一元化されたデータ管理は、設計エラーや冗長性の可能性を最小限に抑えます

Oliver J. Freeman, FRSA
|  投稿日 March 12, 2024  |  更新日 March 25, 2024
一元化されたデータ管理は、設計エラーや冗長性の可能性を最小限に抑えます

PCBの設計と開発は、手描きの回路図やテープアップレイアウトから高度な技術と協力的なワークフローへと大きく変化しました。しかし、チーム間でのデータ共有が増えることで、エラーや冗長性を排除するという課題が浮上しています。

初期のPCB設計方法は、物理的なレイアウト、異なるコンポーネントライブラリ、そして情報の損失につながる改訂により、不正確さに悩まされていました。デジタル回路図とレイアウトソフトウェアは設計ツールを改善しましたが、データを孤立させ、バージョン管理の問題、古いコンポーネント情報、設計変更の追跡の難しさを引き起こしました。

PCB設計における集中データ管理の影響

この製品データ管理(PDM)は今日の運用において重要であり、中央リポジトリを確立することで、企業はいくつかの利点を見出すでしょう:

  • エラーの削減: リアルタイムデータ同期により、不整合や古い情報が排除され、設計エラーのリスクが減少します。
  • 協力: 以前は孤立していたチームが最新の設計ファイルに即座にアクセスできるようになり、妨げられることなく協力し、開発サイクルを速めることができます。
  • コンポーネント再利用の最適化: PLM内の標準化されたライブラリは、冗長なコンポーネント選択のリスクを軽減し、プロジェクト全体での品質の一貫性を保証します。
  • 改善された追跡性: バージョン管理機能は、改訂履歴を合理化し、追跡された設計変更を通じて潜在的な問題を特定するのに役立ちます。
  • 製造の合理化: PLMはデータを直接製造ソフトウェアにフィードして、エラーを減らし、生産を加速します。

利点はさておき、PDMにはまだ克服すべきいくつかの課題があります。これには、実装と設定、既存のツールとの統合が含まれ、これらはシステムに投資する企業にとって時間がかかることがあります。データ移行は、しばしば手動の労力とデータクリーニングプロセスを必要とします。そして、採用期間中に人為的なエラーが発生しないように、適切な手順の作成とトレーニングを通じて既存の労働力を再スキルする必要があります。

個々のステークホルダーにとっての主な利点

PDMは、製品ライフサイクルマネージャー、電子設計エンジニア、品質保証およびコントロールチームを含む、PCB設計および製造プロセスの多くのステークホルダーのタスクと責任に影響を与えます。製品プロセスの各部分は、以下に示すように、効果的なPDM実装からユニークに利益を得ます:

製品ライフサイクルマネージャー

製品ライフサイクルマネージャーにとって、PDMは製品ライフサイクルの各部分をより良く見える化し、コントロールすることを提供します。正確でリアルタイムのデータの集中リポジトリを通じて、マネージャーは進捗を追跡し、潜在的なボトルネックを特定し、各段階でよく情報に基づいた決定を下すことができます。この包括的な監視が意思決定プロセスを迅速化し、必要なデータへのアクセスを加速させることで、市場投入までの時間を短縮します。同じアクセスが、設計から製造、さらにその先まで、部門間で情報を同期させることで、利害関係者間の協力を改善します。その結果は何か?エラーや再作業の最小化によるコスト削減、材料の最適化使用、そしてより効率的なプロセスです。

電子設計エンジニア

PDMは、電子設計エンジニアの間で設計基準と効率を向上させる触媒となります。設計の改訂とバージョン管理を管理するツールを提供し、エンジニアが設計の整合性を維持するのを助け、これによりエラーが減少し、出力品質が向上します。コンポーネントライブラリ、標準、および履歴データへの簡単なアクセスも、冗長な努力を避け、正しいエリアでの生産性を最適化することで、彼らがより効率的に作業するのを助けます。履歴データと製品の反復は、開発時間とコストを削減するために既存の設計とコンポーネントを再利用したいエンジニアにとって特に有益です。

品質保証と管理

品質保証および管理チームにとって、PDMはPCBの整合性と信頼性を保証するのに役立ちます。各設計で使用されるコンポーネントと材料の追跡を通じて、PDMは徹底した品質管理対策を容易にし、チームが原因分析(RCA)と欠陥防止対策を実施するのを助けます。また、コンプライアンス努力の合理化にも役立ち、関連する規制と業界標準への追跡と遵守を管理し、潜在的なリスクを軽減し、それらが配布される国々において製品の安全性を保証します。

PLMとECADの統合による運用の卓越性

PLMと電子コンピュータ支援設計(ECAD)を統合することで、企業は製品開発のための強力なシナジーを生み出すことができます。プロセス内の異なるサイロ間の壁を取り除き、情報のスムーズな流れを可能にします。例えば、PLMに保存された電気回路図とPCBレイアウトは、設計者、製造業者、およびサプライヤーに即座にアクセス可能となり、チーム間の協力を大幅に改善し、手動でのデータ入力エラーを排除し、コンポーネントリストの一貫性を保証します。これは、コンポーネントの可用性と価格変動に対するリアルタイムの可視性をもたらし、チームが変動する市場に合わせて設計を調整し、利用可能な部品をより速く調達することを可能にします。この統合アプローチは、製品ライフサイクルを合理化し、市場投入までの時間を短縮し、コストを削減し、品質を向上させます。

市場投入までの時間と生産効率、およびBOMに特に注目すると、PLMは多くの理由で際立っています:

包括的な製品概要のためのBOM:

  • 唯一の信頼情報源:PLMとECADの統合による孤立したデータの排除は、BOM情報のための単一で信頼できる情報源を作り出し、すべての関係者が最新かつ正確なBOMで作業することを保証し、エラーや再作業のリスクを減少させます。
  • 自動BOM生成:ECADデータはPLMシステムに供給され、BOMを自動的に生成します。これにより手動でのデータ入力が不要となり、人為的なエラーのリスクを減少させ、時間を節約します。
  • 高度なBOM機能:PLMはPDMを通じて、マルチレベルBOM、使用箇所レポート、コスト分析を提供し、関係者に製品構造とコスト内訳のより深い理解を与えます。
  • リアルタイムの変更管理:いずれかのシステムで行われた変更は、もう一方のシステムに自動的に更新され、すべての関係者を最新の状態に保ち、最新のBOM情報を持つことを保証します。これにより遅延が減少し、協力が向上します。
  • コンポーネントライフサイクル管理:PLMはコンポーネントのライフサイクルを追跡し、設計者やエンジニアに廃止問題を警告します。そして、製品開発を軌道に乗せるための代替オプションを提案します。

生産効率の向上と市場投入までの時間の短縮:

  • データ転送の合理化:PLMとECAD間の直接通信はデータの整合性を保証し、手動で情報を転送するのに費やされる時間を減少させます。
  • 製造可能性のための設計(DFM)ルール:PLMはまた、DFMルールを統合して、設計者が製造の制限を避け、再作業を減少させ、潜在的な収量を最適化するのに役立ちます。
  • 生産計画とスケジューリング:PLMは、材料のタイムリーな利用可能性を保証し、生産フローを最適化する生産計画とスケジューリングツールを提供し、ターンアラウンド時間を速めます。
  • 改善された協力:統合システムは、設計、製造、調達チーム間の協力を促進し、問題を解決し、変更をより早く承認するのに役立ちます。
  • 変更の影響分析:PLMはBOMおよび生産プロセスの設計変更の影響を分析し、中断を最小限に抑え、よりスムーズな実装を促進します。

PLMとECADの統合の成功は、適切なソリューションの選択と効率的な実装およびユーザートレーニングの配置に依存します。しかし、この統合を活用することで、PCBメーカーは運用の卓越性を達成し、市場での競争力を得て、ますます要求の厳しい消費者に対して、より速く、より効率的に高品質の製品を提供することができます。

PCB設計とのPLM統合における新興トレンドと技術

PLMの領域には多くの発展があります。それは新しい規範とニーズに合わせて絶えず変化しています。現時点では、データ管理と協力の合理化において大きな進歩がありましたが、新しい、初期段階の技術がPLMの能力を高め始めるにつれて、さらに多くのことが来るでしょう:

人工知能と機械学習は、設計プロセスを革命的に変えることになります。どのように?予測保全により、コストのかかるダウンタイムを防ぐことができます。設計最適化アルゴリズムにより、特定のニーズと制約に合わせたソリューションを提供できます。そして、AIによるデータ分析は、生産プロセスにおける隠れたパターンや潜在的な問題を明らかにすることができます。

クラウドベースのPLMソリューションの採用が広がっています。企業は徐々にオンプレミスのソリューションから離れ、地理的な障壁を取り除き、リモートでの協力を促進することを好むようになっています。アクセスが容易で、スケーラブルであり、増加するデータ量を処理でき、ベンダーによって管理される強化されたセキュリティ機能を備えているため、成長中のビジネスや既存の企業にとって魅力的です。

デジタルツインの概念は、協力をレベルアップします。物理的なPCBの仮想レプリカを作成することで、チームは仮想プロトタイピングを行い、リアルタイムでパフォーマンスを監視し、製品ライフサイクル全体での追跡可能性を向上させることができます。

共同設計環境は、リアルタイム編集、シームレスなバージョン管理、統合されたコミュニケーションプラットフォームを通じて、サイロ間のチームワークを改善します。これにより、異なるチーム間での敏捷性とイノベーションが促進され、プロジェクトに共同で取り組むことができます。

PLMを通じた一元化されたデータ管理と洗練された協力ツールの組み合わせにより、プロセスを最適化することができます。合理化された製造、より良い品質管理、効率の向上、市場投入までの時間の短縮など、その利点は明白です。これからの技術を採用し、前を向いて進むにつれて、PCB設計の未来は、顕著な効率、品質、イノベーションを約束しています。今、変動する市場と競合が増える中で、サイロを乗り越え、チームを繋げ、企業の設計旅路の全潜在能力を解き放つ時です。

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筆者について

筆者について

Oliver J. Freeman, FRSA, former Editor-in-Chief of Supply Chain Digital magazine, is an author and editor who contributes content to leading publications and elite universities—including the University of Oxford and Massachusetts Institute of Technology—and ghostwrites thought leadership for well-known industry leaders in the supply chain space. Oliver focuses primarily on the intersection between supply chain management, sustainable norms and values, technological enhancement, and the evolution of Industry 4.0 and its impact on globally interconnected value chains, with a particular interest in the implication of technology supply shortages.

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