Bauteilmanagement Vom Vault ins All

Lagerverwaltung ist stets wichtig, doch sehr hoch sind die Anforderungen, wenn die erzeugten Endprodukte hoch zuverlässig sein müssen, wie beispielsweise in der Medizin oder in der Luft- und Raumfahrt. Ebenso kritisch aber sind die Beschaffung und Verwendung dieser Bauteile, wenn diese den Prozess erst einmal absolviert haben.

Designs für raue Umgebungsbedingungen setzen große Sorgfalt bei der Auswahl der Bauelemente voraus. Nicht immer beschränkt sich dies auf Entscheidungen für Bauelemente, die für diese Bedingungen spezifiziert sind. Entwicklungs- und Fertigungsdienstleister (ODMs, Original Design Manufacturer) wenden stets auch eigene Vorgaben an und unterziehen die Systeme sorgfältig ausgearbeiteten Prozeduren, die nicht nur der Verifikation der Komponenten dienen, sondern es darüber hinaus auch möglich machen, kommerzielle Standardprodukte zu qualifizieren und zu verwenden.

Mit dem Aufzeichnen und Überwachen der Ergebnisse dieser Prozeduren ist es jedoch keineswegs getan. Vielmehr ist die gleiche rigorose Kontrolle in jeder Phase des Lebenszyklus eines Produkts notwendig, ohne dass dies die Produktivität beeinträchtigen darf. Üblicherweise nutzen ODMs eine Art von Datenbank zum Anlegen einer Stückleiste. Sogar ein einfaches Spreadsheet kann als zentraler Informationsbestand dienen. Designteams müssen jedoch unbedingt die Möglichkeit haben, unabhängig voneinander zu arbeiten und sich dabei auf einen zentralen Informationsbestand zu beziehen. Eine simple Tabelle stößt hier schnell an ihre Grenzen.

Eine beliebte Alternative ist die Verwendung einer umfassenderen Datenbanklösung, die mehr bereithält als nur das besagte Spreadsheet. In der Regel benötigen die Designteams eine Möglichkeit, nicht nur ein Register der für die Verwendung verfügbaren (oder für neue Designs empfohlenen) Bauelemente anzulegen, sondern auch eine Übersicht, wo und mit welchen Stückzahlen diese Bauelemente eingesetzt werden und in welchem Zeitrahmen sie produziert werden. Da ein Design niemals statisch ist, ist es außerdem vorteilhaft, wenn ein solches System auch über die meist als Revisionen bezeichneten Iterationen Buch führt.

Im Designbereich kommen zu solchem Zweck häufig verschiedene Open-Source-Systeme wie das Versionsverwaltungssystem »Subversion« zum Einsatz, ergänzt durch eine Methode zum Erstellen webbasierter Datenbankschnittstellen (zum Beispiel »DBLib«). Diese Techniken zu kombinieren, ist jedoch nicht gerade unkompliziert. Obwohl diese durch APIs zu den entsprechenden Designumgebungen unterstützt werden, kann es eine echte Herausforderung sein, sie nahtlos und auf eine Weise zu integrieren, die kooperatives Design voll unterstützt.

Auch Omnisys setzte als ODM bis vor kurzem auf »Subversion« (SVN) und DBLib-Lösungen, um die Designumgebung »Designer« von Altium zu unterstützen. Ein wesentlicher Nachteil dieser Lösung war, dass ein einfacher Weg zum Abkündigen von Bauelementen in SVN – ein wichtiger Bestandteil des Lebenszyklus-Managements – fehlte. Als Hindernis beim Konfigurieren und Pflegen des Systems erwies sich auch die unzureichende Dokumentation. Der »Vault Server« von Altium sollte diese Probleme beheben.

Der persönliche Datenspeicher

Hinter dem Vault steht der Leitgedanke, einen Bestand wiederverwendbarer Designelemente anzulegen und zu verwalten, die in einem zentralen Reservoir hinterlegt und für alle Mitglieder eines Designteams zugänglich sind. Versionskontrolle und Lebenszyklus-Management kommen ergänzend hinzu. Auf diese Weise wird es deutlich einfacher, einmal qualifizierte (oder ausgeschlossene) Komponenten für die Verwendung in neuen Designs anzulegen, einzusetzen, abzukündigen und zu verwalten. Darüber hinaus erhält das gesamte Team die Gelegenheit, zum Vault beizutragen, was die Zusammenarbeit beim Design und die Produktivität insgesamt verbessern kann.

Durch das zentrale Datenreservoir können mehrere Teammitglieder Dateien gleichzeitig ein- und auschecken und dabei eine lückenlose Versionshistorie mit sämtlichen vorgenommenen Änderungen pflegen.
Jedes einzelne Design wird somit als eine Abfolge von Revisionen abgelegt. Damit ist auch sichergestellt, dass keine einzige Version eines Designs jemals gelöscht oder überschrieben wird – ob bewusst oder unabsichtlich. Hierdurch entsteht also ein lückenloses Protokoll, wer zu welchem Zeitpunkt welche Änderungen vorgenommen hat, und auch die hinter den Modifikationen stehende Intention wird registriert.

Haben Designprojekte die uneingeschränkte Produktionsfreigabe erhalten, werden die zugehörigen Daten für Zugriffe seitens der Lieferkette freigegeben. An dieser Stelle werden die Bauelemente-Definitionen und die Designdokumente miteinander verknüpft, sodass die Einkaufsabteilung alle Daten in Händen hat, um mit der Beschaffung zu beginnen. Auf diese Weise wird der Vault zu einem gemeinsamen Bezugspunkt für die Designabteilung und die Lieferkette. Baugruppen, Unterbaugruppen, Bauelemente und ganze Systeme lassen sich daraufhin mit ihrer eigenen eindeutigen Kennung und einem Produktions-Pass referenzieren. Die Abstraktion vom System bis zum Bauelement sorgt für größtmögliche Transparenz, nahtlos verwaltet von einem zentralisierten Bestand sorgfältig indizierter Designdateien (Bild 1).

Generell kann sich der Entwicklungsleiter darauf verlassen, dass ein einmal ausgewähltes und im Vault hinterlegtes Bauelement permanent mit seiner Legitimation verknüpft bleibt. Mit seiner Aufnahme in den Vault erhält ein Bauteil also gleichsam den Freigabestempel zur Verwendung in künftigen Designs. Für ein im High-Reliability-Segment tätiges Unternehmen beseitigt die Gewissheit, dass ein gewähltes Bauteil bereits die Freigabe besitzt, das Risiko teurer Ausfälle während des Betriebs.

Fragen der Qualifizierung

Speziell für Omnisys ist der Prozess der Bauelemente-Qualifikation je-doch nicht so einfach. Die Wahl von Bauelementen mit Raumfahrt-Qualifikation ist kein Schnellverfahren zum Erstellen einer Liste freigegebener Bauelemente. Stattdessen muss jedes für neue Designs freigegebene Bauelement trotz seiner bestehenden Qualifikation erneut freigegeben werden. Das trifft auch für kommerzielle Bauelemente zu. Sie sind in solchen Fällen zwar eine Möglichkeit, Kosten zu sparen, allerdings keineswegs Low-Cost-Komponenten. Entscheidend ist der Aufbau von Vertrauen in ein Bauelement und seine Zulieferer bis auf ein Niveau, das die Freigabe für den Einsatz in Systemen erlaubt, die den e-xtremsten Umgebungsbedingungen ausgesetzt werden dürfen, die für Menschen (oder Elektronik) überhaupt denkbar sind.

Voraussetzung für diesen Prozess ist, dass das fragliche Bauelement auf seinem Weg durch das System seine Historie mit sich trägt, um schließlich im Verzeichnis freigegebener Bauelemente im Reservoir hinterlegt zu werden. Bei der bisherigen Arbeit mit SVN und DBLib war dies nicht ganz unkompliziert. Der Vault-Server erlaubt es, den Qualifikationsprozess einfach zu überwachen und zu kontrollieren, um den Fortschritt im Blick zu behalten, zu aktualisieren und zu teilen.

Ein weiteres Merkmal des Vault-Servers ist seine Integration in den Distributionskanal. Die Verfügbarkeit eines Bauteils lässt sich in Echtzeit prüfen und verfolgen, was die Beschaffung weiter vereinfacht. Mittelständische Unternehmen wie Omnisys erhalten damit die nötigen Einblicke, um Produktionsabläufe zusammen mit den Zulieferern zu planen. Früher als es bisher möglich war, lassen sich außerdem etwaige Probleme in der Lieferkette markieren, die Einfluss auf diese Planung haben können. Die nahtlose Integration von Vault-Server und Designer kann darüber hinaus zu einem einfacheren Systemmanagement beitragen. Für Administratoren ist es jetzt leichter, den Zugriff auf den Vault zu kontrollieren und Teammitgliedern die Berechtigung zu erteilen, an dessen Inhalt mitzuwirken.

Über die Autoren:

Mattias Ericson ist Designingenieur bei Omnisys Instruments und Robert Huxel ist Industry Specialist - Enterprise Solutions bei Altium Europe.