Entwickler wollen Innovationen vorantreiben und bei der Lösungsfindung neue Wege gehen. Aber in vielen Fällen stehen sie dabei vor gewaltigen Hindernissen. Es gibt mehrere und immer größere Herausforderungen für Entwickler in der heutigen Welt der Produktentwicklung. Ein wichtiges Thema ist dabei, Qualifikationen auf dem Laufenden zu halten und bei den technologischen Entwicklungen am Ball zu bleiben.

Designspark-PCB ist eine kostenlose EDA- oder ECAD-Software zum Entwerfen von Elektronikschaltungen und Leiterplattenlayouts.

Designspark-PCB ist eine kostenlose EDA- oder ECAD-Software zum Entwerfen von Elektronikschaltungen und Leiterplattenlayouts.RS Components

Dazu kommt, dass Entwickler zunehmend eine breite Palette von Fähigkeiten abdecken müssen. Denn Designteams schrumpfen branchenweit und weisen immer weniger Engineeringspezialisten auf, die beispielsweise detailliertes Know-how im Power- oder Analogdesign mitbringen.

Ein weiteres Problem ist die zunehmende Zahl von Projekten, mit denen Designteams heute konfrontiert sind. Unter allen Faktoren, die den Entwicklungsprozess im heutigen wettbewerbsintensiven Umfeld beeinflussen, sticht wohl die Time-to-Market heraus. Die Teams stehen unter wachsendem Druck, Produkte mit immer besseren Leistungscharakteristiken und ständig steigender Funktionalität schnell auf den Markt zu bringen. Sich von den Anderen abzuheben, erfordert in der Regel deutlich mehr Komplexität in immer kürzeren Zeitrahmen.

Eckdaten

Die von Herstellern eingeführten Designressourcen, Open-Source-Plattformen und -Materialien haben die freie Verfügbarkeit von Leiterplattendesign und 3D-Designtools sowie Rapid-Prototyping-Möglichkeiten etwa durch die Verwendung von 3D-Druckern zu einem agilen Ansatz geführt, der den Designprozess demokratisiert. Dies eröffnet große Chancen für Innovationen und ermöglicht Entwicklern, schneller vom Konzept zur wirklichen Erstellung des Prototypen zu kommen.

In diesem Zusammenhang stehen die Gesamtkosten eines Projekts ebenfalls auf dem Prüfstand. Während Materialkosten natürlich immer wichtig sind, ist die Stückliste (BOM) zunehmend weniger ein Problem im Vergleich zu den Gesamtkosten der Hardware- und Software-Entwicklung über den gesamten Designzyklus hinweg.

Unterstützung beim Design

Um jedoch diese Herausforderungen zu meistern, gibt es eine wahrnehmbare Veränderung des traditionellen Designansatzes, den viele Entwicklungsabteilungen und -Unternehmen heute verfolgen. Diese Veränderung geht auf die Open-Source-Bewegung, weitere Designtools und Ressourcen sowie Rapid-Prototyping-Hardware zurück.

Der traditionellen Vorgehensweise zufolge müssen Entwickler vor dem Start der eigentlichen Designarbeit zunächst einmal Produktspezifikationen aus verschiedenen Quellen einschließlich der internen Abteilungen wie Vertrieb und Marketing sowie der wichtigen Kunden einholen. Neben der Recherche bezüglich der notwendigen Technologien zum Erfüllen der Spezifikationen ist die Zukunftsfähigkeit eines Produkts zu prüfen und inwieweit es den Anforderungen des Marktes gerecht wird. Darüber hinaus ist zu erkunden, was für den sicheren Erfolg in einem hart umkämpften Markt erforderlich ist.

Mit der Plattform Raspberry-Pi lassen sich auf Grundlage modularer Bausteine schnell Produkte und Systeme 
schaffen.

Mit der Plattform Raspberry-Pi lassen sich auf Grundlage modularer Bausteine schnell Produkte und Systeme
schaffen.RS Components

Dokumentation ist dabei ein Schlüsselelement: Die Produktfunktionalität muss beschrieben sein, zusammen mit den Minimumanforderungen, damit das Produkt Akzeptanz findet. Außerdem gehört die Dokumentation zum Produkt dazu. Daten über Marktpotenziale, Zielkunden und erwarteten Return-on-Investment sind zu sammeln. Wenn dann die eigentliche Designarbeit beginnt, nimmt die Dokumentation wieder eine Schlüsselfunktion ein, um sicherzustellen, das der Entwicklungsprozess auch zum richtigen Endergebnis führt.

Zeit umzudenken

Dieser traditionelle Ansatz weist viele Fallstricke auf. Das Sammeln von Anforderungen kann lange dauern und Entwickler haben nur begrenzte Möglichkeiten, den Spielraum der Spezifikationen für Innovationen zu verlassen. Darüber hinaus ist in der Regel nur ein Teil des Engineeringteams in den Prozess der Zusammenstellung der Anforderungen eingebunden und so wird nur ein Teil der kollektiven Erfahrung genutzt.

Plattformen wie die des Herstellers Arduino machen es auch kleineren Unternehmen möglich, ihre Konzepte schnell umzusetzen.

Plattformen wie die des Herstellers Arduino machen es auch kleineren Unternehmen möglich, ihre Konzepte schnell umzusetzen.RS Components

Hinzu kommt, dass die begrenzte Zeit im Entwicklungszyklus oft zu einer starken Abhängigkeit von vorherigen Produktdesigns führt. Zwischenzeitlich kann sich aber der Bedarf des Marktes verschoben haben oder ein Konkurrent hat die Lücke sogar mit einem bereits verfügbaren Produkt geschlossen.

Die Branche erlebt einen immer deutlicheren Umbruch in der Herangehensweise an das Produktdesign. Der Rapid-Concept-and-Prototyping-Ansatz kann entschieden besser auf die Anforderungen reagieren: das Ziel lässt sich wesentlich einfacher im Rahmen seiner Must-Have-Funktionalität auf einem viel höheren Niveau identifizieren, wenn komplette Engineeringabteilungen am Brainstorming beteiligt sind.

Mehrere Konzepte lassen sich digital erstellen und parallel entwickeln. Vielversprechende Konzepte lassen sich schneller vorantreiben und das schwächste schnell in einem evolutionären und iterativen Prozess aufgeben. Physisch greifbare Prototypen können hergestellt und schnell Kunden- und Markttests unterzogen werden, um dann mit einer kleinen Anzahl von Prototypen den vollständigen Designprozess zu durchlaufen.

Designspark-Mechanical ist eine kostenlose 3D-Designsoftware, die Entwickler beim Umsetzen von Produkten unterstützt.

Designspark-Mechanical ist eine kostenlose 3D-Designsoftware, die Entwickler beim Umsetzen von Produkten unterstützt.RS Components

Die Vorteile dieses agilen Ansatzes sind die Fähigkeit, schnell auf Marktanforderungen zu reagieren, die inhärente Förderung von Innovation, die kürzere Markteinführungszeit, die Einbeziehung der Ingenieure über ganze Abteilungen hinweg und schließlich der Aufbau eines Erfahrungsschatzes, egal ob man ein potenzielles Konzept letztlich tatsächlich umsetzt oder nicht.

Den Weg ebnen

Allerdings ist dieser Ansatz in der Produktentwicklung nur von Vorteil, wenn sich Entwickler in den Konzeptionsprozess einbezogen sehen. Dies war in der Vergangenheit schwierig. Aber es gibt drei Grundvoraussetzungen, die aus dieser agilen Vorgehensweise mehr als nur eine Möglichkeit, sondern vielmehr eine sehr reale Alternative machen.

Im September 2013 führte RS Components Designspark-Mechanical ein. Direct-Modelling-Techniken ermöglichen es auch Nicht-CAD-Spezialisten, Produkte in 3D zu konzipieren.

Im September 2013 führte RS Components Designspark-Mechanical ein. Direct-Modelling-Techniken ermöglichen es auch Nicht-CAD-Spezialisten, Produkte in 3D zu konzipieren.RS Components

Das erste Element ist Open-Source-Material. Die zunehmende Verfügbarkeit von Open-Source-Hardware und -Software einschließlich Hardware-Referenzdesigns und Software-Protokollstacks von Halbleiterherstellern und anderen Anbietern verschafft Entwicklern einen wertvollen Vorsprung: sie können schnell Konzepte erproben, ohne vom leeren Blatt Papier aus starten zu müssen. Darüber hinaus erlauben Plattformen wie Arduino und Raspberry-Pi auch kleineren Unternehmen, auf Grundlage dieser modulare Bausteine schnell Produkte und ganze Systeme zu schaffen.

Zweites Element ist die wachsende Möglichkeit, auf frei verfügbare Designsoftware zuzugreifen. An der Spitze steht Designspark-PCB: leistungsstark, einfach zu bedienen und ohne Einschränkungen oder jährliche Lizenzgebühren. Das Tool hat damit einen Engpass im Bereich des Leiterplattendesigns entfernt, denn in der Regel erfolgte die Umsetzung früher unter Verwendung von Premium-PCB-Software wie Or-CAD, Pads oder Altium.

Die Verfügbarkeit einer freien PCB-Designsoftware erlaubt jetzt allen Entwicklern, schnell ihre Konzepte zu entwerfen. In der Tat haben sich viele Hersteller für Designspark-PCB entschieden. Sie nutzen die Software, um ihre Referenzdesigns einem möglichst breiten Publikum zugänglich zu machen.

Technische Mechanik zählt

Eine zusätzliche Komponente ist die Schaffung mechanischer Konzepte und Designs. Das Erstellen schneller mechanischer Konzepte war schon immer ein Engpass bei der Enwicklung wirklich agiler Designs. Traditionelle 3D-CAD-Tools waren die Domäne geschulter CAD-Spezialisten und kosteten eine nicht unerhebliche Summe an jährlichen Gebühren. Daher war die Engineering Community im Allgemeinen nicht in der Lage, sich mit 3D-Design auseinander zu setzen.

Mit demTool Designspark-PCB sind beim Leiterplattendesign weder Spezialisten noch Premium-PCB-Software unbedingt erforderlich.

Mit demTool Designspark-PCB sind beim Leiterplattendesign weder Spezialisten noch Premium-PCB-Software unbedingt erforderlich.RS Components

Als RS Components im September 2013 das kostenlose und auf Direct-Modelling-Techniken basierende Designspark-Mechanical auf den Markt brachte, wurde es Nicht-CAD-Entwicklern möglich, Produkte in 3D zu konzipieren. Bis jetzt haben mehr als 100.000 Ingenieure bereits Designspark-Mechanical in ihre Entwicklungsprozesse integriert.

Das letzte Element ist das Rapid-Prototyping. Eine wertvolle Hilfe sind hier Leiterplattenhersteller, die Prototypenboards in wenigen Tagen und zu relativ niedrigen Kosten liefern können. Hinzu kommt die immer größere Verfügbarkeit von 3D-Druckern. Dieser Themenbereich nimmt nun massiv an Fahrt auf und wird dramatischen Einfluss auf die Fähigkeit haben, Prototypen und mechanische Konzepte schnell zu produzieren und zu realisieren.