חמישה חוטים דיגיטליים מאחדים ומפשטים את התכנון והייצור של מערכות אלקטרוניות

מאת מתיו וולש ומאט ברומלי

טרנספורמציה דיגיטלית כוללת שילוב של טכנולוגיות דיגיטליות ועיצוב מחדש של תהליכים עסקיים כדי לשפר את התפעול, לשפר את חוויות הלקוחות ולהניע חדשנות. חוטים דיגיטליים הם מרכיב מרכזי בטרנספורמציה הזו, שכן הם מאפשרים זרימה חלקה של נתונים ומידע על פני שלבים שונים של תהליך, מערכת או ארגון, ולכן הם חיוניים לניהול המורכבות ולהישאר תחרותי בתעשיית האלקטרוניקה המשתנה ללא הרף.

שרשורים דיגיטליים אוספים, משלבים ומנהלים נתונים על פני השלבים השונים של מחזור החיים של המוצר. שרשורים אלה מאפשרים תצוגה מקיפה של המוצר, מטפחים שיתוף פעולה, קבלת החלטות מושכלת ועיצובים אופטימליים. המטרה היא לרתום את הנתונים הללו בדרכים מתקדמות ואינטראקטיביות יותר, אשר מושגות באמצעות תאום דיגיטלי. בעוד שהחוט הדיגיטלי מספק מסלול מובנה של נתונים לאורך מחזור החיים, התאום הדיגיטלי משתמש בנתונים אלה כדי לשקף באופן דינמי את המצב, ההתנהגות והביצועים בעולם האמיתי של מוצר מסוים.

האנלוגיה של מפת רכבת תחתית מתארת ​​בצורה הולמת את טבעם של חוטים דיגיטליים. בעיקרו של דבר, אם החוט הדיגיטלי הוא אנלוגי למפת הרכבת התחתית, עם תחנות המייצגות נקודות נתונים וקווי רכבת תחתית החוטים המחברים ביניהן, אז התאום הדיגיטלי הוא הדמייה בזמן אמת ואינטראקטיבית של כל מערכת הרכבת התחתית - רכבות, תחנות וכל זה. -לאפשר לבעלי עניין לצפות בעיות, להריץ תרחישים ולהשיג תובנות שלא יתאפשרו רק עם המפה בלבד. שילוב חלק זה של החוט הדיגיטלי עם התאום הדיגיטלי מבטיח גישה של 360 מעלות לעיצוב, תפעול ותחזוקה של המוצר בעידן הדיגיטלי.

איור 1: חוטים דיגיטליים מגשרים בין ממגורות ליצירת קישורים מונעי נתונים בלולאה סגורה בין תחומים.

תוצאות מסקר Lifecycle Insights 2022 ("דוח ההחזר על ההשקעה של מדד הטרנספורמציה הדיגיטלית") חשפו תוצאות חיוביות באופן גורף. הסקר כלל 330 חברות בחזית תהליך הטרנספורמציה הדיגיטלית שלהן. 10% מהחברות הללו גילו שהפרויקטים שלהן לא רק עמדו אלא עברו את יעדי ההכנסות שלהם, בעוד ש-9% דיווחו שהם עברו את שולי הרווח שלהם. יתר על כן, 20% ראויים לציון מהארגונים הללו דיווחו על הפחתה משמעותית במספר האבטיפוס הנדרש - אישור להשפעה החיובית של אימוץ הטרנספורמציה הדיגיטלית בתהליכי התכנון והייצור שלהם.

כשמדובר בניהול המורכבות של תכנון מערכות אלקטרוניות, מרעיונות ועד ייצור, ישנם חמישה חוטים דיגיטליים חיוניים:

1. חוט דיגיטלי של אדריכלות: שרשור זה מתמקד בארכיטקטורה המוקדמת של מערכת, ומגשר על הפער בין דרישות ברמה גבוהה לתכנון מפורט. הפעלת השרשור הזה מקלה על הקצאת תקציב כוח יעילה, מעקב וחידוד איטרטיבי.
2. חוט דיגיטלי רכיב: טיפול בפרדיגמת חילופי הנתונים של הרכיבים השבורים היא חיונית. מודלים דיגיטליים מתוקננים של רכיבים באמצעות יוזמות כמו תקן JEP30 של JEDEC הוא המפתח לשיפור היעילות והפחתת שגיאות.
3. עיצוב נתונים דיגיטלי חוט: שרשור זה מייצג מסגרת מתוחכמת שמטרתה לסנכרן בצורה חלקה אלמנטים מגוונים של נתוני עיצוב בתוך נוף דיגיטלי. לדוגמה, תיאום תכנון אלקטרוני בעזרת מחשב (ECAD) ונתוני תכנון בעזרת מחשב מכני (MCAD) כדי לאפשר שיתוף פעולה חלק וסימולציות מרובות תחומים. שרשור זה מחייב פורמטים אופטימליים של חילופי נתונים, כגון תקן IDX, כדי לייעל את תהליכי התכנון.
4. שרשור דיגיטלי לאימות: המורכבות מניעה את הצורך באימות יסודי. הקמת חוט דיגיטלי העוקב אחר דרישות, מקרי בדיקה ותוצאות אימות מטפח יעילות, משפר את העקיבות ומקל על אימות מתמשך לאורך מחזור הפיתוח.
5. ייצור חוט דיגיטלי: האינטראקציה בין עיצוב לייצור היא דו-כיוונית. חוט דיגיטלי ייצור חזק מאפשר שיפור מתמיד על ידי לכידת תובנות ייצור ומאפשר החלטות עיצוב מושכלות יותר ובקיימות.

איור 2: מארג החוטים הדיגיטליים לתכנון וייצור של מערכות אלקטרוניות.

חוטים דיגיטליים חוצים תחומים

עיצוב מערכות אלקטרוניות אינו משתלב בצורה מסודרת בתוך תחום או חוט אחד. במקום זאת, הוא משתרע על פני מספר אזורים. האופי הטרנסצנדנטי של השרשורים הדיגיטליים מבטיח שבעלי עניין בתחומים שונים יכולים לגשת למידע רלוונטי ועדכני ולקבל החלטות מושכלות. גישה מקושרת זו מפרקת ממגורות, מפחיתה חוסר יעילות ומקדמת ראייה הוליסטית של כל מחזור חיי המוצר מהרעיון ועד סוף החיים.

לכן, חיוני שהשרשורים הדיגיטליים לא יהיו מבודדים לתחום מסוים; הם חורגים מתחומים מרובים. אכן, עקרון הליבה של החוט הדיגיטלי הוא לספק זרימה חלקה של נתונים ומידע על פני שלבי מחזור חיים, תחומים ודיסציפלינות שונות של המוצר. על ידי כך, החוט הדיגיטלי מבטיח שהמידע יישאר עקבי, נגיש וניתן למעקב לאורך כל מחזור החיים של מוצר או מערכת.

החוט הדיגיטלי אינו רק אסטרטגיה מושגית אלא גישה טרנספורמטיבית, המגדירה מחדש את האופן שבו אלקטרוניקה מתוכננת, מייצרת ומנוצלת. בסופו של דבר, זה הבסיס של העתיד; התוכנית של תעשיית אלקטרוניקה שעברה טרנספורמציה דיגיטלית, שבה דיוק, שיתוף פעולה וחדשנות מתכנסים באופן סינרגטי.

על ידי אימוץ מודל החוט הדיגיטלי, עסקים יכולים להפיק תועלת עצומה, מחסכון משמעותי בעלויות ורווחי יעילות לשיפור איכות המוצר וזמן הגעה מהיר יותר לשוק. עם זאת, חוטים דיגיטליים מייצגים יותר מאשר יתרון תחרותי, הם הכרחי עבור אלה השואפים לנהל את המורכבות המואצת בתכנון וייצור מערכות אלקטרוניות.

כדי ללמוד עוד על האופן שבו הצוות שלך יכול לנווט ולשגשג בתוך הנוף המורכב של תכנון וייצור מערכות אלקטרוניות באמצעות מתודולוגיה של חוטים דיגיטליים, אנא קרא את המאמר של סימנס EDA שליטה במורכבות במינוף חוטים דיגיטליים לתכנון וייצור של מערכות אלקטרוניקה.

מאט ברומלי הוא סגן נשיא, אסטרטגיית מוצר וטכנולוגיה, בסימנס EDA.