Cinco hilos digitales unifican y simplifican el diseño y la fabricación de sistemas electrónicos

Por Matthew Walsh y Matt Bromley

La transformación digital implica la integración de tecnologías digitales y la reinvención de los procesos comerciales para mejorar las operaciones, mejorar las experiencias de los clientes e impulsar la innovación. Los hilos digitales son un componente clave de esta transformación, ya que permiten el flujo fluido de datos e información a través de varias etapas de un proceso, sistema u organización y, por lo tanto, son fundamentales para gestionar la complejidad y mantenerse competitivo en una industria electrónica en constante cambio.

Los hilos digitales recopilan, integran y gestionan datos en las diferentes etapas del ciclo de vida de un producto. Estos hilos permiten una visión integral del producto, fomentando la colaboración, la toma de decisiones informadas y diseños optimizados. El objetivo es aprovechar esos datos de formas más avanzadas e interactivas, lo que se logra a través de un gemelo digital. Mientras que el hilo digital proporciona una ruta estructurada de datos a lo largo del ciclo de vida, el gemelo digital utiliza estos datos para reflejar dinámicamente el estado, el comportamiento y el rendimiento del mundo real de un producto en particular.

La analogía de un mapa del metro describe acertadamente la naturaleza de los hilos digitales. Esencialmente, si el hilo digital es análogo al mapa del metro, con paradas que representan puntos de datos y líneas de metro como hilos que los conectan, entonces el gemelo digital es la simulación interactiva en tiempo real de todo el sistema de metro: trenes, estaciones y todo. –permitir a las partes interesadas anticipar problemas, ejecutar escenarios y obtener conocimientos que no serían posibles sólo con el mapa. Esta perfecta integración del hilo digital con el gemelo digital garantiza un enfoque de 360 ​​grados para el diseño, operación y mantenimiento de productos en la era digital.

Fig. 1: Los hilos digitales unen silos para crear vínculos de circuito cerrado basados ​​en datos entre dominios.

Los resultados de una encuesta Lifecycle Insights 2022 (“Informe comparativo sobre el retorno de la inversión en transformación digital”) revelaron resultados abrumadoramente positivos. En la encuesta participaron 330 empresas que se encuentran en la fase inicial de su proceso de transformación digital. El 10% de estas empresas descubrió que sus proyectos no sólo habían cumplido sino superado sus objetivos de ingresos, mientras que el 9% informó haber superado sus márgenes de beneficio. Además, un notable 20 % de estas organizaciones informaron de una reducción sustancial en el número de prototipos necesarios, lo que confirma el impacto positivo de adoptar la transformación digital en sus procesos de diseño y fabricación.

Cuando se trata de gestionar la complejidad del diseño de sistemas electrónicos, desde la idea hasta la fabricación, existen cinco hilos digitales esenciales:

1. Hilo digital de arquitectura: Este hilo se centra en la arquitectura inicial de un sistema, cerrando la brecha entre los requisitos de alto nivel y el diseño detallado. Habilitar este hilo facilita la asignación efectiva del presupuesto de energía, la trazabilidad y el refinamiento iterativo.
2. Hilo digital componente: Es vital abordar el paradigma de intercambio de datos de componentes rotos. Los modelos digitales estandarizados de componentes a través de iniciativas como el estándar JEP30 de JEDEC son clave para mejorar la eficiencia y reducir los errores.
3. Hilo digital de datos de diseño: Este hilo representa un marco sofisticado que tiene como objetivo sincronizar a la perfección diversos elementos de datos de diseño dentro de un panorama digital. Por ejemplo, coordinar datos de diseño electrónico asistido por computadora (ECAD) y diseño mecánico asistido por computadora (MCAD) para permitir una colaboración perfecta y simulaciones multidominio. Este hilo necesita formatos de intercambio de datos optimizados, como el estándar IDX, para optimizar los procesos de diseño.
4. Hilo digital de verificación: La complejidad impulsa la necesidad de una verificación exhaustiva. Establecer un hilo digital que rastree los requisitos, los casos de prueba y los resultados de la verificación fomenta la eficiencia, mejora la trazabilidad y facilita la verificación continua durante todo el ciclo de desarrollo.
5. Fabricación de hilo digital.: La interacción entre diseño y fabricación es bidireccional. Un hilo digital de fabricación robusto permite una mejora continua al capturar conocimientos de fabricación y permitir decisiones de diseño más informadas y sostenibles.

Fig. 2: El tejido de hilos digitales para el diseño y fabricación de sistemas electrónicos.

Los hilos digitales trascienden los dominios

El diseño de sistemas electrónicos no encaja perfectamente dentro de un dominio o hilo. Más bien, a menudo abarca múltiples áreas. La naturaleza trascendente de los hilos digitales garantiza que las partes interesadas de diferentes dominios puedan acceder a información relevante y actualizada y tomar decisiones informadas. Este enfoque interconectado rompe los silos, reduce las ineficiencias y promueve una visión holística de todo el ciclo de vida del producto, desde el concepto hasta el final de su vida útil.

Por lo tanto, es esencial que los hilos digitales no estén aislados en un dominio particular; trascienden múltiples dominios. De hecho, el principio fundamental del hilo digital es proporcionar un flujo fluido de datos e información a través de diversas etapas, dominios y disciplinas del ciclo de vida del producto. Al hacerlo, el hilo digital garantiza que la información siga siendo coherente, accesible y rastreable durante todo el ciclo de vida de un producto o sistema.

El hilo digital no es simplemente una estrategia conceptual sino un enfoque transformador que redefine cómo se diseñan, fabrican y utilizan los productos electrónicos. En definitiva, es la base del futuro; el modelo de una industria electrónica transformada digitalmente, donde la precisión, la colaboración y la innovación convergen sinérgicamente.

Al adoptar el modelo de hilo digital, las empresas se beneficiarán enormemente, desde importantes ahorros de costos y ganancias de eficiencia hasta una mejor calidad del producto y un tiempo de comercialización más rápido. Sin embargo, los hilos digitales representan más que una ventaja competitiva: son un imperativo para quienes se esfuerzan por gestionar la creciente complejidad en el diseño y la fabricación de sistemas electrónicos.

Para obtener más información sobre cómo su equipo puede navegar y prosperar en medio del intrincado panorama del diseño y fabricación de sistemas electrónicos a través de una metodología de hilos digitales, lea el documento de Siemens EDA. Dominar la complejidad aprovechando los hilos digitales para el diseño y la fabricación de sistemas electrónicos.

Matt Bromley es vicepresidente de estrategia y tecnología de productos de Siemens EDA.