Agiles Design Management: Systeme und Strukturen, mit denen Sie nie wieder Fristen verpassen

John Watson
|  Erstellt: January 14, 2019  |  Aktualisiert am: June 23, 2020

Wenden Sie die SMART-Regeln des PCB-Datenmanagements für ein agiles Design-Management an und vermeiden Sie zusätzliche Kosten und/oder verlorene Designzeit.

Wenn wir uns genauer ansehen, wie wir etwas Bestimmtes tun können, wird es etwas problematisch. Der Grund dafür ist, dass sich jede Organisation in Bezug auf Produkt, Struktur und Managementanforderungen unterscheidet. Wir können garantieren, dass es keine "einzige" Antwort oder Lösung auf die anstehenden Fragen geben wird. Meine Absicht ist es daher nicht, eine einzige Struktur oder Lösung für einen Design-Erfolg vorzuschreiben. Vielmehr möchte ich eine detaillierte Erklärung geben, die ein Beispiel dafür bietet, wie dieser Erfolg erreicht werden kann. Sie sollen dann die Möglichkeit haben, nach Bedarf Änderungen und Anpassungen vorzunehmen. Mein Ziel ist es, diese ganze PCB- und agiles Design-Management einmal aus der Vogelperspektive zu betrachten, in der Hoffnung, Ihnen die richtige Richtung zu weisen. Wie mein Schullehrer zu sagen pflegte... "Ihr Kilometerstand kann variieren".

Screenshot aus dem Altium Designer

Die unglückliche Regel des Universums ist die Entropie: Wenn man die Dinge sich selbst überlässt, geraten sie ins Chaos. Die Entropie zwingt uns dazu, das Gegenteil zu tun und zu planen (am besten im Voraus). Dasselbe gilt agiles Design-Management, für jedes PCB-Datenmanagementsystem und die jeweilige Struktur. Wir sollten uns die Worte von Benjamin Franklin als Warnung zu Herzen nehmen: "Wenn Sie nicht planen, planen Sie das Scheitern." Niemand möchte scheitern; aber es geschieht.

Ich habe dies kürzlich aus erster Hand erfahren, als ich ein PCB-DMS für ein internationales Unternehmen organisierte. Es gab mehrere Bereiche, die NICHT geplant waren, und es trat genau der Fall ein, den man hätte erahnen können: Die unglückliche Regel des Universums erwischte uns eiskalt und wir mussten mehrmals mit dem weltberühmten "Plan B" neu beginnen.

Die fünf Säulen aller PCB-Datenmanagementsysteme

Es gibt mehrere Schlüsselprinzipien, die NICHT optional sind. Wenn diese Prinzipien nicht eingehalten werden, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit eines Misserfolgs beträchtlich, was für uns als PCB-Designer zusätzliche Kosten und verlorene Designzeit sowie andere sehr unangenehme Schwierigkeiten bedeutet. Damit wir uns leichter an diese Prinzipien erinnern können, werde ich das Akronym S.M.A.R.T. verwenden.

Zu Beginn ist es wichtig zu verstehen, dass diese fünf Säulen keine besonders greifbaren oder physischen Gegenstände sind, sondern eher als Ideologien bezeichnet werden können. So wie ein Pfeiler in einem Gebäude die Hauptfunktion hat, Stütze und Struktur zu bieten, so werden diese Pfeiler die Stütze und Struktur für unser Daten- und agiles Design-Management bieten.

Jede einzelne Säule ist erforderlich. Wenn man eine entfernt, führt das zum Sturz der anderen.

Die fünf Säulen des Daten- und agilen Design-Managements 

Fünf Säulen des PCB-Daten Daten- und agilen Design-Managements

    S. - Singularity (Singularität)

     M. - Managed (Verwaltet)

     A. - Architecture (Architektur)

     R. - Review (Überprüfung)   T. - Tailored (Maßgeschneidert)

Singularität

Singularität von was? Singularität von Daten und Prozessen. Wenn ein Team mit unterschiedlichen Daten arbeitet und unterschiedlichen Verfahren folgt, braucht es keinen Hellseher, um die Ergebnisse vorherzusagen. Es gibt absolut keine Möglichkeit, die Qualität oder die Ergebnisse zu kontrollieren. Können mehrere Personen, die an verschiedenen Startpunkten beginnen und mit verschiedenen Karten in verschiedene Richtungen laufen, alle am selben Ziel ankommen? Nein!

Ich habe die Probleme, die durch so genannte "Rogue Libraries" verursacht werden, öfter gesehen, als ich zählen möchte. Rogue Libraries sind Bauteilbibliotheken, die nicht kontrolliert oder überprüft werden. Denken Sie an den enormen Arbeitsaufwand, der bei der Vorbereitung eines PCB-Designs erforderlich ist. Der Engineering-, Layout- und Herstellungsprozess... und dann, wenn Sie mit der Montage anfangen, kommen die berüchtigten unerwünschten Telefonanrufe, in denen Sie darüber informiert werden, dass der Hersteller auf "Tücken" stößt. Probleme wie z.B. Teile, die aufgrund falscher Fußabdrücke nicht auf die Platine passen, oder andere Bauteile, die auf der Leiterplatte liegen oder herunterfallen. Wenn Sie dann anfangen, das Problem zu untersuchen, finden Sie heraus, dass die persönliche "Rogue Library" von jemandem benutzt wurde, und dies nun dazu führt, dass die gesamte Fertigung verschrottet werden kann. An diesem Punkt beginnen Sie den langen Weg zum Büro des Managers, um die Situation zu erklären. Kein gutes Gefühl.

Vor einigen Jahren trat ich einem Unternehmen bei, das zwar seit vielen Jahren erfolgreich existierte, in dem aber der PCB-Design-Bereich absolut keine Struktur oder Organisation hatte. Es wäre eine Untertreibung zu sagen, dass es ein völliges Durcheinander war. Das zeigte sich schon an der schieren Anzahl der PCB-Designs, die erstellt wurden. Ich erinnere mich, wie ich zu einem der Designer ging und er eine Schreibtischschublade gefüllt mit leeren Leiterplatten öffnete. Er erzählte, dass dies die Entwürfe waren, die es aufgrund eines Designproblems NICHT durch die Fertigung geschafft hatten. Ich fühlte mich, als wäre ich von einem Maultier in den Bauch getreten worden. Als ich weiter recherchierte, stellte ich fest, dass wir insgesamt etwa 1123 PCB-Bibliotheken im Einsatz hatten. Natürlich in allen möglichen Arten und Größen. Mehrere Fußabdrücke mit dem gleichen Namen. Jeder Designer mit seiner persönlichen Bibliothek. Kein Wunder, dass es Probleme gab!

Unsere Hoffnung bei jedem Design lässt sich in einem einzigen Wort zusammenfassen... Integrität. Was ist mit diesem Wort gemeint? Es ist definiert als "der Zustand, in dem etwas ganz und ungeteilt ist". Das ist eine großartige Vorstellung eines PCB-Designs. Ungebrochen und ungeteilt zu sein. Das gefällt mir. Als wir mit tausend Bibliotheken arbeiteten, begannen wir an tausend möglichen Startpunkten und damit kamen tausend mögliche Probleme. Noch schlimmer war, dass wir nicht von soliden und verifizierten (d.h. nachgewiesenen) Daten für ein Design ausgingen. 

Es gibt ein altes Sprichwort: "Um etwas zu bekommen, das du noch nie hattest, musst du etwas tun, was du noch nie getan hast." Ich kannte die Lösung, um das Problem zu beheben, aber es war ein radikaler Schritt. Meine Lösung war einfach. An einem Freitagabend, nachdem alle nach Hause gegangen waren, LÖSCHTE ich ALLE BIBLIOTHEKEN vom Server. Ich muss zugeben, es folgte ein interessanter Montagmorgen. Wie gesagt, es war ein radikaler, aber notwendiger Schritt. In kurzer Zeit danach konnten wir große Verbesserungen der PCB-Designs feststellen. Wir erlangten endlich die Kontrolle über die Informationsquelle. Die Moral der Geschichte ist: Um Integrität in PCB-Designs zu haben, müssen wir zuerst Integrität in unseren Informationen und Prozessen haben.

Aber auch eine Cloud-Plattform wie Altium 365 kann Ihnen dabei helfen, Ihre Bibliotheken aufgeräumt zu halten, denn Ihre Mitarbeiter können ganz einfach jederzeit von überall aus auf Ihre Daten zugreifen. 

Verwaltet

„Verwaltet“ ist die zweite Säule, die uns die erforderliche Unterstützung und Struktur gibt. Dies mag wie eine Anfängeridee klingen. Es kann jedoch nicht davon ausgegangen werden, dass, wenn Sie von einer einzigen Informationsquelle aus operieren, diese verwaltet oder kontrolliert wird. Verwaltet werden sollte Folgendes:

Rollen

In den verschiedenen Phasen des Designprozesses wird eine Vielzahl von Informationen benötigt, und zwar von verschiedenen Personen in diesem Prozess. Jede dieser Personen hat verschiedene Rollen und Inputs im Designprozess. Ein agiles Design-Management und gutes PCB-Datenmanagementsystem kontrolliert zunächst, wer Zugriff hat. Systeme wie Altium 365 können mit einer sehr starken Hierarchie und benutzerdefinierbaren Ebenen der Zugriffskontrolle eingerichtet werden. Dies ermöglicht einen maßgeschneiderten Ansatz auf der Grundlage von Abteilungen, Teamstrukturen, Fähigkeiten sowie Vertrauens- und Autoritätsebenen.

Berechtigungen

Die Berechtigungen sind eng an die Hierarchie der Rollen gekoppelt. Rollen bestimmen, wer Zugriff auf Daten hat – Berechtigungen definieren, was mit den Daten gemacht werden kann.  

Zum Beispiel: Einige Mitarbeiter müssen bestimmte Informationen nur sehen können. Andere müssen diese Informationen möglicherweise in irgendeiner Weise nutzen und wieder andere müssen die Informationen überprüfen oder bearbeiten. Mit diesen Rollen und Berechtigungsstufen bleibt alles unter Kontrolle. In einigen Unternehmen herrscht der Glaube, dass es besser ist, jedem den Zugang zur Bearbeitung von Informationen wie z.B. Elementen in der Bauteilbibliothek zu ermöglichen. Das ist jedoch nicht unbedingt die beste Vorgehensweise; es ist in der Regel besser, diese Erlaubnis nur einigen wenigen Vertrauenspersonen zu erteilen. Auf diese Weise können wir die Datenqualität und -integrität besser verwalten.

Revisionsschema

Jedes Datenmanagementsystem benötigt ein Revisionssystem. Dieses wird von Unternehmen zu Unternehmen unterschiedlich sein. Ein sehr beliebtes Schema ist das alphanumerische System. Zum Beispiel: 1.A. Die Nummer wird bei größeren Revisionen geändert und der Buchstabe bei kleineren Revisionen. Es bleibt der Interpretation überlassen, was eine größere und was eine kleinere Revision darstellt. Das Wichtigste ist hier, eine Systemstruktur zu verwenden, die flexibel genug ist, um die Arten von Änderungen abzudecken, die vorgenommen werden. Wenn Sie einen Vorschlag für ein Schema benötigen, stehen Ihnen eine Reihe von Standards zur Verfügung, darunter ASME Y14.35M und GOST.

Es ist wichtig, dieses Revisionsschema im Voraus festzulegen, da eine Änderung mitten im Prozess Probleme und Verwirrung verursacht.

Lebenszyklus

Nicht zu verwechseln mit dem Revisionsschema sind die Phasen des Lebenszyklus von Datenelementen. Das Lebenszyklusschema wird verwendet, um den Reifegrad eines bestimmten Datenelements zu beschreiben. Zum Beispiel haben elektronische Produkte normalerweise sechs Lebenszyklusstadien: Einführung, Wachstum, Reife, Rückgang, Auslaufen und Veralterung.

Entwicklung des Daten-Lebenszyklus
Diagramm über den Daten-Lebenszyklus

Die einzelnen Namen für die jeweilige Stufe können variieren. Die am besten verwalteten Systeme sind solche, die die Lebenszyklusphase automatisch ändern. Zudem kehrt der Lebenszyklus bei wesentlichen Änderungen automatisch in den Einführungszustand zurück. Auf diese Weise werden alle Änderungen wahrgenommen und können überprüft werden. Wie wir in Kürze sehen werden, müssen diese Änderungen überprüft werden und einen Audit-Prozess durchlaufen. Diese automatischen Lebenszyklus-Änderungen sind als Markierungen der zur Prüfung anstehenden Punkte sehr nützlich.

Darüber hinaus ist es wichtig, sich vor Augen zu halten, dass der Lebenszyklus nicht nur für CAD-Modelle oder Bauteile gilt. Jedes Objekt in der Datenbank kann (und sollte) einen Lebenszyklus haben.

Architektur

Was ist gemeint, wenn man von Architektur spricht? Es ist die spezifische Struktur der Datenbank, die bestimmt, welche Daten gesammelt werden, wie sie in einem Datenbanksystem gespeichert, angeordnet und verwendet werden. Dieses System wird je nach Ihren individuellen Bedürfnissen und Ihrer Umgebung variieren. Die meisten Datenbanken haben jedoch gemeinsam, dass eine Ordnerstruktur eingerichtet werden kann. 

Je strukturierter Ihre Datenbank ist, desto besser. Wie Sie gesehen haben, gibt es auf dem Markt unendlich viele Arten elektronischer Bauteile. Es ist von entscheidender Bedeutung, diese so zu organisieren, dass es einfach ist, ein bestimmtes Bauteil schnell zu finden. Ein üblicher Ansatz, den ich verwendet habe, besteht darin, alle Bauteile nach Kategorie und Familie zu lokalisieren - auch bekannt als Bauteil-Taxonomie.

Um die Organisation der Kategorien zu erleichtern, nummeriere ich diese gerne in einer 100er-Serie. Dann werden die Familien einzeln nummeriert.

Zum Beispiel: 

Screenshot einer Bauteiledatendank für ein agiles Design-Management

Mit dieser Art von Struktur können wir jedes Bauteil leicht finden und organisieren. Aber bedenken Sie, dass die Datenbank nicht nur Bauteile enthält, sondern auch alle anderen Informationen, die möglicherweise benötigt werden.

Überprüfung

Ich habe einige ausgeklügelte PCB-Datenmanagementsysteme und agile Design-Managementsysteme gesehen. Aber bei den besten Systemen kommt es nicht auf die Größe an, sondern auf die Qualität der Informationen. Das alte Axiom, "es kommt nicht auf die Quantität, sondern auf die Qualität an", trifft zu. Die Qualität einer Datenbank zu sichern, bedeutet, ständige Audits durchzuführen. Wie bereits erwähnt, hat ein gutes System die Eigenschaft, dass sich der Lebenszykluszustand eines Objekts automatisch ändert, sobald Änderungen an diesem Objekt vorgenommen werden. Dies ist ein guter Zeitpunkt, um ein Audit durchzuführen. Eine gute Regel ist, die Bauteile nicht zu verwenden und den Informationen nicht zu vertrauen, bis dieses Audit abgeschlossen ist.

Lichtturm mit Meer im Hintergrund

An der Küste eines sehr zerklüfteten Gebiets von North Carolina stehen drei Leuchttürme. Wenn Schiffskapitäne in den Hafen einlaufen, orientieren sie sich nicht von Leuchtturm zu Leuchtturm. Stattdessen reihen sie alle drei Leuchttürme so aneinander, dass nur ein einziger Lichtpunkt sichtbar ist; so garantieren sie, dass sie in einer Linie mit dem Kanal liegen. Auf die gleiche Weise überprüfen wir während des Prüfungsprozesses, ob alle Lichter in einer Linie stehen und wir nur eine einzige Quelle der Wahrheit sehen. Wenn es um Bauteile geht, ist unser Dokument für die Quelle der Wahrheit das Datenblatt des Herstellers; jedes Datenelement muss sich daran ausrichten. Wenn dies nicht der Fall ist, dann können wir uns auf Probleme in der Zukunft einstellen.

Maßgeschneidert

Die letzte Säule, die jedes stabile PCB-Datenmanagementsystem und agile Design-Management unterstützt, ist, dass es maßgeschneidert ist. Wie wir in Kapitel 2 gesehen haben, vollzieht sich in der gesamten Elektronikindustrie ein massiver Paradigmenwechsel. Dieser zwingt uns, anpassungsfähig zu bleiben, nichts in Stein zu meißeln. Das Datenbanksystem muss flexibel genug sein, um sich an die wechselnden Gezeiten unserer Industrie anzupassen.

Wenn sich diese Informationen verlagern, müssen wir darauf vorbereitet sein, die Veränderungen und ihre Umsetzung zu erkennen. Dabei wird der Lebenszyklus jedes fraglichen Datenelements (Symbol, Fußabdruck, Bauteil, Schaltplanseite usw.) voranschreiten oder in den Zustand zurückversetzt, in dem es dann die Überprüfungsphase (Audit) durchlaufen kann. Keine Änderungen, die sich auf die Informationen auswirken, sollten ohne eine Dokumentation als Form der Validierung der Änderung vorgenommen werden; aber das Datenmanagementsystem wird zumindest automatisch die gesamte Historie jedes Elements verfolgen und so einen klaren Prüfpfad liefern.

Erfahren Sie mehr im OnTrack-Podcast mit Judy Warner und dem Gast John Watson. Sehen Sie sich die ganze Episode hier an:

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Über den Autor / über die Autorin

Über den Autor / über die Autorin

Mit fast 40 Jahren in der Elektronikindustrie, davon 20 Jahre im Bereich des PCB-Designs und -Engineerings, ist John als Designer/Ingenieur und in jüngster Zeit als Ausbilder und Mentor an der Spitze der PCB-Industrie geblieben. Seine primäre Arbeit war im Fertigungsbereich angesiedelt, hat sich aber auch auf verschiedene PCB- Dienstleistungsbereiche ausgeweitet. Als Veteran diente er stolz in der Armee im Bereich des militärischen Geheimdienstes. John ist ein CID-zertifizierter PCB-Designer. Gegenwärtig strebt er seine CID-Zertifizierung für Advance CID an. Als leitender PCB-Ingenieur bei Legrand Inc. leitet er jetzt die PCB-Designer und -Ingenieure in verschiedenen Abteilungen in den Vereinigten Staaten und China.

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