Prislappen för CAD-programvara för mönsterkortdesign varierar kraftigt. Så frågan är hur bra och hur dyrt CAD-system behöver man? Hur mycket mervärde ger ett dyrare system? Johan Lindh på CAD-resurs ger här sin syn på frågan.

 – Varför har ni ett så dyrt CAD-verktyg för layout? Vårt kostar bara hälften så mycket och gör precis allt det vi behöver. Kan ert program verkligen vara dubbelt så bra?"
Detta är en fråga som vi, och säkert flera av våra kollegor i branschen, ibland får när våra kunder hör namnet på ett av de tre olika CAD-verktyg för layout vi har.
Vi tycker att det är en intressant fråga och tänker här försöka belysa lite olika infallsvinklar för att besvara den. Men framför allt: Behöver ett dubbelt så dyrt eller till och med tio gånger så dyrt CAD-verktyg vara dubbelt eller tio gånger så bra för att löna sig?
Vi försöker samtidigt ge en liten inblick i när det börjar löna sig att ha ett eget CAD-verktyg för layout istället för att köpa in tjänsten från en servicebyrå, samt ger några tips om vad som kan vara bra att tänka på om man ska skaffa CAD-verktyg.

CAD-verktyg för layout
Om vi börjar med att göra en snabb och väldigt grov översikt av olika CAD-verktyg finner vi att det finns 3-4 olika kategorier, baserat på pris och funktioner. Vi skulle vilja dela upp dem så här:
Riktigt enkla verktyg:
* CADint
* Edwin
* Eagle
Ingångssystem:
* PADS (Mentor Graphics)
* OrCAD (Cadence)
* Cadstar (Zuken)
Altium:
* Altium Designer
Expertsystem:
* Expedition PCB (Mentor Graphics)
* Allegro (Cadence)
* CR 5000/8000 (Zuken)
Anledningen till att Altium tilldelas en egen kategori är att det i vissa avseenden kan det kännas som ett expertsystem, men i andra avseenden hör det hemma på en enklare nivå. Till exempel kan man säga att det har ett snyggt och modernt användargränssnitt som känns väldigt bra och ger effektiv, bra integration till mekanik-CAD. Men hanteringen av spänningsplan kunde varit mer effektiv och även när det gäller hantering av tidskritiska nät saknas det en del för att nå expertnivå.
Det finns även andra CAD-verktyg som t ex Pantheon (Intercept) eller Ultiboard (National Instruments) men dessa har vi inte sett så ofta hos nordiska företag.
Priserna på alla dessa verktyg varierar från ca 20 tusen kronor upp till 600 tusen kronor, eller till och med mer, beroende på variant och eventuella tilläggsfunktioner. Det finns även gratisverktyg på webben som ibland är kopplade direkt till en mönsterkortstillverkare.

Ekonomisk jämförelse
Låt oss göra en enkel, rent ekonomisk jämförelse mellan kostnaderna för ett enklare verktyg för 50 tusen kronor och ett tio gånger dyrare verktyg. Jämförelsen görs över en treårsperiod där vi antar att vi på tre år får ihop ca 5400 timmar. Det kan motsvara en normal avskrivningsperiod för en så pass dyr investering.

Systemkostnad, inklusive timdebitering, visas här som funktion av antalet timmar. Procentsatserna t h i illustrationen får vi av att multiplicera våra effektivitetsantaganden om 80-90 procent som vi har gjort på en konstruktör, som är lite ovan till layout, samt att ett enklare CAD-verktyg inte är riktigt lika effektivt som ett dyrt. I värsta fall multiplicerar vi 80 procent med 80 procent och får då 0,64. I bästa fall multiplicerar vi 90 procent med 90 procent och får då 0,81.
Eftersom tid är pengar adderar vi detta till timkostnaden plus verktygskostnaden för det billiga verktyget. Det ger ett område som visar vad din totalkostnad kan hamna inom, jämfört med ett dyrt CAD-verktyg (100 procents effektivitet) med en person som är van att göra layout (100 procents effektivitet) och även jämfört med att köpa tjänsten ifrån en servicebyrå.
Vi ser att det billiga verktygets linje börjar på 50 tkr  och ökar sedan med den antagna timkostnaden. Det dyra verktyget börjar på 500 tkr och ökar sedan med den antagna timkostnaden. Kostnaden för att köpa tjänsten från en servicebyrå börjar från noll och ökar med den antagna timkostnaden.

Vi antar också att en normal interndebitering för ett företag är 500-700 kronor per timme och att en servicebyrå tar mellan 600-900 kronor per timme.
Om vi bara ser till kostnaderna för ett eget dyrt verktyg, jämfört med en servicebyrå, ser vi snart att det krävs mer än 70 procents beläggning på det egna dyra verktyget för att det ska löna sig att ha det. Ett billigare verktyg kräver naturligtvis inte samma beläggning för att få lönsamhet.
Men bilden blir helt annorlunda om vi lägger till ytterligare två rimliga antaganden:
* Effektiviteten i det billigare verktyget ligger på 80-90 procent av det dyra.
* En elektronikkonstruktör som gör 3-4 layouter per år kanske kommer upp till 80-90 procent av effektiviteten hos någon som använder programmet varje dag.
Känner man till sin egen interndebitering och timkostnaden hos någon servicebyrå man eventuellt använder sig av kan man lätt göra en graf. Vi använder för enkelhetens skull medelvärdet på timtaxorna ovan och sätter in dessa i en graf över tid respektive kostnad tillsammans med inköpskostnaden för ett dyrt och ett billigt verktyg. När vi jämför dessa med att köpa in layouttjänst ifrån en servicebyrå ser man brytpunkter för lönsamhet med eget CAD-verktyg jämfört med att köpa in tjänsten. Och om vi dessutom lägger på en effektivitetsfaktor för det billiga verktyget och en konstruktör som arbetar sporadiskt med det billiga verktyget så bildas ett spann där man i värsta fall kan se en merkostnad på över en miljon kronor över tre år jämfört med att köpa in tjänsten.

Utnyttjandegraden styr
Självklart är inte detta hela sanningen för då hade mycket färre företag köpt in egna CAD-verktyg för layout. Kan man på ett företag utnyttja ett layoutverktyg på heltid kan det löna sig att anställa en egen layoutexpert och på så sätt helt eller delvis ta bort de ineffektivitetsfaktorer vi räknade med ovan. Då kan man använda servicebyråer för toppar i beläggningen eller tills beläggningen rättfärdigar köp av ytterligare licenser och anställning av mer personal. Dessutom får företaget förhoppningsvis in mer kompetens och erfarenhet i framförallt tillverkningsprocessen och kan då skapa en mer effektiv dialog mellan det egna företaget och leverantörerna av mönster- och kretskort.

Litet företag
Ett annat exempel kan vara det lilla företaget där det finns mer tid än pengar och där det enda ekonomiskt fungerande alternativet är att köpa ett riktigt billigt verktyg och göra allt själv. Har man bara kunskapen i hur man får fram ett kretskort som går att producera på ett kostnadseffektivt sätt så har man inga problem. Har man inte den kunskapen själv får man anlita någon som ser över kortet och föreslår justeringar innan man beställer stora volymer, gärna fortlöpande under konstruktionsarbetet.
I vårt exempel har vi för enkelhetens skull inte heller tagit hänsyn till något supportavtal för programmet och den kostnaden är ju generellt sett högre ju dyrare verktyget är.

Välj rätt cad-verktyg
Vilket CAD-verktyg ska man då välja? Även med den information den här artikeln ger är det inte alltid lätt att veta vad som är bäst för ett specifikt företag. Men vad vår graf över ekonomin visat bör effektivitet vara en riktigt stor del av svaret. Man bör anstränga sig att hitta det verktyg som är mest effektivt på de uppgifter som utförs större delen av den tid man spenderar i verktyget, det vill säga att placera komponenter och dra ledare mellan dessa komponenter.
Om konstruktionerna innehåller mycket tidskritiska nät blir bra funktioner för detta allt viktigare. Det brukar generellt sett finnas fler och effektivare möjligheter för det ju dyrare programmen är.
Har man konstruktioner med stora BGA-kapslar eller "fine pitch"-komponenter kan man spara mycket tid om verktyget har ett effektivt stöd för hantering av olika designregler för olika områden samt. Verktyget bör hela tiden kunna visa hur jord- och spänningsplanen ser ut utan att man  behöva generera om dem vid minsta ändring (dynamiska plan).
Frågor som kan hjälpa er i valet mellan ett billigt eller dyrt verktyg är hur mycket man kan använda av en eller flera licenser och om man har personal som enbart utför layout.

Se på effektiviteten
Valet av verktyg i den kategori man väljer bör snarare bygga på effektivitet och nödvändiga funktioner än på prislappen. Det finns inget som säger att ett dyrare verktyg inom en priskategori är bättre eller sämre än något av de andra.
Andra viktiga parametrar att ta hänsyn till när man ska välja verktyg är kvaliteten och tillgängligheten på support för programmet, utbildningskostnader, affärsmodeller (hyra, köp eller annat), hur lång tid tar det att sätta systemet i drift med mera. Man måste även se om man kan räkna hem ett dyrt verktyg jämfört med ett billigt. Och man måste alltid fråga sig om man kunde göra en ännu bättre investering i något annat område med pengarna som skiljer det billiga och dyra verktyget åt.

Extra resurser
Man bör också undersöka möjligheten att hitta extra resurser med rätt kompetens om det behövs. Det bör gärna göras från fler än en leverantör för att minska risken att inte hitta ledig resurs när den väl behövs. Det kan vara bra att till viss del basera sitt val av CAD-verktyg på vad eventuella nutida eller framtida samarbetspartners har för verktyg.
Har man redan ett schemaverktyg som man inte vill byta ut kan det vara en bra idé att skaffa layoutprogrammet från samma leverantör för att få integrationsfördelar. Förutom bra integration till schemaverktyget kan det för vissa företag finnas stora fördelar att ha riktigt bra integration mot mekanik-CAD eller RF-simulering. Då kan det löna sig att gå in på djupet vad de olika verktygen erbjuder och se hur lätt eller svårt det är att utbyta data mellan de olika programmen.
Försök att hitta ett par företag med erfarenhet av flera CAD-verktyg för att få deras åsikter om vad som är styrkor och svagheter med de olika verktygen. Att verkligen på något sätt kommunicera med personer eller företag om olika verktyg är ett snabbt sätt att komma framåt i sitt val av verktyg.
Johan Lindh och Bent Jarl, CAD-resurs AB

Filed under: Byggsatt