Cinq fils numériques unifient et simplifient la conception et la fabrication de systèmes électroniques

Par Matthew Walsh et Matt Bromley

La transformation numérique implique l'intégration des technologies numériques et la réimagination des processus métier pour améliorer les opérations, améliorer l'expérience client et stimuler l'innovation. Les fils numériques sont un élément clé de cette transformation, car ils permettent un flux fluide de données et d'informations à travers les différentes étapes d'un processus, d'un système ou d'une organisation, et sont donc essentiels pour gérer la complexité et rester compétitif dans un secteur électronique en constante évolution.

Les fils numériques collectent, intègrent et gèrent les données à travers les différentes étapes du cycle de vie d'un produit. Ces fils permettent une vue complète du produit, favorisant la collaboration, une prise de décision éclairée et des conceptions optimisées. L’objectif est d’exploiter ces données de manière plus avancée et interactive, grâce à un jumeau numérique. Alors que le fil numérique fournit un chemin structuré de données tout au long du cycle de vie, le jumeau numérique utilise ces données pour refléter de manière dynamique l'état, le comportement et les performances réels d'un produit particulier.

L’analogie avec un plan de métro décrit avec justesse la nature des fils numériques. Essentiellement, si le fil numérique est analogue au plan du métro, avec des arrêts représentant des points de données et des lignes de métro les fils qui les relient, alors le jumeau numérique est la simulation interactive en temps réel de l'ensemble du système de métro : trains, gares et tout. –permettant aux parties prenantes d'anticiper les problèmes, d'exécuter des scénarios et d'obtenir des informations qui ne seraient pas possibles avec la seule carte. Cette intégration transparente du fil numérique avec le jumeau numérique garantit une approche à 360 degrés de la conception, de l'exploitation et de la maintenance des produits à l'ère numérique.

Fig. 1 : Les fils numériques comblent les silos pour créer des liens en boucle fermée et basés sur les données entre les domaines.

Les résultats d’une enquête Lifecycle Insights 2022 (« Rapport de référence sur le retour sur investissement de la transformation numérique ») ont révélé des résultats extrêmement positifs. L'enquête a porté sur 330 entreprises en amont de leur processus de transformation numérique. 10 % de ces entreprises ont constaté que leurs projets avaient non seulement atteint, mais dépassé leurs objectifs de revenus, tandis que 9 % ont déclaré avoir dépassé leurs marges bénéficiaires. En outre, 20 % de ces organisations ont signalé une réduction substantielle du nombre de prototypes requis – confirmation de l'impact positif de l'adoption de la transformation numérique dans leurs processus de conception et de fabrication.

Lorsqu’il s’agit de gérer la complexité de la conception de systèmes électroniques, de l’idéation à la fabrication, il existe cinq fils numériques essentiels :

1. Fil numérique d'architecture: Ce fil de discussion se concentre sur l'architecture initiale d'un système, comblant le fossé entre les exigences de haut niveau et la conception détaillée. L'activation de ce fil facilite l'allocation efficace du budget d'énergie, la traçabilité et le raffinement itératif.
2. Fil numérique composant: Il est vital de s'attaquer au paradigme brisé d'échange de données sur les composants. Les modèles numériques standardisés de composants grâce à des initiatives telles que la norme JEDEC JEP30 sont essentiels pour améliorer l'efficacité et réduire les erreurs.
3. Fil numérique des données de conception: Ce fil représente un cadre sophistiqué visant à synchroniser de manière transparente divers éléments de données de conception dans un paysage numérique. Par exemple, coordonner les données de conception électronique assistée par ordinateur (ECAD) et de conception mécanique assistée par ordinateur (MCAD) pour permettre une collaboration transparente et des simulations multidomaines. Ce fil nécessite des formats d'échange de données optimisés, tels que la norme IDX, pour optimiser les processus de conception.
4. Fil numérique de vérification: La complexité nécessite une vérification approfondie. L'établissement d'un fil numérique qui retrace les exigences, les cas de test et les résultats de vérification favorise l'efficacité, améliore la traçabilité et facilite la vérification continue tout au long du cycle de développement.
5. Fil numérique de fabrication: L'interaction entre la conception et la fabrication est bidirectionnelle. Un fil numérique de fabrication robuste permet une amélioration continue en capturant des informations sur la fabrication et en permettant des décisions de conception plus éclairées et durables.

Fig. 2 : La structure des fils numériques pour la conception et la fabrication de systèmes électroniques.

Les fils numériques transcendent les domaines

La conception de systèmes électroniques ne s’intègre pas parfaitement dans un seul domaine ou fil conducteur. Au lieu de cela, il s’étend souvent sur plusieurs domaines. La nature transcendante des fils numériques garantit que les parties prenantes de différents domaines peuvent accéder à des informations pertinentes et à jour et prendre des décisions éclairées. Cette approche interconnectée brise les silos, réduit les inefficacités et favorise une vision globale de l'ensemble du cycle de vie du produit, du concept jusqu'à la fin de vie.

Il est donc essentiel que les flux numériques ne soient pas isolés dans un domaine particulier ; ils transcendent plusieurs domaines. En effet, le principe fondamental du fil numérique est de fournir un flux transparent de données et d’informations à travers les différentes étapes, domaines et disciplines du cycle de vie des produits. Ce faisant, le fil numérique garantit que les informations restent cohérentes, accessibles et traçables tout au long du cycle de vie d'un produit ou d'un système.

Le fil numérique n’est pas simplement une stratégie conceptuelle mais une approche transformatrice, redéfinissant la manière dont l’électronique est conçue, fabriquée et utilisée. En fin de compte, c’est le fondement de l’avenir ; le modèle d’une industrie électronique transformée numériquement, où la précision, la collaboration et l’innovation convergent en synergie.

En adoptant le modèle du fil numérique, les entreprises bénéficieront énormément, depuis des économies de coûts et des gains d'efficacité significatifs jusqu'à une qualité de produit améliorée et une mise sur le marché plus rapide. Pourtant, les fils numériques représentent plus qu’un avantage concurrentiel : ils constituent un impératif pour ceux qui s’efforcent de gérer la complexité croissante de la conception et de la fabrication des systèmes électroniques.

Pour en savoir plus sur la façon dont votre équipe peut naviguer et prospérer dans le paysage complexe de la conception et de la fabrication de systèmes électroniques via une méthodologie de fils numériques, veuillez lire le document Siemens EDA. Maîtriser la complexité en tirant parti des fils numériques pour la conception et la fabrication de systèmes électroniques.

Matt Bromley est vice-président, stratégie produit et technologie, chez Siemens EDA.