbewerbsfähig bleiben will.

Das agile PLM umfasst mehr als nur die Aktualisierung eines Produkts, das wieder auf den Markt gebracht werden soll. Der gesamte Produktlebenszyklus erstreckt sich von der Konzipierung bis zum Abschluss der Außerbetriebnahme und Aktualisierung. Bei der Optimierung dieser Prozesse spielen agile Methoden eine bedeutende Rolle.

Warum agile Methoden für das Management des Lebenszyklus?

Jede agile Methode ist ein iterativer Prozess. Die zentrale Idee im Agile-Manifest ist die Adaption an Änderungen der Kundenanforderungen, der Design-Anforderungen oder der Funktionalität entlang des gesamten Designprozesses. Dieser iterative Prozess, der bei agilen Methoden zum Einsatz kommt, ermöglicht es einem Design-Team, sich an Veränderungen anzupassen und das Ausmaß von Designanpassungen zu minimieren bzw. diese ganz zu verhindern. Prüfungen werden während des gesamten Lebenszyklus eines Produkts durchgeführt, sodass die Anforderungen stetig aktualisiert und Änderungen berücksichtigt werden können, sobald sie auftreten.

Vergleichen Sie dies mit linearen Entwurfsprozessen wie z. B. der Wasserfall-Methode: Hier werden die Anforderungen erfasst und festgeschrieben, bevor die Konstruktion beginnt. Kommunikation, insbesondere mit dem Kunden, wird oft keine hohe Priorität eingeräumt, sodass das Projekt mitunter bei veränderten Anforderungen weiterlaufen kann. Prüfungen werden üblicherweise am Ende der Entwicklung durchgeführt, wodurch die Gefahr größerer Designanpassungen besteht. Treten Fehler schon früh in der Entwurfsphase auf, breiten sich die Folgen mitunter im ganzen Projekt aus und erzwingen einen umfangreichen Debugging- und Redesign-Prozess, wenn sie nicht frühzeitig erkannt werden.

Beim PCB-Design erfordert die Implementierung eines reibungslosen Agile-Workflows die richtige Datenverwaltungs- und Kollaborationssoftware. Der Einsatz agiler Methoden im Produktlebenszyklus-Management ist einem linearen Entwicklungsprozess vorzuziehen, da sie ermöglichen, Obsoleszenzprobleme zu identifizieren und durchgängig zu überwinden. Änderungen in der Zulieferkette können kurzfristig auftreten und Bauteile werden regelmäßig aktualisiert. Durch ihre frühzeitige Erkennung im Designprozess wird sichergestellt, dass der Änderungsumfang minimiert wird, Produkte einen möglichst langen Lebenszyklus haben und im Konkurrenzkampf am Markt wettbewerbsfähig bleiben.

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Warum Obsoleszenz bei agilem PLM eine Rolle spielt

Das Sammeln von Kundenanforderungen und ihre Spezifikation sind sowohl im agilen als auch linearen Entwicklungsprozess äußerst wichtig. Egal ob Software- oder Hardware-Projekt, ein komplexeres Design wird längere Entwicklungszeiten erfordern. Innerhalb eines linearen PCB-Designprozesses werden Änderungen von Anforderungen typischerweise spät erkannt, berücksichtigt und aktualisiert. Handelt es sich dabei um Komponenten-Abkündigungen oder Probleme in der Lieferkette, riskiert ein Entwicklungsteam ein Konstruktionsergebnis oder gar die Fertigung von Prototypen, die noch nicht serienreif sind.

Bei einfacheren Designs ist der Projektlebenszyklus tendenziell kürzer und Entwürfe können oftmals wiederverwendet werden, sodass sich die Zulieferketten bis zum Fertigungsstart des Produkts womöglich nicht ändern. Bei komplexeren Projekten mit vielen Beteiligten sind die Entwicklungszeiten viel länger. Dies erhöht das Risiko, während der Entwicklung auf Probleme in der Lieferkette zu stoßen.

Hier zeigt sich die Agile-Methodik von ihrer besten Seite: Durch regelmäßige Überprüfung und Aktualisierung der Anforderungen können Probleme in der Lieferkette während des gesamten Designprozesses identifiziert werden. Auf diese Weise können Design-Updates zügig vorgenommen werden und nicht erst am Ende in einer großen Charge. 

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Prototypentests sind ein wesentlicher Bestandteil des agilen Product-Lifecycle-Managements
Prototypentests sind ein wesentlicher Bestandteil des agilen Product-Lifecycle-Managements

Am Ende des Lebenszyklus eines Produkts muss es u. U. neugestaltet werden, wenn Unternehmen oder Endkunden das Produkt weiterverwenden bzw. verkaufen möchten. Nimmt ein Agile-Design-Team die Kommunikation ernst, kann es eng mit dem Kunden zusammenarbeiten und Anforderungen für eine neue Produktversion vor dem Ende des Lebenszyklus ermitteln.

Überwindung der Obsoleszenz im agilen Product-Lifecycle-Management

Die Identifizierung von End-of-Life-Bauteilen und Lieferproblemen während der Entwicklung erfordert eine Datenverwaltungslösung, die in Echtzeit Datenaktualisierungen zur Komponentenbeschaffung direkt in Ihrer Design-Software bereitstellt. Dies ist dem manuellen Durchsuchen von Händler-Websites nach Bauteilupdates oder der Nutzung eines Drittanbieters ohne Zugang zu Ihrer PCB-Design-Software, vorzuziehen. So können Sie schnell geeigneten Ersatz für Ihre Bauelemente finden und Ihre Design-Dokumente aktualisieren. 

Zwar sind Prototypentests kurz vor dem Serienstart äußerst wichtig, doch auch während der Entwicklung können Sie Ihren Entwurf mit Simulationen regelmäßig testen und verifizieren. Dies ist eine hervorragende Möglichkeit, Probleme mit der Signal- und Power-Integrität zu erkennen, bevor Sie Ihren Prototyp beauftragen. Design-Software, die auf einer regelbasierten Design-Engine basiert, ermöglicht es Ihnen, Ihren Schaltplan und Ihr Layout bei der Produkterstellung auf Fehler oder Verstöße gegen Beschränkungen zu überprüfen. Die Fähigkeit, Designprobleme zu identifizieren und zu korrigieren, ist ein integraler Bestandteil des agilen PLM.

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About Author

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Zachariah Peterson verfügt über einen umfassenden technischen Hintergrund in Wissenschaft und Industrie. Vor seiner Tätigkeit in der Leiterplattenindustrie unterrichtete er an der Portland State University. Er leitete seinen Physik M.S. Forschung zu chemisorptiven Gassensoren und sein Ph.D. Forschung zu Theorie und Stabilität von Zufallslasern. Sein Hintergrund in der wissenschaftlichen Forschung umfasst Themen wie Nanopartikellaser, elektronische und optoelektronische Halbleiterbauelemente, Umweltsysteme und Finanzanalysen. Seine Arbeiten wurden in mehreren Fachzeitschriften und Konferenzberichten veröffentlicht und er hat Hunderte von technischen Blogs zum Thema PCB-Design für eine Reihe von Unternehmen verfasst. Zachariah arbeitet mit anderen Unternehmen der Leiterplattenindustrie zusammen und bietet Design- und Forschungsdienstleistungen an. Er ist Mitglied der IEEE Photonics Society und der American Physical Society.

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