Wie Anforderungsrückverfolgbarkeit Qualität und Konformität in der Entwicklung elektronischer Produkte vorantreibt

Stellen Sie sich vor, Sie entdecken einen kritischen Entwurfsfehler in Ihrem Produkt, nachdem es bereits in Produktion gegangen ist. Noch schlimmer, stellen Sie sich vor, Sie versuchen, den Ursprung dieses Fehlers durch Tausende von Anforderungen, Entwurfsentscheidungen und Änderungen zu verfolgen, die über mehrere Systeme und Teams verteilt sind. Dieses Alptraumszenario spielt sich häufiger ab, als die meisten Elektronikunternehmen zugeben möchten, was zu kostspieligen Rückrufen, beschädigten Ruf und verpassten Marktchancen führt.

Die Komplexität der heutigen elektronischen Produkte hat atemberaubende Ausmaße erreicht. Eine einzige elektronische Steuereinheit im Automobilbereich könnte Tausende von Anforderungen enthalten, jede davon entscheidend für Sicherheit und Funktionalität. Medizinische Geräte müssen die Einhaltung strenger regulatorischer Standards nachweisen und gleichzeitig einen einwandfreien Betrieb gewährleisten. Luft- und Raumfahrtsysteme erfordern eine perfekte Hardware- und Softwareintegration, bei der eine einzige übersehene Anforderung zu einem katastrophalen Ausfall führen könnte.

Dennoch verfolgen viele Unternehmen diese kritischen Anforderungen immer noch durch ein Flickwerk aus Tabellenkalkulationen, Dokumenten und Datenbanken. Das mag funktioniert haben, als die Produkte einfacher waren, aber die anspruchsvolle Elektronik von heute erfordert eine rigorosere Methodik. 

Anforderungsrückverfolgbarkeit bietet klare, verifizierbare Verbindungen zwischen Anforderungen, Implementierung und Testen. Dies hat sich als ein wesentlicher Bestandteil von Qualität und Compliance und als Säule eines effektiven Anforderungsmanagements herausgestellt. Lassen Sie uns erkunden, wie dieser systematische Ansatz die Entwicklung von Elektronik zu einem zuversichtlicheren, kontrollierteren Prozess macht.

Weiterlesen: Leitfaden zum Anforderungsmanagement für moderne Elektronik-Hardware-Teams

Was ist Anforderungsrückverfolgbarkeit?

Anforderungsrückverfolgbarkeit etabliert bidirektionale Verbindungen zwischen Anforderungen und ihren entsprechenden Designelementen, Testfällen und Liefergegenständen während des gesamten Entwicklungslebenszyklus elektronischer Produkte. Sie schafft eine umfassende Karte, die jede Anforderung mit ihren Implementierungs-, Verifizierungs- und Validierungsaktivitäten verbindet.

Rückverfolgbarkeit verwandelt abstrakte Spezifikationen in greifbare, nachverfolgbare Entitäten, die überwacht, verifiziert und verwaltet werden können. Im Gegensatz zu traditionellen Dokumentationsmethoden hält die Software für Anforderungsrückverfolgbarkeit dynamische Beziehungen aufrecht, die sich automatisch aktualisieren, wenn Änderungen auftreten, um Konsistenz vom elektronischen Design und der Entwicklung bis zur Fertigung und darüber hinaus zu gewährleisten.

Anforderungsrückverfolgbarkeit: Warum sie wichtig ist

Als ein Kernbestandteil effektiver Elektronikentwicklung ist Anforderungsrückverfolgbarkeit aus mehreren Gründen unerlässlich: 

Qualitätssicherung: Durch die Zuordnung von Anforderungen zu Implementierung und Testfällen reduziert die Rückverfolgbarkeit signifikant die Wahrscheinlichkeit von übersehenen Funktionen oder Defekten. Dies stellt sicher, dass jeder Aspekt Ihres Designs berücksichtigt und verifiziert wird.

Regulatorische Konformität: In Branchen, in denen Konformität unverhandelbar ist, bietet Rückverfolgbarkeit eine nachprüfbare Audit-Spur. Dies ist wertvoll für die Erfüllung von Branchenstandards und das Bestehen von Zertifizierungen, insbesondere in Sektoren wie der Automobilindustrie (ISO 26262) oder der Luft- und Raumfahrt (DO-178C).

Projektausrichtung: Rückverfolgbarkeit stellt sicher, dass jede Komponente und Funktion mit den ursprünglichen Projektzielen übereinstimmt. Dies verhindert ein Ausufern des Projekts und hält es auf die beabsichtigten Ergebnisse fokussiert.

Effizientes Testen: QA-Teams können die Testabdeckung und -effektivität mit umfassenden Testplänen, die auf nachverfolgten Anforderungen basieren, verbessern. Dieser gezielte Ansatz spart Zeit und Ressourcen und verbessert die Produktqualität. Diese Anforderungen können beeinflussen, wie die Dokumentation für Fertigung und Montage zusammengestellt wird, bevor das Datenpaket an einen Hersteller freigegeben wird.

Rückverfolgbarkeitsanforderungen im gesamten Produktlebenszyklus

Im Elektronikdesign ist Rückverfolgbarkeit ein kontinuierlicher Faden, der sich durch den gesamten Produktlebenszyklus zieht. Diese Methodik bietet einen klaren Weg vom anfänglichen Konzept bis zur Unterstützung nach Markteinführung.

Die Rückverfolgbarkeit beginnt in der Konzeptphase, indem die anfänglichen Anforderungen erfasst werden, die die Grundlage eines Projekts bilden. Mit fortschreitender Entwicklung stellt sie sicher, dass jede Komponentenauswahl, Schaltungsentwurf und Softwareimplementierung mit diesen ursprünglichen Anforderungen übereinstimmt. Während des Testens und der Validierung wird die Rückverfolgbarkeit zum Dreh- und Angelpunkt, um zu verifizieren, dass jede Anforderung erfüllt und gründlich getestet wurde. Wenn Probleme auftreten, ermöglicht sie eine schnelle Identifizierung der Ursachen, sodass Ingenieure vom Problem zur ursprünglichen Anforderung zurückverfolgen können.

In der Fertigung erstreckt sich die Rückverfolgbarkeit auf die Beschaffung von Komponenten, Montageprozesse und Qualitätskontrollmaßnahmen. Dies ist besonders wichtig in Branchen mit strengen regulatorischen Anforderungen. Nach der Freigabe eines Produkts spielt die Rückverfolgbarkeit weiterhin eine wichtige Rolle im Kundensupport, bei Produktaktualisierungen und Designiterationen.

Vom Chaos zur Klarheit: Implementierung der Rückverfolgbarkeit

Obwohl die Vorteile der Anforderungsrückverfolgbarkeit klar sind, kann die Implementierung herausfordernd sein. Moderne Software zur Rückverfolgbarkeit von Anforderungen macht diesen Prozess effizienter und strukturierter. Zum Beispiel sind Anforderungen und Systemfähigkeiten Teil der cloudbasierten Altium Develop-Plattform für die Elektronikentwicklung. Die Kernfähigkeiten des Portals im Bereich Anforderungsmanagement ermöglichen es den Nutzern:

Komplexe Projekte vereinfachen: Die zentrale Verwaltung des Portals ermöglicht es Teams, Anforderungen an einem einzigen Ort zu verwalten, indem Anforderungen direkt mit Designelementen und Dokumentationen verknüpft werden. Diese Fähigkeit reduziert das Risiko von Fehlern und Missverständnissen und kann die Projektergebnisse verbessern, da die Komplexität zunimmt. Sie eliminiert die Notwendigkeit für mehrere, oft widersprüchliche Informationsquellen.

Reduzieren Sie frustrierende Nacharbeit: Bidirektionale Nachverfolgbarkeit bedeutet, dass Änderungen an Anforderungen automatisch im gesamten Projekt verbreitet werden. Diese Echtzeitaktualisierung stellt sicher, dass alle Teammitglieder mit den neuesten Spezifikationen und Anforderungen arbeiten, kostspielige Nacharbeit reduzieren und das Risiko der Verwendung veralteter Informationen minimieren.

Zeit sparen mit automatischen Verifizierungen: Das Portal überprüft kontinuierlich die Designkonformität mit den Anforderungen, was wiederum die Problemlösung beschleunigt und die Markteinführungszeit verkürzt. Es bietet auch eine ständige Kontrolle gegen Designabweichungen und stellt sicher, dass Ihr Endprodukt den Anforderungen entspricht.

Nachverfolgbarkeit mit parametrischen Anforderungen steigern: Technische Werte können in Anforderungen eingebettet werden, um eine automatische und kontinuierliche Verifizierung während des gesamten Projektlebenszyklus zu bieten. Diese Fähigkeit überbrückt die Lücke zwischen abstrakten Anforderungen und konkreten Designparametern, indem bestätigt wird, dass Spezifikationen dokumentiert und befolgt werden.

Versionen und Anforderungshistorie verfolgen: Das Portal bietet einen klaren Überblick über die Änderungen der Anforderungen im Laufe der Zeit, ermöglicht Teams, Versionen zu vergleichen, Modifikationen zu verfolgen und Änderungen bei Bedarf rückgängig zu machen. Diese historische Nachverfolgung ist unschätzbar für Audits, Fehlersuche und das Verständnis der Entwicklung eines Designs. 

Ein Leitfaden für Qualitätssicherung

Qualitätssicherung im Elektronikdesign ist eine vielschichtige Herausforderung. Werkzeuge für das Anforderungsmanagement, die eine umfassende Nachverfolgbarkeit unterstützen, spielen eine wichtige Rolle bei der Schaffung eines klaren, nachprüfbaren Weges von den anfänglichen Anforderungen bis zur endgültigen Umsetzung. Diese Sichtbarkeit ermöglicht es QA-Teams:

• Potentielle Probleme früh im Entwicklungsprozess elektronischer Produkte zu identifizieren
• Eine umfassende Testabdeckung sicherzustellen, die mit spezifischen Anforderungen übereinstimmt
• Schnell die Ursache von Defekten zu finden, wenn sie auftreten

Wenn beispielsweise ein Produkt bei einem bestimmten Test durchfällt, ermöglicht die Nachverfolgbarkeit den Ingenieuren, schnell auf die ursprüngliche Anforderung, die relevanten Designentscheidungen und alle Änderungen zuzugreifen. Dies beschleunigt die Problemlösung und kann die Produktqualität verbessern.

Den Compliance-Dschungel navigieren

Auch im Bereich der Compliance ist die Nachverfolgbarkeit gleichermaßen wichtig. In Branchen wie Medizin, Automobil und Luft- und Raumfahrt sind die regulatorischen Standards streng und entwickeln sich ständig weiter. Die Fähigkeit von Altium, ein umfassendes, aktuelles Verzeichnis aller Anforderungen und deren Umsetzung zu pflegen, ermöglicht es den Nutzern:

• Compliance während Audits nachzuweisen
• Schnell auf neue regulatorische Anforderungen zu reagieren
• Das komplexe Netz von Standards über verschiedene globale Märkte hinweg zu verwalten

Das KI-gestützte Anforderungs-Qualitätsprüfung des Portals stellt sicher, dass die Anforderungen klar, prägnant und im Einklang mit den besten Praktiken stehen. Dieser proaktive Ansatz im Anforderungsmanagement kann Compliance-Probleme verhindern, bevor sie entstehen.

Die Zukunft des Elektronikdesigns: Nachvollziehbar, Transparent, Effizient

Organisationen, die robuste Nachverfolgungspraktiken annehmen, erlangen zahlreiche Vorteile. Entwicklungsprozesse werden effizienter. Teams verbringen weniger Zeit mit der Suche nach Informationen und mehr Zeit mit Innovationen. Die frühzeitige Erkennung potenzieller Probleme reduziert kostspielige Nacharbeiten, während automatisierte Compliance-Prüfungen Teams dabei helfen, komplexe regulatorische Anforderungen zu bewältigen. 

Die Anforderungs- und Systemfunktionen von Altium demonstrieren die leistungsfähigen Fähigkeiten von Altium, wo Nachverfolgbarkeit nicht nur eine Zusatzfunktion ist; sie ist in das Gewebe des Elektronikentwicklungsprozesses eingewoben. Diese Fähigkeiten ermöglichen es Unternehmen, hochwertige Produkte schneller auf den Markt zu bringen in einer Branche, in der Innovation ständig ist und die Spielräume für Fehler gering sind.