Fem digitale tråder forener og forenkler design og produksjon av elektroniske systemer

Av Matthew Walsh og Matt Bromley

Digital transformasjon involverer integrering av digitale teknologier og reimagining av forretningsprosesser for å forbedre driften, forbedre kundeopplevelser og drive innovasjon. Digitale tråder er en nøkkelkomponent i denne transformasjonen, ettersom de muliggjør sømløs flyt av data og informasjon på tvers av ulike stadier av en prosess, system eller organisasjon, og er dermed avgjørende for å håndtere kompleksitet og forbli konkurransedyktig i en elektronisk industri i stadig endring.

Digitale tråder samler inn, integrerer og administrerer data på tvers av de ulike stadiene av et produkts livssyklus. Disse trådene muliggjør en omfattende oversikt over produktet, fremmer samarbeid, informert beslutningstaking og optimaliserte design. Målet er å utnytte disse dataene på mer avanserte og interaktive måter, noe som oppnås gjennom en digital tvilling. Mens den digitale tråden gir en strukturert datavei gjennom livssyklusen, bruker den digitale tvillingen disse dataene til dynamisk å speile den virkelige tilstanden, oppførselen og ytelsen til et bestemt produkt.

Analogien til et T-banekart beskriver treffende naturen til digitale tråder. I hovedsak, hvis den digitale tråden er analog med T-banekartet, med stopp som representerer datapunkter og T-banelinjer trådene som forbinder dem, så er den digitale tvillingen sanntids, interaktiv simulering av hele T-banesystemet – tog, stasjoner og alt – lar interessenter forutse problemer, kjøre scenarier og få innsikt som ikke ville vært mulig med bare kartet alene. Denne sømløse integrasjonen av den digitale tråden med den digitale tvillingen sikrer en 360-graders tilnærming til produktdesign, drift og vedlikehold i den digitale tidsalder.

Fig. 1: Digitale tråder slår bro over siloer for å skape datadrevne koblinger med lukket sløyfe på tvers av domener.

Resultater fra en Lifecycle Insights 2022-undersøkelse ("The ROI of Digital Transformation Benchmark Report") avslørte overveldende positive resultater. Undersøkelsen involverte 330 selskaper i frontenden av deres digitale transformasjonsprosess. 10 % av disse firmaene fant ut at prosjektene deres ikke bare hadde nådd, men overskredet inntektsmålene, mens 9 % rapporterte at de oversteg fortjenestemarginene. Videre rapporterte bemerkelsesverdige 20 % av disse organisasjonene en betydelig reduksjon i antall nødvendige prototyper – bekreftelse på den positive virkningen av å omfavne digital transformasjon i deres design- og produksjonsprosesser.

Når det gjelder å håndtere kompleksiteten til elektronisk systemdesign, fra idé til produksjon, er det fem viktige digitale tråder:

1. Arkitektur digital tråd: Denne tråden fokuserer på den tidlige arkitekturen til et system, og bygger bro mellom høye krav og detaljert design. Aktivering av denne tråden forenkler effektiv kraftbudsjettallokering, sporbarhet og iterativ foredling.
2. Komponent digital tråd: Det er viktig å adressere det ødelagte komponentdatautvekslingsparadigmet. Standardiserte digitale modeller av komponenter gjennom initiativer som JEDECs JEP30-standard er nøkkelen til å øke effektiviteten og redusere feil.
3. Design data digital tråd: Denne tråden representerer et sofistikert rammeverk som har som mål å sømløst synkronisere varierte designdataelementer i et digitalt landskap. For eksempel koordinering av data for elektronisk datastøttet design (ECAD) og mekanisk datastøttet design (MCAD) for å muliggjøre sømløst samarbeid og simuleringer med flere domene. Denne tråden krever optimaliserte datautvekslingsformater, for eksempel IDX-standarden, for å optimalisere designprosesser.
4. Verifisering digital tråd: Kompleksitet driver behovet for grundig verifisering. Etablering av en digital tråd som sporer krav, testtilfeller og verifikasjonsresultater fremmer effektivitet, forbedrer sporbarheten og letter kontinuerlig verifisering gjennom utviklingssyklusen.
5. Produksjon av digital tråd: Samspillet mellom design og produksjon er toveis. En robust digital produksjonstråd muliggjør kontinuerlig forbedring ved å fange opp produksjonsinnsikt og muliggjøre mer informerte, bærekraftige designbeslutninger.

Fig. 2: Stoffet til digitale tråder for design og produksjon av elektroniske systemer.

Digitale tråder overskrider domener

Elektronisk systemdesign passer ikke pent innenfor ett domene eller en tråd. I stedet spenner det ofte over flere områder. Den transcendente karakteren til de digitale trådene sikrer at interessenter på tvers av ulike domener kan få tilgang til relevant, oppdatert informasjon og ta informerte beslutninger. Denne sammenkoblede tilnærmingen bryter ned siloer, reduserer ineffektivitet og fremmer et helhetlig syn på hele produktets livssyklus fra konsept til slutten av levetiden.

Derfor er det viktig at digitale tråder ikke er isolert til et bestemt domene; de overskrider flere domener. Faktisk er kjerneprinsippet i den digitale tråden å gi en sømløs flyt av data og informasjon på tvers av ulike produktlivssyklusstadier, domener og disipliner. Ved å gjøre det sikrer den digitale tråden at informasjonen forblir konsistent, tilgjengelig og sporbar gjennom hele livssyklusen til et produkt eller system.

Den digitale tråden er ikke bare en konseptuell strategi, men en transformativ tilnærming, som redefinerer hvordan elektronikk designes, produseres og brukes. Til syvende og sist er det grunnlaget for fremtiden; blåkopi av en digitalt transformert elektronikkindustri, der presisjon, samarbeid og innovasjon synergistisk konvergerer.

Ved å omfavne den digitale trådmodellen, kan bedrifter dra store fordeler, fra betydelige kostnadsbesparelser og effektivitetsgevinster til forbedret produktkvalitet og raskere time-to-market. Likevel representerer digitale tråder mer enn et konkurransefortrinn, de er et imperativ for de som streber etter å håndtere den økende kompleksiteten i design og produksjon av elektroniske systemer.

For å lære mer om hvordan teamet ditt kan navigere og trives midt i det intrikate landskapet av elektronisk systemdesign og produksjon via en digital trådmetodikk, vennligst les Siemens EDA-artikkel Mestring av kompleksitet ved å utnytte digitale tråder for design og produksjon av elektronikksystemer.

Matt Bromley er visepresident for produktstrategi og teknologi i Siemens EDA.