10 фактов о конструкторах печатных плат, которые следует знать всем
Мы часто читаем о том, как тяжело совмещать инженерную науку и бизнес – это так же непросто, как смешать масло и воду. Как инженеры мы подходим к процессу конструирования с наилучшими намерениями, но бизнес часто ставит перед нашим творческим процессом препятствия и трудности. Почему происходит именно так? Каждая компания в мире заботится о своих перспективах. Как руководители воспринимают инженеров, и как инженеры понимают руководителей? Эти две стороны иногда не удается соединить вместе. Цель данной статьи – помочь расширить ваши горизонты, рассказав о конструкторах печатных плат все, что может вам понадобиться. Руководитель ли вы или инженер, вам в любом случае необходимо прийти к единому пониманию.
Процесс, дизайн и человеческий фактор
Процесс влияет на нашу способность разрабатывать новое. Речь идет о процессе поиска конструкторских решений, который и определяет наш успех. В некоторых компаниях задушенные бюрократическим процессом инженеры вынуждены бесконечно прыгать в обруч, и в итоге у них ничего не выходит. В условиях стартапов инженеры бродят будто по Дикому Западу, где все настолько безумно, что приходится тратить столько же времени на начало работы, сколько и на само конструирование.
В обеих средах процесс является проблемой, а затем туда вбрасывается еще и человеческий фактор. Вы собираете в одном месте множество отличающихся друг от друга людей. Каждый человек – отдельная личность со своим способом взаимодействия, приемами работы. И вы ожидаете ото всех, что этот процесс каким-то образом пойдет сам, но этого не происходит.
Самая большая проблема, с которой сталкивается бизнес – это взаимодействие с людьми внутри предприятия. Все мы смотрим на конструкцию печатной платы совершенно по-разному. От маркетинга до разработки, производства, тестирования – все уникальные личности, участвующие в проекте, смотрят на процесс разработки печатной платы под разными углами. Разумеется, каждый думает, что его видение «правильное».
Из-за этого часто можно встретить предприятия, где работают невероятно талантливые и опытные люди, но по факту ничего не получается. Процессы могут занимать годы, изготовление все новых прототипов съедать бюджеты, а график работ никогда не выполняться. Корнем проблемы процесса является необходимость глубокого понимания человеческого фактора и особенностей личностей сотрудников вашей команды. Мы считаем, что главное – это понимать, кто такой конструктор печатных плат.
№1. Инженеры – это не универсальные администраторы
Раньше, скажем, 15-20 лет назад, грань между инженером и техником была тонкой. Инженер отвечал за теоретическую сторону процесса разработки. Инженеры разрабатывали электрические схемы, выполняли вычисления, анализировали работу, моделировали и проводили испытания. Все это делалось на бумаге при помощи систем конструирования и разработки электронных схем, как и сейчас.
По другую сторону забора – техник, отвечающий за каждодневную практическую реализацию. Техники создавали «в железе» печатную плату, закупали детали для печатной платы, припаивали детали на плату и выполняли ее лабораторную доводку. В своей работе они пользовались другим инструментом, разработанным специально для работы с печатной платой.
В наше время эта граница размыта. Те, кого мы называем конструкторами печатных плат – это люди, которые выполняют работу и инженеров, и техников, и многих других специалистов. С течением времени на протяжении трех исторических периодов линия раздела постепенно стиралась. Периоды эти следующие:
После окончания холодной войны, 90-е годы. Во время холодной войны военные были крупнейшим покупателем электроники. Однако после того, как Советский Союз проиграл холодную войну, расходы на военную технику упали. В 90-х возник пузырь дот-комов, идея которого заключалась в том, что Интернет произведет переворот в средствах связи и обмена информацией. Мы построили огромную инфраструктуру, чтобы справиться с грядущей революцией в электронной коммерции;
Крах дот-комов, 2001. Большая часть громадной инфраструктуры, построенной в 90-х, была излишне раздутой, и в 2001 году пузырь дот-комов лопнул. В этом время тысячи компаний начали объединяться, чтобы выжить, то же касается и инженеров;
Великая рецессия, 2008. Значительные сокращения охватили всю экономику, когда лопнул пузырь на рынке жилья. Именно здесь мы видим настоящий тектонический сдвиг в сфере разработок, когда тысячи администраторов и техников были заменены. Кем? Талантливыми инженерами, которым удалось удержаться на работе.
Сегодня мы пришли к тому, что у нас работают многозадачные, многогранные инженеры. Они пишут документацию, они отвечают на электронную почту, они звонят по телефону, они планируют встречи, они формируют библиотеки. Проблема заключается в том, что новые шляпы, которые должны надеть современные инженеры, не каждому идут.
Мы помогаем или мешаем нашим инженерам?
Инженеры, выбирая сферу деятельности, не собирались становиться администраторами. Они решили стать инженерами для того, чтобы создавать вещи, делать деньги и изменять мир к лучшему. Возьмем, к примеру, легендарного Боба Писа из компании «National Semiconductor». Боб был удивительным инженером, но если бы вы взглянули на его рабочий стол, то поняли бы, что Боб, скорее всего был ужасным администратором.
Легендарный рабочий стол гениального инженера Боба Писа
В бизнес-культуре наших дней Боб выглядел бы «проблемным» инженером, не желающим быть частью программы. Однако реальная проблема заключается в том, что компании ждут от инженеров, что те будут надевать миллионы различных шляп, а инженеры в свою очередь выматываются на работе и перегорают.
№2. Вы не можете просто заменить старшего инженера множеством младших инженеров
Это может выглядеть очевидным, но компании поступают так постоянно. «Проблемные» инженеры, такие как Боб, могут быть уволены, и компания думает, что сможет заменить Боба тремя младшими инженерами, только что закончившими учебное заведение, разделив его зарплату между ними, и считает, при этом сможет сэкономить на разработке печатных плат. Компания не может понять, что она только что потеряла человека с 25-летним опытом, полученным на собственных ошибках, и его нельзя заменить никаким количеством неопытных сотрудников.
Это все равно, что при посещении врача выбирать между специалистом с 30-летним опытом и выпускником медицинского института. Что если у вас смертельно опасное заболевание? Какому врачу вы готовы довериться? Опытному, конечно. Ваше здоровье – не предмет эксперимента. То же самое относится к конструированию печатной платы или процессу разработки.
Что компаниям нужно понять – это то, что есть огромное различие между знанием и опытом. Младшие конструкторы, возможно, имеют все необходимые базовые навыки, но у них нет ни капли мудрости многолетнего опыта. Старший конструктор:
Рос вместе с индустрией и по мере ее развития развивался сам;
Пережил все главные экономические кризисы, что означает, что он был самым лучшим инженером;
Учился на бесчисленном множестве проб и ошибок.
Вам также следует учитывать сложность современных электронных конструкций. 15-20 лет назад между точками А и B на печатной плате могло было простое соединение. В наши дни применение печатных плат в высокоскоростных устройствах налагает новый уровень сложности. У вас на плате могут быть соединены точки А и B, но к тому времени, как ваш сигнал попадет в точку B, его уже может быть невозможно узнать из-за наложившегося шума и электромагнитных помех. Это та проблема, которую может решить только зрелый инженер, и компаниям следует беречь их. Только опытный профессиональный инженер может спроектировать печатную плату на профессиональном уровне.
То, что сейчас можно увидеть в индустрии разработки печатных плат – это проблема лошади и повозки. До того, как мир заполонили автомобили, была целая индустрия производства лошадей и повозок. Были конезаводы, фермы по выращиванию клевера, заводы по производству кнутов, производители упряжи и т.д. Когда появились автомобили, то индустрия схлопнулась. Сейчас индустрия лошадей и повозок занимает лишь небольшую нишу и считается люксовой.
Если бы только было место для всех; Индустрии могут меняться за один день
Что если это происходит с разработкой печатных плат? Только 27% конструкторов печатных плат моложе 45 лет, и знания непросто передать от старых специалистов молодым. К чему это может привести? Компаниям приходится платить экспертам большие деньги, чтобы команда оставалась в строю. Опыт решает.
№3. Инженер – не инженер
Слово «инженер» обычно используется как общий термин для описания всех инженеров, но это не раскрывает всей картины. Подумайте об этом – если бы все инженеры были одинаковые, то зачем бы нам понадобились должностные обязанности? Они бы нам не понадобились. Вместо составления резюме инженеры бы заполняли заявления о приеме на работу. Сразу после окончания учебного заведения меня бы интересовало не то, каким инженером я хочу быть, а в какой компании я хочу работать.
Каждый инженер после учебного заведения идет своей дорогой
Конечно, мир инженеров работает не так. Каждый студент, закончивший учебную программу подготовки инженеров, отличается. Скажем, есть три студента, закончивших учебное заведение в один день. Они посещали одни и те же курсы, но вышли с совершенно разными наборами навыков. Как это может быть?
Окружение. Один из этих студентов, возможно, посещал занятия по инженерному делу в старшей школе, или в его семье кто-то был инженером и направлял его;
Предпочтения. Инженерное дело – удивительно разнообразная отрасль: каждого из этих студентов могли притягивать на занятиях разные направления – аппаратное обеспечение, аналоговые устройства, системы питания и т.п.;
Цели. У каждого студента есть еще и собственные уникальные цели. Один, возможно, трудится ради денег, другой – чтобы изменить мир. Цели определяют достижения и опыт.
После окончания учебного заведения каждый студент будет стажироваться в различных компаниях, получая различный опыт, и, в конце концов, превратится в единственного и неповторимого «инженера». Если через 20 лет вы соберете этих студентов вместе, то они, скорее всего, окажутся невероятно разными. В бизнесе же мы обычно обращаемся с нашими инженерами как с кубиками «Лего», думая, что можем поставить одного над другими, чтобы работа была выполнена. Это не тот случай. Инженеры – это уникальные личности с уникальными навыками, методами работы и общения. Нам нужно принять это.
№4. Инженеры – не писатели
В учебных заведениях будущих инженеров не учат писать спецификации. Взгляните на общее содержание любой программы обучения инженеров, и вы не увидите большого количества предметов, по которым затем потребуется написать курсовую работу. На рабочем месте существует ложное ожидание, подразумевающее, что инженеры – это писатели, и худшее, что вы можете сделать – в течение нескольких недель подряд заставлять инженера работать с проектом документации или технического описания.
Таким образом, это приводит нас к еще большей проблеме. Так как инженеры – это не писатели, спецификации не составляются до тех пор, пока они не понадобятся. Это не ошибка инженера. Инженеры любят схватить схему и просто начать что-то придумывать. Но затем, чаще всего, происходит разрыв в коммуникации между сотрудниками, который приводит к тому, что цепочки электронных писем становятся лабиринтом непонимания, планы испытаний рушатся, рабочий процесс нарушается, документации и шаблоны теряются, выясняется, что инструкции, если они есть, написаны не понятным языком, а с использованием нестандартных, "авторских" обозначений. Почему так происходит? Потому что вы взвалили на инженера административную работу и функции, связанные с писательством, хотя в этом они, действительно, не сильны.
№5. Учебные заведения учат теории, а не решению практических инженерных задач
Вы не найдете практических задач, решению которых учат в университете по той или иной причине. Мы приглашаем неопытных выпускников учебных заведений на работу и ожидаем от них, что они сразу же приступят к ней. Будущих инженеров учат теории. Их учат думать в безразмерном пространстве схем. Не поймите меня неправильно – эти навыки обязательны и крайне необходимы, но перевод этих навыков в рабочий процесс, где скорее всего будет необходимо обращаться с ценным оборудованием – вот рецепт катастрофы.
Здесь свежеиспеченного инженера поджидает ошибка на миллион долларов
Любая инженерная задача требует дорогого обучения в рабочих условиях, особенно это касается выпускников учебных заведений. Мы говорим о задачах по проведению технических испытаний, по контролю качества, по разработке аппаратного обеспечения, по конструированию узлов, по производству печатных плат и т.п. Компаниям хотелось бы нанять кого-то, кто с порога смог бы выполнять работу правильно, но это просто так не работает. Нужно много учиться, прежде чем можно с места приступить к инженерной работе. Это займет время.
№6. Инженеров не учат основам предпринимательства
Точно так же, как инженеров не учат писать спецификации, их так же не учат основам предпринимательской деятельности. Вот почему инженерное дело и бизнес часто не хотят смешиваться, как масло и вода не хотят соединяться вместе. У вас может быть компания, в которой работают удивительно талантливые инженеры, но если они не знают, как продать готовый продукт, все средства будут потрачены зря.
Некоторые продукты и разработаны, и продаются хорошо – идеальное сочетание
Возможно, у вас компания, в которой к инженерам относятся как к числам в графах таблицы. В этом случае можно обнаружить, что множество талантливых инженеров покидают компанию, так как руководство просто не понимает их место в мире.
Какой тут может быть выход? Это еще предстоит выяснить. Курс MBA был изначально предназначен для обучения инженеров основам предпринимательства, но как обучить человека, сконцентрированного на бизнесе, понимать инженерный мир? Это требует полной смены парадигмы и интенсивного обучения.
№ 7. Инженеры думают о конкретных вещах, но также нуждаются в общей картине
Инженеры, как правило, думают о конкретных вещах, а не о картине в целом. Так уж они устроены. Как это проявляется? Инженеры думают вглубь, а не вширь. Их волнует то, что происходит перед ними, а не ситуация в целом. Они выясняют, как можно решить одну задачу, а затем переходят к следующей.
Компании играют важную роль, формируя отделы и распределяя ресурсы так, чтобы инженерам было наиболее комфортно. В компании существуют группы по разработке конструкций, группы по разработке печатных плат, группы по внедрению, группы по документации и т.п. Становится проще организовать инженеров, определяя, какую работу они должны выполнять, и облегчая совместное использование ресурсов.
Это также может являться проблемой. Так как инженеры тратят много времени, концентрируясь на одной детали мозаики, они обычно упускают из вида, как эта деталь подходит к мозаике в целом. У вас может быть целая команда разработчиков микропроцессоров, но что если никто из них никогда не увидит окончательный продукт? Как им предполагается объединить свою работу с общей задачей? Даже инженерам нужно понимать ситуацию в целом.
№8. Инженерам приходится выбирать путь наименьшего сопротивления
Инженеры часто будут выбирать путь наименьшего сопротивления. Это не связано с ленью, все из-за недостатка времени. Вы обнаружите, что большинство инженеров работают 45, 50, может быть даже 60 часов неделю, и это не сверхурочно. Плюс компании сокращают размеры, и у инженеров внезапно работы не становится меньше, им, напротив, приходится выполнять работу ушедших коллег.
Следствием этого является неподъемный груз нереалистичных ожиданий, возложенный на плечи инженера. Что делает инженер? Некоторые вещи опускаются, поскольку выбран путь наименьшего сопротивления. Возьмем, к примеру, описатель компонента. Эта частица информации невероятно важна для хранения в базе данных, и зачастую это единственные сведения, входящие в полное описание узла. Но инженер редко заполняет этот описатель. Почему?
Как сильно влияет строчка сведений на выбор правильной детали
Просто нет времени на просмотр 20-страничного руководства, чтобы понять, как заполнить эти сведения. Также нет времени на то, чтобы бороться с громоздкими ручными процедурами управления базой данных. Произносится фраза: «Займусь этим потом», но это «потом» никогда не наступит.
№9. Инженеров не учат процессу в учебном заведении
Взгляните на процесс разработки конструкции печатной платы, и вы обнаружите кучу различных этапов. Среди них процесс создания схемы, процесс разработки печатной платы, процесс создания компонентов, процесс производства. Проблема заключается в том, что недавно выпустившиеся из учебных заведений инженеры не обучены этим процессам. Вот где академическое образование терпит неудачу, что приводит нас к последнему пункту…
№10. Инженеры обучаются конструированию печатных плат на работе, но их должны были научить этому в учебном заведении
Инженеров не научили конструированию печатных плат в учебном заведении. Некоторые учебные программы, возможно, в какой-то степени, научили студентов макетированию печатных плат, но такой подход хорош для конструкций, работающих на частоте до 5 МГц, поскольку на макетных платах в электронных устройствах создается шум, влияющий на работу высокочастотного устройства.
Далее, если студент столкнулся с конструированием печатных плат в процессе учебы, скорее всего речь идет не о полностью собранной плате. Это фундаментальная проблема в методике обучения инженеров. Большинство учебных заведений просто не включают конструирование печатных плат в учебный план, поскольку производство и сборка печатных плат стоит денег.
Arduino может продвинуть вас в вашей карьере инженера
Также не спасает то, что в наши дни многие печатные платы заранее собраны. Зачем обучаться конструированию печатных плат, если можно купить типовой набор Arduino или Raspberry Pi для вашего робототехнического проекта? Это отлично может работать в классе, но компаниям нужны печатные платы собственной разработки, и выпускникам нужно научиться этому до поступления на работу.
Главное – человеческий фактор
Человеческий фактор влияет на способность инженеров конструировать и делать это хорошо. В бизнесе мы собираем вместе разных людей, чтобы достичь общей цели, но нам нужно признать, что каждый инженер имеет свой уникальный опыт работы и каждый из них – отдельная личность. Каждый инженер обучен по-своему, работает и общается по-разному. Если мы просто выйдем за рамки предположения, что инженеры выполнят любую работу хорошо и начнем концентрироваться на их сильных сторонах и уникальных качествах, тогда наш процесс разработки, возможно, пойдет более гладко. Чтобы это произошло, бизнес должен сменить парадигму. Нам нужно начать видеть в инженерах не просто инженеров, а личности.