アセンブリバリアント管理システムは、設計を同期させ続けます

Altium Designerは、堅牢な中央集中型バリアント管理システムを提供します。基本設計の設計変更を任意の数だけ定義し、コンポーネントのパラメータを管理し、バリアントコンポーネントを取り付け済み、未取り付け、または代替部品として設定できます。これらのバリアントは同じベアボードを共有し、組み立てプロセスにのみ影響を与えるため、これらを組み立てバリアントと呼びます。これから、Altium Designerのバリアント管理が、異なる設計ステップ中の同期を損なうことなく、設計変更を調和させる方法を見ていきます。

製品のカスタマイズは、市場投入までの時間と製品の複雑さが止まることなく上昇し続ける中で、顧客の需要を満たすためにますます人気があります。ベースライン製品のバリエーションを作ることで、新製品は異なる市場や要件に対応できます。

Altium Designerの強力なバリアントコンポーネント管理機能の助けを借りて、製品のバリエーションを管理し、製品の寿命を通じてすべてのバージョンを同期させることができます。設計バリアントには、コンポーネントの代替えによる温度範囲の拡大や、異なる電源やより小さいディスプレイなど、異なる市場要件を満たすためのコンポーネントの交換や省略が含まれる場合があります。製品のバリエーションは、スキーマティック設計から組み立て製造までの完全な製品ワークフロー内で管理され、このバリエーションを1つの完全なプロジェクト内で同期させます。

デザインバリアントを使用する際にデザイナーが直面する問題と、異なる設計フェーズで最先端の機能を提供することでこれらの課題にどのようにAltium Designerが対応できるかについて読み進めてください。

なぜデザインバリエーションを考慮する必要があるのでしょうか？

たとえば、4GB、8GB、16GBの3つの異なるメモリバリエーションで提供されるスマートウォッチのPCBを開発しているとします。ハードウェア要件のバリエーションと共に、この時計は異なる市場をターゲットにするべきです。従来のアプローチでは、異なるハードウェア要件に対して3つの異なるPCBを設計し、市場の需要に応えるためにパラメトリック情報を変更することになります。しかし、今日の回路とPCBの複雑さを考えると、このアプローチは製品の市場投入までの時間を遅らせ、コストを増加させます。より良い解決策は、単一のベースデザインを作成し、コンポーネントとそのパラメータを設定することでバリエーションを定義することです。新しいバリエーションを一から作成するのではなく、すべてのバリエーションに対して単一の参照デザインを使用することで、設計の完成が早くなり、コストも少なくなります。しかし、企業にはしばしば、単一のプロジェクトに対して世界中のチームが責任を持っているため、製品の一部のバリエーションがエラーや製品ライフサイクル中の別の部分での非同期変更を引き起こす可能性があります。Altium Designerは、ワークフローを自動的に同期させることができます。

デザインバリアントと業界の課題

業界では、設計バリアント管理の難易度はどの程度ですか？Aberdeen Groupによる最近の調査「産業機器製造における構成管理の重要性」では、47%が「市場からのカスタマイズされた複雑な製品への需要が、製品開発中に直面する最大の圧力の一つである」と回答しました。別の調査「PCB設計：PCB設計のベストプラクティスによる収益性の向上」では、44%の回答者が「頻繁な設計変更は、適切に管理されない場合、遅延やプロジェクト管理コストの増加につながるPCB設計における主要な課題の一つである」と述べています。

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これらの課題は、製造ファイルを製造業者に送る生産フェーズで重要になります。なぜなら、データの不正確さが製品の失敗につながる可能性があるからです。このような変更を効果的に扱うためには、製品ライフサイクル全体で変更を管理することが重要です。PCB設計サイクルでは、これらの変更は回路図またはPCBレベルで行われ、生産データと同期されます。すべての設計変更に対してBOMや組立出力ファイルなどの生産ファイルを最新の状態に保つには、管理されたワークフローが必要です。これは、設計に複数の参加者が関わる場合にはさらに重要で、一貫したワークフローを確保するためです。製品設計中のコミュニケーション不足は、品質の低い設計、コストの増加、市場投入までの時間の長さにつながる可能性があります。

集中化されたバリアント設定

任意の設計で組立バリアントを使用する鍵は、集中管理です。

Altium Designerでは、このユニークな機能が異なる設計段階間の同期を改善するために統合されています。この単一のバリアント管理ダイアログ内で、新しいバリアントを定義したり、コンポーネントパラメータを編集したりでき、Altium Designerが回路図、PCB、出力ファイル間の同期を自動的に行います。さらに、異なるソースからの代替コンポーネントをサポートするために、この機能は独立したライブラリ、データベースライブラリ、Vaultベースのコンポーネントに対しても拡張されています。

部品が実際に交換可能であることを保証するために、基本コンポーネントと代替コンポーネント間のピンの互換性をチェックするためのインテリジェントなチェック機構が実装されています。この機能は、両方のコンポーネントのピンのタイプと位置が同じであることを確認します。図1に示されているユーザーインターフェースは使いやすく、以下の追加機能を含んでいます：

- 複数のコンポーネントを一度に設定する。

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- プロジェクトおよび回路図レベルのパラメータと共にバリアントパラメータを設定する。

- 異なるコンポーネントタイプのためのフィルターを使用して表示データを管理する。

- 文書化のためのバリアントレポートを生成する。

図1 - バリアント管理ダイアログ

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バリアントのグラフィカル表示

バリアント設定ダイアログでは、回路図や出力図面上でコンポーネントがどのように表示されるかを確認できます。コンポーネントが追加または編集されると、エラーを認識するためのクロスチェックが実行されます。

図2に示されているように、装着されていないコンポーネントやパラメータを表示することを選択できます。これにより、バリアントの変更ごとにリアルタイムでの変更を表示できます。同様に、組み立て図面の場合、PDFで簡単に装着されていないコンポーネントを表示するための適切な図面を選択できます。

図2 バリアント図面スタイル

スキーマティック上の表現と同様に、バリアントは図3に示すようにPCBエディターでも表示できます。PCB上にはすべてのフットプリントが表示されるため、コンポーネントに3Dボディがある場合にのみ、バリエーションが確認できます。代替部品をサポートするために、

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Altium Designerは、他のPCBプリミティブとの互換性を心配することなく、同じコンポーネントの2つの異なるフットプリントをサポートします。

図3- PCBエディターのバリアント

集中化されたライブラリとの同期

エンタープライズ環境で集中化されたコンポーネントライブラリを持っている場合、コンポーネントやパラメータを変更する必要があるとき、Altium DesignerはそれらのライブラリからスキーマティックやPCBファイルを更新でき、今ではバリアントについても同様です。適合する部品や代替部品については、図4に示すようにバリアント管理ダイアログから直接パラメータを更新します。定義されたバリアントに対してどのパラメータやコンポーネントを更新するかを選択し、ライブラリでカスタマイズされた変更を自由に行うことができます。

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図4: パラメータとコンポーネントの更新

出力ドキュメントのバリアント

バリアントは、BOMや組立図などのプロジェクト出力に含める必要があります。特定のバリアントコンポーネントをBOMに含めたくない場合、従来のアプローチでは、このコンポーネントを設計で特定し、製造業者が生産から除外できるように手動でマークすることでした。しかし、これはエラーが発生しやすく、時間もかかり、製品の品質が低下する可能性があります。代わりに、Altium Designerは自動的に処理します。

出力ドキュメントにバリアントを含めることは、Altium Designerの強力な機能であり、すべての出力ファイルのバリアント文書を一度に自動化し、さらに、各ドキュメントごとに異なるバリアントを持つこともできます。この方法では、異なる市場要件に対応するために、同じ出力の異なるバージョンを持つことができます。

図5: 出力ジョブのバリアント

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バリアントは、以下を含む異なる出力ドキュメントに影響します：

- 材料表

- 回路図とPCBプリント

- PCBデザイン 3Dプリントとビデオ

- 組立図

- ピックアンドプレースファイル

- テストポイントレポート

さらに、プロジェクトのライフサイクル全体でワークフローを同期させるために、設定マネージャーでもバリアントサポートが拡張され、一度に異なる出力の大量生産をサポートします。

現代の図面システムにおけるバリアント統合

バージョン16.1から、Altium PCB DraftsmanはPCB製造業者向けの出力ファイルにさらに柔軟性と詳細を取り入れています。バリアント管理へのアプローチは、PCB Draftsmanを含む一つの完全なソフトウェアパッケージで最先端技術を提供することです。Draftsman内には直感的なユーザーインターフェースがあり、異なる生産ファイルのための組み立てバリアントをサポートします。

結論

設計の変更は重要であり、コンポーネント数が増加するにつれて、バリアントを効果的に管理するためのインテリジェントなシステムを持つことが重要になっています。幸いなことに、Altiumは完全な製品設計のためのバリアントを管理するだけでなく、高いユーザー生産性を確保するために単一のソフトウェアパッケージ内でもこの機能を提供しています。