Club-Z機能解説：設計環境編

2010.12.16

EMCに特化したデザインレビュー「EMC-DR」

＜EMC-DRの必要性＞
車載電子機器 ECU（Electronic Control Unit）を開発されているお客様事例を参考に、EMC-DRについて考えていきましょう。

EMC問題を中心とした設計手法から開発プロセスまでの課題の中で、特にこのお客様が言われていたのは、「ECUが何らかの要因で誤動作を起こしてしまうと自動車の性能を悪くしてしまうのはもちろんだが、最悪の場合は人の命にかかわる、ということまで想定しなくてはならなくなる。そして、この誤動作にはEMCによる要因も考えられるので気を遣って検証し、問題が起こらないように配慮している」ということでした。そしてさらに、「EMCに対応するためには、設計手法から品質管理方法まで、さまざまな視点で設計内容を吟味しなくてはならなくなるので、EMCに特化したデザインレビュー『EMC-DR』というものを設けた」とのことでした。このEMC-DRは通常のデザインレビューとは独立したプロセスとしているそうです。

＜検証作業の省力化にツールを活用＞
大量のレビューを短い時間で実施するためには、検証ツールの活用がもっとも有効でしょう。EMCアドバイザはまさにこの検証作業を省力化するツールとしてぴったりです。

約40種類のルールでプリント基板上のEMC視点での課題を検出することができますので、使わない手はありません。上述のお客様では、ECUのノイズ対策で問題となりやすいマイコン周りのレイアウトやパスコンの配置、コネクタに接続される配線へのクロストークの問題、電源やGNDのパターンのノイズ干渉と安定度など、プリント基板のEMC視点での検図に活用されています。EMCアドバイザを導入する前は、DRチェックリストのEMC項目に応じて、目視でコツコツ確認しながら大変な思いをしてDR資料を作成していたとのことでした。導入した現在では、DRチェックリストのEMC項目を「EMC検証ツールを使って基板のEMC点検を実施したか？」という1項目にまとめたそうです。つまり、検証ツールをつかったことで、DRチェックリストの項目数自体を減らし、ほかのDR項目を行うゆとりが確保できたということです。

＜デザインレビューの前にEMC品質を向上＞
デザインレビューは通常、設計がほぼ終わった段階に実施しますので、このやり方に倣えば、プリント基板設計後に検証を実施して修正案を考えていくことになります。この場合、完成したプリント基板データをもとに点検してから修正指示を出すため、修正内容が多いと、基板設計をもう一度やりなおすぐらいの手間も時間もかかります。

点検する側の回路設計者は、納期があるのでたくさんの修正指示を出したくないでしょうし、また点検される側の基板設計者としても、完成した基板データに大きな修正指示を出されたくないのが正直な気持ちではないでしょうか。



では、この点検後の修正指示の問題を解決するためにはどのような方法が考えられるでしょうか。それは、基板設計後に検証作業をするのではなく、基板設計中に並行して検証作業を実施する方法です。EMCアドバイザは、基板設計中に利用できる仕組みなので、設計の中で問題を見つけられます。つまり、基板設計後に起こる大きな修正のための後戻りを少なく出来るため、余計な工数発生を未然防止することが可能になります。

EMC-DRを実施する効果、および、検証ツールを使いこなすことによってデザインレビューを省力化できるという効果をお分かりいただけたでしょうか。

ここで述べていないEMC以外の内容（製造性検証や安全規格検証など）も、同様に検証ツールによって実現できますし効果もあります。

デザインレビューのあるべき姿

＜ノウハウ共有により、技術力・組織力向上の場へ＞
さて、本来のデザインレビューの現場ではどうでしょうか。是正内容として必ず残るものは単純な確認項目ではなく複合的な課題項目かと思います。目的毎の評価項目がそれぞれ複雑に絡み合った内容では、あちらを立てればこちらが立たないという状況で、両立するための判断に迷うものもあり、広い視点でのトレードオフを考えた設計を求められます。例えば、EMC-DRでEMCの問題を解決したとしても、それがもしかすると製造や生産性に対して悪い判断となっていることもありえます。

このようにトレードオフを意識して複雑に絡み合った内容を設計に反映・最適化するためには、デザインレビューで関係者が討議検討して答えを出すのが実態で、人の判断、知恵の出し合いが基本になるかと思います。また、トレードオフが必要な状況になればなるほど、難しい判断をしていることになり、それまで部門で共有していないノウハウが新たに見つかることがあります。このように新しい設計ノウハウが設計現場の中から創出されるということは、思考方法や技術的な知恵に裏づけされた有用なノウハウを学ぶ機会ともいえるため、最近ではデザインレビューを「ノウハウを提供する場」、「人材教育の場」、「ノウハウ創出の場」などとして活用する新たな取り組みをされているお客様もいらっしゃいます。

本来こうした「人が集まってこその人知の活用」に貴重な時間を使うべきであり、検証ツールの活用はその時間を創出するための強力な武器となるでしょう。デザインレビューを単なる設計審査会とするのではなく「企業の技術力・組織力を向上させる場として活用する」という取り組みをしてみてはいかがでしょうか。

＜今後の図研の取組み＞
一般的に検証ツールは定型的な内容を自動化できても、人による判断を優先する事項の自動化は難しいというのが実情です。それでも、お客様の課題解決のためには、品質向上や省力化が可能でかつノウハウを活用できる統合的視点でのデザインレビューを行える設計環境が必要です。われわれ図研では、この難題に対して仕組みの開発に取り組み、提供していきたいと思いますし、開発し続けるのが使命と考えています。

今後、このような課題の一端を解決するための「デザインレビューを支援する統合的な仕組み」についてご紹介していきたいと思います。