集中数据管理最大限度地减少设计错误和冗余的机会

Oliver J. Freeman, FRSA
|  已创建:March 12, 2024  |  已更新:July 1, 2024
集中数据管理最大限度地减少设计错误和冗余的机会

PCB的设计和开发经历了从手绘原理图和胶带布局到先进技术和协作工作流的重大转变。然而,由于团队之间增加的数据共享,出现了对抗错误和冗余的挑战。

早期的PCB设计方法由于物理布局、不同的元件库和修订导致信息丢失,容易出现不准确性。数字原理图和布局软件改进了设计工具,但保持数据孤立,导致版本控制问题、过时的元件信息和跟踪设计更改的困难。

集中数据管理对PCB设计的影响

如今,这种产品数据管理(PDM)在操作中至关重要,通过建立中央存储库,公司将发现几个好处:

  • 减少错误:实时数据同步消除了不一致和过时信息,从而减少了设计错误的风险。
  • 协作:以前孤立的团队可以立即访问最新的设计文件,允许无障碍协作和更快的开发周期。
  • 优化元件重用:PLM内的标准化库减少了冗余元件选择的风险,并确保跨项目的质量一致性。
  • 改进的可追溯性:版本控制功能帮助团队简化修订历史并通过跟踪设计更改识别潜在问题。
  • 简化的制造:PLM将数据直接输入到制造软件中,以减少错误并加快生产。

除了好处之外,PDM仍然有一些挑战需要克服,包括实施和配置,以及与现有工具的集成,这对于投资该系统的公司来说可能是耗时的;数据迁移,通常需要手动努力和数据清理过程;以及通过培训和创建适当程序来重新培训现有员工的必要性,以确保在采用期间不会发生人为错误。

对个别利益相关者的主要好处

PDM影响了PCB设计和制造过程中许多利益相关者的任务和责任,包括产品生命周期管理者、电子设计工程师以及质量保证和控制团队。如下所示,每个产品过程的部分都从有效的PDM实施中独特地受益:

产品生命周期管理者

对于产品生命周期经理来说,PDM提供了对产品生命周期每个部分的改进可见性和控制。通过集中存储准确的实时数据,管理者可以跟踪进度,识别潜在的瓶颈,并在每个阶段做出明智的决策;拥有这种全面的监督加快了决策过程并缩短了上市时间,这得益于流程的简化和对必要数据的快速访问。同样的访问权限改善了利益相关者之间的协作,PDM在各个部门之间同步信息,从设计到制造再到更多环节。最终结果是什么?通过最小化错误和返工、优化材料使用和更高效的过程来降低成本。

电子设计工程师

PDM是提高电子设计工程师设计标准和效率的催化剂。它提供了管理设计修订和版本控制的工具,帮助工程师保持设计的完整性,从而减少错误并提高输出质量。轻松访问组件库、标准和历史数据也帮助他们更高效地工作,避免重复努力并在正确的领域优化生产力。历史数据和产品迭代对于希望重用现有设计和组件以减少开发时间和成本的工程师特别有益。

质量保证和控制

对于质量保证和控制团队,PDM有助于保证PCB的完整性和可靠性。通过追踪每个设计中使用的组件和材料,PDM促进了彻底的质量控制措施,帮助团队进行根本原因分析(RCA)和缺陷预防措施。它还通过管理跟踪和遵守相关法规和行业标准,帮助简化合规努力,减轻潜在风险,并保证产品安全符合其分销的国家。

通过PLM和ECAD集成实现运营卓越

通过集成PLM和电子计算机辅助设计(ECAD),公司可以为产品开发创建强大的协同效应。它消除了过程中不同孤岛之间的隔阂,使信息流动更加顺畅。例如,存储在PLM中的电气原理图和PCB布局,可以立即让设计师、制造商和供应商访问,极大地改善了团队间的协作,消除了手动数据输入错误,并保证了组件列表的一致性。它带来了对组件可用性和价格变化的实时可见性,这允许团队调整设计以适应波动的市场并更快地寻找可用部件——一种集成方法,简化了产品生命周期,导致更快的上市时间、降低成本和改善质量。

特别是在上市时间和生产效率以及BOMs方面,PLM因许多原因而脱颖而出:

BOMs提供全面的产品概览:

  • 单一真实来源:PLM和ECAD集成消除了孤立的数据,创建了一个可信赖的BOM信息单一来源,确保所有利益相关者使用最新、准确的BOM,减少错误和返工的风险。
  • 自动化BOM生成:ECAD数据被输入到PLM系统中自动生成BOM。这消除了手动数据输入,减少了人为错误的风险,并节省了时间。
  • 高级BOM功能:PLM通过PDM提供多级BOM、使用报告和成本分析,让利益相关者更深入地了解产品结构和成本分解。
  • 实时变更管理:在任一系统中所做的更改都会自动更新到另一个系统,保持所有利益相关者的信息最新,确保他们拥有最新的BOM信息。这减少了延误并改善了协作。
  • 组件生命周期管理:PLM跟踪组件生命周期,并向设计师和工程师报告淘汰问题。然后它提出替代选项以保持产品开发的正轨。

提高生产效率和缩短上市时间:

  • 简化数据传输:PLM和ECAD之间的直接通信保证了数据的完整性,并减少了手动传输信息所花费的时间。
  • 可制造性设计(DFM)规则:PLM还集成了DFM规则,帮助设计师避免制造限制,从而减少返工并优化潜在产量。
  • 生产计划和调度:PLM提供生产计划和调度工具,确保材料的及时可用性并优化生产流程,加快周转时间。
  • 改善协作:集成系统促进了设计、制造和采购团队之间的协作,帮助他们更快地解决问题和批准更改。
  • 变更影响分析:PLM分析BOM和生产过程中设计变更的影响,以最小化干扰并促进更平滑的实施。

记住,PLM和ECAD集成的成功取决于选择正确的解决方案以及安排有效的实施和用户培训。但是,通过利用这种集成,PCB制造商可以实现运营卓越,获得市场竞争优势,并更快、更高效地向日益苛刻的消费者交付高质量产品。

PLM与PCB设计集成的新兴趋势和技术

PLM领域有许多即将到来的发展;它持续变化以适应新的规范和需求。目前,已经在简化数据管理和协作方面取得了重大进展,但随着新的、初生技术开始增强PLM的能力,还有更多的进展即将到来:

人工智能和机器学习将彻底改变设计过程。如何改变?预测性维护可以防止成本高昂的停机时间;设计优化算法可以根据特定需求和约束量身定制解决方案;而AI驱动的数据分析可以揭示生产过程中隐藏的模式和潜在问题。

采用基于云的PLM解决方案变得越来越普遍,公司逐渐从本地解决方案转向打破地理障碍和赋能远程协作的方案。它易于访问,可扩展,能够处理不断增长的数据量,并具有由供应商处理的增强安全功能,这使得它对于成长中的企业和老牌企业同样具有吸引力。

数字孪生的概念提升了协作水平。通过创建物理PCB的虚拟复制品,团队可以进行虚拟原型设计,实时监控性能,并在产品生命周期中提高可追溯性。

协作设计环境也将通过实时编辑、无缝版本控制和集成通信平台改善团队间的协作。这将促进不同团队之间的敏捷性和创新,使他们能够共同进行项目工作。

公司可以通过将PLM的集中数据管理与先进的协作工具相结合来优化流程。从简化的制造和更好的质量控制到提高效率和缩短上市时间,好处是明确无误的。当我们展望未来并采用新技术时,PCB设计的未来承诺了非凡的效率、质量和创新。现在,在一个市场波动大且竞争者日益增多的环境中,是时候打破孤岛,连接您的团队,并释放公司设计旅程的全部潜力了。

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关于作者

关于作者

Oliver J. Freeman, FRSA, former Editor-in-Chief of Supply Chain Digital magazine, is an author and editor who contributes content to leading publications and elite universities—including the University of Oxford and Massachusetts Institute of Technology—and ghostwrites thought leadership for well-known industry leaders in the supply chain space. Oliver focuses primarily on the intersection between supply chain management, sustainable norms and values, technological enhancement, and the evolution of Industry 4.0 and its impact on globally interconnected value chains, with a particular interest in the implication of technology supply shortages.

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