Verwaltungssysteme für Montagevarianten halten Entwürfe synchronisiert

Altium Designer bietet Ihnen ein robustes, zentralisiertes Variantenmanagement-System. Sie können eine beliebige Anzahl von Designvarianten eines Basisdesigns definieren und dann Komponentenparameter verwalten sowie die Variantenkomponenten als eingebaut, nicht eingebaut oder als Ersatzteile konfigurieren. Da diese Varianten dieselbe nackte Platine teilen und nur Auswirkungen auf den Montageprozess haben, nennen wir diese Montagevarianten. Nun werden Sie sehen, wie das Variantenmanagement in Altium Designer Designvariationen harmonisieren kann, ohne die Synchronisation während verschiedener Designschritte zu beeinträchtigen.

Produktanpassungen werden immer beliebter, um die Kundennachfrage zu befriedigen, da sowohl die Markteinführungszeit als auch die Komplexität der Produkte weiterhin steigen. Durch die Erstellung von Variationen eines Basisprodukts können die neuen Produkte unterschiedliche Märkte und Anforderungen ansprechen.

Mit Hilfe der leistungsfähigen Variantenkomponenten-Verwaltungsfähigkeit in Altium Designer können Sie Produktvariationen so verwalten, dass alle Versionen über die Produktlebensdauer hinweg synchron bleiben. Designvarianten könnten eine erhöhte Temperaturbeständigkeit durch den Austausch von Komponenten umfassen, oder das Ersetzen oder Weglassen von Komponenten, um unterschiedlichen Marktanforderungen gerecht zu werden, wie z.B. eine andere Stromversorgung oder ein kleineres Display. Produktvariationen werden innerhalb eines kompletten Produkt-Workflows verwaltet, vom Schaltungsdesign bis zur Montagefertigung, um diese Variation innerhalb eines kompletten Projekts zu synchronisieren.

Lesen Sie weiter, um mehr über die Probleme zu erfahren, mit denen Designer bei der Verwendung von Designvarianten konfrontiert sind, und wie Altium Designer diese Herausforderungen mit modernsten Funktionen während verschiedener Designphasen angehen kann.

WARUM SOLLTEN SIE DESIGNVARIANTEN IN BETRACHT ZIEHEN?

Angenommen, Sie entwickeln ein PCB für eine Smartwatch, die in drei verschiedenen Speichervarianten erhältlich ist; 4, 8 und 16 GB. Zusammen mit Variationen in den Hardwareanforderungen sollte diese Uhr verschiedene Märkte ansprechen. Der traditionelle Ansatz wäre, drei verschiedene PCBs für unterschiedliche Hardwareanforderungen zu entwerfen und parametrische Informationen zu ändern, um die Marktnachfrage zu erfüllen. Jedoch wird dieser Ansatz aufgrund der Komplexität der heutigen Schaltungen und PCBs die Markteinführungszeit des Produkts verzögern und die Kosten erhöhen. Eine bessere Lösung ist es, ein einzelnes Basisdesign zu erstellen und Variationen darin zu definieren, indem die Komponenten und ihre Parameter konfiguriert werden. Ein einzelnes Referenzdesign für alle Varianten zu haben, anstatt eine neue Variante von Grund auf neu zu erstellen, führt zu schnellerer Designfertigstellung und kostet weniger. Unternehmen haben jedoch oft weltweite Teams, die für ein einzelnes Projekt verantwortlich sind, sodass Variationen in einem Teil des Produkts zu Fehlern und unsynchronisierten Änderungen in einem anderen während des Produktlebenszyklus führen können. Altium Designer kann den Workflow automatisch synchronisieren.

DESIGNVARIANTEN UND HERAUSFORDERUNGEN IN DER INDUSTRIE

Welches Ausmaß hat das Management von Design-Varianten als Herausforderung in der Industrie? In einer kürzlich durchgeführten Umfrage der Aberdeen Group „Die Bedeutung des Konfigurationsmanagements in der Industrieausstattung“ antworteten 47 %: „Die Marktnachfrage nach maßgeschneiderten und komplexen Produkten ist einer der größten Druckfaktoren, denen sie während der Produktentwicklung ausgesetzt sind.“ In einer anderen Umfrage, „PCB-Design: Verbesserung der Rentabilität durch PCB-Design Best Practices“, gaben 44 % der Befragten an: „Häufige Designänderungen sind eine der größten Herausforderungen im PCB-Design, die zu Verzögerungen und einer Erhöhung der Projektmanagementkosten führen, wenn sie nicht richtig verwaltet werden.“

Diese Herausforderungen werden in der Produktionsphase kritisch, wenn Sie Produktionsdateien an den Hersteller senden, denn jede Ungenauigkeit in den Daten kann zu einem Produktversagen führen. Um solche Änderungen effektiv zu handhaben, sind Variationen wichtig, die während des gesamten Produktlebenszyklus verwaltet werden müssen. Im PCB-Designzyklus werden diese Änderungen auf der Schaltplan- oder PCB-Ebene vorgenommen und mit den Produktionsdaten synchronisiert. Produktionsdateien wie Stücklisten (BOMs) und Montageausgaben für alle Designvarianten aktuell zu halten, erfordert einen verwalteten Arbeitsablauf. Dies ist noch wichtiger, wenn mehrere Teilnehmer an einem Design beteiligt sind, um einen konsistenten Arbeitsablauf zu gewährleisten. Jede Fehlkommunikation während des Produktdesigns kann zu einem Design mit niedriger Qualität, erhöhten Kosten und längerer Markteinführungszeit führen.

ZENTRALISIERTE VARIANTENKONFIGURATION

Der Schlüssel zur Verwendung von Montagevarianten in jedem Design ist das zentralisierte Management. In Altium Designer ist diese einzigartige Funktionalität integriert, um die Synchronisation zwischen verschiedenen Designphasen zu verbessern. Innerhalb dieses einzelnen Variantenmanagement-Dialogs können Sie neue Varianten definieren sowie Komponentenparameter bearbeiten, wobei Altium Designer automatisch die Synchronisation zwischen Schaltplan, PCB und Ausgabedateien übernimmt. Um die Unterstützung für alternative Komponenten aus verschiedenen Quellen weiter zu verbessern, wird die Funktionalität für unabhängige Bibliotheken, Datenbankbibliotheken sowie für auf Vault basierende Komponenten erweitert.

Um sicherzustellen, dass Teile tatsächlich austauschbar sind, wird ein intelligenter Prüfmechanismus implementiert, um die Pin-Kompatibilität zwischen dem Basis- und dem Alternativkomponenten zu überprüfen. Diese Funktionalität stellt sicher, dass der Pintyp und die Position für beide Komponenten gleich sind. Die Benutzeroberfläche, dargestellt in Abbildung 1, ist benutzerfreundlich und umfasst diese zusätzlichen Funktionen:

- Konfigurieren Sie mehrere Komponenten gleichzeitig.

- Setzen Sie Variantenparameter zusammen mit Projekt- und Schaltplan-Ebene-Parametern.

- Verwalten Sie Anzeigedaten mit Filtern für verschiedene Komponententypen.

- Erzeugen Sie Variantenberichte zur Dokumentation.

Abbildung 1 - Variantenverwaltungsdialog

GRAFISCHE ANZEIGE VON VARIANTEN

Im Variantenkonfigurationsdialog können Sie sehen, wie Komponenten auf dem Schaltplan und den Ausgabezeichnungen dargestellt werden. Wenn Komponenten hinzugefügt oder bearbeitet werden, läuft eine Kreuzprüfung, um etwaige Fehler zu erkennen.

Wie in Abbildung 2 gezeigt, können Sie wählen, nicht eingebaute Komponenten sowie Parameter anzuzeigen. Dies ermöglicht die Ansicht von Änderungen in Echtzeit bei jeder Änderung einer Variante. Ähnlich können Sie für Montagezeichnungen die entsprechende Zeichnung auswählen, um nicht eingebaute Komponenten leicht auf einem generierten PDF zu zeigen.

Abbildung 2 Variantenzeichnungsstil

Neben der Darstellung im Schaltplan können Varianten auch im PCB-Editor angezeigt werden, wie in Abbildung 3 dargestellt. Da alle Footprints auf der PCB angezeigt werden, können Variationen nur bemerkt werden, wenn Komponenten einen 3D-Körper haben. Um alternative Teile zu unterstützen, unterstützt Altium Designer zwei verschiedene Footprints einer gleichen Komponente, ohne sich um die Kompatibilität der alternativen Komponente mit anderen PCB-Primitiven sorgen zu müssen.

Abbildung 3- Varianten im PCB-Editor

SYNCHRONISATION MIT ZENTRALISIERTEN BIBLIOTHEKEN

Wenn eine Komponente oder ein Parameter in einer Unternehmensumgebung, in der Sie zentralisierte Komponentenbibliotheken haben, geändert werden muss, kann Altium Designer die Schaltplan- oder PCB-Dateien aus diesen Bibliotheken aktualisieren, und jetzt auch für Varianten. Für jedes eingepasste oder alternative Teil aktualisieren Sie Parameter direkt aus dem Variantenverwaltungsdialog, wie in Abbildung 4 gezeigt. Sie wählen, welcher Parameter oder welche Komponente für eine definierte Variante aktualisiert werden soll, was Ihnen mehr Freiheit gibt, benutzerdefinierte Änderungen in einer Bibliothek vorzunehmen.

Abbildung 4: Parameter- und Komponentenaktualisierung

VARIANTEN IN AUSGABEDOKUMENTEN

Varianten müssen in Projektausgaben wie einer Stückliste (BOM) oder einer Montagezeichnung enthalten sein. Wenn Sie bestimmte Variantenkomponenten nicht in der BOM aufnehmen möchten, wäre der traditionelle Ansatz, diese Komponente in einem Entwurf zu identifizieren und manuell zu markieren, damit der Hersteller sie bei der Produktion ausschließen kann. Dies ist jedoch fehleranfällig und zeitaufwendig und kann zu einem Produkt von geringerer Qualität führen. Stattdessen handhabt Altium Designer dies automatisch.

Das Einbeziehen von Varianten in die Ausgabedokumente ist eine leistungsstarke Fähigkeit von Altium Designer, die die Variantendokumentation für alle Ausgabedateien auf einmal automatisiert und es Ihnen auch ermöglicht, für jedes Dokument separat eine unterschiedliche Variante zu haben. Auf diese Weise können Sie verschiedene Versionen desselben Ausgabedokuments haben, um unterschiedliche Marktanforderungen zu erfüllen.

Abbildung 5: Varianten in Ausgabeauftrag

Varianten beeinflussen verschiedene Ausgabedokumente, einschließlich:

- Stückliste

- Schaltplan- und PCB-Drucke

- PCB-Design 3D-Drucke und Videos

- Montagezeichnungen

- Pick-and-Place-Dateien

- Testpunktbericht

Um die Massenproduktion verschiedener Ausgaben auf einmal weiter zu unterstützen, wird die Variantenunterstützung auch im Konfigurationsmanager erweitert, um den Workflow innerhalb des gesamten Projektlebenszyklus zu synchronisieren.

VARIANTENINTEGRATION IN MODERNES ZEICHNUNGSSYSTEM

Ab Version 16.1 integriert Altium PCB Draftsman weitere Inhaltsflexibilität und Detailgenauigkeit in die Ausgabedateien für den PCB-Hersteller. Der Ansatz für das Variantenmanagement besteht darin, Spitzentechnologie in einem kompletten Softwarepaket einschließlich PCB Draftsman bereitzustellen. Sie verfügen über eine intuitive Benutzeroberfläche innerhalb von Draftsman, um Montagevarianten für verschiedene Produktionsdateien zu unterstützen.

SCHLUSSFOLGERUNG

Designvariation ist entscheidend und mit zunehmender Komponentenanzahl wird es immer wichtiger, intelligente Systeme zur effektiven Verwaltung von Varianten zu haben. Glücklicherweise bietet Altium diese Fähigkeit nicht nur zur Verwaltung von Varianten für das komplette Produktdesign, sondern auch innerhalb eines einzigen Softwarepakets, um eine hohe Benutzerproduktivität zu gewährleisten.

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