Een essentiële aanpak: Design for Engineering

Als kennispartner delen wij graag onze inzichten met ons relaties. In dit artikelen gaan we dieper in op de principes die wij gebruiken binnen onze engineering.

Vrijwel iedereen in de elektronica branche kent de situatie: er is een oud PCBA design wat jaren lang geproduceerd is en op een gegeven moment zijn bepaalde obsolete componenten niet meer verkrijgbaar; ook niet via brokers. Op dat moment is er een noodzaak om het design te updaten met moderne componenten en vaak is er tegelijkertijd een wens om het design functioneel te verbeteren. Dan blijkt echter dat de design documentatie niet compleet, niet consistent of zelfs geheel niet aanwezig is. Het gevolg is dat je tegen tal van risico’s aan loopt, bijvoorbeeld:

• Als er geen originele specificaties zijn, is er geen mogelijkheid om een nieuw design daar tegen te valideren. Simpel gesteld: hoe weet je in dat geval dat het nieuwe design hetzelfde doet als het oude design?
• Als er geen revision records zijn, is er een risico dat een verkeerde versie van het design opnieuw wordt gemaakt en dat daarmee ook (reeds verholpen) fouten weer in het nieuwe design terecht komen.
• Als er onzekerheid over de bruikbaarheid van aanwezige design files is, zal dit extra onderzoektijd vereisen en daarmee met zekerheid tot extra doorlooptijd en kosten leiden.

Design for Engineering

Daarom hanteren wij bij Hortec in aanvulling op de bekende DfX praktijken voor al onze elektronica-ontwikkelactiviteiten het Design for Engineering principe. Dit omvat een aantal standaard werkwijzen waarmee we de voorwaarden scheppen waardoor designs zo goed mogelijk onderhouden kunnen worden, over te dragen zijn aan andere engineers, in de toekomst te re-engineeren zijn en als een gevolg hiervan beter toekomst-bestendig zijn.

Om dit te realiseren werken wij voor nieuwe ontwerpen altijd met:

• Specificaties
• Configuratie management
• Versiebeheer
• Design rules (HW)
• Code rules (SW)

Specificaties

Specificaties zijn noodzakelijk om een ontwerp te kunnen valideren. Ze vormen de benchmark voor je nieuwe ontwerp. Immers: als je niet gedefinieerd hebt wat een nieuw ontwerp allemaal moet kunnen, hoe weet je dan dat het nieuwe ontwerp voldoet aan je wensen?

Configuratie management

Het configuratie management is een proces waarmee consistentie tussen enerzijds het functioneren en de opbouw van een product en anderzijds de product specificaties beheerd wordt. Deze informatie wordt gebundeld in een configuratie index, waar voor een PCBA terug te vinden is wat bijvoorbeeld de meest recente versies zijn van schema’s, PCB ontwerp, Bill of Materials en dergelijke. Het voeren van configuratie management is noodzakelijk voor ontwerpbeheersing.

Versiebeheer

Het idee achter versiebeheer is dat je bij wijzigingen in een onderdeel van je product registreert welke wijziging gemaakt is, en wanneer en waarom deze doorgevoerd is. Dit geldt voor alle documentatie die onderdeel van je ontwikkeling is, dus voor specificaties, schema’s, PCB ontwerp, etc.. Dit is noodzakelijk om in de toekomst aanpassingen te kunnen herleiden.

Design Rules

Het gebruik van design rules zorgt er voor dat een PCBA op een uniforme manier uitgevoerd wordt en dat ontwerpen voldoen aan de eisen voor componenten en PCB productie. In aanvulling daarop heeft Hortec een set van standaard methodes om PCBA’s door middel van bijvoorbeeld filtering en ontkoppeling minder gevoelig te maken voor EMC en ESD.

Coding Rules

Waar Design Rules van toepassing zijn op de fysieke kant van het PCBA ontwerp, zijn de Coding Rules van toepassing op de embedded software. Meer nog dan bij het PCBA ontwerp is overdraagbaarheid van embedded software problematisch als deze niet vanuit een structuur is opgezet en wanneer teveel variabelen en functies door elkaar heen lopen. Hortec gebruikt de MISRA-C standaard, aangevuld met aanvullende regels voor interne consistentie.

Er zijn geen excuses om dit niet te doen

De bovengenoemde zaken zijn in onze ogen basiseisen voor een beheersbaar design. Toch zien we maar al te vaak dat deze in de praktijk niet aangehouden worden. Dit geldt niet alleen voor eenmansbedrijven maar opvallend genoeg ook voor bedrijven waarvan je zou verwachten dat ze beter zouden moeten weten. Wij zouden alle elektronica engineers en vooral alle opdrachtgevers aanraden een gelijke aanpak te volgen om het daarmee voor elkaar gemakkelijker te maken. Maak dus geen design alleen voor nu, maar Design for (future) Engineering.