Pubblicazione degli Standard Digital Twin IPC-2551

L'8 febbraio 2021, l'IPC ha ufficialmente rilasciato IPC-2551: Standard Internazionale per i Gemelli Digitali. Questo standard di scambio dati e interoperabilità è stato in lavorazione dall'anno scorso prima di essere ufficialmente rilasciato questa settimana. L'IPC-2551 è il primo standard internazionale sui gemelli digitali e mira alla creazione di catene di valore intelligenti con formati di dati standardizzati.

Sebbene lo standard IPC-2551 sia pubblicato da un'organizzazione di standard elettronici, non sorprendetevi se alcuni dei suoi temi e idee centrali appaiono in altri standard sui gemelli digitali. L'idea dei gemelli digitali risale al 2002, ma non è stato fino alla proliferazione odierna della potenza di calcolo che un concetto digitale del genere potesse essere messo in pratica.

Secondo il capo tecnologo dell'IPC Matt Kelly, l'obiettivo dello standard IPC-2551 è ridurre (o possibilmente eliminare) il prototipaggio fisico: "[I] benefici dell'istituzione di un framework per gemelli digitali e gli strumenti che operano all'interno del framework garantiranno che le aspettative fisiche saranno soddisfatte senza la necessità di un prototipo fisico... L'IPC-2551 aiuterà con l'ottimizzazione dei processi riducendo le perdite associate alla produzione e alla logistica, aumentando la produttività, l'efficienza e la performance dei costi."

Cos'è un Gemello Digitale?

Prima di addentrarci nel cuore del nuovo standard IPC-2551, è utile comprendere, cos'è un gemello digitale? In breve, un gemello digitale è una rappresentazione digitale di un oggetto fisico o sistema rappresentato attraverso il suo ciclo di vita. Un gemello digitale è più di un semplice file CAD o modello 3D del tuo progetto, è una simulazione di un oggetto reale che incorpora dati raccolti dal gemello fisico in tempo reale. La simulazione del gemello digitale di tale oggetto fisico può essere utilizzata per rappresentare un nuovo prodotto mentre viene progettato, fabbricato e durante il suo funzionamento.

Se questo suona esoterico, pensa semplicemente a un gemello digitale come a un oggetto virtuale che esiste accanto a un oggetto reale e opera in un ambiente virtuale. Più dati di progettazione sono disponibili per creare un gemello digitale, più accurato sarà il gemello digitale. Lo scambio di dati tra il prodotto e il gemello avviene anche in direzione opposta, consentendo ai gemelli digitali di produzione di essere utilizzati per perfezionare un progetto, o consentendo di simulare la produzione prima della produzione effettiva.

Prodotto, Produzione e Ciclo di Vita nei Gemelli Digitali IPC-2551

I gemelli digitali IPC-2551 sono definiti a tre livelli diversi:

• Definizione del prodotto: Il gemello digitale rappresenta un'istanza di design di un singolo prodotto o una gamma di varianti di prodotto strettamente correlate, incluse componenti, cronologie ECO, dati ambientali, dati elettrici e molto altro.
• Informazioni sulla produzione: I processi e i dati necessari per produrre il design su larga scala sono codificati nel gemello digitale, comprendendo tutto, dalla documentazione standard di fabbricazione/assemblaggio a specifici passaggi di lavorazione.
• Informazioni sul ciclo di vita: Il ciclo di vita del prodotto, dalla produzione al riciclo, può essere codificato nel gemello digitale, includendo dettagli come l'imballaggio, la spedizione e l'applicazione finale.

Per i progettisti di PCB, tutto ciò significa che ci saranno nuovi modi per comunicare le loro intenzioni di design, i requisiti di produzione e altri dati della catena di fornitura ai produttori, ma con il vantaggio aggiunto fornito dalla standardizzazione di massa. I due casi d'uso tipici per i gemelli digitali elettronici includono:

• Esplorazione del design, che abbraccia comportamenti elettrici, meccanici e di altro tipo
• Simulazione della lavorazione e della resa utilizzando gemelli digitali degli asset e dei processi di produzione di un produttore

Questi ampi casi d'uso per i progettisti di PCB si affidano ad altri standard universali di scambio dati dell'IPC.

Parte di un Ecosistema di Standard più Ampio

Alcuni potrebbero dire che l'IPC sta uscendo dalla sua area storica di garanzia della qualità del produttore e dell'affidabilità del design, ma il nuovo standard IPC-2551 si mantiene in linea con l'attuale tendenza all'integrazione tra le diverse parti della catena del valore dell'elettronica. Questo sta già avvenendo al di fuori dell'industria elettronica. È inoltre proiettato verso il futuro per quanto riguarda lo scambio di dati tra i diversi attori all'interno dell'industria. Infine, si basa su recenti standard relativi allo scambio di dati, ognuno dei quali influisce su un diverso segmento dell'industria elettronica.

I tre altri standard IPC rilevanti che costituiscono la base del nuovo standard IPC-2551 sono mostrati nella tabella sottostante. Se iniziamo a leggere questi standard insieme, possiamo iniziare a vedere un'opportunità per l'integrazione tra questi framework di scambio dati.

Alla fine, il nuovo IPC-2551 definisce un quadro interoperabile in cui migliaia di applicazioni da molteplici fonti possono lavorare insieme, offrendo un'opportunità per gli strumenti CAD e i produttori di implementare il prototipaggio virtuale, anche sul pavimento di fabbrica. Si basa sugli standard sopra elencati per catturare dati critici di progettazione, dati di produzione e dati della catena di fornitura al fine di creare gemelli digitali di un prodotto.

I fornitori di software EDA innovativi come Altium saranno qui per aiutare a creare l'ecosistema attorno ai gemelli digitali fornendo strumenti di progettazione, architettura e supporto alla produzione per i progettisti di elettronica. Man mano che si sviluppa maggiore chiarezza attorno allo standard IPC-2551 e iniziamo a vedere soluzioni commercializzate, aspettatevi di vedere queste implementazioni in Altium Designer® e nella piattaforma Altium 365®.