Prof. Dr.-Ing. Guido Stollt
Geschäftsführer
CONHARD steht für CONceptual design Specification technique for HARDware architecture.
CONHARD
Konsistente Modellierung von Elektronik Architekturen
Bei der Entwicklung komplexer, mechatronischer Systeme helfen Methoden wie CONSENS dabei, ein einheitliches Systemverständnis zwischen allen Beteiligten Domänen zu schaffen. Für die eigentliche Entwicklung müssen darüber hinaus jedoch tiefergehende, domänenspezifischere Betrachtungen durchgeführt werden. In der Elektronik-Entwicklung wird dies durch die Modellierung einer Elektronik-Architektur realisiert, wobei der daraus hervorgehende Informationsgehalt von entscheidender Bedeutung ist. Gängige Lösungsansätze wie Blockschaltbilder halten oftmals nicht genügend Informationen bereit und benötigen in der Regel ergänzende Dokumentationen, um als Basis für eine effiziente Entwicklung dienen zu können. Der damit verbundene Verlust an Übersichtlichkeit kann vor allem in großen Projektteams oder in der Zusammenarbeit mit externen Projektpartnern zu Schwierigkeiten beim Informationsaustausch führen.
Mit CONHARD bieten wir eine Methode, mit der es möglich ist komplexe Elektronik Architekturen übersichtlich, konsistent und optisch ansprechend darstellen zu können, ohne den Verlust wichtiger Informationen in Kauf nehmen zu müssen. Sowohl der Detailierungsgrad als auch der Informationsgehalt kann flexibel gewählt und ergänzt werden und macht die Methode damit in jeder Projektphase einsetzbar. Als Bindeglied zwischen dem Systems Engineering und der domänenspezifischen Elektronik-Entwicklung steigert CONHARD nicht nur die Effizienz der Produktentwicklung, sondern auch die Qualität der Entwicklungsergebnisse.
Einsatzbereiche der Methode
Umsetzung der Methode
Die Methode hilft dabei, eine Elektronik Architektur als Grundlage für die Elektronikentwicklung zu erarbeiten. Angefangen mit einer groben Struktur aus elektronikspezifischen Funktionsblöcken und deren Schnittstellen untereinander, wird diese im weiteren Verlauf zu einer vollständigen Elektronik Architektur inklusive aller relevanten Spezifikationen erweitert.
Je früher die Fachdomänen wie Elektronik und Software in die Entwicklung eingebunden werden, desto besser können konzeptionelle Fehler vermieden werden: Startpunkt ist das Systemmodell, welches im Vorfeld (z.B. mit der CONSENS Methode) erarbeitet wurde. Dieses wird um elektronikspezifische Lösungselemente erweitert, sodass eine vollständig umsetzbare Elektronik Architektur entsteht. Der Aufbau ist dabei modulbasiert und hierarchisch gestaltet.
In Abstimmung mit Ihnen werden die einzelnen Lösungselemente anschließend iterativ spezifiziert und mit Anforderungen versehen. Der Detailierungsgrad kann hier, je nach Projektphase und Ziel, beliebig gewählt werden.
Sobald die Elektronik Architektur mit dem benötigten Detailierungsgrad vorliegt, kann diese im Zuge der eigentlichen Entwicklung in einen Schaltplan überführt werden. Einheitliche Benennungen und derselbe, modulbasierte Aufbau des Schaltplans sorgen dabei für eine hohe Nachvollziehbarkeit bei allen beteiligten Personengruppen.
Ihr Nutzen
- Vielfach erprobte Methode zur schnellen und effizienten Umsetzung in nur wenigen Workshop-Tagen
- Einfacher Informationsaustausch in großen Projektteams und in der Zusammenarbeit mit externen Projektpartnern
- Know-how und Methode verbleiben beim Kunden. Umsetzung kann einfacher extern vergeben werden
- Gesteigerte Effizienz der Produktentwicklung und verbesserte Qualität der Entwicklungsergebnisse
- Hohe Nachvollziehbarkeit der Entwicklungsergebnisse bei allen Fachgruppen und Stakeholdern
- Erleichterte, domänenübergreifende Verknüpfung der Entwicklungsergebnisse und Dokumentation
- Modulbasierte, hierarchisch gestaltete Darstellung der Elektronik-Architektur mit individuell wählbarem Detaillierungsgrad und Informationsgehalt
- Hohe Transparenz über die Auswirkungen von Design-Entscheidungen
Sie stehen vor der Herausforderung einer komplexen Produktentwicklung und möchten diese effizient und nachvollziehbar durchführen?
Sie wollen sicherstellen, dass der Informationsaustausch innerhalb Ihres Projektteams und mit externen Projektpartnern zielgerichtet und effizient verläuft?
Oder Sie benötigten eine konsistente, übersichtliche Produktdokumentation?
Unsere Expertinnen und Experten unterstützen Sie gerne!
„Gut ausgearbeitete Elektronik Architekturen sind essentiell um die Entwicklung komplexer Systeme beherrschbar zu machen. Eine nachvollziehbare, konsistente Visualisierung ist dabei genauso wichtig wie das Vorhandensein aller notwendigen Anforderungen und Spezifizierungen. CONHARD, als Bindeglied zwischen dem Systems Engineering und der domänenspezifischen Elektronik-Entwicklung, schafft genau den Spagat zwischen einer übersichtlichen Darstellungsweise und einem hinreichenden Informationsgehalt.“
Robin Soppa, Senior Engineer - Electronics for IoT
Iterative Ausarbeitung der Elektronik Architektur
CONHARD steht für CONceptual design Specification technique for HARDware architecture.
Ausgehend vom Systemmodell wird zunächst eine Struktur aus elektronikspezifischen Lösungselementen erstellt, deren Eigenschaften, Anforderungen und Verbindungen untereinander nach und nach spezifiziert werden. Anschließend wird für jede Versorgungsspannung des Systems eine Stromabschätzung durchgeführt, welche für die spätere Auslegung und Absicherung der Lösungselemente von entscheidender Bedeutung ist:
1. Ausarbeitung der Elektronik Architektur
CONHARD ist sehr stark an das Design der CONSENS Wirkstruktur angelehnt und ergänzt diese soweit, dass jedes Systemelement durch ein tatsächlich umsetzbares Lösungselement bzw. Modul dargestellt wird. Aus dem Systemelement „Spannungsversorgung“ ergibt sich somit ein Modul mit den Lösungselementen „Überspannungsschutz“ und „DC-DC Wandler“.
Der hierarchische Aufbau hilft dabei die wachsende Komplexität der Architektur beherrschbar zu machen und konzeptionelle Fehler frühzeitig zu vermeiden. Letzteres wird zusätzlich durch die iterative Ergänzung von Anforderungen an die einzelnen Lösungselemente begünstigt.
2. Auslegung der Spannungsebenen
Zunächst werden mithilfe der Elektronik Architektur die einzelnen Versorgungsspannungen definiert und inklusive ihrer Toleranzen spezifiziert. Im Anschluss erfolgt die Zuordnung der einzelnen Lösungselemente zu ihrer jeweiligen Versorgungsspannung. Im letzten Schritt wird für jedes Lösungselement der maximale Strombedarf ermittelt oder dem entsprechenden Datenblatt entnommen und in die dafür vorgesehene Berechnungsvorlage eingetragen. Diese berechnet dann für jede Versorgungsabspannung den maximalen Stromfluss, welcher für die Auslegung und Absicherung des Systems genutzt werde können. Neben der maximalen Stromaufnahme ist es darüber hinaus möglich, Ströme für verschiedene Betriebszustände zu erfassen, welche dann als Basis für eine potenzielle Energiebetrachtung dienen können.
3. Einstieg in die Elektronik Entwicklung
Den abschließenden Schritt und damit den Einstieg in die eigentliche Elektronikentwicklung bildet die Überführung der Elektronik-Architektur in einen Schaltplan. Die einzelnen Lösungselemente werden hierfür durch reale Bauteile ersetzt und mit der notwendigen Zusatzbeschaltung versehen. Der Schaltplan weißt dabei denselben modulbasierten, hierarchischen Aufbau wie die Elektronik-Architektur auf und die Bezeichnung sämtlicher Module und Spannungsebenen werden konsistent gehalten.
Dies sorgt sowohl bei fachbezogenen als auch bei fachfremden Betrachtern für ein gesteigertes Verständnis und eine hohe Nachvollziehbarkeit.
Erfahren Sie mehr über CONHARD
in unseren Videos
Im Interview erzählt Ihnen unser Spezialist Robin Soppa, wie die CONHARD Methode das Produktmanagement unterstützen kann.
Die Praxis zeigt immer wieder, dass eine gute Systemkenntnis essenziell für eine erfolgreiche Produktentwicklung ist. Gerade in größeren, domänenübergreifenden Projektteams kann die Qualität und die Effizienz der Entwicklungsergebnisse durch ein gemeinsames Verständnis deutlich gesteigert werden. In dem Video erfahrt ihr, wie unsere CONHARD Methodik euch dabei hilft, ein solches gemeinsame Systemverständnis herzustellen.
Sie wollen komplexe Elektronik Architekturen und elektronikspezifische Zusammenhänge nachvollziehbar darstellen? Mit Hilfe eines CONHARD Workshops lassen sich binnen kurzer Zeit die wichtigsten Informationen zusammen tragen. In dem kurzen Interview geben Robin Soppa und Tobias Adolph einen kurzen Überblick über den Ablauf eines solchen Workshops.
