Fem digitale tråde forener og forenkler design og fremstilling af elektroniske systemer

Af Matthew Walsh og Matt Bromley

Digital transformation involverer integration af digitale teknologier og nyopfattelse af forretningsprocesser for at forbedre driften, forbedre kundeoplevelser og drive innovation. Digitale tråde er en nøglekomponent i denne transformation, da de muliggør det sømløse flow af data og information på tværs af forskellige stadier af en proces, et system eller en organisation, og de er således afgørende for at håndtere kompleksitet og forblive konkurrencedygtig i en elektronikindustri, der konstant skifter.

Digitale tråde indsamler, integrerer og administrerer data på tværs af de forskellige stadier af et produkts livscyklus. Disse tråde muliggør et omfattende overblik over produktet, fremmer samarbejde, informeret beslutningstagning og optimeret design. Målet er at udnytte disse data på mere avancerede og interaktive måder, hvilket opnås gennem en digital tvilling. Mens den digitale tråd giver en struktureret vej af data på tværs af livscyklussen, bruger den digitale tvilling disse data til dynamisk at afspejle den virkelige verdens tilstand, adfærd og ydeevne for et bestemt produkt.

Analogien af ​​et metrokort beskriver passende karakteren af ​​digitale tråde. I bund og grund, hvis den digitale tråd er analog med metrokortet, med stop, der repræsenterer datapunkter og metrolinjer, trådene, der forbinder dem, så er den digitale tvilling den interaktive realtidssimulering af hele metrosystemet - tog, stationer og alt – giver interessenter mulighed for at forudse problemer, køre scenarier og få indsigt, som ikke ville være muligt med kun kortet alene. Denne sømløse integration af den digitale tråd med den digitale tvilling sikrer en 360-graders tilgang til produktdesign, drift og vedligeholdelse i den digitale æra.

Fig. 1: Digitale tråde slår bro over siloer for at skabe lukkede, datadrevne forbindelser på tværs af domæner.

Resultater fra en Lifecycle Insights 2022-undersøgelse ("The ROI of Digital Transformation Benchmark Report") afslørede overvældende positive resultater. Undersøgelsen involverede 330 virksomheder i frontenden af ​​deres digitale transformationsproces. 10 % af disse virksomheder fandt ud af, at deres projekter ikke kun havde opfyldt, men overskredet deres omsætningsmål, mens 9 % rapporterede, at de oversteg deres fortjenstmargener. Ydermere rapporterede bemærkelsesværdige 20 % af disse organisationer en væsentlig reduktion i antallet af nødvendige prototyper – bekræftelse af den positive virkning af at omfavne digital transformation i deres design- og fremstillingsprocesser.

Når det kommer til at styre kompleksiteten af ​​elektronisk systemdesign, fra idé til fremstilling, er der fem vigtige digitale tråde:

1. Arkitektur digital tråd: Denne tråd fokuserer på den tidlige arkitektur af et system, der bygger bro mellem høje krav og detaljeret design. Aktivering af denne tråd letter effektiv energibudgetallokering, sporbarhed og iterativ forfining.
2. Komponent digital tråd: At adressere det ødelagte komponentdataudvekslingsparadigme er afgørende. Standardiserede digitale modeller af komponenter gennem initiativer som JEDEC's JEP30-standard er nøglen til at øge effektiviteten og reducere fejl.
3. Design data digital tråd: Denne tråd repræsenterer en sofistikeret ramme, der sigter mod problemfrit at synkronisere forskellige designdataelementer i et digitalt landskab. For eksempel koordinering af elektronisk computerstøttet design (ECAD) og mekanisk computerstøttet design (MCAD) data for at muliggøre problemfrit samarbejde og multi-domæne simuleringer. Denne tråd nødvendiggør optimerede dataudvekslingsformater, såsom IDX-standarden, for at optimere designprocesser.
4. Verifikation digital tråd: Kompleksitet driver behovet for grundig verifikation. Etablering af en digital tråd, der sporer krav, testsager og verifikationsresultater fremmer effektiviteten, forbedrer sporbarheden og letter kontinuerlig verifikation gennem hele udviklingscyklussen.
5. Fremstilling af digital tråd: Samspillet mellem design og fremstilling er tovejs. En robust digital fremstillingstråd giver mulighed for løbende forbedringer ved at fange fremstillingsindsigt og muliggøre mere informerede, bæredygtige designbeslutninger.

Fig. 2: Stoffet af digitale tråde til design og fremstilling af elektroniske systemer.

Digitale tråde overskrider domæner

Elektronisk systemdesign passer ikke pænt inden for ét domæne eller en tråd. I stedet spænder det ofte over flere områder. Den transcendente karakter af de digitale tråde sikrer, at interessenter på tværs af forskellige domæner kan få adgang til relevant, opdateret information og træffe informerede beslutninger. Denne indbyrdes forbundne tilgang nedbryder siloer, reducerer ineffektivitet og fremmer et holistisk syn på hele produktets livscyklus fra idé til end-of-life.

Derfor er det vigtigt, at digitale tråde ikke er isoleret til et bestemt domæne; de overskrider flere domæner. Faktisk er kerneprincippet i den digitale tråd at give et sømløst flow af data og information på tværs af forskellige produktlivscyklusstadier, domæner og discipliner. Ved at gøre det sikrer den digitale tråd, at information forbliver konsistent, tilgængelig og sporbar gennem hele et produkts eller systems livscyklus.

Den digitale tråd er ikke blot en konceptuel strategi, men en transformativ tilgang, der redefinerer, hvordan elektronik designes, fremstilles og bruges. I sidste ende er det fremtidens fundament; planen for en digitalt transformeret elektronikindustri, hvor præcision, samarbejde og innovation synergistisk forenes.

Ved at omfavne den digitale tråd-model kan virksomhederne drage enorme fordele, fra betydelige omkostningsbesparelser og effektivitetsgevinster til forbedret produktkvalitet og hurtigere time-to-market. Alligevel repræsenterer digitale tråde mere end en konkurrencefordel, de er en nødvendighed for dem, der stræber efter at håndtere den accelererende kompleksitet i design og fremstilling af elektroniske systemer.

For at lære mere om, hvordan dit team kan navigere og trives midt i det indviklede landskab af elektroniske systemdesign og -fremstilling via en digital tråd-metodologi, bedes du læse Siemens EDA-papiret Mestring af kompleksitet ved at udnytte digitale tråde til design og fremstilling af elektroniksystemer.

Matt Bromley er vicepræsident for produktstrategi og teknologi hos Siemens EDA.