Viisi digitaalista säiettä yhdistää ja yksinkertaistaa elektronisten järjestelmien suunnittelua ja valmistusta

Kirjailija: Matthew Walsh ja Matt Bromley

Digitaalinen transformaatio tarkoittaa digitaalisten teknologioiden integrointia ja liiketoimintaprosessien uudelleenmuotoilua toiminnan tehostamiseksi, asiakaskokemuksen parantamiseksi ja innovaatioiden edistämiseksi. Digitaaliset säikeet ovat keskeinen osa tätä muutosta, koska ne mahdollistavat saumattoman tiedonkulun prosessin, järjestelmän tai organisaation eri vaiheissa ja ovat siten avainasemassa monimutkaisuuden hallinnassa ja kilpailukyvyn säilyttämisessä jatkuvasti muuttuvassa elektroniikkateollisuudessa.

Digitaaliset säikeet keräävät, integroivat ja hallitsevat tietoa tuotteen elinkaaren eri vaiheista. Nämä säikeet mahdollistavat kattavan näkemyksen tuotteesta, edistäen yhteistyötä, tietoon perustuvaa päätöksentekoa ja optimoituja malleja. Tavoitteena on hyödyntää tätä dataa edistyneemmillä ja vuorovaikutteisemmilla tavoilla, mikä saavutetaan digitaalisen kaksosen avulla. Vaikka digitaalinen säie tarjoaa jäsennellyn tiedonpolun koko elinkaaren ajan, digitaalinen kaksois käyttää tätä dataa dynaamisesti heijastamaan tietyn tuotteen todellista tilaa, käyttäytymistä ja suorituskykyä.

Metrokartan analogia kuvaa osuvasti digitaalisten säikeiden luonnetta. Pohjimmiltaan, jos digitaalinen säie on analoginen metrokartan kanssa, jossa pysäkit edustavat datapisteitä ja metrolinjoja yhdistävät säikeet, digitaalinen kaksois on reaaliaikainen, interaktiivinen simulaatio koko metrojärjestelmästä – junista, asemista ja kaikesta. – Antaa sidosryhmille mahdollisuuden ennakoida ongelmia, ajaa skenaarioita ja saada oivalluksia, jotka eivät olisi mahdollisia pelkällä kartalla. Tämä digitaalisen säikeen saumaton integrointi digitaaliseen kaksosuuteen varmistaa 360 asteen lähestymistavan tuotesuunnitteluun, käyttöön ja ylläpitoon digitaalisella aikakaudella.

Kuva 1: Digitaaliset säikeet yhdistävät siilot suljetun silmukan, dataohjattujen linkkien luomiseksi alueiden välillä.

Lifecycle Insights 2022 -tutkimuksen ("The ROI of Digital Transformation Benchmark Report") tulokset paljastivat ylivoimaisesti myönteisiä tuloksia. Kyselyyn osallistui 330 yritystä digitaalisen muutosprosessinsa etupäässä. 10 % näistä yrityksistä havaitsi, että heidän projektinsa eivät vain saavuttaneet, vaan ylittäneet tulotavoitteensa, kun taas 9 % ilmoitti ylittäneensä voittomarginaalinsa. Lisäksi huomionarvoinen 20 % näistä organisaatioista ilmoitti tarvittavien prototyyppien määrän huomattavasta vähentymisestä – mikä on vahvistus digitaalisen muutoksen myönteisestä vaikutuksesta niiden suunnittelu- ja valmistusprosesseihin.

Elektronisten järjestelmien suunnittelun monimutkaisuuden hallinnassa ideasta valmistukseen on viisi keskeistä digitaalista säiettä:

1. Arkkitehtuurin digitaalinen lanka: Tämä säie keskittyy järjestelmän varhaiseen arkkitehtuuriin, kuromalla umpeen korkean tason vaatimusten ja yksityiskohtaisen suunnittelun välistä kuilua. Tämän säikeen käyttöönotto helpottaa tehokasta tehobudjetin allokointia, jäljitettävyyttä ja iteratiivista tarkennusta.
2. Komponentti digitaalinen lanka: Rikkoutuneen komponenttitiedonvaihtoparadigman korjaaminen on elintärkeää. Komponenttien standardoidut digitaaliset mallit JEDECin JEP30-standardin kaltaisten aloitteiden avulla ovat avainasemassa tehokkuuden parantamisessa ja virheiden vähentämisessä.
3. Suunnitteludatan digitaalinen lanka: Tämä säiettä edustaa hienostunutta kehystä, jonka tavoitteena on synkronoida saumattomasti erilaisia ​​suunnitteludataelementtejä digitaalisessa maisemassa. Esimerkiksi sähköisen tietokoneavusteisen suunnittelun (ECAD) ja mekaanisen tietokoneavusteisen suunnittelun (MCAD) tietojen koordinointi saumattoman yhteistyön ja usean toimialueen simulaatioiden mahdollistamiseksi. Tämä säie vaatii optimoituja tiedonsiirtomuotoja, kuten IDX-standardia, suunnitteluprosessien optimoimiseksi.
4. Varmistus digitaalinen lanka: Monimutkaisuus aiheuttaa perusteellisen tarkastuksen tarpeen. Vaatimuksia, testitapauksia ja varmennustuloksia jäljittävän digitaalisen säikeen perustaminen edistää tehokkuutta, parantaa jäljitettävyyttä ja helpottaa jatkuvaa todentamista koko kehityssyklin ajan.
5. Valmistus digitaalinen lanka: Suunnittelun ja valmistuksen välinen vuorovaikutus on kaksisuuntaista. Vankka valmistuksen digitaalinen lanka mahdollistaa jatkuvan parantamisen keräämällä oivalluksia valmistuksesta ja mahdollistamalla tietoisempia, kestävämpiä suunnittelupäätöksiä.

Kuva 2: Digitaalisten lankojen kudos elektroniikkajärjestelmien suunnitteluun ja valmistukseen.

Digitaaliset säikeet ylittävät verkkotunnukset

Elektronisten järjestelmien suunnittelu ei mahdu siististi yhteen toimialueeseen tai säiettä. Sen sijaan se kattaa usein useita alueita. Digitaalisten säikeiden transsendenttinen luonne varmistaa, että eri alojen sidosryhmät pääsevät käsiksi asiaankuuluvaan, ajantasaiseen tietoon ja voivat tehdä tietoisia päätöksiä. Tämä toisiinsa yhdistetty lähestymistapa hajottaa siilot, vähentää tehottomuutta ja edistää kokonaisvaltaista näkemystä tuotteen koko elinkaaresta konseptista käyttöiän loppuun.

Siksi on olennaista, että digitaalisia säikeitä ei ole eristetty tiettyyn verkkotunnukseen; ne ylittävät useita verkkotunnuksia. Itse asiassa digitaalisen säikeen ydinperiaate on tarjota saumaton data- ja informaatiovirta tuotteen eri elinkaaren vaiheiden, alueiden ja tieteenalojen välillä. Näin tehdessään digitaalinen säie varmistaa, että tiedot pysyvät johdonmukaisina, saatavilla ja jäljitettävinä tuotteen tai järjestelmän koko elinkaaren ajan.

Digitaalinen lanka ei ole vain käsitteellinen strategia, vaan transformatiivinen lähestymistapa, joka määrittelee uudelleen, miten elektroniikka suunnitellaan, valmistetaan ja hyödynnetään. Viime kädessä se on tulevaisuuden perusta; Digitaalisesti muuttuneen elektroniikkateollisuuden suunnitelma, jossa tarkkuus, yhteistyö ja innovaatio yhdistyvät synergistisesti.

Digitaalisen säikeen mallin omaksumisesta yritykset hyötyvät valtavasti merkittävistä kustannussäästöistä ja tehokkuuden lisäyksistä tuotteiden laadun parantumiseen ja nopeampaan markkinoilletuloon. Digitaaliset säikeet ovat kuitenkin enemmän kuin kilpailuetu, vaan ne ovat välttämättömiä niille, jotka pyrkivät hallitsemaan elektronisten järjestelmien suunnittelun ja valmistuksen kiihtyvää monimutkaisuutta.

Lisätietoja siitä, kuinka tiimisi voi navigoida ja menestyä elektronisten järjestelmien suunnittelun ja valmistuksen monimutkaisessa ympäristössä digitaalisten säikeiden menetelmän avulla, lue Siemensin EDA-paperi. Hallitsee monimutkaisuuden hyödyntäen digitaalisia säikeitä elektroniikkajärjestelmien suunnittelussa ja valmistuksessa.

Matt Bromley on Siemens EDA:n tuotestrategiasta ja teknologiasta vastaava johtaja.