ECAD-MCAD-Zusammenarbeit - Überbrückung der Kommunikationslücke

Seien wir ehrlich, es gibt Dinge, die wir jeden Tag auf die gleiche Weise tun, einfach weil 'wir sie schon immer so gemacht haben' und wir daran gewöhnt sind. Aufgrund von Zeitdruck und externen Anforderungen bleibt selten Zeit, darüber nachzudenken, wie man diese Dinge verbessern könnte, geschweige denn, tatsächlich etwas Neues zu implementieren. Das macht die Motivation, in die Erforschung unterschiedlicher Methoden zu investieren, herausfordernd.

Unsere allgemeinen Tendenzen neigen eher dazu, mit dem weiterzuarbeiten, was wir haben, und Risiken zu vermeiden, anstatt nach neuen Wegen zu suchen, die zu mehr Produktivität, weniger manuellem Eingriff und schnellerer Produktionszeit führen könnten.

ECAD-MCAD-Zusammenarbeit fällt eindeutig in diese Kategorie. Die Hauptgründe, warum dieser Prozess oft zu kurz kommt, sind ganz offen gesagt, ein allgemeiner Mangel an Informationen darüber, welche Optionen verfügbar sind, die wahrgenommene Menge an Arbeit, die es erfordern würde, Prozesse zu implementieren und/oder zu koordinieren, und Akzeptanz über zwei typischerweise getrennte Produktbereiche hinweg - was die Aufgabe nahezu unmöglich erscheinen lassen kann.

Das Sprichwort 'Die Reise von tausend Meilen beginnt mit einem Schritt' (Lao Tzu) trifft hier zu, denn die Definition eines gezielten, phasenweisen Ansatzes, zu wissen, worauf man sich konzentrieren muss, und das Ende im Blick zu behalten, wird Ihnen am Ende messbare Vorteile bringen.

Die Notwendigkeit, Daten zwischen Designteams, wo auch immer sie sich befinden, einfach zu teilen und zu validieren, wird viel wichtiger als in der Vergangenheit. Die Zeiten, in denen die Person oder das Team, mit dem man arbeitete, im selben Flur oder sogar im selben Gebäude saß, sind längst vorbei. Infolgedessen wird es wichtig sein, sich eine bessere, zuverlässigere und effizientere Art der ECAD-MCAD-Zusammenarbeit anzusehen, um diese Kluft zu überbrücken.

Lassen Sie uns einen Blick auf einige Informationen, aktuelle Methoden und Alternativen werfen, die bei dem täglichen Datenaustausch helfen können, während sie auch Probleme wie Qualität der Ergebnisse, reduzierte Prototypen-Durchläufe und eine bessere Gesamtkommunikation ansprechen.

Zahlen lügen nicht!

Statistiken zeigen, dass die Designverifizierung 60%-80% der gesamten Designzykluszeit aufgrund der manuellen Kommunikation von technischen Änderungen während des Überprüfungsprozesses ausmacht.

Zusätzlich müssen mehr als die Hälfte der heutigen komplexen Designs aufgrund von Fehlern, die nach dem Bau und der Überprüfung der Prototypen gefunden werden, neu gestaltet werden.

Aktuelle Methoden:

Die meisten Unternehmen verlassen sich heute auf IDF-, DXF- oder STEP-Dateien für den Datenaustausch.

Während diese Methoden schon seit einiger Zeit verwendet werden und funktionieren, erfordern sie auch, dass die gesamte Datenbank zusammen mit den zugehörigen README-Dateien und markierten PPTs oder PDFs, die erklären, was geändert wurde und wo, bei jedem Vorschlag hin und her gesendet werden. Da diese Dateien nicht mit den tatsächlich geteilten Daten verknüpft sind, werden Informationen häufig übersehen, und Fehler können und treten oft auf.

Weitere Probleme umfassen:

• Der Designprozess geht in der Regel weiter, während auf Feedback zu den vorgeschlagenen Updates gewartet wird, d.h., das Design kann unmittelbar nach dem Senden der Änderungen veraltet sein

• Fragen zu vorgeschlagenen Änderungen werden typischerweise per E-Mail, Sprache oder direkter Interaktion kommuniziert und sind in der Regel nicht dokumentiert oder gespeichert

• Fehlende vollständige Nachverfolgbarkeit darüber, wer, was, warum und wann die Änderungen vorgenommen wurden

• Ohne eine Möglichkeit, die MCAD- und ECAD-Datenbanken vor der Fertigung und Montage klar zu validieren und zu vergleichen, können kritische Probleme leicht übersehen werden.

‘Neue’ Optionen

Im Jahr 2006 wurde ein neuer Standard entwickelt, um die Probleme anzugehen, die mit den bestehenden Methodologien verbunden waren. Dieser Standard, benannt als EDMD (Electronic Design Mechanical Design), wurde als Teil des ProSTEP iViP-Ausschusses gebildet und ist eine auf Standards und Prozessen basierende, STEP-affiliierte Kollaborationsmethodologie, die das .idx-Dateiformat verwendet.

Der Vorteil gegenüber IDF-, STEP- und DXF-Dateien besteht darin, dass er den inkrementellen Datenaustausch ermöglicht, d.h. die Fähigkeit, nur über das zu kollaborieren, was hinzugefügt, geändert oder gelöscht wurde, anstatt bei jedem Mal die gesamte Datenbank auszutauschen. Indem eindeutige IDs jedem in dem Design enthaltenen Element zugewiesen werden, wie dem Platinenumriss, Schlitzen, Löchern, Komponenten, Kühlkörpern usw., ist die .idx-Datei in der Lage, zugehörige Aktualisierungen zu verfolgen und die Nachverfolgbarkeit dieser einzelnen Objekte zu ermöglichen.

Die Informationen werden dem Empfänger in einem leicht verständlichen Format angezeigt, das es Ihnen dann ermöglicht:

• Nur an Datenbankobjekten zu arbeiten, die sich geändert haben

• Den „Ist“-Zustand im Vergleich zum „Soll“-Vorschlag vor der Implementierung in der Datenbank zu visualisieren

• Aktualisierungen elektronisch zu akzeptieren/abzulehnen

• Kommunikation, Kollaborationshistorie und Nachverfolgbarkeit direkt aus der .idx-Datei zu behalten, bezüglich wer welche Änderung vorgeschlagen hat, wann und warum

Abbildung 1. Beispiel für inkrementellen Teileaustausch

Zusätzlich zur Überprüfung von Bauteilinterferenzen können Kupferbahnen, Siebdruck, Lötstopplack und 'andere' Leiterplattenschichten zur MCAD übermittelt werden, um die Freiraumprüfung von Loch zu Kupfer zu verifizieren und ermöglichen umfassende thermische, Belastungs- und verschiedene andere Simulationen, die typischerweise in diesem Bereich durchgeführt werden.

Die Zuordnung von Teilen erfolgt entweder über einen standardisierten ECAD-MCAD-Teilnamen oder über eine Zuordnungsdatei, die das eine mit dem anderen in Beziehung setzt. Es ist jedoch nicht erforderlich, vollständige, detaillierte MCAD-Modelle zu haben, damit dieser Prozess funktioniert. Sie können wählen, ob Sie die standardmäßigen ECAD-Längen, -Breiten und -Höhen für alle Ihre Teile verwenden, 'kritische' Komponenten (Steckverbinder, Kühlkörper usw.) modellieren und 'generische' Teile (SOICs, diskrete Bauteile usw.) undefiniert lassen oder jedes Teil vollständig definieren, wenn Sie eine genauere Darstellung benötigen.

Abbildung 2. Drei Beispiele für Detailoptionen der Teilezuordnung

Es ist auch wichtig sicherzustellen, dass Ihre ECAD-Bibliotheksteile und MCAD-Teilmodelle sowohl aus Orientierungs- als auch aus Ursprungsperspektive entwickelt und abgestimmt sind, z.B. wenn MCAD den Schwerpunkt für einen Steckverbinder verwendet und ECAD Pin 1 verwendet, dann werden Ausrichtungsprobleme auftreten.

Das alles gesagt, der EDMD-Datenaustausch ist, obwohl besser, nicht perfekt. Das Wichtige, was man beachten muss, damit es richtig funktioniert, ist zu verstehen, dass es ein Prozess ist, der eine Prozessdefinition und Schulung sowohl auf der ECAD- als auch auf der MCAD-Seite erfordert, um Erfolg zu garantieren.

Zukünftige Richtung

Während EDMD an Beliebtheit zu gewinnen scheint, haben Personen, die es adoptiert haben, angefangen zu fragen: „Warum müssen wir uns auf den ECAD-MCAD-Kollaborationsprozess über eine dateibasierte Übertragungsmethode verlassen und diesen verwalten?“

Gute Frage! Da Produkte und Prozesse immer stärker miteinander verbunden werden, führen Unternehmen wie Altium den Weg, indem sie nach nahtloseren Wegen zur Zusammenarbeit suchen. Indem sie eine spezielle Umgebung bereitstellen, die im MCAD-Bereich existiert, können das Board und die 3D-mechanische Montage als eine ganzheitliche Datenbank verknüpft und Daten über einen „Push/Pull“-Prozess ausgetauscht werden, was die Notwendigkeit für dateibasierte Übertragungen eliminiert.

Abbildung 3. Beispiel einer integrierten ECAD-MCAD-Designumgebung

Da PCBs nun Kernkomponenten fast aller mechatronischen Baugruppen sind, müssen sie als Teil des gesamten Produktkontexts und nicht in ihrer eigenen, isolierten Umgebung entworfen werden.

Was ist das Beste für Sie?

Unabhängig davon, wo Sie sich gerade befinden und in welche Richtung Sie gehen möchten, beachten Sie, dass:

• Bestehende Methoden des Datenaustauschs auch in absehbarer Zukunft unterstützt werden

• Obwohl Veränderungen störend sind und Zeit zur Implementierung benötigen, könnten sie langfristig größere Vorteile bieten

• Sie müssen sowohl einen vollständig dokumentierten Implementierungs- und Einführungsplan haben, um eine vollständige Übernahme und Erfolg zu gewährleisten

Was auch immer Sie entscheiden, stellen Sie sicher, dass Sie untersuchen und bewerten, was am besten für Ihre spezielle Organisation und Situation funktionieren würde, denn was für den einen gut funktioniert, mag für den anderen nicht geeignet sein.

Sie benötigen Designsoftware, die ECAD- und MCAD-Funktionen vereint und die Zusammenarbeit erleichtert. Nur Altium Designer^® integriert diese kritischen Funktionen in eine einzige Designplattform. Haben Sie weitere Fragen? Rufen Sie einen Experten bei Altium an.