Das Neueste aus der Elektronikindustrie 2021

Jetzt, wo die Herausforderungen des Jahres 2020 hinter uns liegen, stellt sich die Frage, welche Herausforderungen und Möglichkeiten das Jahr 2021 für Hardware-Designer bereithält. In diesem Artikel wirft Vince Mazur, Technical Product Marketing Engineer bei Altium, einen Blick auf drei aktuelle Trends und verrät, wie man diesen im kommenden Jahr jeweils erfolgreich begegnen kann.

Einführung

Es wäre eine Untertreibung, 2020 als ein Jahr zu bezeichnen, das wir nicht so schnell vergessen werden. Das vergangene Jahr hat uns alle vor viele neue Herausforderungen gestellt - insbesondere die Designer elektronischer Produkte. Derzeit ist der Ausblick angesichts der Einführung von Impfstoffen und der sinkenden Hospitalisierungsraten wieder besser. Allerdings ist absehbar, dass auch 2021 weiterhin von vielen der gleichen Dynamiken gezeichnet sein wird wie 2020. Darüber hinaus wird das schnelllebige Elektronikgeschäft 2021 weiterhin tiefgreifende Designherausforderungen mit sich bringen, die wenig mit Faktoren außerhalb unserer Branche zu tun haben.  

In diesem Artikel werde ich drei Herausforderungen ansprechen, die für uns Elektronikdesigner relevant sind. Das sind die weiter andauernde Arbeit im Home Office, der Mangel an elektronischen Komponenten und die virtuelle Schulung. In jedem Abschnitt werde ich einige Dinge auflisten, die Sie heute tun können, um diese Herausforderungen zu bewältigen, und zum Abschluss des Artikels werde ich alles noch einmal zusammenfassen.

Weiter andauernde Arbeit im Home Office

Das Elektronikdesign ist ein Teamsport. Selbst Solo-Produktentwickler müssen mit verschiedenen Personen und Unternehmen zusammenarbeiten, zu denen unter anderem Vertreter der Hersteller, FAEs, Leiterplattenhersteller, Vertragshersteller und möglicherweise externe Auftragnehmer gehören. Gleichzeitig geht der komplexe Mix des Elektronikdesigns auch an einem guten Tag und unter normalen globalen Umständen mit Kopfschmerzen, Herausforderungen und Risiken einher. Das liegt einfach in der Natur der aufregenden Elektronikdesign-Branche. Sicherlich bietet die Arbeit im Home Office einige Vorteile, aber die fehlende persönliche Zusammenarbeit ist weiterhin problematisch.

Für mittelständische und große Unternehmen ist die Situation sogar noch komplexer. Die physische Topologie dieser Unternehmen reicht von einem einzelnen Standort bis hin zu einem global verbundenen Netzwerk von Standorten. Es gibt zwar Ausnahmen, aber die primäre Art der Zusammenarbeit beruhte in der Vergangenheit auf persönlicher Kommunikation, wobei Videokonferenzen zwischen entfernten oder globalen Standorten nur nach Bedarf eingesetzt wurden. Eine Diskontinuität ergibt sich zwangsläufig aufgrund unterschiedlicher Teams, die für bestimmte Schlüsselbereiche innerhalb eines Produkt- oder Systemdesigns verantwortlich sind. Deshalb sind die Zusammenarbeit im Designteam und eine starke Kommunikation zwischen den einzelnen Bereichen, wie z. B. ECAD und MCAD, entscheidend für den Erfolg. Diese Aspekte waren schon vor der Pandemie eine Herausforderung und sind nun durch die räumliche Trennung noch schwieriger geworden. Darüber hinaus stellt der fehlende Zugang zu wichtigen, gut ausgestatteten Unternehmenslaboren, die oft millionenschwere Test- und Messgeräte enthalten, weiterhin ein ernsthaftes Problem dar.

In einigen Bereichen (z. B. im Vertrieb) ist das Arbeiten von zu Hause aus schon seit langem üblich, aber in der elektronischen Produktentwicklung hat sich dieser Ansatz aufgrund des Bedarfs an Laborzugang und Zusammenarbeit noch nicht durchgesetzt. Im Rahmen des Übergangs von zentralisierten Standorten und Mitarbeitern zu fragmentierten Teams, die individuell von zu Hause aus arbeiten, entstanden für viele Elektronik-OEMs große Herausforderungen. Designer, die an die Interaktion im Team gewöhnt waren, saßen auf einmal isoliert in ihren Home Offices. Glücklicherweise konnten die Teams durch den schnellen Umstieg auf Cloud-basierte Tools wie Zoom, Dropbox und Google Drive in Verbindung bleiben. Hier bei Altium hatten wir gerade unsere neue Cloud-Plattform, Altium 365, auf den Markt gebracht. Es war die erste Plattform ihrer Art, die den mühelosen Zugang zu einer kompletten Elektronikprodukt-Designumgebung auf alle Benutzer mit Internetzugang ausweitete. Das Ergebnis war, dass die "Cockpitansicht", wenn man sie so nennen will, zu Hause genauso aussah wie im Büro.

Selbst wenn die Designer wieder in ihre Büros zurückkehren, wird sich die Arbeitsatmosphäre wahrscheinlich erheblich von der Zeit vor der Pandemie unterscheiden, insbesondere im Bereich der persönlichen Kommunikation. Die soziale Distanzierung wird wahrscheinlich weiterhin ein zentrales Thema sein, und auch bei der Zusammenarbeit wird es aufgrund der anhaltenden Vorsichtsmaßnahmen einige Ineffizienzen geben.
 

Schritte, die Sie heute unternehmen können

Hier sind einige Schritte, die Sie heute unternehmen können, um Ihre Arbeit im Home Office zu optimieren:

1. Falls Sie dies noch nicht getan haben, legen Sie eine Standard-Gruppe von Tools fest, die auf die einzigartigen Anforderungen von Elektronikdesign und Kollaboration abgestimmt sind, darunter Tools für virtuelle Meetings, Kommentar- und Markup-Tools wie Slack, Tools für Designerstellung, PCB-Design, zentralen Zugriff auf Teilebibliotheken sowie ein gemeinsames Repository für Designdaten. Dabei ist der entscheidende Punkt, dass jeder in Ihrem Team die gleiche Grundlage nutzt. Sobald Sie wieder im Büro sind, können alle von zu Hause aus erstellten Arbeits- und zugehörigen Daten ohne Kompromisse oder Inkonsistenzen zurück in die bereits vorhandene Unternehmensumgebung migriert werden. 
2. Wenn der fehlende Zugang zum Labor problematisch ist, sollten Sie in Erwägung ziehen, die Unternehmensausrüstung nach Hause mitzunehmen oder Testgeräte für Ihr Home Office zu mieten. Ziehen Sie außerdem in Erwägung, häufiger Simulationen durchzuführen. Die heute verfügbaren Simulationsmöglichkeiten für Schaltpläne umfassen viele Analysefunktionen, bei denen es sich im Wesentlichen um virtuelle Test- und Messinstrumente handelt, die äußerst hilfreich sein können.
3. Wenn Sie eingebettete Software entwickeln, sollten Sie in Erwägung ziehen, die Code-Simulationsfunktion in Ihre Code-Entwicklung aufzunehmen. Diese Simulation ist in vielen führenden IDE verfügbar, wie z.  B. MPLABⓇ X von Microchip. Wenn Ihr auf eingebettete Software spezialisiertes Team typischerweise Hardware-Ziele benötigt, ziehen Sie in Erwägung, die Architektur in Verhaltenscode zu abstrahieren, der die Zielhardware nachahmen kann. Vielleicht ist dies kein perfekter Ersatz für Zielhardware. Dennoch wird dies zweifellos die notwendige Softwareentwicklung vorantreiben, so dass die Software dann bei der Hardware/Software-Integration im Labor viel näher am Bereich der Spezifikation liegen wird.
4. Ignorieren Sie nicht das Bedürfnis nach sozialer Interaktion. Wir sind von Natur aus sozial, und wir alle haben Höhen und Tiefen in dieser schwierigen Zeit erlebt. Es gibt einiges nützliches Material zu diesem Thema, wie z. B. den folgende Artikel, den Sie vielleicht lesen sollten:   https://newsnetwork.mayoclinic.org/discussion/teleworking-tips-for-coping-during-covid-19/

Komponentenmangel

Die weltweite Pandemie, kombiniert mit den Auswirkungen eines Auftragsstaus, hat im Jahr 2021 zu erheblichem Komponentenmangel geführt. Wie aus Berichten hervorgeht, mussten mehrere Automobilhersteller Montagelinien schließen, weil es an wichtigen elektronischen Komponenten fehlte, die für die Produktion benötigt wurden. Kleine Unternehmen müssen mit größeren Unternehmen um verfügbare Teilebestände konkurrieren. Sofern sie nicht bereits Vorkehrungen getroffen haben, werden die Unternehmen angesichts der aktuellen Engpässe zunehmend durch kostspielige Produktionsverzögerungen unter Druck geraten. Diese Situation wiederum könnte Unternehmen zu riskanten Beschaffungsentscheidungen zwingen, in deren Folge sie Komponenten erwerben, die sich als Fälschungen herausstellen. Allein durch gefälschte Teile entgehen den Herstellern nach Schätzungen jährlich 7,5 Milliarden US-Dollar Umsatz. Vor diesem Hintergrund sollte man bedenken, dass laut IHS MarkitⓇ, der weltweit verlässlichsten Quelle für Komponenteninformationen, jeden Tag durchschnittlich 15 End-of-Life (EOL)-Mitteilungen für elektronische Bauteile herausgegeben werden. An dieser Stelle sei angemerkt, dass IHS Markit als Teil des Altium Pro Subscription-Plans verfügbar ist.

Die Verwaltung von Stücklistenkosten und die Auswahl von Komponenten oder deren Alternativen ist komplexer als je zuvor, während die Herausforderungen der Veralterung, Lagerbestände, Fälschungen und Nichteinhaltung von Umweltschutz-Richtlinien fortbestehen. Es ist wichtig sicherzustellen, dass die für einen Fertigungslauf benötigten Komponenten verfügbar sind, bevor der Auftrag erteilt wird. Denn sonst droht eine frustrierende Kaskade von Ereignissen, die zu unnötigen Produktionsverzögerungen führen kann. Obwohl es für Unternehmen schwierig ist, sich gegen alle komponentenbezogenen Risiken abzusichern, können viele davon mit einer angemessenen Notfallplanung vermieden werden.
 

Schritte, die Sie heute unternehmen können

1. Treffen Sie von Anfang an proaktiv Vorkehrungen für unvorhergesehene Szenarien. Bevor Sie eine Komponente in der Bibliothek speichern, stellen Sie sicher, dass es mindestens drei Hersteller-Teilenummern gibt, die den Spezifikationen für diese Komponente entsprechen. Bewerten Sie alle Teilenummern nach Faktoren, die für Ihr Projekt wichtig sind, wie z. B. Kosten, Toleranz und Betriebsspannung. 
2. Entscheidend ist, dass Sie qualifizierte, simulierte oder sogar im Labor getestete Alternativen parat haben,  bevor Sie die neuen Bibliothekskomponenten verwenden. Wenn Sie über eine bestehende Bibliothek verfügen, geben Sie für jede Komponente alternative Bauteiloptionen an. Viele Aggregatoren, wie z. B. Octopart, bieten Ihnen die Möglichkeit, schnell ähnliche Bauteile zu finden und sich zugleich einen Überblick über die aktuellen Lagerbestände zu verschaffen.
3. Im Hinblick auf in der Produktion befindliche Designs und Umlaufbestände (Work in Progress, WIP) sollten Sie die Stückliste häufiger überprüfen und "bereinigen", um Probleme oder Trends frühzeitig zu erkennen. Natürlich erledigen Tools wie ActiveBOM von Altium diesen Schritt automatisch, aber selbst wenn Sie ihn manuell mit einer Tabellenkalkulation durchführen müssen, ist dies gut investierte Zeit, die Ihnen eine wertvolle Absicherung bietet.
4. Designen Sie mit Fokus auf maximale Ersetzbar – und damit auf Verfügbarkeit. Es widerspricht der Intuition, einige Schaltungen mit diskreten Bauteilen zu realisieren, wenn für die gleiche Funktion ein geeigneter integrierter Schaltkreis zur Verfügung steht. Doch wenn nicht zuverlässig geklärt ist, ob für den IC ausreichende Lagerbestände vorliegen, kann die Verwendung eines diskreten Designs mehr Flexibilität bieten, und Gewissheit schaffen, dass Sie mit der Fertigung beginnen können. Häufig sind diskrete Lösungen kostengünstiger als IC-Optionen, dies variiert jedoch von Fall zu Fall. 
5. Richten Sie Reservebestände für wichtige Artikel ein. Manchmal muss für ein Design ein bestimmtes Gerät verwendet werden, um die Spezifikationen und Kostenziele einzuhalten. In solchen Fällen sollten Sie Überschussbestände anlegen und diese zur Absicherung als Vorrat bereithalten. Es ist nicht ungewöhnlich, dass die Fertigung wegen einer 4-Cent-Komponente verzögert werden muss. Diese Praxis könnte sich als die kostengünstigste Versicherung erweisen, die Sie jemals abgeschlossen haben.
6. Treffen Sie genaue, zeitnahe und datengestützte Entscheidungen, indem Sie wann immer möglich umfassende Echtzeit-Komponentendaten verwenden. Sites wie Octopart bieten kostenfreien Zugriff auf Komponentendaten, die für diese Zwecke sehr nützlich sind. Mit den Lieferkettendaten für elektronische Bauteile von IHS MarkitⓇ schließen kommerzielle Plattformen wie Altium 365 die Lücke noch weiter und bieten kleineren Organisationen und sogar einzelnen Designern dieselben Informationen, die von Fortune 100-Unternehmen genutzt werden. 

Virtuelle Schulungen und Veranstaltungen

Ein kontinuierliches Engagement für Schulung und Ausbildung ist seit langem ein fester Bestandteil der Elektronikindustrie. Die Elektronik hat sich schon immer viel schneller weiterentwickelt als die meisten anderen Bereiche, und dabei beschleunigt sich die Geschwindigkeit der Veränderungen im Laufe der Zeit immer mehr. Es ist eine integrale Anforderung aller Berufe in dieser Branche, sich über den Stand der Technik und die damit verbundenen Herausforderungen auf dem Laufenden zu halten. Wer nicht auf dem neuesten Stand bleibt und die neuesten Best Practices implementiert, verliert den Anschluss.

Veranstaltungen wie Kurse, Workshops, Konferenzen und Messen sind ein gängiger Weg, um sich über neue Entwicklungen, Herausforderungen und Lösungen auf dem Laufenden zu halten. Diese herkömmlichen Quellen der Bildung und des Informationsaustausches sind in den Zeiten der Corona-Pandemie eliminiert oder verschoben worden. Sie wurden durch eine Fülle von virtuellen Veranstaltungen, Webinaren und Online-Schulungen ersetzt. Zwar haben Designer schon immer viele Stunden vorm Bildschirm verbracht, allerdings hat die Bildschirmzeit durch die Ablösung von Messen und täglichen persönlichen Meetings durch virtuelle Interaktionen ein Rekordmaß erreicht, was zu Bildschirm-Müdigkeit und digitalem Burnout führt.

Die persönliche Teilnahme an Schulungen und Veranstaltungen bietet viele Vorteile gegenüber ihren virtuellen Ersatzlösungen. Live-Events und -Schulungen bieten oft eine willkommene Abwechslung und dringend benötigte Bildschirmpause. Und Offsite-Events bieten Designingenieuren wertvolle Möglichkeiten, sich auf ihre berufliche Entwicklung zu konzentrieren. Darüber hinaus können die Leiter von Entwicklungsteams Wissen und Ressourcen sammeln, die sie an ihre Teams weitergeben können. Nichtvirtuelle Veranstaltungen bieten einmalige Möglichkeiten für inspirierende Gruppendiskussionen und Networking.

Praktisch gesehen gibt es vergleichbare Vorteile in virtuellen Umgebungen. Doch auch wenn Cloud- und Online-Veranstaltungen reichhaltige Ressourcen bieten, hilft das wenig gegen Bildschirmmüdigkeit, Ablenkungen im häuslichen Umfeld und die Stressfaktoren, die sich aus der Isolation und dem täglichen Sitzen am Schreibtisch ergeben.
 

Schritte, die Sie heute unternehmen können

1. Richten Sie sich einen Raum oder eine Umgebung nach Ihren persönlichen Vorlieben ein, in dem/der Sie an Schulungen teilnehmen können. Beschränken Sie sich nicht auf Ihren Schreibtisch im Home Office - nutzen Sie für virtuelle Veranstaltungen einen anderen Raum oder Ort. Eine Ortsänderung kann das Gefühl der Isolierung mindern und Ihnen einen Tapetenwechsel verschaffen. Wenn Ihnen kein alternativer Ort zur Verfügung steht, schließen Sie Ihre E-Mail- und Arbeits-Apps und öffnen Sie nur die Tools, die Sie für die Teilnahme an der Veranstaltung benötigen. Schalten Sie Ihr Telefon gegebenenfalls stumm oder aus. Verwenden Sie Ihren Smart-TV oder Google Chromecast und sehen Sie sich die virtuelle Schulung oder Veranstaltung auf dem Fernseher an. Egal welchen Ansatz sie wählen, entscheidend ist, dass Sie nicht abgelenkt sind und sich optimal konzentrieren können. Ein Ortswechsel hat manchmal eine großartige Wirkung.
2. Legen Sie im Vorfeld der Veranstaltung fest, welche Ziele und Erwartungen Sie haben. Erstellen Sie eine Liste davon, was Sie aus der Veranstaltung mitnehmen möchten. Haben Sie spezielle Fragen, auf die Sie gerne eine Antwort hätten? Haben Sie eine Liste von Ressourcen, die Sie gerne erhalten würden? Gibt es bestimmte Networking-Möglichkeiten, die Sie wahrnehmen möchten? Halten Sie auf einer Liste fest, welche Ergebnisse Sie sich von einer erfolgreichen Teilnahme erwarten, um das Meiste aus der Veranstaltung herauszuholen.
3. Machen Sie sich ausführliche Notizen. Egal, ob Sie einen herkömmlichen Notizblock oder ein Textverarbeitungsprogramm auf Ihrem Computer verwenden, tun Sie Ihr Bestes, um gute Notizen zu machen. Wird etwas diskutiert, das für ein aktuelles Projekt relevant ist? Könnten Sie es sich notieren? Bringt Sie etwas, das Sie gerade gehört haben, auf eine kreative Idee? Dann schreiben Sie es auf und wenden Sie dieselben Grundprinzipien wie normalerweise auf einer externen Veranstaltung an.
4. Nehmen Sie nach Möglichkeit an Veranstaltungen teil, die außerhalb der regulären Arbeitszeiten stattfinden oder auf Abruf verfügbar sind. Auf diese Weise können Sie die Teilnahme zu einer Zeit planen, die mit Ihrem Lebensstil und Ihren Vorlieben vereinbar ist. Beachten Sie jedoch, dass viele Live-Veranstaltungen Interaktionen und Q&A mit Experten bieten, also Aspekte, auf die Sie für den Komfort des On-Demand-Lernens verzichten würden.
5. Nutzen Sie die Gelegenheit, Kontakt zu anderen herzustellen. Nehmen Sie an virtuellen Meeting Rooms, Chats, Q&A-Sitzungen teil. Die bewusste Bemühung, verbal und visuell mit Branchenkollegen und anderen Teilnehmern zu interagieren, kann nützliche Informationen bieten und einige der Defizite ausgleichen, die eventuell durch die physische Isolation entstanden sind. Die Teilnahme hat zudem auch den Vorteil, dass Sie Ihre Fähigkeiten des beruflichen Umgangs mit anderen für die Zeit nach der Corona-Pandemie trainieren! 

Zusammenfassun

In diesem Artikel ,  habe ich einige der aktuellen Herausforderungen besprochen, denen sich Elektronikdesigner im Jahr 2021 stellen müssen, während die Pandemie hoffentlich abklingt. Zu diesen Herausforderungen gehören die weiter andauernde Arbeit im Home Office, der aktuelle Mangel an elektronischen Komponenten und die Maximierung des Nutzens von virtuellen Schulungen und Veranstaltungen. Ich habe einige Schritte vorgeschlagen, die helfen können, jede dieser Herausforderungen zu meistern. Ich hoffe, dass diese Informationen für Sie hilfreich und nützlich waren, und Ihnen dabei helfen werden, Ihre beruflichen Bemühungen voranzutreiben.

Auch wenn das Jahr 2020 viele schwierige Herausforderungen mit sich brachte, sollten wir nicht vergessen, dass diejenigen Unternehmen und Einzelpersonen, die diese meistern, indem sie anpassungsfähiger und widerstandsfähiger werden, weiterhin erfolgreich sind. Mit Blick auf das Jahr 2021 glaube ich, dass die harten Lektionen von 2020 und der Geist der Anpassungsfähigkeit und Widerstandsfähigkeit auch zukünftig einen Wert für Ihre Karriere als Ingenieur und für Ihr Unternehmen darstellen werden.