エレクトロニクス製品設計の課題：要件管理が不可欠な理由

現代の設計の世界をナビゲートすることは複雑です。新しい課題と技術の急速な変化で満ちています。これらの課題を成功裏に管理し、設計意図のコミュニケーションが明確で整理されたままでいることを確実にするためには、堅牢な要件管理プロセスが必要です。うまく管理された要件と今日の設計との重要な関連性を探るために読み進めてください。

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要件とは何か？

要件とは、製品が成功するために必要な必須の特徴や機能です。これらはステップバイステップで指導し、構築するものがそれを使用する人々の期待とニーズを満たすことを保証します。

要件を特定の質問への回答と考えてください:

• それは何をする必要がありますか？ これは、電話での通話やメッセージの送信から、車の速度や走行距離に至るまで、何でもあり得ます。
• これが重要な理由は何ですか？ これは各機能の価値を理解するのに役立ち、それが明確な目的と利点を持つことを保証します。
• それが期待通りに機能するかどうかはどうやって知ることができますか？ この部分は、各機能が正しく機能するかをテストして検証するのに役立ちます。

要件は、顧客、パートナー、営業、サポート、管理、エンジニアリングなど、プロジェクトに関わるさまざまな場所や人々から出てきます。すべての人が自分自身のニーズと期待を持ち寄りますが、これらを聞き、理解し、計画および設計プロセスに取り入れることが重要です。要件は、最終製品が正確にその目的を果たし、ユーザーのニーズと期待を満たし、最終的に成功することを保証するのに役立つ構成要素です。

要件の種類

特定のニーズを満たす必要があるに応じて、さまざまな要件の種類を区別することができます。例えば：

• 機能要件は、製品またはシステムがその目的を達成するために持つべき基本的な側面です。これらは製品が行うべきことを定義し、ユーザーのニーズと期待を満たすために必要な機能と特徴を概説します。洗濯機の場合、これにはさまざまな生地を洗い、すすぎ、余分な水を取り除くために衣類を脱水することが含まれるかもしれません。
• 性能要件は、製品やシステムがその機能をどの程度うまく果たすかを規定します。これらは効率、応答性、速度などの側面を含み、定義された条件下で製品が最適に動作することを保証します。洗濯機の性能要件では、1サイクルあたり400 kWhを超える電気と40ガロンの水を消費しないことが指定されるかもしれません。
• 制約要件は、製品が運用されるべき制限です。これらはサイズ、コスト、または技術的能力に関連する可能性があり、設計および開発プロセスを導く境界を設定します。問題の洗濯機については、150ポンド未満の重さで、最大で幅27インチ、高さ39インチ、奥行き34インチであることが含まれるかもしれません。
• 環境要件は、製品が様々な条件下で効果的に動作し、持続可能性と生態基準を遵守することを保証する製品とその環境との相互作用に焦点を当てています。私たちの洗濯機に対する環境仕様は、エネルギー効率と節水性能を指示することができます。
• インターフェース要件は、製品がユーザーフレンドリーでアクセスしやすく、使いやすいことを確認することに中心を置いています。これらは、ユーザーと製品またはシステムとの間の肯定的な相互作用を促進します。私たちの場合、洗濯機のコントロールパネルがユーザーフレンドリーで直感的であることを意味し、ボタンやダイヤルがその機能を示すために、簡単に理解できるアイコンとテキストで明確にラベル付けされている必要があります。

要件管理とは何か？

要件管理は、記録、検討、ランキング、および要件の統合のための技術のセットであり、エンジニアリングチームが常に最新かつ承認された仕様で作業することを保証します。その目的は、製品開発目標の達成を保証することです。要件の変更を厳密に監視し、ステークホルダーとの継続的なコミュニケーションを促進することにより、要件管理はエラーを最小限に抑え、プロジェクトの開始からエンジニアリングライフサイクル全体を通じて一貫性と明確さを維持します。

要件管理の重要な側面は、予期せぬ遅延要件変更からプロジェクトをリスク回避する能力です。例えば、車の設計の複雑なプロセスを考えてみましょう。ステークホルダーが車両の航続距離を増やすことを要求した場合、それはバッテリーモジュールの数を増やすなど、さまざまな調整を必要とします。Altium Develop要件およびシステム管理のようなコンプライアンスステータスを管理するツールは、バッテリーの質量や容量など、すべての関連する特性を自動的に再計算し、充電質量、車両質量、ブレーキ距離などの隣接する特性も考慮し、変更とそのシステム全体への影響の完全なトレーサビリティを保証します。

従来の設定では、新しい要件に対応するためには、会議、メール、手動での更新という面倒な連鎖がしばしば数週間にわたって必要でした。熟練した要件管理ツールを使用すると、この時間を大幅に短縮できます。なぜなら、すべてのチームメンバーが整列し、情報を共有し、数秒以内に最新かつ最も正確な情報で作業しているからです。設計のすべての側面が一貫して同期され、詳細が見落とされたり忘れられたりすることはなく、迅速な開発ライフサイクルの中でも無視されることはありません。数週間にわたる断続的な往復のコミュニケーションの代わりに、車の設計の更新を数分で完了することができます。

要件管理プロセス：主要タスク

要件管理プロセスの構築は、成功した電子製品を提供するための基盤です。これにより、すべての技術的ニーズが明確に定義され、継続的に検証され、製品ライフサイクル全体での要件の追跡可能性を確保することが不可欠です。以下は、要件管理のベストプラクティスに従うプロセスの主要な段階です：

• 要件収集：ステークホルダー、顧客、および内部チームからの高レベルの製品ニーズを収集します。このステップでは、範囲を定義し、早期に期待を合わせます。
• 要件の引き出し：エンジニア、プロダクトマネージャー、エンドユーザーと直接関わることで、収集した内容を精査し、明確にします。構造化されたインタビュー、設計入力、およびシステムモデルを使用して、正確なニーズを引き出します。
• 要件の分解：広範な入力を明確でテスト可能な仕様に分解します。これは、ハードウェア、ソフトウェア、および機械チームが協力しなければならない複雑なシステムにおいて不可欠です。
• 要件のリンク：各要件を対応する設計データ、テスト計画、および文書に接続します。これにより追跡可能性がサポートされ、重要な詳細が見落とされないことを保証します。
• 検証計画：各要件がどのように検証されるかを定義します—シミュレーション、検査、テスト、またはレビューを通じて—そして、これらの活動を事前に計画します。
• 変更管理とバージョン管理：要件へのすべての更新を追跡し、その根拠とステークホルダーの意見を含めて、時間をかけて設計の整合性を維持します。
• 監視とレビュー：ライブダッシュボードと分析を使用して状況と検証の進行状況を監視し、問題のタイムリーな解決とコンプライアンスを確保します。

現代の要件管理ソフトウェアは、このアプローチを合理化するのに役立ち、要件管理プロセスをより迅速で、透明性が高く、エラーが少ないものに特に分散ハードウェアチームにとってします。

現代の電子設計における要件管理の課題

要件の概念は理解しやすいものですが、現代の設計開発の速度と複雑さは全体的な状況を複雑にします。技術進歩の前例のないペースと電子設計の複雑さの急増を目の当たりにしています。この進化は興奮をもたらしますが、要件管理に対する構造化されたアプローチを必要とする多くの要件管理の課題を提起します。

#1 電子設計の複雑さ

スマートデバイスの普及により、電子設計の複雑さは指数関数的に増加しました。例えば、製品におけるチップの使用は急増しており、現代の車両には2,000個以上のチップが組み込まれていることがあり、数十年前と比較して驚異的な増加です。このような複雑さは、設計要素の複雑な網をナビゲートするために、正確でよく組織された要件を必要とします。これにより、各コンポーネントがスムーズに統合され、一体として機能することを保証します。

製品が複雑になるほど、堅牢な要件管理プロセスが重要になります。これは、その開発により多くの時間と予算が投資されるためです。間違えた場合のコスト—お金、時間、または評判であれ—は、リスクを冒すにはあまりにも大きいです。

#2 ソフトウェアの相互接続の増加

ソフトウェアは製品の不可欠な部分となり、過去10年間で組み込まれるコードの行数が15倍に増加しました。ソフトウェアは、さまざまなハードウェアシステム間で重要な情報を交換するための通信ブリッジとして機能します。この相互接続の複雑な網は、重要なデータの途切れのない流れを確保するために、確立された通信プロトコルを要求します。一つのシステムの要件に予期せぬ変更があると、この調和のとれた相互作用が妨げられ、予期せぬ複雑化と広範な再作業を引き起こす可能性があります。したがって、これらの相互接続システムの安定性と信頼性を守り、全体の通信ネットワークの完全性を維持するために、要件管理の役割は重要になります。

#3 生産タイムラインの短縮

製品納期の加速が求められる中で、生産タイムラインは大幅に短縮されました。従来の5年サイクルが2年に圧縮され、迅速なイテレーションと継続的な改善を重視するアジャイルな方法論が求められています。このようなスピード感あふれる環境では、明確でよく定義された要件が設計プロセスを効率的に導くために不可欠であり、迅速な意思決定を促進します。

#4 コミュニケーションのギャップと孤立したプロセス

設計プロセスは、コミュニケーションのギャップに悩まされており、電子データはしばしば孤立したサイロ内に存在します。これらのサイロ間での情報交換は手動で非効率なプロセスであり、貴重な時間とリソースを不必要に消費し、製品の全体的な品質を損ないます。堅牢な要件管理システムは、コミュニケーションを強化し、設計のすべての側面が整合し統合されるようにする統一的な糸として機能します。

#5 要件のトレーサビリティの欠如

コストや可用性に関連する制約のために、設計の80%が最後の段階で部品の変更を経験することは珍しくありません。このような変更における要件のトレーサビリティの欠如は、混乱やエラーを引き起こし、しばしば設計プロセス全体を脱線させる原因となります。要件管理はトレーサビリティを促進し、各変更が文書化され、全体の設計目標と一致していることを保証し、ミスを最小限に抑え、設計の整合性を高めます。

要件管理が不可欠である7つの理由

上記の分析からわかるように、要件管理はオプションではありません。プロジェクトの成功を確実にするために不可欠です。特に、不十分な要件がプロジェクトの失敗の70％を引き起こすという事実を考えると、そうです。不正確に定義された要件は、プロジェクトの範囲の拡大、タイムラインの遅延、コストのエスカレーション、および顧客の期待と安全基準を満たさない最終製品につながる可能性があります。その管理に対して構造化された態度を採用することで、プロジェクトが引用統計の別の失敗になるのを防ぐことができます。

#1 目標と期待の明確化

要件管理は、プロジェクトの目標を明確にし、製品マネージャー、デザイナー、開発者、クライアントなどのステークホルダーを統一された目標に向けて整列させます。プロジェクトの範囲、予算、スケジュールを概説する明確なロードマップを提供し、確立された目標と期待に従って、すべてのステップが計画され、実行されることを保証します。

#2 高速な納品

コンプライアンスステータスの管理はタイムリーさを促進し、品質基準を維持しながら、プロジェクトがスケジュール通りに進行し、より迅速な納品が可能になるのに役立ちます。

#3 再利用性

要件管理により、特定のプロジェクトコンポーネントを後続のプロジェクトで再利用できるようになり、開発全体の持続可能性と効率が向上します。

#4 品質の向上とエラーの削減

明確な要件セットは、設計プロセスにおけるエラー、誤解、および漏れを最小限に抑え、最終製品が期待される品質基準を満たし、その目的を果たすことを保証します。要件管理は、最終製品を顧客のニーズと期待と一致させることを強化し、その全体的な品質を向上させます。

#5 ライフサイクル全体での開発コストの削減

Lifecycle Insightsによると、企業は平均して2.8回のボード再設計を経験し、それぞれ約46,000ドルのコストがかかると報告されています。要件のエラーは、開発チームによる広範な再作業を必要とすることが多いです。プロセスの後半でミスが検出された場合、ソフトウェアエラーの修正コストは急増します。これらのコストを削減する必要性は疑う余地がありませんし、要件の不一致を最小限に抑える戦略は非常に歓迎されます。

効果的な要件管理は、プロジェクトの効率と精度を向上させます。プロジェクト全体で不必要な費用を最小限に抑え、より経済的な開発プロセスにつながります。また、コストがかかり時間を要する修正の頻度を減らすことにも役立ち、お金と追加作業の数ヶ月を節約します。

#6 リスク管理

要件管理は、プロジェクトの早い段階で潜在的なリスクを特定し、それらを軽減する戦略を実施することを可能にします。

#7 コミュニケーションと協力の促進

透明でよく管理された要件セットを使用することで、チームメンバーやステークホルダー間の効果的なコミュニケーションと協力が促進されます。これは共通言語として機能し、さまざまな専門分野を越えた理解と協力を改善します。

Altium Develop 要件管理ツールを活用して、より速く、より少ないエラーで設計する

現代の設計の複雑さと急速な進歩は、要件管理における強固な基盤を求めています。よく整理された仕様セットは、明確さを提供し、コミュニケーションを強化し、設計が望ましい方向に一貫して進化することを保証することで、プロセスをサポートします。Altium Develop の要件＆システム管理を使って自分で確認してください。より速く、より少ないエラーで設計しましょう！