Viis digitaalset lõime ühendavad ja lihtsustavad elektrooniliste süsteemide disaini ja tootmist

Autorid Matthew Walsh ja Matt Bromley

Digitaalne ümberkujundamine hõlmab digitehnoloogiate integreerimist ja äriprotsesside ümberkujundamist, et tõhustada tegevust, parandada klientide kogemusi ja edendada innovatsiooni. Digitaalsed lõimed on selle ümberkujundamise põhikomponent, kuna need võimaldavad sujuvat andme- ja teabevoogu protsessi, süsteemi või organisatsiooni erinevates etappides ning on seega keskse tähtsusega keerukuse juhtimisel ja pidevalt muutuvas elektroonikatööstuses konkurentsis püsimisel.

Digitaalsed lõimed koguvad, integreerivad ja haldavad andmeid toote elutsükli erinevatel etappidel. Need lõimed võimaldavad tootest terviklikku ülevaadet, soodustades koostööd, teadlikke otsuste tegemist ja optimeeritud disaini. Eesmärk on kasutada neid andmeid täiustatumal ja interaktiivsemal viisil, mis saavutatakse digitaalse kaksiku abil. Kuigi digitaalne niit pakub struktureeritud andmete kogu elutsükli jooksul, kasutab digitaalne kaksik neid andmeid, et dünaamiliselt peegeldada konkreetse toote tegelikku olekut, käitumist ja jõudlust.

Metrookaardi analoogia kirjeldab tabavalt digilõngade olemust. Põhimõtteliselt, kui digitaalne niit on analoogne metrookaardiga, kus peatused tähistavad andmepunkte ja metrooliinid neid ühendavad lõimed, siis digitaalne kaksik on kogu metroosüsteemi – rongide, jaamade ja muu – reaalajas interaktiivne simulatsioon. – võimaldades sidusrühmadel ennetada probleeme, koostada stsenaariume ja saada teadmisi, mida ainult kaardiga poleks võimalik teha. See digitaalse lõime sujuv integreerimine digitaalse kaksikuga tagab 360-kraadise lähenemise toote disainile, kasutamisele ja hooldusele digiajastul.

Joonis 1. Digitaalniidid ühendavad silosid, et luua suletud ahelaga andmepõhiseid seoseid domeenide vahel.

Lifecycle Insights 2022 uuringu ("The ROI of Digital Transformation Benchmark Report") tulemused näitasid valdavalt positiivseid tulemusi. Uuringus osales 330 ettevõtet, kes olid oma digitaalse ümberkujundamise protsessi esiotsas. 10% neist ettevõtetest leidis, et nende projektid ei olnud mitte ainult täitnud, vaid ka ületanud oma tulueesmärke, samas kui 9% teatas, et ületasid oma kasumimarginaali. Lisaks teatas tähelepanuväärne 20% nendest organisatsioonidest vajalike prototüüpide arvu olulisest vähenemisest – see on kinnitus digitaalse ümberkujundamise positiivsele mõjule nende projekteerimis- ja tootmisprotsessides.

Elektrooniliste süsteemide projekteerimise keerukuse haldamisel ideest valmistamiseni on viis olulist digitaalset lõime:

1. Arhitektuuri digitaalne niit: See lõim keskendub süsteemi varasele arhitektuurile, ületades lõhe kõrgetasemeliste nõuete ja üksikasjaliku disaini vahel. Selle lõime lubamine hõlbustab tõhusat energiaeelarve jaotamist, jälgitavust ja iteratiivset täpsustamist.
2. Komponent digitaalne niit: komponentide katkise andmevahetuse paradigma käsitlemine on ülioluline. Komponentide standardiseeritud digitaalsed mudelid selliste algatuste kaudu nagu JEDECi JEP30 standard on tõhususe suurendamise ja vigade vähendamise võtmeks.
3. Disainiandmete digitaalne niit: see lõim esindab keerukat raamistikku, mille eesmärk on sujuvalt sünkroonida erinevaid kujundusandmeelemente digitaalsel maastikul. Näiteks elektroonilise arvutipõhise disaini (ECAD) ja mehaanilise arvutipõhise disaini (MCAD) andmete koordineerimine, et võimaldada sujuvat koostööd ja mitme domeeni simulatsioone. See lõim nõuab disainiprotsesside optimeerimiseks optimeeritud andmevahetusvorminguid, näiteks IDX-standardit.
4. Kontrolli digitaalne niit: keerukus põhjustab põhjaliku kontrollimise vajaduse. Nõudeid, katsejuhtumeid ja kontrollitulemusi jälgiva digitaalse lõime loomine suurendab tõhusust, parandab jälgitavust ja hõlbustab pidevat kontrollimist kogu arendustsükli jooksul.
5. Digitaalse niidi tootmine: Disaini ja tootmise koostoime on kahesuunaline. Tugev tootmise digitaalne niit võimaldab pidevat täiustamist, jäädvustades tootmisega seotud teadmisi ja võimaldades teadlikumaid ja jätkusuutlikke disainiotsuseid.

Joonis 2: Digitaalsete niitide materjal elektroonikasüsteemide projekteerimiseks ja tootmiseks.

Digitaalsed lõimed ületavad domeene

Elektrooniliste süsteemide disain ei mahu täpselt ühte domeeni või lõime. Selle asemel hõlmab see sageli mitut piirkonda. Digitaalsete lõimede transtsendentne olemus tagab, et erinevate valdkondade sidusrühmad pääsevad juurde asjakohasele ajakohasele teabele ja saavad teha teadlikke otsuseid. See omavahel seotud lähenemisviis purustab silohoidlad, vähendab ebatõhusust ja edendab terviklikku vaadet kogu toote elutsüklist kontseptsioonist kuni kasutusea lõpuni.

Seetõttu on oluline, et digitaalsed lõimed ei oleks eraldatud konkreetse domeeni jaoks; nad ületavad mitut domeeni. Tõepoolest, digitaalse lõime põhiprintsiip on pakkuda sujuvat andme- ja teabevoogu erinevate toote elutsükli etappide, valdkondade ja valdkondade vahel. Seda tehes tagab digitaalne niit, et teave jääb järjepidevaks, juurdepääsetavaks ja jälgitavaks kogu toote või süsteemi elutsükli jooksul.

Digitaalne niit ei ole pelgalt kontseptuaalne strateegia, vaid transformatiivne lähenemine, mis määratleb uuesti, kuidas elektroonikat projekteeritakse, toodetakse ja kasutatakse. Lõppkokkuvõttes on see tuleviku alus; digitaalselt muudetud elektroonikatööstuse plaan, kus täpsus, koostöö ja innovatsioon lähenevad sünergiliselt.

Digitaalse lõime mudeli omaksvõtmisest saavad ettevõtted tohutult kasu, alates märkimisväärsest kulude kokkuhoiust ja tõhususe suurenemisest kuni toodete parema kvaliteedi ja kiirema turuletulekuni. Kuid digitaalsed lõimed kujutavad endast enamat kui konkurentsieelist, need on hädavajalikud neile, kes püüavad juhtida elektrooniliste süsteemide projekteerimise ja tootmise kiirenevat keerukust.

Lisateavet selle kohta, kuidas teie meeskond saab elektrooniliste süsteemide projekteerimise ja tootmise keerulisel maastikul digitaalsete lõimede metoodika abil navigeerida ja areneda, lugege palun Siemensi EDA dokumenti. Keerukuse valdamine, kasutades elektroonikasüsteemide projekteerimise ja tootmise digitaalseid lõime.

Matt Bromley on Siemensi EDA tootestrateegia ja tehnoloogia asepresident.