П'ять цифрових потоків уніфікують і спрощують проектування та виробництво електронних систем

Меттью Волш і Метт Бромлі

Цифрова трансформація передбачає інтеграцію цифрових технологій і переосмислення бізнес-процесів для покращення операцій, покращення досвіду клієнтів і стимулювання інновацій. Цифрові потоки є ключовим компонентом цієї трансформації, оскільки вони забезпечують безперебійний потік даних та інформації на різних етапах процесу, системи чи організації, і, отже, є ключовими для управління складністю та збереження конкурентоспроможності в постійній мінливій електронній промисловості.

Цифрові потоки збирають, інтегрують і керують даними на різних етапах життєвого циклу продукту. Ці потоки дають змогу отримати всебічний погляд на продукт, сприяти співпраці, прийняттю обґрунтованих рішень і оптимізованому дизайну. Мета полягає в тому, щоб використовувати ці дані більш досконалими та інтерактивними способами, що досягається за допомогою цифрового двійника. У той час як цифровий потік забезпечує структурований шлях даних протягом життєвого циклу, цифровий близнюк використовує ці дані для динамічного відображення реального стану, поведінки та продуктивності конкретного продукту.

Аналогія з картою метро влучно описує природу цифрових потоків. По суті, якщо цифровий потік аналогічний карті метро, ​​де зупинки представляють точки даних, а лінії метро — потоки, що їх з’єднують, тоді цифровий двійник — це інтерактивне моделювання в режимі реального часу всієї системи метро — поїздів, станцій і всього іншого. – дозволяючи зацікавленим сторонам передбачати проблеми, запускати сценарії та отримувати розуміння, що було б неможливо за допомогою лише карти. Ця повна інтеграція цифрового потоку з цифровим двійником забезпечує 360-градусний підхід до проектування, експлуатації та обслуговування продукту в епоху цифрових технологій.

Рис. 1. Цифрові потоки з’єднують силоси для створення замкнутих зв’язків на основі даних між доменами.

Результати дослідження Lifecycle Insights 2022 («Порівняльний звіт про рентабельність інвестицій цифрової трансформації») показали надзвичайно позитивні результати. В опитуванні взяли участь 330 компаній, які перебувають на початку процесу цифрової трансформації. 10% цих фірм виявили, що їхні проекти не лише досягли, але й перевищили цільові показники прибутку, тоді як 9% повідомили про перевищення прибутку. Крім того, варті уваги 20% цих організацій повідомили про суттєве скорочення кількості необхідних прототипів, що є підтвердженням позитивного впливу впровадження цифрової трансформації в процеси проектування та виробництва.

Коли справа доходить до управління складністю проектування електронних систем, від ідеї до виробництва, існує п’ять основних цифрових потоків:

1. Цифровий потік архітектури: Ця тема присвячена ранній архітектурі системи, подолаючи розрив між вимогами високого рівня та детальним проектуванням. Увімкнення цього потоку полегшує ефективний розподіл бюджету потужності, відстежуваність та ітераційне вдосконалення.
2. Компонентна цифрова нитка: Вирішення несправної парадигми обміну даними компонентів є життєво важливим. Стандартизовані цифрові моделі компонентів за допомогою таких ініціатив, як стандарт JEP30 JEDEC, є ключовими для підвищення ефективності та зменшення помилок.
3. Проектні дані цифрової нитки: цей потік представляє складну структуру, спрямовану на плавну синхронізацію різноманітних елементів даних дизайну в цифровому ландшафті. Наприклад, координація даних електронного комп’ютерного проектування (ECAD) і механічного автоматизованого проектування (MCAD) для забезпечення безперебійної співпраці та багатодоменного моделювання. Цей потік потребує оптимізованих форматів обміну даними, таких як стандарт IDX, для оптимізації процесів проектування.
4. Перевірка цифрової нитки: Складність обумовлює необхідність ретельної перевірки. Створення цифрового потоку, який відстежує вимоги, тестові випадки та результати перевірки, сприяє ефективності, підвищує відстежуваність і полегшує постійну перевірку протягом усього циклу розробки.
5. Виготовлення цифрової нитки: Взаємодія між дизайном і виробництвом є двонаправленою. Надійний виробничий цифровий потік дозволяє безперервно вдосконалюватись, фіксуючи виробничу ідею та надаючи можливість приймати більш обґрунтовані та екологічні дизайнерські рішення.

Рис. 2: Тканина цифрових ниток для проектування та виробництва електронних систем.

Цифрові потоки виходять за межі доменів

Дизайн електронних систем не вписується акуратно в один домен або потік. Натомість він часто охоплює кілька областей. Трансцендентний характер цифрових потоків гарантує, що зацікавлені сторони в різних областях можуть отримати доступ до актуальної актуальної інформації та приймати обґрунтовані рішення. Цей взаємопов’язаний підхід усуває розбіжності, зменшує неефективність і сприяє цілісному погляду на весь життєвий цикл продукту від концепції до кінця життєвого циклу.

Тому важливо, щоб цифрові потоки не були ізольовані від певного домену; вони виходять за межі кількох доменів. Дійсно, основний принцип цифрового потоку полягає в забезпеченні безперебійного потоку даних та інформації на різних етапах життєвого циклу продукту, областях і дисциплінах. Завдяки цьому цифровий потік гарантує, що інформація залишається узгодженою, доступною та відстежуваною протягом усього життєвого циклу продукту чи системи.

Цифровий потік — це не просто концептуальна стратегія, а й трансформаційний підхід, який переосмислює те, як проектується, виготовляється та використовується електроніка. Зрештою, це основа майбутнього; план цифрової трансформації електронної промисловості, де точність, співпраця та інновації синергетично об’єднуються.

Використовуючи модель цифрових потоків, підприємства отримають величезну вигоду: від значної економії коштів і підвищення ефективності до покращення якості продукції та швидшого виходу на ринок. Тим не менш, цифрові потоки представляють собою більше, ніж конкурентну перевагу, вони є обов’язковими для тих, хто прагне впоратися зі зростаючою складністю проектування та виробництва електронних систем.

Щоб дізнатися більше про те, як ваша команда може орієнтуватися та процвітати серед заплутаного ландшафту проектування та виробництва електронних систем за допомогою методології цифрових потоків, прочитайте документ Siemens EDA Освоєння складності за допомогою цифрових потоків для проектування та виробництва електронних систем.

Метт Бромлі є віце-президентом із стратегії продуктів і технологій у Siemens EDA.