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設計の複雑さが増すにつれて最高のプロフェッショナル向けPCB設計ソフトウェアが要求される理由 Thought Leadership 設計の複雑さが増すにつれて最高のプロフェッショナル向けPCB設計ソフトウェアが要求される理由 子供のころの生活は単純だったなと思い返すことがありますか? 仕事もなく、ローンもなく、自分の子供と口論することもありませんでした。私の主な役割は表で駆け回り、遊んでいる間に泥だらけにならないようにすることでした。今の生活は確かにあの頃より良いものですが、同時にはるかに複雑になりました。それと同様に、PCB業界も成長し、 より複雑なものとなりました 大きくて単純な基板はもうありません。今では全ての回路が小さく、洗練されており、ときにはフレキシブルである必要があります。このような業界の動向から、設計者はレイアウトや回路図の作業だけでなく、何でも行える技術者であることが要求されています。このため、リジッドフレキシブル設計、ECAD/MCADコラボレーション、関係者との協力、電源供給ネットワーク解析（PDNA）などを行うため、最高のソフトウェアを常に利用可能にしておくことが重要です。 リジッドフレキシブル設計 子供の頃の私はずっと体が柔らかかったのですが、今では爪先に触れるのもやっとです。一方でPCBはその逆に、業界の成熟につれ、より柔軟になりつつあるようです。 多くの種類の製品 でフレキシブル設計が推進されていますが、中でも主な分野は モノのインターネット（IoT） と ウェアラブル です。これらの種類のデバイスは変わった外形をしていることが多く、しかも容積の制約が厳しいのが普通です。このような用途には、フレキシブル、またはリジッドフレキシブルの基板が最適です。 しかし、フレキシブル基板の設計は、口で言うほど簡単ではありません。材質、配線、フレキシブルとリジッドフレキシブルのどちらを使用するか、取り付け方法など、 膨大な数の要素 を考慮する必要があります。適切な基板を設計するには、これら全ての要素の設計に役立つソフトウェアが必要です。優れた設計ソフトウェアには、材質や設計技法についての 詳細なドキュメント が付属しています。また、 レイヤースタックを把握 し、基板の 3Dクリアランスを確認
デザインリリースの管理と意図の伝達 デザインリリースの管理と意図の伝達 かつてないほど、現代の技術は、スマートフォンからソーシャルメディア、衛星通信さらにはその先まで、地球規模の通信ネットワークを容易にしています。私たちは常々、私たちを分断し意思疎通を制限する障壁を取り除くことを求められています。残念ながら多くの企業が、設計エンジニアリングにおいて、彼らの意図とデザインリリース管理の目的をはっきりと伝達することに現在もなお苦労しています。適切な管理システムを備えていない場合、設計ライフサイクルにおいて全ての利害関係者がそれぞれの役割を確実に果たすことは困難であり、製品リリースを遅らせる無数の失敗につながる恐れがあります。 デザインリリースプロセスが管理されていない場合の問題点 ご存知のように、製品の設計とリリースは分野横断的な命令系統に関わっています。デザインリリースの前に、ECAD側は、設計の増分的な変化を取り込むために何度も調整作業を行います。この段階では、ECADデータは常に変化しています。そのため、関係者への情報伝達の流れが滞る恐れがあります。これらの変化を効率的に情報伝達できない場合、デザインリリースプロセスに重大な結果をもたらすことがあります。その具体例を以下に示します。 ECADバージョンとリリースデータが適切に管理されていない 間違ったバージョンの設計を製造部門に送ってしまうリスクが高い 陳腐化した部品を使用してしまうリスクが高い 設計リリースの準備ができてから実際にリリースされるまでに時間の無駄が発生する 手書きの承認署名を得るのに時間がかかる 標準化された設計プロセスの実施が困難である データ管理システムが自動化されていないと予定される製品リリースに多くの脅威を及ぼす恐れがある一方、適切なECADリリース管理システムを使うと、これらのリスクを早期に検出できます。 ECADリリース管理におけるギャップの解消 プロジェクト管理チーム内の透明性を高めるため、一部の企業は製品ライフサイクル管理（PLM）システムを構築する方向に向かっています。これにより人手によるプロセスの限界を打ち破り、設計ファイルの高度な制御が可能になります（しかし、PLMが最も有利な方法であるということではありません）。この投資による成果は、多くの場合以下のような形で現れます。 エンジニアの時間の無駄が少なくなった 製品のコストを削減できた 製品の品質が向上した 開発サイクルを短縮できた リリース管理プロセスの掌握 多くのエレクトロニクス企業がさまざまな方法を使ってこれらの課題に立ち向かおうとしていますが、その目的は同じ、つまりリリース管理プロセスを完全に同期させることです。どの設計段階にあっても、統合ECAD管理システムの導入を検討するのに遅すぎることはありません。統合ECAD管理システムの導入は、設計者、企業、全ての利害関係者に、製品が品質要件を満たすことが確認できるという安心感を提供します。 無償のホワイトペーパーを今すぐダウンロードしてください。このホワイトペーパーでは、Altium Vaultが
ECADデータライブラリの管理 ECADデータライブラリの管理 ECADデータライブラリの適切な管理が行えないため、設計プロセス全体が停滞していないでしょうか? 多くのエンジニアは、データのライフサイクルを管理するための確実なリソースを必要とするため、この問題に頻繁に直面します。多くの場合、新製品の特長や機能を決定する最も重要な要素は電子機器です。私たちは、単純な消費者向け電子機器から、高度なMRI装置までにわたる多くの形式で、電子機器を毎日使用しています。電化が進んだ今日の世界では、ECADデータのライフサイクルを効果的に管理できるかどうかが、ビジネスの成功と失敗とを左右する要因となります。 製品が失敗する可能性は常に存在しますが、ECADデータライブラリを効率的に管理および監督できないことが失敗を招く可能性は排除するべきです。残念ながら、データ管理が適切でないために不整合が発生し、エラーの可能性が増大することは珍しくありません。これは製品のコストと品質に影響するだけでなく、チームの生産性、効率性、協調性にも悪影響をもたらします。 ECADデータライブラリの管理が重要な理由 適切なシステムを使用しないと、ECADデータライブラリの管理は極めて困難になる可能性があります。非常に単純なプロセスでも、不注意により破滅的な結果をもたらす場合があります。適切なツールを使用していないと、ECADデータの管理でミスが発生しやすく、このような見過ごしにより予期しない多くの事態が発生する可能性があります。最悪のシナリオとして、リリースしたばかりの製品に致命的な(しかし回避可能な)エラーが発見されたため、すべての同じパラメータを使用して再作成が必要になることが考えられます。この場合、開発プロセスのすべての手順を見直し、すべてのドキュメントを更新し、訂正についての承認を受け、その他改定に伴い要求される変更を行う必要があります。このようなエンジニアリング作業は大きな苦痛となります。 発生し得るあらゆる問題の可能性を考慮すると、ECADデータライブラリを管理するとき、次のような目標を想定した、単純で包括的な戦略を組み入れることが極めて重要です。 データの整合性の保証 新しい部品の要求と作成の簡素化 部品のライフサイクルとリビジョンの管理 重複した部品の排除 承認済み部品の使用場所管理の合理化 ベンダーへの承認済みリストの表示 既存のツールとの統合 ユーザー制御アクセスの実現 ECADライブラリのグローバルな共有 ECADデータライブラリ管理の基本理念 ECADデータ管理のプロセスを合理化するための組織化された、使いやすいシステムを実装することで、エラーの可能性を減らし、プロジェクトを予定の期間と予算で完了できるようになります。ECADデータライブラリの管理には他の要素もありますが、このツールに深く関係する、いくつかの大きな要因は次のものです。 データの整合性 ライフサイクルを通しての状態の管理 部品の再利用
コラボレーティブデザイン パート4: IDXによる真のECAD/MCADコラボレーション Thought Leadership コラボレーティブデザイン パート4: IDXによる真のECAD/MCADコラボレーション 真のECAD MCADコラボレーションとは、設計環境間での移動時に詳細を保持すること以上のものです。設計変更の可視性、比較およびマージ機能、リビジョン追跡、コメントなども、共同設計の重要な要素です。このブログシリーズの最終回では、IDXがこれまでで最も良い解決策かもしれないという点について見ていきます。 このブログシリーズの最後の部分で、ECAD MCADコラボレーション市場について、そして2つの領域間で設計データを行き来させるための良いシステムがいかに重要かについて深掘りしました。しかし、今日使用されている一般的な方法を分析しても、より良い方法があるのではないかという疑問が残りました。なぜ、電気設計者と機械設計者の間で真のコラボレーションシステムを持つことができないのでしょうか？ そして、私が言いたいのは、環境間を行き来する際に詳細を保持することだけではありません。それも重要ですが、真のコラボレーションとは、可視性、比較、マージ、追跡、および設計変更にコメントする機能を備えたシステムを使用して、同時にまたは並行して設計することを意味します。利用可能なオプションを見てみると、それぞれに長所と短所があるいくつかの解決策に出会いました。 図1：真のECAD/MCAD協業は、設計者に段階的な変更を可視化し、同時に設計を可能にします。コネクタを移動する必要がある場合、両方の設計者がその変更を確認し、必要に応じて変更を加えることができます。 ネイティブECAD MCAD協業 すべての電気および機械設計に単一のソフトウェアツールを使用できることほど良いことはありません。ECADツール内から直接、押し出しモデルやエンクロージャを作成する機能など、毎日この目標に近づいています。しかし、単一アプリケーションアプローチには現時点で必要なすべての機能が備わっていないかもしれませんし、設計者は機械設計に対して単に自分の好みを持っているかもしれません。 サードパーティアプリケーション 電気および機械CADパッケージに直接プラグインできる外部ツールがいくつかあり、2つのプログラム間のより良いゲートウェイを提供します。これにより、よりシームレスな移行と協業が可能になりますが、それはまた、独自の細かな詳細とニュアンスを持つ別のツールです。さらに、物事がうまくいかないときにトラブルシューティングする必要があるチェーンの別のリンクです。 中立ファイルフォーマット ニュートラルファイル形式は、分類が少し難しく、基本的には各設計ドメインの外に存在します。これらは、ソフトウェア環境のいずれかと直接的なインターフェースを必要とせず、時間を要する接続のトラブルシューティングの問題を避けることができます。反面、各ツールはこの標準インターフェースに書き込むことができ、ネイティブな方法とツールセットを維持しながら、各デザイナーのワークフローが一貫していることを保証します。 IDXについてはどうでしょうか？ これでIDXについて触れることになります。IDX形式は、他の協力的なECAD/MCAD形式から引き出された最良の特徴の詰め合わせのようなもので、真の協力を可能にするという追加の利点があります。これはProSTEP EDMD形式に基づいており、それ自体がSTEP AP 210およびAP 214形式に基づいていました。IDXとSTEPなどの標準ファイル形式との違いは、IDXが増分変更を追跡し、電気および機械設計者が受け入れるか破棄するかを選択できることです。ここでの動作は次のとおりです： IDXベースラインファイル
デザインルールによるコンポーネントの電力定格の最適化 Thought Leadership デザインルールによるコンポーネントの電力定格の最適化 私は、自分が最初に設計した回路が認定に失敗したことを今でも覚えています。それは証明済みの設計で、既に以前の認定に合格していたものなので、テストが失敗したことをマネージャーから聞かされたときには非常に驚きました。「火がついた」と噂が広まりました。電子回路が実際に発火することは稀です。ほとんどの場合は、多少煙が出るだけです。どちらにしても、PCB上の焼け焦げが事実を物語っていました。トランジスタが過熱し、暴走して発煙したのです。しかし、なぜそのような結果になったのでしょうか? それは証明済みの設計でした。何が変わったのでしょうか? 簡単な調査の結果、回路は同じであることが証明されました。同じコンポーネントで、同じ入出力で、ロットや製造業者さえも同じでした。1つだけ変化したのはレイアウトでした。私がこの基板をレイアウトしたとき、機械的アセンブリの部品の周囲に収まるよう、フォームファクターを調整する必要がありました。パワートランジスタの周囲の銅箔は、元々は約1平方インチでした。この設計では、その1/3に切り詰められました。面積の制約のため、電力を生成する他のコンポーネントは、PCB上で理想よりも近くに配置されました。この両方の要因から、狭い面積の銅箔では放散できない大量の熱が発生し、トランジスタが早期に破壊されることになりました。 重要なコンポーネントを定量化するデザインルールのリストを維持 知識の移行はほとんどの場合、現場において最大のボトルネックで、多くの時間を必要とします。理想的には、全ての設計者が元の設計を構築するときにきちんとノートを作成し、思考プロセスを保存するべきです。しかし、a) 面倒である、b) ノートが 消失することから、実際にはほとんどの場合これは行われません。問題なのは、机上では実証済みの設計を再利用するのが効率的ですが、ノートが十分に作成されなかった、または知識の移行が不完全であったために、重要な設計パラメーターの多くが忘れ去られている場合、設計パラメーターを推量してチェックするために時間を浪費するということです。いくつかのデザインルールを組み込むと、小さな変更により設計が不良になることを回避し、チームの設計時間を節約できます。これを最初からうまく行うには、次のような方法を使用します。 デザインルールを作成して組み込み、恒久的に引き継がれるようにする 私は、意味のあるルールを好みます。このため、管理を行うデザインルールを割り当てる前に、消費電力についての制約を定義することが重要です。このための最良の方法は、 データシートを作成することです。適切に作成されたデータシートには一般に、電力定格についてベストからワーストまで、最低でも3つの区分の条件が含まれます。 最初の定格は、コンポーネントのみが、自由な空間で消費する電力です。これは、ワーストケースの消費電力と考えられます。 2番目の定格は、コンポーネントが「一般的な」形式でFR-4銅箔のPCBに半田付けされたときの消費電力です。この「一般的」とは主観的な用語です。この電力の値は平均値と考えられますが、可能なら経験的に検証する必要があります。 3番目の定格は、ベストケースの消費電力です。これは、コンポーネントが 1平方インチ、2オンスの銅箔上に 完璧に取り付けられた場合に達成されます。この値は、実際に達成することは困難な理論値と考えるべきです。 計算に使用する消費電力の値は、一般的な値とベストケースとの間での主観的な判定となります。 どれだけの電力を消費する必要があるかが判明したら、 ルールを作成します。これによって、その設計を誰かが使用するとき、元のデータシートをチェックする必要もなくなります。ただしこれは、注意を払う必要がなく、データシートの文書化がいい加減でもいいという意味ではなく、バックアップや、設計をさらに明確化するために使用するということです。今日の設計ソフトウェアには コンポーネントライブラリが付属し、コンポーネント評価の時間を節約できると同時に、ユーザーが特定のコンポーネントにルールを添付できます。レイアウトに十分なヒートシンクが使用されていない場合、まだ仮想の設計であるうちに「デバッグ」する方が、実際に火を吹いてからやり直すよりもはるかに楽です。
Customer Success Stories Project MARCH Project MARCH is a student team from Delft University of Technology in the Netherlands that is designing and building an exoskeleton- a motorized robotic suit that can be used to help people with spinal cord injuries to stand up and walk again.