Die Herausforderungen des elektronischen Produktdesigns: Warum das Anforderungsmanagement unerlässlich ist

Die Navigation in der Welt des modernen Designs ist komplex. Sie ist voller neuer Herausforderungen und schnelllebiger technologischer Veränderungen. Sie benötigen einen robusten Anforderungsmanagementprozess, um diese Herausforderungen erfolgreich zu bewältigen und sicherzustellen, dass Ihre Kommunikation der Designabsicht klar und organisiert bleibt. Lesen Sie weiter, um die entscheidende Verbindung zwischen gut verwalteten Anforderungen und dem heutigen Design zu erkunden.

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Was sind Anforderungen?

Anforderungen sind die unverzichtbaren Merkmale und Funktionen, die Ihr Produkt benötigt, um erfolgreich zu sein. Sie leiten Sie Schritt für Schritt, um sicherzustellen, dass das, was Sie bauen, den Erwartungen und Bedürfnissen der Menschen entspricht, die es verwenden werden.

Denken Sie an Anforderungen als Antworten auf spezifische Fragen:

• Was muss es tun? Das kann alles Mögliche sein, von Telefonanrufen und dem Versenden von Nachrichten bis hin zur Geschwindigkeit und Reichweite eines Autos.
• Warum ist das wichtig? Dies hilft, den Wert jeder Funktion zu verstehen, indem sichergestellt wird, dass sie einen klaren Zweck und Nutzen hat.
• Wie werde ich wissen, dass es funktioniert, wie es soll? Dieser Teil hilft beim Testen und Verifizieren, dass jede Funktion korrekt funktioniert.

Anforderungen kommen von verschiedenen Orten und Personen, wie Kunden, Partnern, Vertrieb, Support, Management, Ingenieurwesen – jeder, der ein Interesse am Projekt hat. Jeder bringt seine eigenen Bedürfnisse und Erwartungen mit, und es ist entscheidend, zuzuhören, zu verstehen und diese in den Planungs- und Entwurfsprozess einzubeziehen. Anforderungen sind die Bausteine, die sicherstellen, dass das Endprodukt genau das tut, was es tun soll, die Bedürfnisse und Erwartungen der Nutzer erfüllt und letztendlich ein Erfolg wird.

Arten von Anforderungen

Man kann viele verschiedene Arten von Anforderungen unterscheiden, je nach dem spezifischen Bedarf, den sie erfüllen müssen, zum Beispiel:

• Funktionale Anforderungen sind die grundlegenden Aspekte, die ein Produkt oder System besitzen muss, um seinen vorgesehenen Zweck zu erfüllen. Sie definieren, was das Produkt tun muss, und umreißen die notwendigen Funktionen und Merkmale, um die Bedürfnisse und Erwartungen der Nutzer zu erfüllen. Für eine Waschmaschine könnten diese sein, dass sie verschiedene Stoffe waschen, spülen und die Kleidung schleudern sollte, um überschüssiges Wasser zu entfernen.
• Leistungsanforderungen bestimmen, wie gut ein Produkt oder System seine Funktionen ausführt. Sie umfassen Aspekte wie Effizienz, Reaktionsfähigkeit und Geschwindigkeit und stellen sicher, dass das Produkt unter definierten Bedingungen optimal funktioniert. Leistungsanforderungen für eine Waschmaschine könnten beispielsweise festlegen, dass sie nicht mehr als 400 kWh Strom und 40 Gallonen Wasser pro Zyklus verbrauchen darf.
• Anforderungen an die Beschränkungen sind die Einschränkungen, innerhalb derer ein Produkt funktionieren muss. Diese könnten sich auf Größe, Kosten oder technische Fähigkeiten beziehen und setzen Grenzen, die den Entwurfs- und Entwicklungsprozess leiten. Für die besagte Waschmaschine könnten sie beinhalten, dass sie weniger als 150 Pfund wiegt und höchstens 27 Zoll breit, 39 Zoll hoch und 34 Zoll tief ist.
• Umweltanforderungen konzentrieren sich auf die Interaktion eines Produkts mit seiner Umgebung und stellen sicher, dass es unter verschiedenen Bedingungen effektiv funktioniert und Nachhaltigkeits- sowie ökologischen Standards entspricht. Umweltspezifikationen für unsere Waschmaschine könnten Energieeffizienz und Wasserspar-Eigenschaften vorschreiben.
• Schnittstellenanforderungen konzentrieren sich auf die Benutzererfahrung und stellen sicher, dass das Produkt benutzerfreundlich, zugänglich und einfach zu bedienen ist. Sie fördern eine positive Interaktion zwischen dem Benutzer und dem Produkt oder System. In unserem Fall könnte das bedeuten, dass das Bedienfeld der Waschmaschine benutzerfreundlich und intuitiv sein sollte, mit deutlich beschrifteten Knöpfen und Drehreglern, die mit leicht verständlichen Symbolen und Texten versehen sind, um ihre Funktion anzuzeigen.

Was ist Anforderungsmanagement?

Anforderungsmanagement ist ein Satz von Techniken zur Aufzeichnung, Untersuchung, Priorisierung und Konsolidierung von Anforderungen, um sicherzustellen, dass Ingenieurteams konsequent mit aktuellen und genehmigten Spezifikationen arbeiten. Sein Ziel ist es, die Erreichung der Produktentwicklungsziele zu garantieren. Durch die sorgfältige Überwachung von Änderungen an den Anforderungen und die Förderung einer kontinuierlichen Kommunikation mit den Stakeholdern minimiert das Anforderungsmanagement Fehler und hält die Ausrichtung und Klarheit vom Projektstart bis zum Ende des gesamten Ingenieurlebenszyklus aufrecht.

Ein wesentlicher Aspekt des Anforderungsmanagements ist seine Fähigkeit, Projekte vor unerwarteten und späten Änderungen der Anforderungen zu schützen. Betrachten Sie zum Beispiel den komplexen Prozess des Automobildesigns. Wenn ein Stakeholder eine Erhöhung der Reichweite des Fahrzeugs fordert, würde dies verschiedene Anpassungen erfordern, wie zum Beispiel die Erhöhung der Anzahl der Batteriemodule. Ein Werkzeug zur Verwaltung von Compliance-Status, wie Altium Develop requirements and systems management, berechnet automatisch alle relevanten Eigenschaften neu, wie Batteriemasse und -kapazität, und angrenzende Eigenschaften, wie Lademasse, Fahrzeugmasse und Bremsweg, und gewährleistet die vollständige Nachverfolgbarkeit der Änderung und ihrer systemweiten Auswirkungen.

In einem traditionellen Umfeld würde die Berücksichtigung einer neuen Anforderung eine mühsame Kette von Meetings, E-Mails und manuellen Aktualisierungen nach sich ziehen, die oft Wochen dauern. Mit einem leistungsfähigen Anforderungsmanagement-Tool können Sie diese Zeit drastisch reduzieren, da jedes Teammitglied ausgerichtet, informiert und innerhalb von Sekunden mit den neuesten, genauesten Informationen arbeitet. Alle Aspekte des Designs sind konsequent synchronisiert, und kein Detail wird in dem schnellen Entwicklungszyklus übersehen oder vergessen. Sie können Ihre Automobildesign-Updates innerhalb einer Minute statt wochenlanger, unzusammenhängender Hin- und Her-Kommunikation abschließen.

Der Anforderungsmanagementprozess: Schlüsselaufgaben

Ein strukturierter Anforderungsmanagementprozess ist grundlegend für die erfolgreiche Lieferung elektronischer Produkte. Er hilft sicherzustellen, dass alle technischen Bedürfnisse klar definiert, kontinuierlich validiert werden und ist wesentlich, um die Rückverfolgbarkeit der Anforderungen über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg zu gewährleisten. Unten sind die Schlüsselphasen eines Prozesses aufgeführt, der den Best Practices des Anforderungsmanagements folgt:

• Anforderungserfassung: Sammeln Sie die grundlegenden Produktbedürfnisse von Stakeholdern, Kunden und internen Teams. Dieser Schritt definiert den Umfang und gleicht die Erwartungen frühzeitig ab.
• Anforderungsermittlung: Verfeinern und klären Sie, was gesammelt wurde, indem Sie direkt mit Ingenieuren, Produktmanagern und Endbenutzern interagieren. Verwenden Sie strukturierte Interviews, Designeingaben und Systemmodelle, um präzise Bedürfnisse herauszuarbeiten.
• Anforderungszerlegung: Zerlegen Sie breite Eingaben in klare, testbare Spezifikationen. Dies ist in komplexen Systemen wesentlich, in denen Hardware-, Software- und mechanische Teams zusammenarbeiten müssen.
• Anforderungsverknüpfung: Verbinden Sie jede Anforderung mit entsprechenden Design-Daten, Testplänen und Dokumentationen. Dies unterstützt die Rückverfolgbarkeit und stellt sicher, dass kein kritisches Detail übersehen wird.
• Verifizierungsplanung: Definieren Sie, wie jede Anforderung validiert wird – über Simulation, Inspektion, Test oder Überprüfung – und planen Sie diese Aktivitäten im Voraus.
• Änderungsmanagement und Versionskontrolle: Verfolgen Sie alle Aktualisierungen der Anforderungen, einschließlich der Begründung und des Inputs der Stakeholder, um die Integrität des Designs über die Zeit hinweg zu bewahren.
• Überwachung und Überprüfung: Nutzen Sie Live-Dashboards und Analysen, um den Status und den Fortschritt der Verifizierung zu überwachen und so eine zeitnahe Problemlösung und Einhaltung zu gewährleisten.

Moderne Software für das Anforderungsmanagement hilft, diesen Ansatz zu optimieren, indem der Prozess des Anforderungsmanagements schneller, transparenter und weniger fehleranfällig gemacht wird, insbesondere für verteilte Hardware-Teams.

Herausforderungen im Anforderungsmanagement im modernen Elektronikdesign

Obwohl das Konzept der Anforderungen leicht zu verstehen ist, komplizieren die Geschwindigkeit und Komplexität der modernen Entwicklung das Gesamtbild. Wir erleben ein beispielloses Tempo des technologischen Fortschritts und einen Anstieg in der Komplexität elektronischer Designs. Diese Entwicklung, so aufregend sie auch sein mag, bringt eine Vielzahl von Herausforderungen im Anforderungsmanagement mit sich, die einen strukturierten Ansatz im Anforderungsmanagement notwendig machen.

#1 Komplexität elektronischer Designs

Die Verbreitung intelligenter Geräte hat die Komplexität elektronischer Entwürfe exponentiell erhöht. Beispielsweise ist der Chipverbrauch in Produkten in die Höhe geschossen, wobei moderne Fahrzeuge über 2.000 Chips integrieren, ein erstaunlicher Anstieg im Vergleich zu vor einigen Jahrzehnten. Eine solche Komplexität erfordert präzise und gut organisierte Anforderungen, um das komplexe Netz von Designelementen zu navigieren und sicherzustellen, dass jedes Bauteil reibungslos integriert wird, um als einheitliches Ganzes zu funktionieren.

Je komplexer das Produkt, desto kritischer wird ein robuster Anforderungsmanagementprozess. Dies liegt daran, dass mehr Zeit und Budget in seine Entwicklung investiert werden. Die Kosten, es falsch zu machen – sei es Geld, Zeit oder Ruf – sind zu groß, um ein Risiko einzugehen.

#2 Wachsende Softwarevernetzung

Software ist zu einem integralen Bestandteil von Produkten geworden, wobei die in ihnen eingebetteten Codezeilen im letzten Jahrzehnt fünfzehnfach gestiegen sind. Software fungiert als Kommunikationsbrücke, die es verschiedenen Hardwaresystemen ermöglicht, kritische Informationen auszutauschen. Dieses komplexe Netzwerk der Vernetzung erfordert gut etablierte Kommunikationsprotokolle, um den ununterbrochenen Fluss wesentlicher Daten zu sichern. Eine unerwartete Änderung in den Anforderungen eines Systems kann diese harmonische Interaktion stören, was zu unvorhergesehenen Komplikationen und umfangreichen Nacharbeiten führt. Daher wird die Rolle des Anforderungsmanagements entscheidend, um die Stabilität und Zuverlässigkeit dieser vernetzten Systeme zu schützen und die Integrität des gesamten Kommunikationsnetzwerks aufrechtzuerhalten.

#3 Verkürzte Produktionszeiträume

Die Dringlichkeit, die Produktlieferung zu beschleunigen, hat zu einer erheblichen Verkürzung der Produktionszeiträume geführt. Traditionelle Fünf-Jahres-Zyklen wurden auf zwei komprimiert, was agile Methoden erfordert, die schnelle Iterationen und kontinuierliche Verbesserungen betonen. In einem so schnelllebigen Umfeld ist es entscheidend, klare und gut definierte Anforderungen zu haben, um den Designprozess effizient zu leiten und schnelle Entscheidungsfindungen zu erleichtern.

#4 Kommunikationslücken und abgeschottete Prozesse

Designprozesse wurden von Kommunikationslücken geplagt, wobei elektronische Daten oft in isolierten Silos existieren. Der Austausch von Informationen zwischen diesen Silos ist ein manueller und ineffizienter Prozess, der zur unnötigen Ausgabe wertvoller Zeit und Ressourcen führt und die Gesamtqualität des Produkts beeinträchtigt. Ein robustes Anforderungsmanagement-System fungiert als verbindender Faden, verbessert die Kommunikation und stellt sicher, dass alle Designaspekte abgestimmt und integriert sind.

#5 Fehlende Anforderungsrückverfolgbarkeit

Es ist durchaus üblich, dass bis zu 80% der Entwürfe aufgrund von Kosten- oder Verfügbarkeitsbeschränkungen in letzter Minute Änderungen an Komponenten erfahren. Das Fehlen einer Anforderungsrückverfolgbarkeit bei solchen Änderungen kann zu Verwirrung und Fehlern führen, die oft den gesamten Designprozess entgleisen lassen.Anforderungsmanagement fördert die Nachverfolgbarkeit und stellt sicher, dass jede Änderung dokumentiert und mit den übergeordneten Designzielen abgestimmt ist, wodurch Fehler minimiert und die Integrität des Designs verbessert werden.

7 Gründe, warum Anforderungsmanagement unerlässlich ist

Wie Sie aus der obigen Analyse entnehmen können, ist Anforderungsmanagement keine Option. Es ist essenziell, um den Erfolg des Projekts zu sichern, insbesondere angesichts der Tatsache, dassschlecht definierte Anforderungen 70% der Projektfehlschläge auslösen. Unzureichend definierte Anforderungen können zu erweiterten Projektumfängen, verzögerten Zeitplänen, eskalierten Kosten und einem Endprodukt führen, das die Erwartungen der Kunden und die Sicherheitsstandards nicht erfüllt. Eine strukturierte Einstellung zu deren Management kann verhindern, dass Ihr Projekt zu einer weiteren Fehlschlagstatistik wird.

#1 Ziele und Erwartungen klären

Anforderungsmanagement klärt die Ziele des Projekts und richtet Stakeholder wie Produktmanager, Designer, Entwickler und Kunden auf ein gemeinsames Ziel aus. Es bietet eine klare Roadmap, die den Umfang, das Budget und den Zeitplan des Projekts umreißt und sicherstellt, dass jeder Schritt gut geplant und gemäß den festgelegten Zielen und Erwartungen ausgeführt wird.

#2 Schnellere Lieferung

Das Management desEinhaltungsstatus fördert die Pünktlichkeit und hilft Projekten, im Zeitplan zu bleiben für eine schnellere Lieferung und dabei Qualitätsstandards aufrechtzuerhalten.

#3 Wiederverwendbarkeit

Anforderungsmanagement ermöglicht die Wiederverwendung spezifischer Projektkomponenten in nachfolgenden Projekten, was die Nachhaltigkeit und Effizienz während der Entwicklung erhöht.

#4 Verbesserung der Qualität und Reduzierung von Fehlern

Ein klarer Satz von Anforderungen minimiert Fehler, Missverständnisse und Auslassungen im Designprozess und stellt sicher, dass das Endprodukt die erwarteten Qualitätsstandards erfüllt und seinen beabsichtigten Zweck erfüllt. Anforderungsmanagement verbessert die Ausrichtung des Endprodukts auf die Bedürfnisse und Erwartungen der Kunden und verbessert so dessen Gesamtqualität.

#5 Geringere Entwicklungskosten über den Lebenszyklus

Lifecycle Insights berichtet, dass Unternehmen im Durchschnitt 2,8 Board-Neuanfertigungen erleben, die jeweils etwa 46.000 $ kosten. Fehler in den Anforderungen erfordern oft umfangreiche Nacharbeiten durch das Entwicklungsteam. Die Kosten für die Korrektur eines Softwarefehlers steigen, wenn der Fehler später im Prozess entdeckt wird. Die Notwendigkeit, diese Kosten zu reduzieren, steht außer Frage, und Strategien, die Diskrepanzen in den Anforderungen minimieren, sind sehr willkommen.

Effektives Anforderungsmanagement steigert die Effizienz und Genauigkeit des Projekts. Es minimiert unnötige Ausgaben während des Projekts und führt zu einem wirtschaftlicheren Entwicklungsprozess. Es hilft auch, die Häufigkeit kostspieliger und zeitaufwendiger Änderungen zu reduzieren, wodurch sowohl Geld als auch Monate zusätzlicher Arbeit gespart werden.

#6 Risikomanagement

Anforderungsmanagement hilft dabei, potenzielle Risiken früh im Projekt zu identifizieren, um Strategien zu deren Minderung umzusetzen.

#7 Förderung von Kommunikation und Zusammenarbeit

Die Arbeit mit einem transparenten und gut verwalteten Anforderungssatz fördert effektive Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen Teammitgliedern und Stakeholdern. Es dient als gemeinsame Sprache, verbessert das Verständnis und die Kooperation über verschiedene Fachgebiete hinweg.

Nutzen Sie Altium Develop Anforderungsmanagement-Tools, um schneller mit weniger Fehlern zu entwerfen

Die Komplexitäten und schnellen Fortschritte im modernen Design erfordern eine starke Grundlage im Anforderungsmanagement. Ein gut organisierter Satz von Spezifikationen unterstützt den Prozess, indem er Klarheit schafft, die Kommunikation verbessert und sicherstellt, dass das Design kohärent in die gewünschte Richtung entwickelt wird.Überprüfen Sie es selbst mit Altium Develop Anforderungs- & Systemmanagement. Entwerfen Sie schneller mit weniger Fehlern!