Collaborazione ECAD-MCAD - Colmare il divario comunicativo

Ammettiamolo, ci sono cose che facciamo allo stesso modo ogni giorno, semplicemente perché 'le abbiamo sempre fatte in quel modo' e ci siamo abituati. A causa delle pressioni dei tempi e delle richieste esterne, c'è raramente il tempo di pensare a come migliorare queste cose, figuriamoci provare a implementare effettivamente qualcosa di nuovo. Questo rende la motivazione ad investire nell'esplorazione di metodologie diverse una sfida.

Le nostre tendenze generali tendono più a continuare a lavorare con ciò che abbiamo ed evitare rischi piuttosto che guardare a nuovi modi che potrebbero portare a maggiore produttività, meno interventi manuali e tempi di realizzazione del prodotto più rapidi.

La collaborazione ECAD-MCAD rientra pienamente in questa categoria. I principali motivi per cui questo processo tende a soffrire sono, francamente, una generale mancanza di informazioni riguardo quali opzioni sono disponibili, la quantità di lavoro percepita che sarebbe necessaria per implementare e/o coordinare i processi e l'accettazione attraverso due domini di prodotto tipicamente separati, il che può rendere il compito quasi impossibile.

Il detto 'Il viaggio di mille miglia inizia con un passo' (Lao Tzu) si applica qui, poiché definire un approccio mirato e graduale, sapere dove concentrarsi e tenere a mente l'obiettivo finale aiuterà a ottenere benefici misurabili alla fine.

La necessità di condividere e validare facilmente i dati tra i team di progettazione, ovunque si trovino, sta diventando molto più importante di quanto non fosse in passato. Sono ormai lontani i giorni in cui la persona o il team con cui si lavorava si trovava dall'altra parte del corridoio o anche nello stesso edificio. Di conseguenza, cercare un modo migliore, più affidabile ed efficiente di collaborazione ECAD-MCAD sarà importante per aiutare a colmare questa divisione.

Diamo un'occhiata ad alcune informazioni, metodologie attuali e alternative che possono aiutare nella condivisione dei dati quotidiani, affrontando anche questioni come la qualità dei risultati, la riduzione dei cicli di prototipazione e una migliore comunicazione complessiva.

I numeri non mentono!

Le statistiche mostrano che la verifica del design rappresenta il 60%-80% del tempo di ciclo di progettazione complessivo a causa della comunicazione manuale dei cambiamenti ingegneristici durante il processo di revisione.

Inoltre, più della metà dei design complessi di oggi deve essere ridisegnata a causa di errori trovati dopo che i prototipi sono stati costruiti e verificati.

Metodologie attuali:

La maggior parte delle aziende si affida oggi a file IDF, DXF o STEP per lo scambio di dati.

Sebbene questi metodi siano in uso da tempo e funzionino, richiedono anche che l'intero database, insieme ai file README associati e ai PPT o PDF annotati che spiegano cosa è stato cambiato e dove, venga inviato avanti e indietro durante ogni proposta. Poiché questi file sono disassociati dai dati effettivi che vengono condivisi, le informazioni vengono frequentemente perse e gli errori spesso possono e si verificano.

Altri problemi includono:

• Il processo di progettazione generalmente continua mentre si attende un feedback sugli aggiornamenti proposti, ovvero, il design può essere obsoleto immediatamente dopo che le modifiche sono state inviate

• Le domande riguardanti le modifiche proposte sono tipicamente comunicate via email, voce o interazione diretta e generalmente non sono documentate o conservate

• Mancanza di completa tracciabilità riguardo a chi, cosa, perché e quando sono state effettuate le modifiche

• Senza un modo per convalidare e confrontare chiaramente sia i database MCAD che ECAD prima della fabbricazione e dell'assemblaggio, problemi critici possono facilmente essere trascurati.

Opzioni ‘Nuove’

Nel 2006, è stato sviluppato un nuovo standard per affrontare i problemi associati alle metodologie esistenti. Denominato EDMD (Electronic Design Mechanical Design), è stato formato come parte del comitato ProSTEP iViP ed è una metodologia di collaborazione basata su standard e processi, affiliata a STEP, che utilizza il formato di file ‘.idx’.

Il vantaggio che offre rispetto ai file IDF, STEP e DXF è che consente lo scambio incrementale di dati, ovvero la possibilità di collaborare solo su ciò che è stato aggiunto, modificato o eliminato invece di scambiare l'intero database ogni volta. Assegnando ID univoci a ciascun elemento contenuto nel progetto, come il contorno della scheda, gli slot, i fori, i componenti, i dissipatori di calore ecc., il file .idx è in grado di tracciare gli aggiornamenti associati e consentire la tracciabilità di quegli oggetti individuali.

Le informazioni vengono visualizzate alla parte ricevente in un formato facile da leggere che consente quindi di:

• Collaborare solo sugli oggetti del database che sono cambiati

• Visualizzare lo stato ‘com’è’ rispetto alla proposta ‘come dovrebbe essere’ prima dell'implementazione nel database

• Accettare/Rifiutare elettronicamente gli aggiornamenti

• Comunicare, conservare la storia della collaborazione e la tracciabilità direttamente all'interno del file .idx riguardo chi ha proposto quale cambiamento, quando e perché

Figura 1. Esempio di scambio incrementale di parti

Oltre al controllo dell'interferenza tra parti, le tracce di rame, la serigrafia, la maschera di saldatura e gli 'altri' strati della scheda possono essere comunicati a MCAD per la verifica della distanza tra foro e rame, e permettono di effettuare complete simulazioni termiche, di stress e varie altre simulazioni che sono tipicamente realizzate in quel dominio.

La mappatura delle parti viene effettuata o tramite un nome di parte ECAD-MCAD standardizzato o tramite un file di mappatura che collega l'uno all'altro. Tuttavia, non è necessario avere modelli MCAD completi e dettagliati affinché questo processo funzioni. Puoi scegliere di utilizzare le dimensioni ECAD predefinite di lunghezza, larghezza e altezza per tutte le tue parti, modellare i componenti 'critici' (connettori, dissipatori di calore, ecc.) e lasciare le parti 'generiche' (SOIC, discreti ecc.) non definite o, definire completamente ogni parte se richiedi una rappresentazione più accurata.

Figura 2. Tre esempi di opzioni di dettaglio della mappatura delle parti

È inoltre importante assicurarsi che le parti della libreria ECAD e i modelli di parti MCAD siano sviluppati e allineati sia da una prospettiva di orientamento che di origine, ad esempio, se MCAD utilizza il centro di gravità per un connettore e ECAD utilizza il Pin 1, allora si verificheranno problemi di allineamento.

Detto ciò, lo scambio di dati EDMD, sebbene migliore, non è perfetto. Una cosa importante da notare affinché funzioni correttamente, è capire che si tratta di un processo che richiede definizione del processo e formazione sia sul lato ECAD che MCAD per garantire il successo.

Direzione Futura

Sebbene EDMD sembri guadagnare popolarità, le persone che lo hanno adottato hanno iniziato a chiedersi "Perché dobbiamo affidarci e gestire il processo di collaborazione ECAD-MCAD tramite un metodo di trasferimento basato su file?"

Buona domanda! Man mano che i prodotti e i processi diventano più interconnessi, aziende come Altium stanno guidando la strada esplorando modi più fluidi per collaborare. Fornendo un ambiente dedicato che esiste nel regno MCAD, la scheda e l'assemblaggio meccanico 3D possono essere collegati come un unico database olistico e i dati scambiati tramite un processo di ‘Push/Pull’, eliminando la necessità di trasferimenti basati su file.

Figura 3. Esempio di ambiente di progettazione integrato ECAD-MCAD

Poiché i PCB sono ora componenti fondamentali di quasi tutti gli assemblaggi meccatronici, devono essere progettati come parte dell'intero contesto del prodotto e non in un loro ambiente isolato.

Cosa è meglio per te?

Indipendentemente da dove ti trovi ora e in quale direzione vuoi andare, tieni presente che:

• Le metodologie esistenti di scambio dati saranno supportate per il futuro prevedibile

• Anche se il cambiamento è disruptivo e richiede tempo per essere implementato, potrebbe offrire maggiori benefici a lungo termine

• Devi avere sia un piano di implementazione che di lancio completamente documentato per garantire una piena adozione e successo

Qualunque cosa tu decida, assicurati di indagare e valutare ciò che funzionerebbe meglio per la tua organizzazione e situazione particolari, poiché ciò che funziona bene per uno potrebbe non funzionare per un altro.

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