Pet digitalnih niti poenoti in poenostavi načrtovanje in proizvodnjo elektronskih sistemov

Avtorja Matthew Walsh in Matt Bromley

Digitalna transformacija vključuje integracijo digitalnih tehnologij in preoblikovanje poslovnih procesov za izboljšanje delovanja, izboljšanje uporabniške izkušnje in spodbujanje inovacij. Digitalne niti so ključna komponenta te transformacije, saj omogočajo nemoten pretok podatkov in informacij v različnih fazah procesa, sistema ali organizacije in so tako ključne za obvladovanje kompleksnosti in ohranjanje konkurenčnosti v nenehno spreminjajoči se elektronski industriji.

Digitalne niti zbirajo, integrirajo in upravljajo podatke v različnih fazah življenjskega cikla izdelka. Te niti omogočajo celovit pogled na izdelek, spodbujajo sodelovanje, sprejemanje odločitev na podlagi informacij in optimizirane zasnove. Cilj je te podatke izkoristiti na naprednejše in interaktivnejše načine, kar se doseže z digitalnim dvojčkom. Medtem ko digitalna nit zagotavlja strukturirano pot podatkov v celotnem življenjskem ciklu, digitalni dvojček te podatke uporablja za dinamično zrcaljenje dejanskega stanja, vedenja in delovanja določenega izdelka.

Analogija zemljevida podzemne železnice primerno opisuje naravo digitalnih niti. V bistvu, če je digitalna nit analogna zemljevidu podzemne železnice, s postanki, ki predstavljajo podatkovne točke, proge podzemne železnice pa niti, ki jih povezujejo, potem je digitalni dvojček interaktivna simulacija celotnega sistema podzemne železnice v realnem času – vlakov, postaj in vsega – omogočanje zainteresiranim stranem, da predvidevajo težave, izvajajo scenarije in pridobijo vpoglede, ki ne bi bili mogoči zgolj z zemljevidom. Ta brezhibna integracija digitalne niti z digitalnim dvojčkom zagotavlja 360-stopinjski pristop k oblikovanju, delovanju in vzdrževanju izdelkov v digitalni dobi.

Slika 1: Digitalne niti premostijo silose za ustvarjanje zaprtozančnih podatkovno vodenih povezav med domenami.

Rezultati raziskave Lifecycle Insights 2022 (»Referenčno poročilo o ROI digitalne preobrazbe«) so razkrili izjemno pozitivne rezultate. Raziskava je vključevala 330 podjetij na začetku njihovega procesa digitalne transformacije. 10 % teh podjetij je ugotovilo, da njihovi projekti niso le dosegli, ampak presegli ciljne prihodke, medtem ko jih je 9 % poročalo, da so presegli svoje stopnje dobička. Poleg tega je omembe vrednih 20 % teh organizacij poročalo o znatnem zmanjšanju števila zahtevanih prototipov – potrditev pozitivnega učinka sprejemanja digitalne transformacije v njihovem načrtovanju in proizvodnih procesih.

Ko gre za obvladovanje kompleksnosti načrtovanja elektronskih sistemov, od zamisli do proizvodnje, obstaja pet bistvenih digitalnih niti:

1. Digitalna nit arhitekture: Ta nit se osredotoča na zgodnjo arhitekturo sistema, ki premosti vrzel med zahtevami na visoki ravni in podrobnim načrtovanjem. Omogočanje te niti olajša učinkovito dodeljevanje proračuna za moč, sledljivost in ponavljajoče se izboljšave.
2. Komponentni digitalni navoj: Reševanje pokvarjene paradigme izmenjave podatkov o komponentah je bistvenega pomena. Standardizirani digitalni modeli komponent prek pobud, kot je JEDEC-ov standard JEP30, so ključni za izboljšanje učinkovitosti in zmanjšanje napak.
3. Oblikovalski podatki digitalne niti: Ta nit predstavlja sofisticirano ogrodje, katerega cilj je brezhibno sinhronizirati različne elemente podatkov o oblikovanju znotraj digitalne pokrajine. Na primer usklajevanje podatkov elektronskega računalniško podprtega načrtovanja (ECAD) in mehanskega računalniško podprtega načrtovanja (MCAD), da se omogoči brezhibno sodelovanje in večdomenske simulacije. Ta nit zahteva optimizirane formate izmenjave podatkov, kot je standard IDX, za optimizacijo procesov načrtovanja.
4. Verifikacijska digitalna nit: Kompleksnost povzroča potrebo po temeljitem preverjanju. Vzpostavitev digitalne niti, ki sledi zahtevam, testnim primerom in rezultatom preverjanja, spodbuja učinkovitost, izboljša sledljivost in olajša neprekinjeno preverjanje v celotnem razvojnem ciklu.
5. Izdelava digitalnih niti: Interakcija med oblikovanjem in proizvodnjo je dvosmerna. Robustna proizvodna digitalna nit omogoča stalne izboljšave z zajemanjem proizvodnih vpogledov in omogočanjem bolj premišljenih, trajnostnih oblikovalskih odločitev.

Slika 2: Tkanina digitalnih niti za načrtovanje in proizvodnjo elektronskih sistemov.

Digitalne niti presegajo domene

Zasnova elektronskih sistemov se ne prilega čisto znotraj ene domene ali niti. Namesto tega pogosto zajema več področij. Transcendentna narava digitalnih niti zagotavlja, da lahko zainteresirane strani na različnih področjih dostopajo do ustreznih, posodobljenih informacij in sprejemajo premišljene odločitve. Ta medsebojno povezan pristop razgrajuje silose, zmanjšuje neučinkovitost in spodbuja celovit pogled na celoten življenjski cikel izdelka od koncepta do konca življenjske dobe.

Zato je bistveno, da digitalne niti niso izolirane na določeno domeno; presegajo več domen. Dejansko je osrednje načelo digitalne niti zagotoviti nemoten pretok podatkov in informacij v različnih fazah življenjskega cikla izdelka, domenah in disciplinah. S tem digitalna nit zagotavlja, da informacije ostanejo dosledne, dostopne in sledljive skozi celoten življenjski cikel izdelka ali sistema.

Digitalna nit ni le konceptualna strategija, temveč transformativni pristop, ki na novo opredeljuje, kako se elektronika načrtuje, izdeluje in uporablja. Navsezadnje je to temelj prihodnosti; načrt digitalno preoblikovane elektronske industrije, kjer sinergijsko združujejo natančnost, sodelovanje in inovacije.

Če sprejmejo model digitalne niti, imajo podjetja izjemne koristi, od znatnih prihrankov pri stroških in povečanju učinkovitosti do izboljšane kakovosti izdelkov in hitrejšega prihoda na trg. Vendar pa digitalne niti predstavljajo več kot konkurenčno prednost, so nujni za tiste, ki si prizadevajo obvladati vse večjo kompleksnost pri načrtovanju in izdelavi elektronskih sistemov.

Če želite izvedeti več o tem, kako lahko vaša ekipa krmari in uspeva sredi zapletene pokrajine načrtovanja in proizvodnje elektronskih sistemov prek metodologije digitalnih niti, preberite dokument Siemens EDA Obvladovanje kompleksnosti z uporabo digitalnih niti za načrtovanje in proizvodnjo elektronskih sistemov.

Matt Bromley je podpredsednik za produktno strategijo in tehnologijo pri Siemens EDA.