Ein Leitfaden zum Anforderungslebenszyklusmanagement (RLCM) für die Elektronikentwicklung

Anforderungslebenszyklusmanagement (RLCM) ist eines der wichtigsten Elemente, um den Erfolg von Elektronikentwicklungsprojekten sicherzustellen. Wenn Teams und Schlüsselakteure Anforderungen von ihrer Entstehung bis zur Implementierung verwalten können, werden sie unweigerlich kostspielige Nacharbeiten vermeiden, die Produktqualität verbessern und einen Warenfluss bereitstellen, der den Marktanforderungen entspricht. Allerdings führen die Komplexitäten der Elektronikentwicklung oft einzigartige – manchmal unerwartete – Herausforderungen für das RLCM ein.

Wenn Sie eine Anleitung zu den Schlüsselschritten im RLCM, den besten Praktiken für die Implementierung und den Werkzeugen und Techniken benötigen, die den Gesamtprozess vereinfachen können, sind Sie hier genau richtig; lesen Sie weiter. 

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Verstehen von Anforderungen

Wenn es um Anforderungen bei der Elektronikentwicklung geht, denken Sie daran, dass sie die Grundlage bilden, auf der erfolgreiche Produkte aufgebaut sind. Daher müssen Sie ein umfassendes Verständnis von Anforderungen haben, um sicherzustellen, dass das Endprodukt den Bedürfnissen und Erwartungen sowohl der Benutzer als auch der Stakeholder entspricht. Unten finden Sie eine Aufschlüsselung: 

Arten von Anforderungen

Anforderungen an Leiterplatten können grob in zwei Haupttypen unterteilt werden:

Funktionale Anforderungen definieren die spezifischen Fähigkeiten und Leistungsmerkmale der Leiterplatte. Beispiele hierfür sind:

Nicht-funktionale Anforderungen befassen sich mit Faktoren, die über die funktionalen Fähigkeiten der Leiterplatte hinausgehen. Beispiele hierfür sind: 

Die Bedeutung klarer und präziser Anforderungen

Wohldefinierte und eindeutige Anforderungen sind ein absolutes Muss aus mehreren Gründen. Genau definierte, klare Anforderungen: 

• Missverständnisse und Fehlinterpretationen zwischen abgeschotteten Stakeholdern reduzieren, was das Risiko von Fehlern während der Entwicklung verringert und sicherstellt, dass die PCB den beabsichtigten Spezifikationen entspricht, wodurch die Notwendigkeit von Änderungen während der Entwicklung gemindert wird;
• Hilft dabei, potenzielle Designherausforderungen frühzeitig zu identifizieren und anzugehen, um übermäßige Designiterationen zu vermeiden und die gesamten Herstellungskosten zu reduzieren;
• Erleichtert eine effiziente Entwicklung und Testung, was die Markteinführungszeit für neue Produkte beschleunigt; 
• Stellt sicher, dass das Produkt den Bedürfnissen und Erwartungen der Nutzer entspricht, was zu höherer Qualität und Zufriedenheit führt und sich positiv auf den Hersteller auswirkt;
• Bietet ein Entwicklungsroadmap für die Teams, die als Leitfaden für ihre Bemühungen dienen kann und sicherstellt, dass Ressourcen so effizient wie möglich zugeteilt werden.

Techniken zur Ermittlung und Dokumentation von Anforderungen

Wenn Unternehmen Anforderungen erfolgreich ermitteln und dokumentieren, können Elektronikentwicklungsteams eine solide Grundlage für erfolgreiche Projekte legen. Es gibt mehrere Methoden, die hierfür verwendet werden können:

• Die Entwicklung von Schaltplänen und Blockdiagrammen, um eine visuelle Darstellung der elektronischen Schaltung und ihrer Komponenten zu bieten, unterstützt Teams bei der Identifizierung von Anforderungen. 
• Das Bezugnehmen auf Datenblätter für Komponenten und Untersysteme kann dabei helfen, relevante Anforderungen wie elektrische Parameter, mechanische Abmessungen und Umwelttoleranzen zu bestimmen. 
• Die Einhaltung von Branchenstandards, wie den IPC-Standards, hilft Teams, die Einhaltung etablierter Praktiken und Best Practices im PCB-Design und in der Fertigung sicherzustellen. 
• Regelmäßige Designprüfungen, an denen Ingenieure, Designer und wichtige Stakeholder beteiligt sind, können dabei helfen, Anforderungen zu validieren und zu verfeinern, potenzielle Probleme zu identifizieren und sicherzustellen, dass die PCB die Projektziele erfüllt.

Anforderungsanalyse und Priorisierung

Nachdem Anforderungen gesammelt und dokumentiert wurden, besteht der nächste Schritt im Prozess darin, sie zu analysieren und zu priorisieren, um sicherzustellen, dass sie machbar, konsistent und im Einklang mit den übergeordneten Projektzielen stehen.

Anforderungsanalyse

Die Anforderungsanalyse umfasst: 

• Machbarkeitsbewertung: Die Bewertung der technischen, wirtschaftlichen und ressourcenbezogenen Machbarkeit jeder Anforderung, einschließlich der Berücksichtigung von Faktoren wie Komponentenverfügbarkeit, Fertigungskapazitäten und Budgetbeschränkungen.
• Konsistenzprüfung: Sicherstellen, dass Anforderungen nicht miteinander in Konflikt stehen und im Einklang mit den Ambitionen des Projekts stehen. Dies beinhaltet die Identifizierung und Auflösung jeglicher Inkonsistenzen oder Widersprüche.
• Abhängigkeitsanalyse: Identifizierung von Abhängigkeiten zwischen Anforderungen, um zu verstehen, wie Änderungen an einer Anforderung andere beeinflussen können, hilft unbeabsichtigte Konsequenzen zu vermeiden und ein kohärentes Design zu erhalten.
• Nachverfolgbarkeit: Herstellung von Nachverfolgbarkeitslinks zwischen Anforderungen, Designelementen und Testfällen, um sicherzustellen, dass alle Anforderungen adressiert und verifiziert werden. 

Priorisierungstechniken

Das Priorisieren von Anforderungen beinhaltet die Zuweisung relativer Wichtigkeit zu jeder Anforderung basierend auf Faktoren wie:

• Geschäftswert: Der Beitrag der Anforderung zu den gesamten Geschäftszielen und -zielen.
• Risiko: Die potenzielle Auswirkung der Nichterfüllung der Anforderung auf den Erfolg des Projekts oder die Produktqualität.
• Komplexität: Der Aufwand und die Ressourcen, die zur Implementierung der Anforderung erforderlich sind.
• Abhängigkeiten: Die Beziehung zwischen der Anforderung und anderen Anforderungen sowie ihre Auswirkung auf den Projektzeitplan.

Gängige Priorisierungstechniken umfassen:

Berücksichtigungen im PCB-Design

Bei der Priorisierung von PCB-Anforderungen müssen die Beteiligten bedenken, dass es wesentlich ist, die spezifischen Herausforderungen und Einschränkungen innerhalb der Branche zu berücksichtigen, die in einigen Fällen viel dringender sind als in anderen Branchen.

• Priorisieren Sie Anforderungen, die mit den Fähigkeiten und Einschränkungen des gewählten Herstellungsprozesses kompatibel sind.
• Wägen Sie die Wichtigkeit der Anforderungen gegen die damit verbundenen Implementierungskosten ab.
• Berücksichtigen Sie die Auswirkungen der Anforderungen auf den Projektzeitplan und priorisieren Sie jene, die für das Erreichen des gewünschten Starttermins kritisch sind.
• Bewerten Sie die Kompromisse zwischen verschiedenen Anforderungen und priorisieren Sie diejenigen, die am meisten zu den gewünschten Leistungsmerkmalen der PCB beitragen.

Um es zu wiederholen: PCB-Designer können durch sorgfältige Analyse und Priorisierung von Anforderungen sicherstellen, dass ihre Bemühungen auf die kritischsten Aspekte des Projekts konzentriert sind, was zu einer effizienteren Entwicklung, höherer Qualität und einem größeren Grad an Kundenzufriedenheit führt – vorausgesetzt, alles verläuft wie geplant.

Anforderungsmanagement im PCB-Design

Sobald Anforderungen analysiert und priorisiert wurden, müssen Teams diese während des gesamten PCB-Designprozesses effektiv verwalten – das ist absolut entscheidend. Glücklicherweise gibt es in der Industrie Techniken und Werkzeuge, um Anforderungen zu verfolgen, nachzuverfolgen und bei Bedarf zu aktualisieren. 

Anforderungen verfolgen und nachverfolgen

• Anforderungs-Traceability-Matrix (RTM): Eine RTM ist ein Dokument, das Anforderungen mit Designelementen verknüpft, wie zum Beispiel Schaltplänen, PCB-Layouts und Testfällen. Dies stellt sicher, dass alle Anforderungen adressiert und verifiziert werden. 
• Versionskontrolle: Die Implementierung eines Versionskontrollsystems für Anforderungsdokumente hilft, Änderungen zu verfolgen, eine Historie von Revisionen zu pflegen und Konflikte zu lösen.
• Anforderungs-Identifikationsnummern: Das Zuweisen eindeutiger Identifikationsnummern zu jeder Anforderung erleichtert das Verfolgen und Referenzieren. 

Änderungen an Anforderungen verwalten

• Änderungsmanagementprozess: Die Etablierung eines formellen Prozesses zur Bewertung, Genehmigung und Implementierung von Änderungen an Anforderungen hilft, die Kontrolle zu behalten und unbeabsichtigte Konsequenzen zu vermeiden.
• Impact-Analyse: Die Bewertung der potenziellen Auswirkungen von Änderungen auf den Projektzeitplan, das Budget und das Design stellt sicher, dass der Entscheidungsprozess informiert und bedacht ist. 
• Konfigurationsmanagement: Die Pflege einer Konfigurationsmanagementdatenbank, um Änderungen sowohl an Anforderungen als auch an Designartefakten zu verfolgen.

Anforderungsmanagement-Tools

Die Vorteile der Investition in Technologie können beim Management von Anforderungen nicht genug betont werden. Spezialisierte Software-Tools, wie Altium Develop requirements and systems capabilities, bieten eine Komplettlösung für das Management von Anforderungen, Compliance-Informationen und Projektdokumentation in einer einzigen Schnittstelle während des gesamten Entwurfs- und Entwicklungsprozesses.

Derartige Tools können mit PCB-Design-Tools integriert werden, was Teams durch Zusammenarbeit und Synchronisation zwischen Anforderungen und Design-Artefakten stärkt.

Best Practices für das Anforderungsmanagement

Anforderungsverifizierung und -validierung

Nachdem die PCB-Anforderungen während des Designprozesses verwaltet wurden, müssen Sie diese verifizieren und validieren, um sicherzustellen, dass das Endprodukt die gewünschten Spezifikationen erfüllt. Die Verifizierung beinhaltet die Überprüfung, ob das Design und die Implementierung korrekt und konsistent mit den Anforderungen sind; die Validierung hingegen beinhaltet die Bewertung der Funktionalität, Leistung und Benutzerfreundlichkeit des Produkts in realen Szenarien. Es gibt mehrere Techniken für beides: 

Verifizierung

• Durchführen von Peer-Reviews und Designinspektionen, um Fehler, Inkonsistenzen und potenzielle Probleme im Design zu identifizieren.
• Verwendung von Simulationstools, um das Verhalten der PCB unter verschiedenen Bedingungen zu modellieren, wie elektrische Leistung, thermische Analyse und Signalintegrität.
• Analyse des PCB-Designcodes auf potenzielle Fehler, Schwachstellen und Nichtübereinstimmung mit Codierungsstandards. 
• Die Anwendung mathematischer Ausdrücke, um die Korrektheit des PCB-Designs zu beweisen und sicherzustellen, dass es seine funktionalen Anforderungen erfüllt. 

Validierung

• Überprüfung der Funktionalität der Leiterplatte gegenüber den festgelegten Anforderungen, um sicherzustellen, dass sie wie vorgesehen funktioniert. 
• Bewertung der Leistung in Bezug auf Geschwindigkeit, Durchsatz und andere relevante Kennzahlen. 
• Beurteilung ihrer Fähigkeit, Umweltbedingungen, Alterung und Belastungen standzuhalten. 
• Überprüfung der Benutzerfreundlichkeit der Leiterplatte und Sicherstellung ihrer Kompatibilität mit anderen Komponenten und Systemen in elektronischen Geräten.

Best Practices für Verifikation und Validierung (V&V)

In Zukunft wird RLCM weiterhin eine kritische Komponente der erfolgreichen Elektronikentwicklung sein; Unternehmen, die vorne bleiben oder kommen wollen, müssen lernen, Anforderungen von der Entstehung bis zur Implementierung zu managen, wenn sie möchten, dass ihre Teams Rework vermeiden, die Produktqualität verbessern und steigenden Marktanforderungen gerecht werden. Das gesagt, führt die Elektronikentwicklung eine Vielzahl einzigartiger Herausforderungen für den RLCM-Prozess ein.

Seien Sie jedoch versichert, dass durch die Befolgung von Best Practices und die Adoption von Tools wie Altium Develop Ihre Teams den Prozess verbessern und größeren Erfolg in ihren PCB-Projekten erzielen können. Um mehr über Altium Develop zu erfahren, erkunden Sie die verschiedenen Effizienzen, die diese innovative Plattform für Ihr Unternehmen freischalten kann.