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通过可追溯的元件采购实现法规合规

通过可追溯的元件采购实现法规合规随着电子行业在复杂度和对关键组件的依赖性在短缺时期及监管变化中的加深，印刷电路板（PCB）设计师和制造商采取适应性和合规性的开发方法变得尤为重要。这需要对细节的一丝不苟的关注，特别是在组件采购方面。考虑到这一点，可追溯的组件采购，即可以明确追踪每个组件的来源和历程，已成为PCB制造商不可或缺的工具。监管合规的挑战由于地缘政治困境引起的供应链中断和对某些自然资源的获取困难，以及与ESG相关的新举措和消费者对电子产品中可能使用的有害化学物质的意识提高，全球政策制定者正在努力改变行业和大众需求对地球的影响。结果是，赋予每个设备生命的PCB现在受到一系列不断变化的法规的约束，这些法规取决于它们的应用。仅举几例： RoHS（有害物质限制指令2011/65/EU）：限制在电子组件和电气设备中使用某些有害物质，如铅、汞和镉。 REACH（化学品注册、评估、授权和限制法规（EC）第1907/2006号）：要求对制造中使用的物质进行广泛的注册和通知，包括PCB组件中使用的物质。冲突矿产法规（美国：多德-弗兰克华尔街改革和消费者保护法案，第1502节；欧盟：法规（EU）2017/821）：美国和欧盟版本的目标都是遏制来自冲突区的矿产贸易，以促进电子组件常用的如钽、锡、钨和金等矿物的道德采购实践。 IPC标准：IPC是一个标准化电子设备制造要求的贸易协会，目前拥有“超过 300+种活跃的多语言行业标准”，这些标准“几乎涵盖了电子产品开发周期的每一个阶段。” 为了满足这些法规，公司必须对组件成分有深入的了解，并且必须建立一个健全的系统来追踪它们的来源。由于法规特别是REACH的复杂性，传统的基于纸张的文档记录方法现在最终在追求透明度和可追溯性方面已经不够用了。可追溯组件采购的好处考虑到这一点，建立一个可追溯的零部件采购数字系统是前进的道路，它为PCB制造商提供了许多好处，这些好处不仅仅是遵守法规：增强的法规遵从性：实现了可证明的合规采购实践，并减少了因违反RoHS或冲突矿产法规等规定而可能面临的非合规处罚和潜在产品召回的风险。改进的质量控制：为零部件提供了清晰的审计轨迹，并促进了在制造过程早期识别和隔离潜在质量问题的能力，这意味着更少的缺陷板和降低的整体生产成本。供应链透明度：促进了与参与最终产品创建过程和使用的第三方及消费者之间的透明度，这建立了信任。可追溯性使制造商能够展示他们对道德采购实践的承诺，鉴于环境和社会意识消费者的增长，这一点现在比以往任何时候都更为重要。风险缓解：允许对产品召回和安全问题作出更快速和更有针对性的响应。如果公司能够精确地定位到不合规件的具体来源，制造商可以隔离问题并迅速实施纠正措施，这将减少中断并减少故障产品可能对品牌声誉造成的任何潜在损害。追溯性的技术解决方案撇开数字化的好处不谈，我们不得不指出，对于打算实现可追溯组件采购的PCB制造商来说，有很多选项可供选择，而且每年都有更多优化过程的机会出现。以下是构成可追溯解决方案基础的三项技术。区块链技术

简化流程、协作和创新：PCB中的PLM

简化、协作和创新：在PCB中应用PLM 随着时间的推移，电子行业变得越来越饱和；越来越多的公司涌现，新产品不断推出，而每一个产品的背后都有着卑微的印刷电路板——这个让电流在连接的组件之间流动，赋予设备生命的无声力量。在这个日益增长的领域中，上市时间和产品复杂性至关重要，PCB工程师面临着优化设计和制造流程的压力，以满足需求并取得成功。这很困难。但这就是产品生命周期管理（PLM）作为解决方案的地方。 PLM代表一种战略性商业方法，重点关注在产品生命周期内，之前孤立的人员、数据和流程之间的互联互通。其实施，尽管面临着可以克服的挑战，可以帮助组织在许多方面进行改进，但尤其是在效率、协作以及促进持续创新的驱动力方面。传统PCB设计和制造的挑战 PLM能解决PCB设计和制造中固有的挑战吗？数据孤岛和版本控制问题：设计数据常常分散在不同的软件程序和文件格式中，这使得维护单一真相来源变得困难。版本控制可能成为一场噩梦，导致混乱、错误以及浪费时间解决差异。沟通瓶颈：设计团队、工程师和制造商之间的沟通通常依赖于电子邮件、电话和手动数据传输。这种碎片化的方法可能导致延迟、误解和错过最后期限，对底线产生负面影响。元件过时和风险管理：电子元件有其有限的生命周期。传统的过时跟踪方法可能既繁琐又被动，可能导致昂贵的生产延迟和重新设计工作。有限的可制造性设计（DFM）整合：传统上， DFM考虑通常是事后才考虑的，导致昂贵的设计修订和生产延迟。这些挑战可能会阻碍企业在顶级竞争中的表现，其中新的、改进的电子产品的开发至关重要。继续阅读，了解PLM如何解决这些问题，并为更加协作和创新的PCB设计和制造过程铺平道路。克服挑战：PLM如何简化PCB设计和制造 PLM本质上是一个强大的桥梁，连接了之前孤立的 PCB设计和制造的各个方面。以下是它如何应对前面概述的挑战：集中数据管理：PLM系统为所有PCB设计数据建立了一个真理的单一来源——原理图、布局、物料清单（BOMs）以及其他对操作至关重要的信息都存储在一个中央仓库中，所有授权的组织内用户都可以访问。版本控制变得自动化，消除了花费时间协调差异的浪费。增强的协作：PLM促进设计团队、工程师和制造商之间的沟通和协作的方式是多方面的。然而，真正的宝藏是实时数据访问和集成的通信工具，帮助团队有效、高效地一起工作。例如，设计工程师可以从制造合作伙伴那里即时获得有关潜在可制造性问题的反馈，从而实现更快的设计迭代和改进产品质量。主动淘汰管理：PLM系统可以与元件数据库集成，提供有关寿命终点（EOL）或部件淘汰风险的实时警报，这有助于设计师在问题出现时主动寻找替代组件，避免昂贵的生产延误或重新设计努力。集成的可制造性设计（DFM）：在您的系统中，PLM可以将DFM工具直接集成到设计过程中。这样，设计师可以立即评估他们的设计的可制造性，以便尽早识别潜在问题，如组件放置、布线复杂性或可测试性问题，而不是等到制造团队后来发现问题。这是又一种减少成本高昂的设计修订和生产延迟的措施。展示PLM影响的统计数据

探索现代PCB设计师的PLM好处

揭示现代PCB设计师的PLM好处印刷电路板设计领域是充满活力的。它不断进步，以满足更小、更复杂但更强大的电子产品的需求，而传统设计软件仍然是这一过程的基石，但一种优化设计的新方法已经出现：产品生命周期管理（PLM）。将PLM集成到企业的工作流程中，为PCB设计师提供了一个中心化的平台，推动他们朝着更高效、协作和进化创新的方向发展。以下是如何做到的。协作和流畅的沟通 PLM充当所有PCB设计数据的中心化存储库。这意味着所有利益相关者——从设计师和工程师到制造商和质量保证——都可以访问最新的修订版本，消除了版本控制的头痛问题，并简化了之前被隔离的部门和团队之间的沟通。PLM系统内的版本控制功能用于跟踪变更，并且在这一行动中非常细致，帮助设计师在必要时回滚。它是一个促进协作和跨迭代变更的单一真理来源。效率和最小化错误由于它能够轻松地与现有的PCB设计软件集成，投资于PLM的公司发现它有助于设计师在PLM平台本身利用熟悉的工具。这消除了需要容易出错的手动数据传输的需求，从而减少了风险，并为其他更紧迫的任务释放了宝贵的时间和资源。该系统还可以自动执行繁琐的任务，如生成物料清单（BOMs）和制造文档，这使设计师能够专注于核心创造性工作，而不是管理工作——这是一个繁重且经常拖延的任务。加速上市时间通过简化协作和自动化任务，PLM充当了设计周期的时间压缩装置。这意味着更快的产品发布，这为公司在不断增长、饱和的行业中提供了至关重要的竞争优势。但好处不仅仅在于速度。在某些方面，PLM是“更快，更少失误”这一术语的典范；该系统帮助设计师在设计阶段早期识别潜在的制造障碍——从合规性和功能问题到缺乏组件可用性——以防止下游可能的昂贵延误，这对于底线和最终的时间都是有益的。设计可重用性和知识共享鉴于PLM作为整个过程的单一真实来源，值得注意的是，它擅长存储和检索过去的设计数据，这使得设计师能够在新项目中重用成功的组件和布局——这是一个巨大的时间节省。这有点像点击一个按钮就能访问到一库存证实过的设计，准备好被整合到新产品中。你还可以创建设计库，通过提供一个数字空间来促进知识共享，这个空间里最佳实践和创新概念对团队所有成员都是容易获取的。这对于初级设计师尤其有益，他们可以通过研究和学习资深同事之前的失败和成功，加速培训过程，让新手迅速达到要求。供应链可见性和组件生命周期管理供应链是任何主要运营的生命线，尤其是制造业。过去几年尤其强调了这一点，由于部件和库存短缺影响了世界上大多数行业。虽然供应链的波动性，特别是在地缘政治紧张和自然灾害的光下，是不可预测的，但PLM至少为其用户提供了实时了解部件可用性的途径，这帮助设计师在创建过程中做出了明智的选择。这种对设计决策的积极方法减少了遇到供应链中断和随后在开发中寻找替代部件的风险。不仅如此，PLM还跟踪部件生命周期，提醒设计师，并在部件接近淘汰时建议替代品——这种前瞻性帮助设计师保持可制造性，而不会突然崩溃。高级变更管理和面向制造设计(DFM) 除了PLM启用的修订管理之外，它还促进了全面变更管理工作流程的创建，确保所有利益相关者都被通知并参与到设计的审批过程中。这减少了在设计修改期间引入错误的风险，确保了一个透明高效的审查过程，并减轻了部门之间误解的可能性。公司还可以将PLM系统与他们的 DFM 工具帮助设计师在设计阶段早期识别并解决潜在的制造问题；这一发展使设计师能够以较低的生产成本生产出功能性和可制造的硬件，并且从设计到制造的过渡不受阻碍。设计质量与成本降低争夺市场顶端位置的企业不断受到利益相关者的压力，要求在降低成本的同时提高质量。有时，这似乎是一个难以实现的壮举。但PLM也在这方面提供了帮助。通过启用早期的可制造性分析，系统帮助设计师构思出更容易且成本更低的生产PCB。更容易等于较少的可制造性问题，这将带来显著的成本节省。重要的是，在一个产品被认为比前几十年更加平庸的时期，PLM还包括了为可靠性设计（

开源项目概览：笔记本电脑和树莓派CM4模块

Podcasts Altium Designer Projects 开源项目概览：笔记本电脑和树莓派CM4模块在这一集的Altium OnTrack播客中，主持人Zach Peterson与来自Open Visions Technology的Lukas Henkel坐下来探讨了两个开创性的开源项目：一个开源笔记本电脑和一个Raspberry Pi CM4模块的替代品。发现开源硬件的最新进展，并了解这些创新项目如何推动DIY计算的界限。收听这一集：观看这一集：集锦：网络摄像头设计：设计笔记本电脑用开源网络摄像头的挑战与创新。笔记本电脑设计挑战：开发开源笔记本电脑过程中面临的主要障碍。从笔记本电脑项目中学到的教训：从开源笔记本电脑项目工作中获得的见解和收获。承担此类项目的建议：为希望开始类似项目的个人提供的建议和指导。开源Raspberry Pi概述和演示：使用Raspberry Pi在开源项目中的概述和演示。更多资源：

嵌入式系统架构：当您的产品拥有多个PCB时

Altium Designer Projects 嵌入式系统架构：当您的产品拥有多个PCB时在当今技术驱动的世界中，嵌入式系统无处不在。无论是联网的剃须刀还是复杂的汽车，嵌入式设备都是我们今天使用的大多数电子设备的核心。由一个或多个微处理器组成，嵌入式系统可以通过将复杂性卸载到软件来简化电子产品。随着嵌入式设备变得更大更复杂，印刷电路板（PCBs）也是如此。这些设备往往会发展成多个板并成为比最初预期更大的组装。在本文中，我们将探讨由多个PCB组成的嵌入式系统的架构权衡和考虑因素。我们将讨论多PCB系统的好处、设计考虑因素和挑战。为什么使用多个PCBs？虽然将设备保持在单个PCB上是理想选择（无论是简单性还是成本），但有时我们必须将设计分成两个甚至更多的PCB，以实现我们的设计目标。我们想要将产品分成多个板的一些原因包括：模块化：将组装分成多个板意味着如有必要，您只能更换产品的一部分。例如，如果单个PCB失败，可以更换它而不影响整个系统。如果正确执行，这可以减少制造商的成本和时间。空间优化：通过在多个板上分配组件，设计师可以实现更紧凑、更高效的布局。想象一个非常长、狭窄的单板与几个短的、堆叠的板，由于包装的原因，高度并不重要。热管理：可以在不同的PCB上分配产生大量热量的组件，以改善热量散发。通过在整个组装中均匀分配热量，您可以大大提高系统的可靠性。可扩展性：使用多个PCB设计允许增量功能添加，可以通过单个板而不是整个组装来更换。想象一下，升级传感器或相机而不替换整个计算系统。出于这些（以及更多）原因，我们考虑设计一个由多个PCB组成的组装，但嵌入式固件方面的挑战并非没有复杂性。针对多PCB组装的嵌入式设计考虑因素现在我们已经确定了使用多个PCB（在适用的情况下）的理由，理解在架构嵌入式系统时的设计考虑因素很重要。无论是从硬件还是软件的角度来看，当我们把一切都放在单个板上时，我们不倾向于仔细权衡的细微差别。首先我们应该考虑的是板与板之间的通信问题。每块板如何相互通信？每块板上有什么样的处理能力（如果有的话）？或许其中一块板是大脑，而其他的是传感器？当我们仔细选择传输协议，无论是I2C、SPI、UART、以太网等，我们还必须考虑传输线、信号完整性，最重要的是，通过板与板之间的连接器进行信号传输。对设计师来说，最糟糕的事情（相信我，我经历过）就是设计完整个系统并从制造商那里收到你的PCB，只为了意识到你漏掉了一个或两个时钟信号。我们也倾向于忘记在我们的板与板连接器上保留备用引脚，试图将每个引脚数量最大化。这真的可能最终对我们不利。设计时要考虑到多板项目，如 Altium Designer中的多板组装功能，在PCB之间布线如此多的通信线时这是必须的。我们还需要考虑如何分配电源，特别是如果我们将用我们的微处理器监控电源总线。我们希望能够访问“大脑”以便它能监控任何灾难性事件，但我们也需要考虑切换电源噪声、重负载的电源分配，以及我们的板与板连接器引脚是否能承受那种电力。最后，虽然这与嵌入式系统的软件本身不直接相关，但机械设计也扮演着重要角色。按键、触摸屏和其他用户的物理接口仍然连接到微处理器，必须考虑在内。我们能否以这样的方式布线，以便微处理器可以访问它的输入？我们是否考虑了当我们从一块板传递到另一块板时高速数字输出的信号完整性？这些是我们在构建我们的嵌入式设备时必须考虑的事情。挑战与解决方案我一次又一次在规模扩大的初创公司（甚至是大公司）中看到的最被低估的挑战之一，就是软件和硬件之间版本控制方案的困扰。管理软件发布与PCB修订版之间的关系已成为一个永无止境的战斗，这经常导致混淆、延迟，甚至产品失败。例如，在我参与的一个初创公司中，PCB的轻微修改需要重新旋转，因此，需要更新固件（尽管很小）。由于版本控制不善，工程团队在旧版PCB上部署了新固件，导致意外的电源下降和偶尔的烟雾。幸运的是，我们在产品发货前发现了这个问题，但这绝对是连续几天的噩梦。为了避免这些陷阱，建立一个坚固的版本控制方案并确保硬件和软件团队之间的清晰沟通至关重要。即使是一个简单的版本控制方案，如固件的Git哈希（或语义版本）以及硬件修订版的基本支持查找表，也足以开始。随着时间的推移，更复杂的机制，如在固件中检测硬件修订版（从而检查兼容性），也大大减少了混淆。

Customer Success Stories MBARI Discover how Altium Designer + Altium 365 are helping power groundbreaking research on climate change and fostering a deeper understanding of our ecosystem with the Monterey Bay Aquarium Research Institute.