Die schöne neue Welt der PCB-Datenmanagement-Software

John Watson
|  Erstellt: January 14, 2019  |  Aktualisiert am: June 23, 2020
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Eine PCB-Datenmanagement-Software bezeichnet ein Tool zur Erfassung, Speicherung, Verifizierung, Nutzung, Verteilung und Wartung aller Daten, die mit der Entwicklung von Leiterplatten oder PCBs verbunden sind.

Was einige als die "Alten Tage" der Elektronikindustrie bezeichnen, war definitiv eine andere Zeit. Es gab damals keinen großen Bedarf an PCB-Daten, geschweige denn an irgendetwas, mit dem man sie verwalten konnte. Aufgaben wie die Erstellung von Schaltplänen, Stücklisten, Zeichnungen und Gerberdateien waren schlichtweg problematisch.

Oftmals wurden solche Dinge in einer Weise getan, die man am besten als "Vorsicht in den Wind schlagen und auf das Beste hoffen" beschreiben kann. Es war sehr typisch (und ist es immer noch), dass eine Leiterplatte eine zerknitterte Serviette mit Ketchupflecken erhielt und darauf ein kaum lesbares Schema gekritzelt wurde. Ein kleines Geschenk vom Elektrotechniker, das dieser neben seinem doppelten Bacon-Cheeseburger Mittagessen verfasst hatte. Damit würde eine Leiterplatte nur ein paar Schaltplansymbole, Fußabdrücke und vielleicht ein paar Bauteilparameter benötigen.

Es war gängige Praxis, ein einzelnes Bauteil einfach zu kopieren, einzufügen und seinen Wert zu ändern. Ganze Designs wurden auf diese Weise erstellt. Das Erstaunliche daran ist, dass es funktioniert hat! Es hat die gesamte Branche auf außergewöhnliche Weise vorangebracht, was wirklich von der Professionalität und dem Können dieser frühen Designer spricht.

In dieser "schönen neuen Welt" hat die PCB-Design-Industrie riesige Sprünge nach vorn gemacht. Die Fortschritte in der Technologie, angetrieben von dem, was nur als unstillbarer Hunger der Verbraucher nach schnelleren, kleineren und schlankeren Produkten mit dem neuesten Schnickschnack beschrieben werden kann, wollen nicht enden.

Screenshot aus dem Altium-Designer

Sehen Sie sich das neue Bauteile Panel in Altium Designer® 20 an

Wenn man sich einige Einzelhandelspreise für diese neuen Geräte ansieht, bekommt man den Eindruck, dass Geld keine Rolle spielt. Dies hat zu einer völlig anderen Mentalität geführt, zu einem "Paradigmenwechsel", könnte man sagen. Schätzungen zufolge verdoppelt sich die elektronische Technologie alle zehn Jahre, und nach dem, was ich sehe, werden diese Erwartungen sogar noch übertroffen. Dieser "Paradigmenwechsel" erfordert ein höheres Niveau an Fähigkeiten und Kompetenzen in jedem Bereich des PCB-Designprozesses sowie der verwendeten CAD-Tools.

In dieser "schönen neuen Welt" gibt es den großen Impuls, mit kürzeren Entwicklungszeiten von Produkten vom Konzept bis zum Markt "mitzuhalten". Anders ausgedrückt: wir sind gezwungen, es beim ersten Mal "richtig hinzubekommen". Die Zeiten, in denen wir mehrere Runden derselben PCB-Baugruppe ohne klare Ergebnisse oder Vorteile entwerfen, herstellen, montieren und testen konnten, sind vorbei. Diese "schöne neue Welt" ist eine Welt, in der unsere Industrie intelligenter und nicht härter arbeiten muss, und die Bedeutung dieser Tatsache ist wie nie zuvor in den Vordergrund gerückt. Diejenigen, die sich gegen diesen Weg entscheiden, werden auf dem Staubhaufen der Unternehmensgeschichte zurückgelassen.

In dieser "schönen neuen Welt" sind die Auswirkungen des PCB-Design-Datenmanagements schier überwältigend. Ein einzelnes elektronisches "Bauteil" enthält nun endlose Informationen: verschiedene Parameter, Beschaffungsinformationen, Verfügbarkeit, 3D-Modelle, Konformitätszertifikate, Datenblätter, PLM-Informationen des Unternehmens; die Liste scheint unendlich. Dazu, um alle schön auf Trab zu halten, unterliegen viele dieser Informationen ständigen Veränderungen.

Screenshot der Bauteilebibliothek in der Alitum PCB-Datenmanagement-Software

Sehen Sie sich das neue Panel in Altium 20 und Altium 365 an

Was ist mit PCB-Datenmanagement-Software gemeint?

Dies ist ein sich ständig verändernder und entwickelnder Bereich, was bedeutet, dass sich auch die Definition ständig weiterentwickelt. Es ist weit mehr als nur die Verwaltung von PCB-Daten. Eine gute Definition wäre "Die Erfassung, Speicherung, Überprüfung, Verwendung, Verteilung und Pflege ALLER mit dem Design von PCB-Baugruppen verbundenen Daten".

Von nun an wird alles um diese Definition herum und auf dieses Ziel hin strukturiert sein.

Warum ist die PCB-Datenmanagement-Software so wichtig?

Wer für einen längeren Zeitraum in der PCB-Industrie tätig war, insbesondere auf der Fertigungsseite, weiß, dass das Hauptziel einer Leiterplatte nicht nur darin besteht, "Zeug" zu entwerfen. Ich sage Designern immer wieder, dass es keine Firmen gibt, die sie einfach "bezahlen", um schöne Designs zu bekommen. Vielmehr ist es das Ziel eines jeden Unternehmens, dieses "Zeug" letztendlich in einen Verkaufskatalog oder in ein Regal zu bekommen und es von jemandem kaufen zu lassen. Um dies zu erreichen, ist die Sammlung, Organisation und Verteilung von PCB-Design- und Herstellungsdaten von entscheidender Bedeutung. In dieser "schönen neuen Welt" werden PCB-Designs vollständig von Informationen gesteuert.

Das Problem ist nicht die Menge der Informationen oder die Art und Weise, wie diese gesammelt werden. Vielmehr geht es darum, ein System und einen Prozess zu haben, um die gesamten Informationen zu verwalten. Im Laufe dieses Leitfadens wird deutlich werden, dass die Struktur des Datenmanagementsystems weitaus wichtiger ist als die Daten selbst. Wenn die richtigen Daten denjenigen, die sie brauchen, nicht zur richtigen Zeit zur Verfügung stehen, ist das Datenmanagementsystem nutzlos.

Komplexe Anforderungen an die PCB-Datenmanagement-Software richtig verstehen

Das berühmte Zitat von Creighton Abrams: "Wie isst man einen Elefanten? Ein Bissen nach dem anderen" ist ein Grundsatz, der meine Karriere geleitet hat und auf den ich in diesem Leitfaden mehrmals Bezug nehmen werde. Doch was genau sagt er aus? Dass man etwas nimmt, das komplex oder überwältigend und vielleicht schwierig ist, es in kleine überschaubare Stücke zerlegen und sich einfach mit jedem einzelnen kleinen Stück befassen soll.

Für manche ist dies aus mehreren Gründen schwierig. Oft liegt es daran, dass sie auf das Falsche schaut. Egal, wie hart sie arbeiten, sie sehen nur, wie viel von dem Elefanten noch übrig ist, und fühlen sich überwältigt. Das Prinzip, den Elefanten Bissen für Bissen zu essen, wird absolut notwendig sein, wenn wir den Bereich des CAD-Datenmanagements verstehen wollen.

Das Ziel dieses Leitfadens zur PCB-Datenmanagement-Software

Die Ziele dieses Leitfadens sind vielschichtig. Zunächst wollen wir die Leiterplattenindustrie aus der Vogelperspektive betrachten und herausfinden, welche Themen und Triebkräfte zu diesem enormen Paradigmenwechsel geführt haben.

Dann wollen wir die Informationen bereitstellen, die für die Einrichtung und Verwaltung eines erfolgreichen PCB-Datenmanagementsystems und -prozesses erforderlich sind. Wenn Sie ein solches System im Moment noch nicht haben, dann erhalten Sie die Tools und Techniken um anzufangen.

Außerdem wollen wir aufzeigen, wie diese Daten in Ihrem Designprozess verwendet werden. Zum Schluss sollen die spezifischen Tools zur Verfügung gestellt werden, um all dies zusammenzufügen, damit es für Sie funktioniert.

Themen, die in zukünftigen Ergänzungen des Leitfadens behandelt werden, sind:

PCB-Datenmanagement-Software: der große Paradigmenwechsel

Identifizierung der wesentlichen Triebkräfte in der Elektronikindustrie, die den großen Zustrom und manchmal das völlige Chaos verursacht haben, und die eine neue Richtung und neue Anforderungen für die gesamte PCB-Industrie und speziell für den Bereich Datenmanagement erzwingen. 

PCB-Datenmanagement-Software Systemstrukturen

Umfassende Informationen zum Verständnis der Anforderungen an erfolgreiche PCB-Datenmanagement-Software, einschließlich der Struktur und der Prozesse des PCB-Datenmanagementsystems. 

PCB-Datenmanagement im PCB-Designprozess

Das PCB-Datenmanagementsystem an sich ist nicht das Ziel. Es steht nicht allein und hat absolut keinen Mehrwert, wenn es nicht in den PCB-Designprozess und den Design-Flow passt.

Dabei geht es um mehr als nur darum, wie und an wen die Daten verteilt werden und wann sie an einem bestimmten Punkt des Prozesses benötigt werden. Vielmehr geht es darum, welche Rollen am PCB-Prozess beteiligt sind und welche Daten in welcher Design-Phase eine Rolle spielen.

PCB-Datenmanagement-Software: Design-Tools 

Informationen darüber, welche spezifischen Design-Tools zur Unterstützung, Verwaltung und Verteilung der PCB-Daten zur Verfügung stehen.

Die Herausforderung, die ich für Sie als Leser habe, ist folgende: Wie werden Sie sich auf die massiven Veränderungen in unserer Branche vorbereiten? Ich kann Ihnen sagen, dass es manchmal überwältigend erscheinen wird. Ich kann Ihnen jedoch versprechen, dass es sich für Sie persönlich und beruflich lohnen wird, wenn Sie sich der Herausforderung stellen.

Ich erinnere mich, wie ich vor einigen Jahren in einer Präsentation auf einer PCB-Konferenz saß und wie fasziniert die Menschen waren, dass jetzt 5-Millimeter-Leiterbahnen hergestellt werden sollten. Ich erinnere mich, dass die Menschen quasi in Ehrfurcht erstarrten. Es war, als würde man zusehen, wie Science-Fiction lebendig wird. Nun ist das schon länger her und mittlerweile geht es sogar noch kleiner als 3-Millimeter-Leiterbahn-und-Abstand.

Bei all diesen Veränderungen stellt sich die brennende Frage, wo wir in weiteren 10 oder 20 Jahren stehen werden. Was werden die großen Durchbrüche der neuen Technologie sein? Und wie werden wir als Industrie die notwendigen Innovationen und die Ausbildung bereitstellen, die uns vorwärtsbringen werden? Und vor allem, wer wird diesen elektronischen Aufstand anführen? Wer wird, wie ich gerne sage, der Erbauer der Träume sein?

Sind Sie bereit für das Abenteuer? Altium kann Ihnen dabei helfen. Melden Sie sich noch heute für eine kostenlose Testversion an und entdecken Sie, wie Altium Ihnen zum Erfolg verhelfen kann.

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Über den Autor / über die Autorin

Über den Autor / über die Autorin

Mit fast 40 Jahren in der Elektronikindustrie, davon 20 Jahre im Bereich des PCB-Designs und -Engineerings, ist John als Designer/Ingenieur und in jüngster Zeit als Ausbilder und Mentor an der Spitze der PCB-Industrie geblieben. Seine primäre Arbeit war im Fertigungsbereich angesiedelt, hat sich aber auch auf verschiedene PCB- Dienstleistungsbereiche ausgeweitet. Als Veteran diente er stolz in der Armee im Bereich des militärischen Geheimdienstes. John ist ein CID-zertifizierter PCB-Designer. Gegenwärtig strebt er seine CID-Zertifizierung für Advance CID an. Als leitender PCB-Ingenieur bei Legrand Inc. leitet er jetzt die PCB-Designer und -Ingenieure in verschiedenen Abteilungen in den Vereinigten Staaten und China.

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