五个数字线程统一并简化电子系统设计和制造

作者：马修·沃尔什和马特·布罗姆利

数字化转型涉及数字技术的集成和业务流程的重新构想，以增强运营、改善客户体验并推动创新。数字线程是这一转型的关键组成部分，因为它们能够在流程、系统或组织的各个阶段实现数据和信息的无缝流动，因此对于在不断变化的电子行业中管理复杂性和保持竞争力至关重要。

数字线程收集、集成和管理产品生命周期不同阶段的数据。这些线程可以全面了解产品，促进协作、明智的决策和优化设计。目标是以更先进和交互式的方式利用这些数据，这是通过数字孪生实现的。虽然数字主线提供了整个生命周期的结构化数据路径，但数字孪生利用这些数据来动态反映特定产品的现实世界状态、行为和性能。

地铁地图的类比恰当地描述了数字线程的本质。本质上，如果数字线程类似于地铁地图，车站代表数据点，地铁线路将它们连接起来，那么数字孪生就是整个地铁系统（火车、车站和所有地铁系统）的实时、交互式模拟。 – 允许利益相关者预测问题、运行场景并获得仅凭地图无法获得的见解。数字主线与数字孪生的无缝集成确保了数字时代的 360 度产品设计、操作和维护方法。

图 1：数字线程弥合孤岛，创建跨领域的闭环、数据驱动的链接。

Lifecycle Insights 2022 调查结果（“数字化转型基准报告的投资回报率”）显示了压倒性的积极成果。该调查涉及 330 家处于数字化转型流程前端的公司。其中 10% 的公司发现他们的项目不仅达到而且超过了收入目标，而 9% 的公司报告超过了利润率。此外，值得注意的是，其中 20% 的组织表示所需原型数量大幅减少，这证实了在其设计和制造流程中采用数字化转型的积极影响。

在管理电子系统设计的复杂性时，从构思到制造，有五个基本的数字线程：

1. 架构数字主线：该主题重点关注系统的早期架构，弥合高级需求和详细设计之间的差距。启用该线程有助于有效的功率预算分配、可追溯性和迭代细化。
2. 组件数字线程：解决损坏的组件数据交换范例至关重要。通过 JEDEC 的 JEP30 标准等举措实现组件的标准化数字模型是提高效率和减少错误的关键。
3. 设计数据数字主线：该线程代表了一个复杂的框架，旨在无缝同步数字环境中的各种设计数据元素。例如，协调电子计算机辅助设计 (ECAD) 和机械计算机辅助设计 (MCAD) 数据，以实现无缝协作和多域仿真。该线程需要优化的数据交换格式（例如 IDX 标准）来优化设计流程。
4. 验证数字线程：复杂性推动了彻底验证的需要。建立跟踪需求、测试用例和验证结果的数字线程可以提高效率，增强可追溯性，并促进整个开发周期的持续验证。
5. 制造数字主线：设计和制造之间的相互作用是双向的。强大的制造数字主线可以通过捕获制造洞察并做出更明智、可持续的设计决策来实现持续改进。

图 2：用于电子系统设计和制造的数字线程结构。

数字主线超越领域

电子系统设计并不完全适合一个领域或线程。相反，它通常跨越多个领域。数字主线的卓越性确保不同领域的利益相关者能够访问相关的最新信息并做出明智的决策。这种相互关联的方法打破了孤岛，降低了效率，并促进了从概念到生命周期结束的整个产品生命周期的整体视图。

因此，数字线程不应孤立于特定域，这一点至关重要。它们超越了多个领域。事实上，数字主线的核心原则是在各个产品生命周期阶段、领域和学科之间提供无缝的数据和信息流。通过这样做，数字主线可确保信息在产品或系统的整个生命周期中保持一致、可访问和可追溯。

数字主线不仅是一种概念策略，而且是一种变革性方法，重新定义了电子产品的设计、制造和使用方式。最终，它是未来的基础；数字化转型电子行业的蓝图，精准、协作和创新协同融合。

通过采用数字主线模型，企业将从显着的成本节约和效率提升、提高的产品质量和更快的上市时间中获益匪浅。然而，数字线程不仅仅代表着竞争优势，对于那些努力管理电子系统设计和制造中日益复杂的事物的人来说，它们是必不可少的。

要详细了解您的团队如何通过数字线程方法在电子系统设计和制造的复杂环境中导航并蓬勃发展，请阅读西门子 EDA 论文 利用数字线程控制电子系统设计和制造的复杂性.

Matt Bromley 是西门子 EDA 的产品战略和技术副总裁。