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访谈:保时捷中的电子设计

七月 26, 2018 | Barry Matties, I-Connect007
访谈:保时捷中的电子设计

Porsche Engineering 的Thomas Wischnack目前正在为下一代汽车设计大功率充电基础设施。Thomas是在德国慕尼黑举办的AltiumLive研讨会的主讲人。研讨会期间,我采访了Thomas,了解了保时捷的硬件开发及电路开发,以及保时捷如何不断地将新的电子电路设计师带入该领域中。

Barry Matties: Thomas,在我们开始讨论你在AltiumLive 2017研讨会上做的主题演讲之前,可以先做一

下自我介绍吗?

Wischnack: 1993年起,我开始涉及电子产品开发、硬件及软件开发,那时每个人都是用8位微处理器进行开发。那个年代,速度已经开始提高,所以频率也更高。随后系统变得越来越复杂。后来我开发了多媒体系统和高端音频系统,现在在开发大功率充电基础设施。

Matties: 你在Porsche Engineering工作多少年了?

Wischnack: 15年。

Matties: 对于电路板正常运行来说,汽车无疑是最恶劣的环境之一,对吗?

Wischnack: 是的。汽车环境很苛刻。特别是你在处理这些信息娱乐系统时,因为他们是安装在仪表盘上,距它50cm之处就是天线,天线会发出RF信号给ECU装置,为了无线电接收不受干扰,需要有一个要求非常高的设计,才不会干扰你的手机。这是非常困难的事情。

Matties: 并且有越来越多的无线技术出现……

Wischnack: 无线技术并不是主要问题,因为通常在无线领域你会得到很整齐的波谱,频率之间也不会互相干扰。最大的的问题是,你的高速系统、显示系统,它们会造成电磁兼容性困惑,带宽非常宽,并且你无法控制,这就产生了严重的干扰。现在我们有了新的调制技术,DAD等等,所以如果只有来自一个系统中的一个峰值,它不会造成干扰你。它只会被过滤掉,但在模拟方面,它是非常糟糕的。

Matties: 现在你看今天的汽车,他们就像是移动的电脑。汽车内电子产品的数量是令人难以置信的。

Wischnack: 是啊,你也可以说它就是一个有4个轮子的计算中心。

Matties: 就像我们的电话已不再只是一部电话了。

Wischnack: 对,汽车和电话在这点上有相似之处。人们总是努力得到更舒适的电子产品,他们习惯在家里有的一切也希望能够出现在汽车里。我记得当iPod出现时。每个人都想在汽车里放一个,只需要一个特殊的iPod连接器。现在,没人再提起iPod连接器了,因为他们已经被集成到汽车里。所以也许人们该好好想想,什么是有价值的部件?是iPod还是最后的汽车?

Matties: 当你开始为汽车行业设计时,最大的挑战是什么?

Wischnack:我认为汽车行业本身就是一个最大的挑战,因为有时它会受到非动态过程的阻碍。一切必须经过批准和验证,等等,缺乏创新性。如果你想要做一些对的事,有时你必须偏离一点常规。为了说服人们偏离常规,就需要做一些不寻常的事。这是非常具有挑战性的事情。它与技术无关,技术是直截了当的,但完成这类任务有时非常困难。

Matties: 关于汽车内电子产品的实际生产,您有提到制造商及您对他们的预期,这里面有什么想法能与我们分享一下么?

Wischnack: 这件事很有趣。开发商做的很多事情,是这些制造商要求他们做的,因为他们已经做了近20年了,只有少数制造商真正做到了目光超前,他们接受获得新技术和摆脱他们一直做的旧东西。你必须小心选择。所以如果有制造商说:“不,你们不能这么做,因为我不能。我做不出来。”那么你就需要换一家制造商了。今天上午,我们的分会议演讲人是Lee Ritchey,在问答环节,有一个问题是关于15%公差的。他的回答是:“你需要换一个供应商。这家供应商对你而言是不合适的。”确实是这样的。如果你的供应商跟不上你的要求,就另选它家吧。因为你比他们跑得快,所以你需要换供应商。

Matties: 在设计领域,我看到的另一个问题是设计人群老化,很多年轻人没有选择进入这个领域。保时捷是如何解决这个问题的,如何吸引年轻人进入这个行业。

Wischnack: 我们有很多实习生和很多学生。我们与很多大学有很好的合作关系,可以吸引学生加入我们公司。我们努力在他们大学一毕业就吸引他们加入保时捷,让他们熟悉我们的工作方式,这样我们就能做一些基础培训。不只是在大学教他们所有的公式及所有内容,而且还涉及“真正的生活是什么?用我在大学所学习的所有知识,我能做什么?”他们成为保时捷的实习生后,经常通过在公司里做的一些事取得最后的成绩,最后他们就被录用了。所以我的很多同事都是我实验室的实习生,同时,我部门的6个或8个实习生现在已经是公司的员工了。有很多其他人都是从实习生开始的。让年轻人加入公司是你所能做的最有益的事。

Matties: 是否有很多年轻人对这一领域不感兴趣,因为有其他很多吸引他们的领域?

Wischnack:对的。很多年轻人确实成为了硬件开发员,或他们原本想做软件,或想做商务人员。但是我们有一些学生,他们同意做硬件,因为他们想在保时捷工作,最后他们成为了好的硬件开发员,因为突然他们了解了关于做硬件的所有一切。如果你真正了解你在做什么,你就成功了,你可以得到成功的产品,你正在做的事是其他人所不了解的。突然,他们就决定在余生都做硬件开发员 了。

Matties: 把硬件开发和电路设计结合起来可能真有好处。

Wischnack: 肯定有。但我们必须澄清,我们做的硬件设计主要不是针对我们自己的车,因为很多很多原因,保时捷车的硬件设计主要是由供应商完成的。我们的主要工作是做故障排查,不只是针对保时捷的车,而且也针对外部的客户。我们离生产很近,如果产品不能正常运行,我们就会去查找故障。我们的一个特殊职责是要快速,一次就要完成,不需要3、4、5或6个样品,直到完成为止。所能通常我们只要1个或2个样品就可完成故障排查。我们不需要2年进行开发。也许只要3个月。这是我们的优势,但我认为我们无法与亚洲公司竞争。他们的工资只有我们工资的10%,所以我们必须是特殊的,我认为这是我们能够做到的最好方式。所以,我们是快速的,我们是精密的,而且最终产品可正常运行。

Matties: 在你的演讲中,你谈到了现存的物理学和规律。当你把一些新人带入设计领域时,你寻找的新人需要达到哪种教育水平?

Wischnack: 这是一个很好的问题。不是教育水平。我不在乎教育水平。当然,你需要知道什么是数学,什么是物理,你应该对这些有所了解。但最后,更重要的是你的思维是开放的,你有自己的创新想法、你有自己想要做的事。你在积极的寻找解决方案,如果失败了你也不放弃;如果没找到方案你就夜不能寐,因为你想要找到解决方案。如果早上5点,你仍然在实验室里,只要允许,这比毕业于名牌大学及一直在大公司工作重要得多。所以我总是更看重这类人。我不看重成绩。我不看重他们以前在哪个公司工作。我努力去找到一些他们对所做的工作真的很感兴趣的人。

Matties: 在你和他们合作之前,确定某人是否具备有这样的素质,难吗?

Wischnack: 这就是为什么招年轻的学生做实习生是有益的,他们至少会在公司实习半年。而半年对于了解一个人并发现他们的想法、他们如何思维、他们如何工作足够了,然后你就可以决定他们是否能成为团队的好成员了。

Matties: 刚开始,你谈到了工作环境。保时捷有多少设计人员?团队是如何开展工作的?

Wischnack: 在硬件方面,我们有10名至15名设计人员。对于我们如何一起开展工作,我们没有严格的规则,因为每个人都是针对项目的,我们是个体,但有时同事会一起工作,到下一个项目,又会有新的成员加入。我们有不同的部门,但部门之间合作密切,所以是很开放的,主要取决于项目类型。由于我们是工程服务公司,我们总是不得不适应客户的要求,而不只是我们自己想做什么的理念。

Matties: 听起来你在保时捷的职业生涯很有趣。对你来说,你的职业生涯有哪些亮点?

Wischnack: 这个问题很好,有很多亮点。首先,几年前我不得不恢复一个项目,那是最具挑战性的项目之一。它是保时捷的汽车信息娱乐系统之一,不知为什么,在亚洲没有开发成功。最初是由我们的一个供应商在做这个项目,他们开发了两年,后由我们从零开始,做了4个月:新硬件、新软件,一个非常复杂的多媒体系统。4个月后,看到这个系统最后成功运行,看到装有这个系统的汽车生产出来,真是太棒了。这个项目的团队中有一些非常好的同事,我们在一起工作很开心。

我认为另一件更具风险的事情是大功率充电材料。两年前,有人问我:“也许你能调查一下我们如何能够做这个项目?审核审核这个项目,也许我们能做出点什么。”我和我的另一个同事就开始调查如何实现大功率充电,之前没人听说过的东西。同时,这是一个有45名员工的部门,我们两个是这个项目的负责人。然后大众汽车集团正式宣布,我们已经启动了大功率充电项目和相关产品正在生产中。所以两年内要实现一个全新产品的从零开始到批量生产,我们要奠定全球的基础。所以我们将会向全世界分销,现在每个人都开始根据两年前我们定义的内容来定义相关概念。这非常棒,作为工程师,在你的一生中,有些事情你可能只能做一次,你真正定义了标准,它成为了世界未来的一部分。

Matties: 真的如你所说,因为我们正处于这一阶段,这一标准现在正在制定中。

Wischnack: 是的,真的是很有挑战。这些原料的报价异常昂贵。我们努力找到我们自己的解决方案,最后我们的成本只有初始成本的20%,而现在更低,只不过是动用了大脑,离开了我之前说过的失败路径。不只是选择人人都会选择的公司,而且我们努力找到小的有创新的公司,他们思维清晰、有创新的想法,甚至对于我们自己的想法,他们正在申请专利。这是很具有挑战性的项目,坦率地讲,这两年非常辛苦,但对于一个工程师而言,这也许是最有价值最有意义的两年。

Matties: 成本只有原来的20%,太厉害了。人们都知道,当你设计电路板,有很多方法可以实现设计。把什么放在一层,把它放在哪里等等。你们如何为设计师确定最好的方法?

Wischnack: 对我而言,最好的方法是没有严格的设计规则。我见过很多公司有严格的设计规则,有时仅确定如何制造电路板,甚至就有几百页。这不是最好的方法。这是严苛,这是限制,你不能通过静态的解决方案来解决动态的问题。这是行不通的。所以最好的方法是端一杯咖啡,靠在一个地方,仔细想想这个系统。努力布局元器件,实现板子的功能。只要你有了清晰的理解,你真正想要做什么,然后你就可以尝试布局元器件,尝试找到元器件,等等。以动态的方法设计电路板。每块板都是不同的,因为每个挑战都是不同的挑战。所以不要束缚你自己就是一个好方法。不要依赖于已确定的事物。对于电路板,对于解决方案,尽量做到最好,不要只是遵守规则,它可能只适用于另一块电路板。

Matties: 我曾听过Mike Creeden的谈话,他说,如果你现在不做HDI,你很快就要做了。在汽车领域,情况怎么样?

Wischnack: 保时捷从来没有采用过HDI;到目前为止,对于汽车电子HDI并不是必要的。

Matties: 你认为未来会需要HDI吗?

Wischnack: 那要看具体情况。我认为如果频率会增加更多,如果元器件密度增加,HDI将是必要的。所以我没说我们将不会需要它。当 然,我们需要它;它是一项已经验证的技术,我们已从中受益,但是现在我们还不需要。

Matties: 你知道,有些人说,通过采用HDI,通常你会降低成本。也有些人说,HDI会增加成本。似乎大家的观点不太一样。

Wischnack: 对一块PCB,你的支出和你的收益是有很大的不同的。我得说说两三年之前,那时,我想采用埋入式电容,真是一件很惊人的事情。每个人都说:“是的,这样的电路板要贵2美元。”但我不需要都采用埋入电容,我知道这种电容的物理性能。所以不要只考虑电路板的成本。要看整体成本,而且如果你能得到一个好的产品,又何妨呢。通过一个整体的设计,无需再进行EMC测试,就能得到很多性能更佳的电路板。

Matties: 对于今天的年轻设计师你有什么建议?我知道你不会说走捷径,你还有什么可以和正在考虑进入PCB设计领域的人分享的吗?

Wischnack: 有,关掉手机,动动你的大脑。真相不是互联网。维科不是解决方案。只有你对想要做的事有全面的清晰的了解,解决方案才是有效的,如果你不了解某些事情,去问你的同事。不停地问问题,直到找到了所有的答案,如果他们无法给到你答案,那就再去找能够给到你答案的人。出现的大多数问题是因为没有人可以问。在多数我做咨询的公司,他们就找不到可以问的人。突然我来了,他们就开始问很多很多年以来他们一直想问的问题。仅是问他们一直想问的问题就用了两三个小时。所以,找到真正帮助你的人,不要放弃。不知道并不羞耻,不知道又不去问解决方案,那才羞耻。

Matties: 还有什么是我们尚未谈到,而你还想和业界分享的信息呢?

Wischnack: 最大的问题是要接受并不是每个人都是十全十美的。同样,并不是每个工程师都是十全十美的,尤其是在这个行业。他们会出错,电路板是糟糕的、设计是糟糕的,但责怪他们做出了坏板并无意义;正确的方法是帮助他们提高。我认为在欧洲这是一个大问题。如果一个人失败了,他不会永远失败,但没有人真正努力帮助他。像我这样的人去尝试解决他的问题,教他做事,下一次他们可能就是伟大的工程师,那就要好得多。这是这个行业必须学习的。所以保持开放的心态,说真话,讲出问题,尽早寻求帮助,不要因为一个人出错就责怪他。帮助他解决问题,帮助他提升技能。

Matties: Thomas,这些建议非常棒。谢谢你抽出时间接受我们的采访。

Wischnack谢谢你。

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#新产品  #汽车电子  #设计 

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