Пять цифровых потоков унифицируют и упрощают проектирование и производство электронных систем

Мэтью Уолш и Мэтт Бромли

Цифровая трансформация предполагает интеграцию цифровых технологий и переосмысление бизнес-процессов для улучшения операций, улучшения качества обслуживания клиентов и стимулирования инноваций. Цифровые потоки являются ключевым компонентом этой трансформации, поскольку они обеспечивают беспрепятственный поток данных и информации на различных этапах процесса, системы или организации и, таким образом, имеют решающее значение для управления сложностью и сохранения конкурентоспособности в постоянно меняющейся электронной промышленности.

Цифровые потоки собирают, интегрируют и управляют данными на разных этапах жизненного цикла продукта. Эти потоки позволяют получить комплексное представление о продукте, способствуя сотрудничеству, принятию обоснованных решений и оптимизированному дизайну. Цель состоит в том, чтобы использовать эти данные более продвинутыми и интерактивными способами, что достигается с помощью цифрового двойника. В то время как цифровой поток обеспечивает структурированный путь передачи данных на протяжении всего жизненного цикла, цифровой двойник использует эти данные для динамического отражения реального состояния, поведения и производительности конкретного продукта.

Аналогия со картой метро точно описывает природу цифровых потоков. По сути, если цифровая нить аналогична карте метро, ​​где остановки представляют собой точки данных, а линии метро — соединяющие их нити, то цифровой двойник — это интерактивная симуляция в реальном времени всей системы метро — поездов, станций и всего остального. – предоставление заинтересованным сторонам возможности предвидеть проблемы, запускать сценарии и получать информацию, которую невозможно было бы получить, используя только карту. Эта бесшовная интеграция цифрового потока с цифровым двойником обеспечивает комплексный подход к проектированию, эксплуатации и техническому обслуживанию продуктов в цифровую эпоху.

Рис. 1. Цифровые потоки соединяют разрозненные территории для создания замкнутых связей, управляемых данными, между доменами.

Результаты исследования Lifecycle Insights 2022 («Сравнительный отчет о рентабельности инвестиций в цифровую трансформацию») показали исключительно положительные результаты. В опросе приняли участие 330 компаний, находящихся на начальном этапе процесса цифровой трансформации. 10% этих фирм обнаружили, что их проекты не только достигли, но и превысили целевые показатели доходов, а 9% сообщили о превышении нормы прибыли. Кроме того, примечательные 20% этих организаций сообщили о существенном сокращении количества необходимых прототипов, что является подтверждением положительного влияния внедрения цифровой трансформации в их процессы проектирования и производства.

Когда дело доходит до управления сложностью проектирования электронных систем, от идеи до производства, существует пять основных цифровых потоков:

1. Цифровая нить архитектуры: Эта тема посвящена ранней архитектуре системы, устраняя разрыв между требованиями высокого уровня и детальным проектированием. Включение этого потока способствует эффективному распределению бюджета мощности, отслеживаемости и итеративному уточнению.
2. Компонентная цифровая резьба: Решение проблемы нарушенной парадигмы обмена данными компонентов имеет жизненно важное значение. Стандартизированные цифровые модели компонентов с помощью таких инициатив, как стандарт JEDEC JEP30, являются ключом к повышению эффективности и уменьшению ошибок.
3. Проектные данные цифровой резьбы: Эта тема представляет собой сложную структуру, призванную плавно синхронизировать различные элементы проектных данных в цифровом ландшафте. Например, координация данных электронного компьютерного проектирования (ECAD) и механического компьютерного проектирования (MCAD) для обеспечения беспрепятственного сотрудничества и многодоменного моделирования. Этот поток требует оптимизированных форматов обмена данными, таких как стандарт IDX, для оптимизации процессов проектирования.
4. Цифровая нить проверки: Сложность приводит к необходимости тщательной проверки. Создание цифрового потока, который отслеживает требования, тестовые примеры и результаты проверки, повышает эффективность, улучшает отслеживаемость и облегчает непрерывную проверку на протяжении всего цикла разработки.
5. Производство цифровой нити: Взаимодействие между проектированием и производством двунаправлено. Надежная цифровая цепочка производства позволяет постоянно совершенствоваться за счет сбора производственной информации и принятия более обоснованных и устойчивых проектных решений.

Рис. 2. Структура цифровых потоков для проектирования и производства электронных систем.

Цифровые потоки выходят за пределы доменов

Проектирование электронных систем не вписывается в одну область или тему. Вместо этого оно часто охватывает несколько областей. Трансцендентная природа цифровых потоков гарантирует, что заинтересованные стороны из разных областей могут получить доступ к актуальной, актуальной информации и принимать обоснованные решения. Этот взаимосвязанный подход разрушает разрозненность, снижает неэффективность и способствует целостному представлению всего жизненного цикла продукта от концепции до конца жизненного цикла.

Поэтому важно, чтобы цифровые потоки не были изолированы от конкретного домена; они выходят за пределы нескольких областей. Действительно, основной принцип цифрового потока заключается в обеспечении бесперебойного потока данных и информации на различных этапах жизненного цикла продукта, областях и дисциплинах. Таким образом, цифровой поток гарантирует, что информация остается согласованной, доступной и отслеживаемой на протяжении всего жизненного цикла продукта или системы.

Цифровая нить — это не просто концептуальная стратегия, а преобразующий подход, переопределяющий способы проектирования, производства и использования электроники. В конечном счете, это основа будущего; проект цифровой преобразованной электронной промышленности, в которой синергетически сходятся точность, сотрудничество и инновации.

Приняв модель цифровых потоков, предприятия получат огромную выгоду: от значительной экономии затрат и повышения эффективности до улучшения качества продукции и сокращения времени выхода на рынок. Однако цифровые потоки представляют собой нечто большее, чем конкурентное преимущество: они являются обязательным условием для тех, кто стремится справиться с растущей сложностью проектирования и производства электронных систем.

Чтобы узнать больше о том, как ваша команда может ориентироваться и преуспевать в сложной среде проектирования и производства электронных систем с помощью методологии цифровых потоков, прочтите документ Siemens EDA. Преодоление сложностей с использованием цифровых потоков для проектирования и производства электронных систем.

Мэтт Бромли — вице-президент по продуктовой стратегии и технологиям Siemens EDA.