5 つのデジタル スレッドが電子システムの設計と製造を統合および簡素化

マシュー・ウォルシュ、マット・ブロムリー著

デジタル変革には、デジタル テクノロジーの統合とビジネス プロセスの再考が含まれ、業務を強化し、顧客エクスペリエンスを向上させ、イノベーションを推進します。デジタル スレッドは、プロセス、システム、組織のさまざまな段階にわたるデータと情報のシームレスなフローを可能にするため、この変革の重要なコンポーネントであり、複雑さを管理し、絶え間なく変化するエレクトロニクス業界で競争力を維持するために極めて重要です。

デジタル スレッドは、製品のライフサイクルのさまざまな段階にわたってデータを収集、統合、管理します。これらのスレッドにより、製品の包括的なビューが可能になり、コラボレーション、情報に基づいた意思決定、最適化された設計が促進されます。目標は、そのデータをより高度でインタラクティブな方法で活用することであり、これはデジタル ツインを通じて実現されます。デジタル スレッドはライフサイクル全体にわたるデータの構造化された経路を提供しますが、デジタル ツインはこのデータを利用して、特定の製品の実世界の状態、動作、パフォーマンスを動的に反映します。

地下鉄の路線図のたとえは、デジタル スレッドの性質を適切に説明しています。基本的に、デジタル スレッドが地下鉄の路線図に似ており、停留所がデータ ポイントを表し、地下鉄の路線がそれらを接続するスレッドである場合、デジタル ツインは地下鉄システム全体 (電車、駅など) のリアルタイムのインタラクティブなシミュレーションになります。 –関係者が問題を予測し、シナリオを実行し、マップだけでは不可能な洞察を得ることができるようになります。このデジタル スレッドとデジタル ツインのシームレスな統合により、デジタル時代の製品設計、運用、メンテナンスに対する 360 度のアプローチが保証されます。

図 1: デジタル スレッドはサイロを橋渡しし、ドメイン間で閉ループのデータ駆動型の連携を作成します。

Lifecycle Insights 2022 調査 (「デジタル トランスフォーメーションの ROI ベンチマーク レポート」) の結果では、圧倒的に肯定的な結果が明らかになりました。この調査には、デジタル変革プロセスのフロントエンドに携わる 330 社が参加しました。これらの企業のうち 10% は、プロジェクトが収益目標を達成しただけでなく上回ったことが判明し、9% は利益率を上回ったと報告しました。さらに、注目すべきことに、これらの組織の 20% が、必要なプロトタイプの数が大幅に減少したと報告しています。これは、設計および製造プロセスでのデジタル変革の採用によるプラスの効果が裏付けられています。

アイデアの考案から製造に至るまで、電子システム設計の複雑さを管理する場合、次の 5 つの重要なデジタル スレッドがあります。

1. アーキテクチャデジタルスレッド: このスレッドは、システムの初期のアーキテクチャに焦点を当て、高レベルの要件と詳細な設計の間のギャップを橋渡しします。このスレッドを有効にすると、効果的な電力バジェットの割り当て、トレーサビリティ、および反復的な改善が容易になります。
2. コンポーネントデジタルスレッド: 壊れたコンポーネントのデータ交換パラダイムに対処することが重要です。 JEDEC の JEP30 標準などの取り組みを通じてコン​​ポーネントの標準化されたデジタル モデルは、効率を高め、エラーを減らすための鍵となります。
3. デザインデータデジタルスレッド: このスレッドは、デジタル環境内のさまざまなデザイン データ要素をシームレスに同期することを目的とした洗練されたフレームワークを表します。たとえば、電子コンピュータ支援設計 (ECAD) と機械コンピュータ支援設計 (MCAD) データを調整して、シームレスなコラボレーションとマルチドメイン シミュレーションを可能にします。このスレッドでは、設計プロセスを最適化するために、IDX 標準などの最適化されたデータ交換フォーマットが必要です。
4. 検証デジタルスレッド: 複雑さにより、徹底的な検証の必要性が高まります。要件、テスト ケース、検証結果を追跡するデジタル スレッドを確立すると、効率が向上し、トレーサビリティが強化され、開発サイクル全体を通じて継続的な検証が容易になります。
5. デジタルスレッドの製造: 設計と製造の間の相互作用は双方向です。堅牢な製造デジタル スレッドにより、製造に関する洞察を取得し、より多くの情報に基づいた持続可能な設計決定を可能にすることで、継続的な改善が可能になります。

図 2: 電子システムの設計と製造のためのデジタル スレッドのファブリック。

デジタルスレッドはドメインを超越する

電子システムの設計は、1 つのドメインまたはスレッド内にきちんと収まりません。その代わり、複数の領域にまたがることがよくあります。デジタル スレッドの超越的な性質により、さまざまなドメインの関係者が関連する最新情報にアクセスし、情報に基づいた意思決定を行うことができます。この相互接続されたアプローチにより、サイロ化が解消され、非効率が削減され、コンセプトから製品寿命に至るまでの製品ライフサイクル全体の全体像が促進されます。

したがって、デジタル スレッドが特定のドメインに分離されていないことが重要です。それらは複数の領域を超えます。実際、デジタル スレッドの中核原理は、さまざまな製品ライフサイクルの段階、ドメイン、分野にわたってデータと情報のシームレスなフローを提供することです。そうすることで、デジタル スレッドは、製品またはシステムのライフサイクル全体を通じて、情報の一貫性、アクセス性、追跡可能性を確保します。

デジタル スレッドは単なる概念的戦略ではなく、エレクトロニクスの設計、製造、利用方法を再定義する変革的なアプローチです。結局のところ、それは将来の基盤です。これは、精度、コラボレーション、イノベーションが相乗的に融合する、デジタル的に変革されたエレクトロニクス産業の青写真です。

デジタル スレッド モデルを採用することで、企業は大幅なコスト削減と効率の向上から、製品品質の向上と市場投入までの時間の短縮まで、多大な恩恵を受けることができます。しかし、デジタル スレッドは競争上の優位性をもたらすだけでなく、電子システムの設計と製造において加速する複雑さを管理しようと努めている企業にとって不可欠なものです。

デジタル スレッド手法を使用して、電子システムの設計と製造の複雑な状況の中でチームがどのようにナビゲートし、成功することができるかについて詳しく知りたい場合は、Siemens EDA の論文をお読みください。 電子システムの設計と製造にデジタル スレッドを活用して複雑さを克服する.

Matt Bromley は、Siemens EDA の製品戦略および技術担当副社長です。