Wie verwalte ich am besten meine ECAD-Daten?

 In CAD, PLM

Eine Bestandsaufnahme von ECAD-Datenmanagement

Bei der Entwicklung elektronischer oder elektrischer Baugruppen gehört das Datenmanagement eher zu den unbeliebten Aufgaben. Das Vernachlässigen der Verwaltung von Konstruktionsdaten führt jedoch zwangsläufig zu erhöhten Kosten, inkonsistenten Konstruktionsdaten und nicht zuletzt zu unvollständigen Fertigungsdaten. ECAD-Konstrukteure konzentrieren sich in der Regel auf die konstruktiven Aspekte eines Designs und vergessen häufig die kleinen Details, die ein Produkt ermöglichen, wie z.B. die ECAD-Bibliothek.

Das eigentliche Problem bei der Datenverwaltung besteht darin, dass Entwickler die wichtigen Teile eines Entwurfs nur eingeschränkt einsehen, kontrollieren und sogar organisieren können. Die Grundelemente einer elektronischen Schaltung (die Komponenten) sind häufig nicht miteinander verbunden, werden nicht verwaltet und ohne echte Intelligenz gespeichert.

Häufige Herausforderungen bei der Verwaltung von Konstruktionsdaten

ECAD PLM Sichtbarkeit

Sichtbarkeit

In vielen Fällen ist die Perspektive, wie Daten durch das Design und den Produktfluss geleitet werden, begrenzt. Aber was passiert, wenn wichtige Informationen wie Marktverfügbarkeit oder Preisinformationen nicht unmittelbar verfügbar sind?

ECAD PLM Kontrolle

Kontrolle

Oft wird ein Projekt erst in letzter Minute abgeschlossen und weitergegeben. Wurden nur autorisierte Komponenten in der Stückliste verwendet? Und erfüllen sie die notwendigen Zertifizierungen der Branche?

ECAD PLM Organisation

Organisation

Wie wird mit Designänderungen umgegangen? Und vor allem: Wie werden diese Änderungen verfolgt? Die meisten Entwickler verwalten ihre Konstruktionsdaten immer noch mit Tabellenkalkulationen und Ordnern auf dem Computer.

Diese steinzeitlichen Vorgehensweisen führen zu Verzögerungen im Designprozess und verlangsamen den gesamten Produktlebenszyklus. Um alle Anforderungen für die effiziente Verwaltung der Entwicklungs- und Fertigungsdaten elektronischer oder elektrischer Baugruppen zu erfüllen, führt kein Weg an einer PLM-Integration der PCB-Designumgebung vorbei.

Die Entwicklung von ECAD- und EDA-Baugruppen ist mit einer Zusammenarbeit verbunden, bei der mehrere Entwickler aus verschiedenen Teams auf dasselbe Ziel hinarbeiten. Es ist daher wichtig, ein zentrales ECAD-Datenmanagement zu haben, mit dem alle Beteiligten arbeiten. Oft mangelt es jedoch an Motivation für die Umsetzung, da Projekte in der Regel zeitkritisch sind und ein zentrales Datenmanagement den Prozess auf den ersten Blick nicht beschleunigt. Dies ist aber ein Trugschluss. Zwar ist zunächst die Implementierung eines Managementsystems für ECAD-Daten mit Zeitaufwand verbunden, jedoch sind die Vorteile des daraus resultierenden nahtlosen Datenaustauschs zwischen ECAD oder EDA und Ihrem PLM-System mithilfe einer ECAD-PLM-Integration nicht von der Hand zu weisen. Langfristig beseitigt zentrales PDM (Produktdatenmanagement) immer wieder auftretende Probleme, die für die Verzögerung des Einsatzes von Designprojekten verantwortlich sind.

ECAD-Bibliothek als zentrales PDM

Die Komponentenbibliothek ist die Arbeitsquelle für den Entwickler von ECAD-Konstruktionen. Eine Komponente besteht typischerweise aus einer logischen und physischen Darstellung eines elektronischen oder elektromechanischen Teils. Das wichtigste Element einer Komponente sind jedoch ihre Eigenschaften. Diese beschreiben eine Komponente im Detail. Typische elektrische Eigenschaften sind beispielsweise Wert, Toleranz und Temperaturbereich. Logistische Eigenschaften wie Artikelnummer, Preis und Verfügbarkeit sind wichtige Beschaffungsmerkmale und ebenso wichtig für die Komponentenauswahl durch den Entwickler.

Sehr oft nutzen Entwickler auch die Möglichkeit, eine eigene Bibliothek zu erstellen, auf die andere Entwickler nicht zugreifen können. Dies bedeutet in der Regel, dass Komponenten in verschiedenen Bibliotheken mehrfach vorhanden sind und auch unterschiedliche Eigenschaften haben. Dies hat natürlich zur Folge, dass jede Komponente, die zweimal in einem Unternehmen eingeführt wird, mit höheren Kosten verbunden und keine Wiederverwendbarkeit möglich ist.

Eine zentral verwaltete Bibliothek, die in Komponentenkategorien eingeteilt ist, sowie ein Vergleich der zentral auf der PLM-Plattform verwalteten Artikeleigenschaften ermöglichen jedem Elektronikentwickler den Zugriff auf geprüfte und freigegebene Komponentendaten und stellen eine konsistente Stückliste für den Einkauf sicher.

Suchen und Wiederfinden von ECAD-Daten

Im Projekt erzeugte Daten werden in vielen Fällen auf einem lokalen Computer oder bestenfalls auf einem öffentlichen Server gespeichert. Versionskontrolle besteht hier in der Regel nicht, was weitreichende Konsequenzen haben kann. Stellen Sie sich zum Beispiel den Fall vor, dass ein Entwickler im Urlaub ist und ein anderer Mitarbeiter Korrekturen an einem wichtigen PCB-Design vornehmen muss. Der andere Mitarbeiter ist häufig mit einem undurchdringlichen Aktendschungel konfrontiert. Es ist nicht ungewöhnlich, dass Dateien mit kryptischen Zusätzen wie ‘_alt’ oder ‘V1.4_neu’ gespeichert werden. Daten, die zentral in einem PLM-System eines Leiterplattenentwurfs erfasst werden, erleichtern nicht nur die Suche und Lokalisierung eines Projekts, sondern ermöglichen auch die Rückverfolgbarkeit der einzelnen Zustände eines Datensatzes.

Webcast XPLM integrate2 für Windchill

Fehler und Inkonsistenzen durch manuelle Datenpflege

Bei der Erstellung einer elektronischen oder elektrischen Baugruppe werden die Schaltpläne und das PCB-Design in erster Linie auf einem Computer als lokal gespeicherter Datensatz erstellt. Verfügt ein Unternehmen über ein PLM-System müssen auch in diesem Fall Daten manuell übertragen und mit weiteren Produktinformationen verknüpft werden, sofern keine ECAD-PLM-Integration vorhanden ist. Die manuelle Übertragung ins zentrale PLM-System ist eine Möglichkeit alle Daten zu zentralisieren, jedoch können sich hier einerseits Fehler einschleichen, andererseits besteht die Gefahr, dass die lokal gespeicherten Daten aufgrund des Zeitdrucks nicht mit dem PLM-System synchronisiert werden und daher in einem alten Zustand mit einer nicht aktuellen Stückliste gespeichert werden. Zusätzlich besteht das Risiko, dass Herstellungs- und Konstruktionsdaten sowie die Teileliste nicht mit den richtigen Produktdaten aus anderen Disziplinen verknüpft sind. All dies kann zur Folge haben, dass viel Zeit für die Fehlerbehebung in Anspruch genommen wird oder dass im schlimmsten Fall das Produkt falsch definiert ist. Eine automatisierte Synchronisation von Konstruktionsdaten und deren Verknüpfung mit Produktdaten aus anderen Konstruktionsdisziplinen im PLM-System ist eine wesentliche Voraussetzung für ein konsistentes Datenmanagement.

Ungenaue Freigabeprozesse für Fertigungsdaten

Ein häufiges Phänomen ist, dass einzelne Leiterplattenentwickler Fertigungsdaten in verschiedenen Formaten generieren und Fertigungszeichnungen in frei interpretierbaren Vorlagen erstellen. Erschwerend kommt hinzu, dass nicht jede Leiterplatte vom selben Hersteller hergestellt wird. Daher können die Herstellungsinformationen unter bestimmten Umständen variieren.

In der Praxis erfolgt die Übergabe der Fertigungsdaten an den Hersteller in der Regel auf herkömmliche Weise, als gepackte Datei und per Post. Dieser Ansatz stellt eine Entwurfsumgebung als isolierte Lösung innerhalb der Infrastruktur eines Unternehmens dar und führt häufig zu Abfragen und zeitaufwändigen zusätzlichen Erklärungen. Durch einen integrierten Freigabeprozess direkt aus dem Entwicklungstool in einem PLM-System haben Elektronikentwickler die Möglichkeit, ihre Konstruktionsdaten sowie Produktionsdaten per Knopfdruck direkt in das führende System eines Unternehmens zu übertragen. Die daraus resultierende verbesserte Datenkonsistenz führt zu zuverlässigeren Informationen in der Produktion und damit zu weniger Fehlern.

Unterschiedliche Entwicklungsmethoden hindern die Zusammenarbeit

Elektronikentwickler und PCB-Designer neigen dazu, ihre Arbeiten als Kunstwerke zu betrachten und haben daher häufig individuelle Marken. Dies beginnt häufig mit der Verwendung von Zeichnungsrahmen, die nicht firmenkonform sind, und fehlenden Beschriftungen in den Zeichnungsköpfen, um spezifisch definierte Regelspezifikationen zu erfüllen.

Fehlende Standarddefinitionen führen leider zu Fehlinterpretationen der Dokumentation oder zu Leiterplatten, die nicht gefertigt werden können. Eine Überarbeitung eines Designs verzögert nicht nur den Zeitplan eines Produktes, sondern führt auch zu finanziellen Einbußen eines Unternehmens. Die Verwendung von Vorlagen und Projektvorlagen direkt aus dem PLM-System für Konstruktionsdaten und idealerweise auch für die Generierung von Fertigungsdaten gewährleistet konsistente Entwicklungsprozesse und verbessert die Zusammenarbeit innerhalb des Konstruktionsteams und der Organisation.

Verbinden Sie Ihre ECAD/EDA-Entwicklung mit Ihrem PLM-System

Wenn sie mit Elektronikentwicklern sprechen, beklagen diese sich normalerweise darüber, dass sie an zu vielen verschiedenen Orten nach Informationen suchen müssen. Sobald diese gefunden sind, stellt sich immer noch die Frage, ob die Informationen und Daten aktuell sind. Mit der ECAD-Windchill-Integration XPLM integrate2 lösen Sie diese Probleme und stellen Ihr Konstruktionsteam zufrieden. XPLM integrate2 verbindet Windchill mit ECAD- bzw. EDA-Systemen wie ELCAD, Engineering Base, EPLAN, Mentor Capital, Solidworks Elec., Altium Designer, Cadence Allegro, Cadence OrCAD, Mentor EDM, Mentor PADS, Mentor Xpedition und Pulsonix und geht dabei über die Funktionalität von Managementlösungen wie Windchill Workgroup Manager und Siemens Teamcenter hinaus, die eher als Provisorium gelten und keine echte ECAD-PLM-Integration darstellen. Eine Integration der ECAD-Umgebung in Ihr PLM-System ist ein strategisches Projekt, das heute angegangen werden muss.

Quelle:
Whitepaper „ECAD Design Data Management – An Inventory“ by Robert Huxel, Director Business Development ECAD at XPLM

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