Automatisierung in der Elektronikentwicklung

Der Megatrend der Automatisierung ist für viele kaum greifbar. Sie sind vielleicht auch unsicher, worum es dabei eigentlich geht und fragen sich: Wird er sich in allen Branchen und Technologien vollziehen? Und vor allem: Wie bin ich persönlich betroffen? Diese Fragen versuchen wir im folgenden Artikel zu beantworten und Ihnen einen Einblick zu geben, wie die Automatisierung speziell in der Elektronikbranche aussehen könnte. Wir wollen, dass Sie in diesem Trend ganz vorne dabei sind. Wie bei allen Megatrends gilt: Jetzt investieren oder später bereuen.

Stützen Sie Ihre Entscheidungen

Zunächst einmal ist es wichtig, die Begrifflichkeiten zu klären. Bei Automatisierung geht es darum, dass Maschinen Aufgaben übernehmen. Meist sind Maschinen besser darin, Daten zu analysieren und Muster herauszuarbeiten als Menschen. Das liegt daran, dass Maschinen in der Lage sind, große Datenmengen (Big Data) zu analysieren. Menschen hätten Schwierigkeiten mit solch einer Masse an Daten zu arbeiten. Allerdings haben Menschen eine Weitsichtigkeit, die Maschinen nie erreichen können, weil sie externe Faktoren berücksichtigen, die eine Maschine nicht kennen kann. Nehmen wir als Beispiel COVID-19. Eine Maschine kann beispielsweise einen Produktivitätsrückgang in der Produktion messen und kann basierend darauf Prognosen stellen. Wir als Menschen wissen vielleicht, dass sich diese aufgrund von externen Faktoren wie Impfungen grundlegend verändern kann - woher aber soll eine Maschine das wissen? Daher kann die Automatisierung viele Vorteile in Bezug auf rationale Entscheidungen bringen (das ist der Grund, warum Sie einen Datenintegrationsplan haben sollten), doch menschliche Expertise ist derzeit noch unersetzlich.

Maschinen sind schuld an Arbeitslosigkeit

Es stimmt: wir können davon ausgehen, dass Maschinen in Zukunft bestimmte Aufgaben übernehmen. Wie bereits beschrieben, sind uns Maschinen was Wiederholungen angeht überlegen: Zum einen darin, Muster in Daten zu erkennen und zum anderen darin, sich wiederholende Aufgaben zu erledigen. Maschinen sind in der Lage, Aufgaben von Menschen zu übernehmen, allerdings sind das momentan und mittelfristig vor allem repetitive und langweilige Aufgaben. Das mag auf den ersten Blick wie vorprogrammierte Arbeitslosigkeit durch Automatisierung aussehen. Aber ist nicht eines der größten Probleme unseres Jahrhunderts, dass wir "keine Zeit" haben? 25 % der Menschen sagen, dass sie das Gefühl haben, in einer gestressten und gehetzten Zeit zu leben. Denken Sie also über eine Frage nach: Wenn Maschinen den langweiligen Teil Ihrer Arbeit übernehmen, werden Sie dann wirklich nichts mehr zu tun haben? Oder können Sie sich vielleicht endlich auf Wachstum, Innovation und Kreativität konzentrieren? Sie könnten Zeit in Projekte investieren, die Sie schon lange vorhaben und könnten Ihre Arbeit optimieren. Um dies zu ermöglichen, ist es wichtig, sich eher früher als später auf notwendige Fähigkeiten (erfahren Sie mehr über die notwendigen Fähigkeiten) und Infrastruktur (nämlich Cloud Computing, erfahren Sie hier mehr) zu konzentrieren.

Toll, aber nichts für die Elektronikbranche?

Das klingt alles ein bisschen nach Utopie, mögen Sie jetzt denken. Oder dass das für manche Branchen funktionieren mag, aber definitiv nicht für Ihre. Das haben die CELUS-Gründer oft gehört, als sie begannen, an einer Lösung für Automatisierungstechnik in der Elektronikentwicklung zu arbeiten. Doch, bevor wir im Detail über Automatisierung sprechen, müssen wir ein Grundprinzip betrachten, das derzeit in der Elektronikbranche Fahrt aufnimmt: Design Reuse. Wie können Sie erfolgreich Designs in der Elektronik wiederverwenden? Design Reuse ist ein großer Schritt, um den Prozess der Elektronikentwicklung effektiver zu gestalten. Richtig angegangen müssen Entwickler:innen nicht mehr beinahe jedes Projekt von Grund auf neu entwickeln. Stattdessen können sie in einer Bibliothek nach Modulen suchen, die bereits entworfen und getestet wurden. Das heißt, statt immer wieder ähnliche elektronische Schaltungen für elektronische Geräte zu entwerfen, können Entwickler:innen ihre Zeit in die Anpassung oder Optimierung bestehender elektronischer Schaltungen investieren. Darauf kann Automatisierung aufbauen, um schließlich das Ziel zu erreichen doppelte und ungenutzte Arbeit von hochqualifizierten Mitarbeiter:innen zu vermeiden, die mindestens einen Bachelor of Engineering oder einen höheren Bildungsabschluss besitzen.

Design Reuse in der Praxis

Die zuvor beschriebene Grundidee muss nun in die Praxis umgesetzt werden. Das Hauptproblem, mit dem:den Entwickler:innen bei der Anwendung von Design Reuse konfrontiert sind, ist mit Modulen anderer Entwickler:innen arbeiten zu müssen. Wie verwaltet man wiederverwendbare Schaltungsmodule? Die Verwaltung und das Teilen von Modulen unter Entwickler:innen ist nicht trivial. Dafür müssen zuerst Listen mit Modulen in einer für alle zugänglichen Cloud gespeichert werden. Außerdem müssen alle notwendigen Informationen für eine Wiederverwendung implementiert werden, damit Entwickler:innen mit den fertigen Modulen arbeiten können. Aktuell ist es aufwändiger, das passende Modul zu finden und sich damit vertraut zu machen, als das gleiche Modul von Grund auf neu zu entwickeln. Um diesen unnötig mühsamen Prozess zu überspringen, wird eine dezentral zugängliche Bibliothek benötigt. Diese ermöglicht übrigens auch die Hilfe von Maschinen! Wie lässt sich die Elektrotechnik automatisieren? Die Basis für einen automatisierten Prozess ist eine gut strukturierte Datenbank. Sie muss Module enthalten, die mit Funktionsdaten und Besonderheiten angereichert sind, um es einem Algorithmus zu ermöglichen, vollautomatisch nach einem Modul zu suchen. Anschließend können Entwickler:innen die Konstruktionen in einem CAD-Tool anpassen. Und genau das geschieht auf der CELUS Engineering-Plattform.

Der CELUS-Ansatz

Das sind die Bausteine zum Aufbau einer Automatisierung im Bereich der Elektrotechnik: Datenbankmanagement und Automatisierungsalgorithmen. Das setzen wir mit unserer zugehörigen Software CELUS Orbit und CELUS Supernova in die Praxis um. So funktioniert Ihr automatisierter Engineering-Prozess mit CELUS.

Sie beginnen mit Orbit. Orbit ist das intelligente Datenbankmanagementsystem, das eine einfache und reibungslose Wiederverwendung von Designs ermöglicht und so Zeit spart. Das bedeutet: Wenn Sie ein Projekt starten, kennen Sie Ihre ganz speziellen Anforderungen. Darauf basierend wissen Sie, welche Funktionalität für die Module benötigt werden. Statt nun Zeit mit der Suche nach einem passenden Modul zu verbringen, kann Orbit intuitiv genutzt werden und enthält immer die neuesten Arbeiten aller Entwickler:innen, die mit CELUS arbeiten. Ein weiterer Vorteil neben einer gut strukturierten Datenbank ist die Arbeit mit Cubos. Cubos sind die Module für die Wiederverwendung, über die wir die ganze Zeit sprechen. Zusätzlich zu den Komponenten enthalten Cubos aber alle notwendigen technischen Spezifikationen, die für einen reibungslosen Entwicklungsprozess benötigt werden. Das macht sie noch viel wertvoller.

Steigen wir nun in den Prozess selbst ein, kann Supernova diese Datenbank ebenfalls verwenden. Der:die Entwickler:in beschreibt alle Anforderung in Form eines Blockdiagramms. Dann generiert Supernova innerhalb von Sekunden vollautomatisch PCB-Layouts, Schaltpläne und Stücklisten. Dies ist der Kern des Automation Electronics Engineering. Nun kann der:die Elektronikentwickler:in die generierten Dateien in Ihr CAD-Tool importieren. Die freigewordene Zeit kann nun darin investiert werden, ein außergewöhnliches und innovatives Produkt zu liefern. Erfahren Sie hier mehr über die CELUS Engineering-Plattform.

Sehen Sie die CELUS Engineering-Plattform in Action in unserer ersten Case Study mit Viessmann: