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Produktionssysteme

Integration gefordert

Die E-CAD (Electronic CAD) oder EDA (Electronic Design Automation) Anbindungen an Product Lifecycle Management (PLM) Systeme werden zunehmend von den Unternehmen im Rahmen einer ganzheitlichen Mechatronik PLM Strategie gefordert. Das ist nichts Neues, denn schon vor Jahren wurde die Notwendigkeit der Anbindung von M-CAD-Systemen an PLM Systeme erkannt. Auch damals war dies ein längerer Prozess, bis sich ein Standard etabliert hatte.

Eine ähnliche Entwicklung zeichnet sich derzeit im Bereich der E-CAD-PLM Kopplungen ab. Allein der Gedanke, dass man dem mechatronischen Konzept nicht nur theoretisch, sondern auch praktisch näher kommt, schließt eine wesentliche Lücke in der unternehmensweiten PLM-Strategie. Die zentrale Ablage von mechanischen, elektrischen und elektronischen Komponenten im PLM-System, sowie ein durchgängiges Stücklistenmanagement ist das erklärte Ziel und kommt der Anforderung zum lückenlosen Produktdatenmanagement sehr nahe.

Wenn man sich die Schwerpunktthemen der Entwicklung von elektrotechnischen oder elektronischen Komponenten vor Augen hält, rücken vier Bereiche ins Blickfeld: die Schaltplanerstellung, die Entwicklung der Leiterplatten und deren Herstellung, die Generierung der gesamten Unterlagen und der Daten- und Stücklistenabgleich zwischen den Arbeitsplätzen und dem zentralen PLM-System. Zusätzlich kann auch die Verwaltung kompletter Verkabelungen und Kabelbäume (Harness Management) in den Fokus rücken.

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Die Anforderung an eine Integrationslösung zwischen E-CAD und PLM-Systemen muss also folgende Mindestanforderungen erfüllen: Alle lokal generierten Daten (Layout, Schematic, Bestückungsinformation usw.) müssen zentral und versioniert abgelegt werden können (manuell oder automatisch mit hinterlegten Workflows). Zentral verfügbare und freigegebene Standardbauelemente und Komponenten müssen dem Entwickler in allen Werksbereichen weltweit direkt zur Verfügung stehen. Das beinhaltet die Verfügbarkeit von Materialdaten sowie Compliance-Informationen. Neue Entwicklungsprojekte müssen mit Zugriff auf frühere Projekte optimiert werden können. Das Beschaffungswesen muss direkten Zugang auf geprüfte und freigegebene Unterlagen und Komponenten haben, die beispielsweise den Einkauf von Leiterplatten über externe Zulieferer sicherstellen. Nicht zuletzt muss ein workflowgesteuertes Änderungsmanagement mit bidirektionalem Datenaustausch möglich sein. Der Austausch schließt externe Dienstleister und Zulieferer mit ein.

Funktionen einer E-CAD-Integration

Hauptfunktion einer E-CAD-Integration ist das automatische Abspeichern der Designprojekt-Informationen im PLM System. Dies beinhaltet sowohl die Design-Daten (Layout, Schematic), die Stückliste und auch die Herstellinformationen des Boards, die alle in strukturierter Form im PLM-System verwaltet werden. Eine Stücklistensynchronisation vor der Übergabe an PLM stellt sicher, dass Bauteile bezüglich Wiederverwendbarkeit, Mengen, Einbauplätzen und Freigabestatus abgeglichen werden. Ebenso wird der Zeichnungsrahmen für den Schaltplan mit Attributen aus dem PLM System abgeglichen und automatisch beschriftet.

Selbstverständlich unterliegen Änderungen an freigegebenen Designs der Hoheit des PLM-Systems, werden aber aus dem Autorensystem initiiert. Ein Änderungsworkflow mit integrierten Redlining-Funktionen führt zur Freigabe des neuen Release.

Eine weitere wichtige Funktion einer E-CAD/PLM-Anbindung ist die Verwaltung der Bibliothek-Bauteile, deren Informationen sowohl aus dem PLM System als auch aus dem E-CAD-System kommen können. Eine Synchronisation sorgt für stets aktuelle Daten in beiden Systemen. Neben diesen Grundfunktionen kann der Anwender auch Design-Vorlagen aus dem PLM-System laden und im E-CAD-System verwenden.

Integration der E-CAD-Daten

Eine Kernfunktionalität eines Mechatronik PLM-Systems ist die Visualisierung der E-CAD- und M-CAD-Daten, die täglich von vielen Anwendern eingegeben werden. Häufig wird für das Anzeigen der E-CAD- und M-CAD-Daten frei verfügbare, an das Nativ-Format gebundene, Software eingesetzt, um die unterschiedlichen Dateien darzustellen. Die Integrationstiefe ist gering, da der Viewer lediglich die Dokumente anzeigt, aber dann keine Verbindung zu den Produktdaten mehr hat, um beispielsweise weitere Analysen durchführen zu können. Dieser Lösungsansatz ist einfach umzusetzen, für jeden Anwender verfügbar, kostet vordergründig nicht viel, bietet dafür aber auch wenig Nutzen für den Anwender. Wenn es sich zusätzlich um Neutralformate handelt (teilweise temporär und lokal abgespeichert), die in den günstigen Viewer geladen werden, ist ein IP-Schutz schwer realisierbar.

Moderne Viewer, wie beispielsweise Oracle Autovue Electro-Mechanical, ermöglichen das Anzeigen und Analysieren nativer E-CAD- und M-CAD-Daten (Electromechanical digital mock-up). Dadurch werden alle am PLM-Prozess beteiligten Benutzer unterstützt, Entscheidungen auf Basis von visuellen Informationen direkt treffen zu können. Anwender können Daten in allen gängigen Dateiformaten anzeigen und analysieren, darüber hinaus stehen Druck- und Stempelfunktionen sowie Annotationen zur Verfügung, um nur einen kleinen Ausschnitt der angebotenen Möglichkeiten zu beschreiben. Für E-CAD-Daten sind darüber hinaus Funktionen zum Vergleichen von Layout und Schema (Cross Probing) und verschiedene Analysemöglichkeiten (Kurzschluss, Lötpunktabstand usw.) sehr hilfreich.

Mechatronik-Mock-Up

Für einen aktuellen Mechatronik-Mock-up ist ein Produktdatenmanagement-System unerlässlich. Ein Beispiel hierfür ist das Mechatronik PLM-System Oracle Agile PLM genannt. Durch die Integration der weit verbreiteten E-CAD-Systeme Altium, Mentor, Cadence, Zuken und Eplan sowie der M-CAD-Systeme Siemens NX, Catia, Solidworks, Autodesk Inventor, Autocad, Pro/E, Creo und Solid Edge bietet Oracle Agile PLM eine Single Source of Truth für die Elektrik/Elektronik- und Mechanik-Entwicklung an.

Die Hauptargumente bezüglich des Nutzens liegen in verschiedenen Bereichen. Zum einen spielt die Geschwindigkeit, mit der Stücklisten automatisch erzeugt und zentral abgelegt werden können, eine entscheidende Rolle und zum andern sinkt das Fehlerrisiko gegenüber der manuellen Stücklisteneingabe enorm. Die Verwendung einer zentralen Bauelemente- oder Komponentendatenbank (PLM-System) stellt sicher, dass nur freigegebene und regulatorisch geprüfte Artikel verwendet werden und nicht mehrfach beschafft werden. Eine Kosteneinsparung ist offensichtlich. Die Entwicklungsingenieure vermeiden lästige Routine-Arbeiten und können sich intensiver den eigentlichen Entwicklungsaufgaben widmen. Der sichere Zugang zu den gültigen Dokumenten für interne Fachbereiche, wie etwa Produktion, als auch für externe Unternehmen, wie Entwicklungspartner und Kunden, optimiert den Informationsaustausch und senkt die Fehlerrate. -sg-


Oracle, Tel. 0800/1485177, http://www.oracle.com/plm

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