Erfolgreiche Praktiken der ECAD/MCAD-Kollaboration

In diesem Artikel erläutert Dr. Zachariah Peterson, Gründer von Northwest Engineering Services, wie sein Unternehmen erfolgreich mit Mechanikentwicklern außerhalb seines Unternehmens zusammenarbeitet. Er beschreibt Praktiken und Tools, die sich erfahrungsgemäß bei einer solchen Kollaboration als besonders nützlich erwiesen haben.

Judy Warner: Zach, welche Herausforderungen sehen Sie als Ingenieur und Inhaber von Northwest Engineering Solutions (NWES) als die häufigsten und problematischsten für Designingenieure, wenn es darum geht, die manchmal unterschiedlichen Anforderungen von Mechanik- und Elektroingenieuren zu integrieren, die an demselben Gerät oder System arbeiten?

Zachariah Peterson: Es gibt eine Menge Hin und Her zwischen den Mechanik-Designern und den Elektro-Designern. Als ich mit dem Leiterplattendesign anfing, konzentrierten sich die Projekte hauptsächlich auf das Layout. Man gab uns eine Reihe von Schaltplänen und eine Leiterplattenzeichnung, vielleicht noch eine DXF-Datei mit ein paar Löchern und Anschlüssen, und alles andere, wie z. B. das Layout und das Routing, war uns überlassen. Heutzutage sind wir viel mehr in die gesamte Produktentwicklung involviert, und am meisten habe ich mit den Mechanik-Designern der Kunden zu tun. Sie benötigen die Spezifikationen der Leiterplatte und wir die Spezifikationen des Gehäuses. Es ist eine Menge Hin und Her, und es kommt so gut wie nie vor, dass wir einfach ein 3D-Modell für eine Leiterplatte senden und sie dann einfach das Gehäuse bauen.

Warner: Welche Tools oder Prozesse helfen Ihrer Meinung nach dabei, die besten Lösungen und Ergebnisse zu finden, die beiden Seiten dieses Designkonflikts gerecht werden?

Peterson: Oft waren STEP-Dateien unsere Rettung. Die Möglichkeit, eine STEP-Datei schnell zu exportieren und zur Überprüfung zu senden, spart viel Zeit. Außerdem muss man direkt auf das mechanische Design zugreifen und dazu die Leiterplatte in die MCAD-Anwendung importieren.

Warner: Sie haben letztes Jahr einen Artikel über druckempfindliche Elektronik geschrieben, und darüber, welche zusätzlichen Variablen und Auswirkungen diese Art von Elektronik für das Gesamtdesign bedeutet. Welche anderen Anwendungen oder Umgebungen führen zu zusätzlicher Komplexität für die Mechanik- und Elektroingenieure?

Peterson: Immer wenn man es mit engen Räumen zu tun hat, die nicht exakt definiert sind, kann es schwierig werden. Zum Beispiel haben wir bei manchen Projekten an Geräten gearbeitet, die in Gehäusen mit nur einem Zugangspunkt für Strom- und Datenverbindungen montiert waren. Das Gehäuse ist ein sehr wichtiger Teil dieser Produkte, und man muss sich einzigartige Möglichkeiten ausdenken, um sich Zugang zur Leiterplatte innerhalb des Gehäuses zu verschaffen, ohne die Anforderungen bezüglich Platzierung von Anschlüssen, Montageposition usw. zu verletzen. Die Liste der Anforderungen, die man beachten muss, kann sehr lang sein, und oft sind viele dieser kritischen Anforderungen mechanischer und umweltbezogener Natur.

Warner: Ich denke, die meisten Leute denken beim Thema MCAD an die Passgenauigkeit von Gehäusen, aber nicht an die Erstellung von genauen 3D-Komponentenmodellen. Was kann schiefgehen, wenn man diesem Teil des Designs nicht die nötige Aufmerksamkeit schenkt?

Peterson: Ich gebe Ihnen ein Beispiel. Wir haben vor Kurzem eine einzigartige Leiterplatte entworfen, auf der der Kunde einige interessante USB-Stecker vorgesehen hat, die horizontal über die Leiterplatte hinweg ausgerichtet waren, wobei sich zugleich eine Gruppe von hohen Kondensatoren in der Nähe befand. Glücklicherweise erkannten wir, dass diese Kondensatoren das Einstecken eines Kabels in einen der USB-Stecker sehr schwierig machen würden, und deshalb versetzt werden mussten. Wenn wir keinen Zugriff auf 3D-Modelle der Komponente gehabt hätten, wäre dieses Problem garantiert niemandem aufgefallen. Es gibt viele andere Szenarien, in denen Probleme mit Komponenten in 3D leicht zu erkennen sind, aber möglicherweise übersehen werden, wenn man Komponentenabmessungen lediglich anhand von Datenblättern vergleicht.

Warner: Bis vor kurzem stellte die Zusammenarbeit zwischen Mechanik- und Elektroingenieuren aufgrund der unterschiedlichen Dateiformate und der Notwendigkeit, Dateien mit fehleranfälligen Methoden auszutauschen, eine Herausforderung dar. Mit welchen Methoden kann man die Genauigkeit und Zuverlässigkeit zwischen den einzelnen Stakeholdern sicherstellen?

Peterson: Wir verlassen uns darauf, dass der Mechanik-Ingenieur versteht, wie die Komponenten auf eine Leiterplatte passen und wie die Leiterplatten für die Montage an den Gehäusen ausgelegt sind, und das Gehäuse so konzipieren kann, dass die Passgenauigkeit einer herstellbaren Leiterplatte gewährleistet ist. Manchmal hilft uns der Mechanik-Ingenieur sogar bei der Auswahl der Komponenten, insbesondere wenn der Platz knapp ist oder man mit einem einzigartigen Formfaktor arbeitet.

In der Regel hat der Mechanik-Ingenieur eine Vorstellung, die er uns vermitteln muss, und oft sind wir es, die sich nach dieser Vorstellung richten müssen, nicht andersrum. Das bedeutet also, dass der Mechanik-Ingenieur uns sehr klar bemaßte Zeichnungen und Modelle bereitstellen muss, und das funktioniert wiederum am besten, wenn wir ihm im Gegenzug ein ideales Modell der Leiterplatte bereitstellen können. Wenn wir mit einem Mechanik-Ingenieur zusammenarbeiten, geben wir ihm nach der ersten Platzierung der Komponenten Zugriff auf unsere Projektdateien, damit er sie in sein MCAD-Tool importieren und überprüfen kann, ob alles passt.

Warner: Welche Trends sehen Sie, die dazu beitragen können, dass Mechanik- und Elektroingenieure jetzt und in Zukunft besser zusammenarbeiten?

Peterson: Wie ich bereits erwähnt habe, sind Elektroingenieure heutzutage aktiver in das Mechanik-Design involviert, und die Cloud ist ein wichtiger Wegbereiter für diese Zusammenarbeit, aber man braucht auch mehr als nur E-Mail- und Chat-Plattformen. Diese Tools sind wertvoll, aber sie helfen Ihnen nicht, das Design in Echtzeit gemeinsam zu besprechen. Alles, was die interdisziplinäre Zusammenarbeit vereinfacht, ist eine große Hilfe, und ich gehe davon aus, das wir in Zukunft mehr davon sehen werden.

Warner: Vielen Dank, Zach, dass Sie Ihre Erkenntnisse mit uns geteilt haben. Haben Sie noch abschließende Gedanken?

Peterson: Zögern Sie nicht, einen neuen Designbereich zu erkunden und mit neuen Leuten zusammenzuarbeiten. Wenn Sie kontinuierlich Dazulernen, bleiben Sie immer am Ball, und zudem macht es auch Spaß!

Hinweis: Auf der Altium-Ressourcenseite können Sie weitere Artikel von Zachariah Peterson lesen und mehr über die Best Practices und die Integration von ECAD/MCAD erfahren.