Zarządzanie cyklem życia produktu w produkcji elektroniki

Przegląd

Skuteczne rozwiązanie PLM (Product Lifecycle Management) dla elektroniki użytkowej integruje narzędzia i procesy wykorzystywane do projektowania, rozwijania i produkcji nowego urządzenia. To rozwiązanie wykracza poza działania inżynieryjne, obejmując zarządzanie projektami, kontrolę procesów oraz zarządzanie finansami całych procesów biznesowych od początku do końca.

W branży elektronicznej współpraca między wielodyscyplinarnymi zespołami jest kluczowa dla sukcesu w rozwoju produktów elektronicznych. Specjalistyczna wiedza z zakresu projektowania elektroniki wymaga wsparcia z zakresu mechaniki i elektryki, aby stworzyć funkcjonalnie doskonałe produkty. Natomiast wiedza finansowa i marketingowa jest potrzebna, aby zapewnić sukces produktu.

Rozwiązania PLM dla produkcji tworzą środowisko współpracy, w którym rozwój PLM elektroniki użytkowej może prosperować, przynosząc dodatkowe korzyści w postaci efektywności i przejrzystej komunikacji, przełamywania barier i przyspieszania procesu rozwoju. Ponadto, środowisko pracy zachęca do dzielenia się informacjami, co prowadzi do wczesnego identyfikowania i rozwiązywania problemów, wykrywania i łagodzenia ryzyka programu, zanim będzie mogło się ono zmaterializować.
 

Cykl życia produkcji elektroniki

Innowacje produktowe

W branży elektronicznej większość nowych produktów stanowi ulepszenie istniejącego produktu. Zazwyczaj nowe modele są opracowywane tak, aby były szybsze, mniejsze, lżejsze lub zawierały dodatkowe funkcjonalności. Jednak od czasu do czasu pojawia się innowacyjny, oryginalny koncept mający na celu wypełnienie luki na rynku lub wykorzystanie nowej technologii lub materiału, który stał się dostępny.

Aby nowy produkt mógł być rozwijany, musi spełniać kryteria lub być technologicznie wykonalny, co oznacza, że jest możliwy do wykonania przy użyciu dostępnych zasobów i jest finansowo opłacalny. Korzyści finansowe związane z tworzeniem produktu będą większe niż koszty jego opracowania i produkcji.

Rozbijając pierwszy punkt, jeśli nowy produkt opiera się na technologii, która nie istnieje, to jest to jasne, że nie ma mowy o jego rozwoju. Z drugiej strony, jeśli zależy od wiedzy technicznej, której firma nie posiada, technologii, której jest mało lub jest ona zbyt droga, wtedy wprowadza to ryzyko programowe, które może być zbyt duże, aby firma mogła je ponieść.

Również nie ma sensu rozwijać produktu, który będzie kosztował więcej do wyprodukowania, niż konsumenci są skłonni zapłacić. Różnica między ceną detaliczną a kosztami produkcji jest zbyt mała, aby pokryć koszty poniesione na projektowanie, rozwój i marketing produktu.

Rozwiązanie PLM dla elektroniki użytkowej będzie zarządzać zbieraniem danych od różnych interesariuszy, rozpowszechnianiem tych danych w grupie oraz zarządzaniem danymi, aby zapewnić ich dostępność i integralność. Kluczem do tego jest zarządzanie danymi, aby zapewnić, że wszyscy mają dostęp do najnowszej wersji, dzięki czemu decyzje są podejmowane na podstawie wspólnego zrozumienia, jednego źródła prawdy.

Projektowanie produktu

Faza projektowania jest stosunkowo prosta. Obejmuje różne działania inżynieryjne niezbędne do przekształcenia koncepcji w praktyczne rozwiązanie. Inżynierowie elektronicy projektują układy elektroniczne, podczas gdy inżynierowie mechanicy projektują obudowę. Inni specjaliści dostarczają wkładu projektowego do wszystkiego, od projektowania interfejsu użytkownika i zarządzania ciepłem po kompatybilność elektromagnetyczną.

Rozwiązania PLM dla produkcji będą zarządzać rozpowszechnianiem wymagań produktowych oraz zbieraniem i integracją decyzji projektowych w jednym repozytorium reprezentującym rozwój produktu elektronicznego.

Elektroniczne wspomaganie projektowania komputerowego

Projektowanie wspomagane komputerowo dla elektroniki (ECAD) wspiera projektowanie i analizę elementów elektronicznych produktu. Dostępność online bibliotek danych komponentów oraz integracja funkcjonalności symulacji obwodów sprawiają, że weryfikacja decyzji projektowych jest szybka i dokładna. Systemy te mogą następnie wykorzystać ukończony projekt do pomocy projektantowi w znacznie szybszym niż tradycyjne metody ręczne wytworzeniu układu PCB. Można również tworzyć wizualne reprezentacje ukończonego układu, aby dostarczyć informacje o rozmieszczeniu komponentów dla weryfikacji miejsca w obudowie, analizy termicznej oraz wsparcia procesów produkcyjnych elektroniki. Informacje zwrotne z tych wspierających działalności inżynieryjnych mogą być zintegrowane z powrotem do procesu projektowania obwodów, aby dostosować, udoskonalić lub przeprojektować elementy po zidentyfikowaniu konfliktów lub problemów.

Mechaniczne Projektowanie Wspomagane Komputerowo

Komputerowe wspomaganie projektowania mechanicznego (MCAD) wspiera projektowanie i analizę elementów mechanicznych produktu. Dostępność trójwymiarowych wizualizacji proponowanych planów sprawia, że weryfikacja decyzji projektowych jest szybka i prosta. Systemy te mogą następnie wykorzystać ukończony projekt do pomocy projektantowi w tworzeniu szablonów i specyfikacji produkcyjnych. Integracja z systemem ECAD zapewni szybką weryfikację zależności, takich jak fizyczne odstępy między komponentami i częściami czy dostępne objętości i prędkości przepływu powietrza dla zarządzania termicznego. Integracja informacji zwrotnej z tych wspierających działania inżynieryjne do procesu projektowania obudowy może dostosować, udoskonalić lub przeprojektować części po zidentyfikowaniu potencjalnych problemów.

Inżynieria wspomagana komputerowo

Inżynieria wspomagana komputerowo (CAE) wspiera symulację i analizę całkowitego projektu produktu w celu walidacji ukończonego i zintegrowanego rozwiązania. Techniki takie jak dynamika płynów obliczeniowa (CFD) i analiza metodą elementów skończonych (FEA) pozwalają na modelowanie wydajności w środowisku operacyjnym w celu walidacji zgodności z wymaganiami środowiskowymi, takimi jak wydajność termiczna czy odporność na wstrząsy i wibracje. Wyniki mogą być przekazywane z powrotem do procesów projektowania elektronicznego i mechanicznego jako iteracyjne udoskonalenie, aż do przewidywanego osiągnięcia zgodności.

Wytwarzanie wspomagane komputerowo

Systemy wspomagające produkcję komputerowo (CAM) mogą następnie wykorzystać sfinalizowane i zweryfikowane informacje projektowe do zarządzania i kontrolowania zautomatyzowanych procesów produkcji elektroniki. Produkcja PCB, umieszczanie komponentów, produkcja części mechanicznych i montaż. Zintegrowane rozwiązanie PLM dla elektroniki użytkowej może automatycznie łączyć procesy projektowe z obiektami produkcyjnymi, eliminując ryzyko błędu podczas transferu danych projektowych do procesów produkcyjnych.

Produkcja PLM

Widzieliśmy, że rozwiązania produkcyjne PLM ułatwiają automatyczny transfer zestawu danych projektowych do obiektów produkcyjnych elektroniki w celu zarządzania aspektami inżynieryjnymi procesu produkcyjnego. Rozwiązanie PLM będzie również wspierać funkcje zarządzania, które kontrolują produkcję. Procesy marketingowe będą dostarczać wymagania dotyczące tempa produkcji i harmonogramów dostaw, aby sprostać przewidywanemu popytowi. Procesy projektowe wygenerują specyfikacje materiałowe, które w połączeniu z danymi o tempie produkcji, będą kierować do procesów zarządzania łańcuchem dostaw i zaopatrzenia, aby zapewnić dostępność źródeł komponentów, gdy będą one wymagane przez procesy produkcji elektroniki. Procesy zarządzania łańcuchem dostaw będą również napędzać procesy dystrybucji, zarządzając transportem i magazynowaniem gotowych produktów.

Korzyść z zintegrowanego systemu PLM dla rozwiązań produkcyjnych polega na zarządzaniu wyjątkami. Niedostępność komponentu zostanie natychmiast przekazana wszystkim zainteresowanym stronom, podkreślając wszelki wpływ na harmonogramy produkcji. Ta zdolność do przewidywania pozwala na znalezienie alternatywnych źródeł komponentów na wypadek długoterminowej niedostępności lub dostosowanie harmonogramów produkcji do krótkoterminowych problemów z dostawami.

Przenosząc to do skrajności, długoterminowa niedostępność kluczowego komponentu bez odpowiedniego zamiennika tradycyjnie zatrzymywałaby produkcję i przedwczesnie kończyła cykl życia produktu. Rozwiązanie PLM umożliwia wprowadzenie zmiany w projekcie obwodu, aby znaleźć alternatywne rozwiązanie, które może być płynnie wprowadzone jako kontrolowana zmiana, która przechodzi przez procesy inżynieryjne i aktualizuje zestaw danych produkcyjnych. Taka zmiana może być zaprojektowana, zweryfikowana i włączona do procesu produkcji elektroniki w ciągu dni, a nie miesięcy.

Zintegrowane rozwiązanie informuje procesy inżynieryjne i dostarcza kluczowe informacje do funkcji wsparcia. Zmiany w specyfikacjach materiałowych są wprowadzane do procesów zakupowych, aby ocenić koszty i terminy realizacji. Zrewidowane koszty komponentów są przekazywane do operacji handlowych w celu oceny cen produktów i rentowności finansowej zmiany. Zrewidowane terminy realizacji są wprowadzane do procesów zarządzania projektem oraz produkcji i łańcucha dostaw. Przepływ informacji pozwala na ocenę wpływu zmiany i wspiera świadome podejmowanie decyzji we wszystkich procesach biznesowych.

Dystrybucja

Zintegrowane rozwiązanie PLM dla produkcji pozwoli zespołowi marketingowemu zobaczyć, jakie produkty zostały wyprodukowane i gdzie. Ponadto, integracja dystrybucji łańcucha dostaw z procesami sprzedaży może optymalizować działania marketingowe. Na przykład, mogą oni kierować, gdzie wydarzenia promocyjne mogą mieć największy wpływ i podkreślać potencjalne problemy z brakiem zapasów, które można rozwiązać przed wpływem na biznes.

Strategia marketingowa zostanie opracowana z dużym wyprzedzeniem dzięki przejrzystej widoczności, jaką procesy marketingowe będą miały na postęp w procesach inżynieryjnych. Zarządzanie problemami w produkcji produktu z powodu opóźnień w procesie projektowym może nastąpić zanim zespół projektowy zdąży zauważyć, że opóźnienie będzie miało wpływ. To zintegrowane podejście do rozpowszechniania informacji o produkcie usprawnia procesy i zapewnia interesariuszom znacznie dłuższy horyzont planowania przy użyciu bardziej dokładnych danych prognozowych.

Wsparcie

Po wprowadzeniu produktu do produkcji i udostępnieniu go na rynku, procesy inżynieryjne przechodzą w postawę ciągłego wsparcia. Na przykład, opinie konsumentów i raportowanie usterek mogą być wprowadzane do procesów PLM, aby zostały zebrane i przeanalizowane w celu ustalenia, czy jakiekolwiek problemy projektowe muszą zostać rozwiązane dla obecnego produktu lub stanowić lekcję nauczoną w rozwoju produktów elektronicznych. Zintegrowane procesy zapewniają, że tak cenne informacje są dostępne dla odpowiednich osób, aby nieustannie się doskonalić.

Rozwiązanie PLM ułatwi również wsparcie produktu w okresie eksploatacji oraz procesy konserwacyjne, zapewniając dostęp do wymaganych informacji, aby zarządzać natychmiastowymi żądaniami i przeprowadzać analizę trendów w celu przygotowania się na przewidywane zapotrzebowanie na wsparcie. Umożliwia identyfikację i zapobieganie problemom przed ich szerokim wystąpieniem i może przynieść znaczne oszczędności kosztów przez cały okres użytkowania. Wprowadzenie ulepszeń produktu w trakcie produkcji jest znacznie tańsze niż wycofywanie i zastępowanie produktów z wrodzoną wadą projektową.

Koniec życia produktu

Wszystkie produkty mają swój koniec życia, kiedy zostają zastąpione przez nowy, lepszy model lub gdy popyt na rynku spada do poziomu nieekonomicznego. Chociaż recykling i ponowne wykorzystanie starych produktów zyskują na popularności we wszystkich branżach, urządzenia elektroniczne doprowadziły do wprowadzenia regulacji dotyczących recyklingu i inicjatyw zrównoważonego rozwoju. Zintegrowane rozwiązanie BLM zapewnia cenne wsparcie w identyfikacji części i materiałów, które mogą być poddane recyklingowi, ponownie wykorzystane lub przekształcone oraz zarządzaniu procesem utylizacji materiałów odpadowych, które nie mogą być przetworzone. Ta zdolność ma potencjał do zmniejszenia kosztów przez cały okres życia, gdzie utylizacja bez recyklingu może być kosztowną opcją.

Podsumowanie

Zintegrowane rozwiązanie zarządzania cyklem życia produktu może przynieść znaczące korzyści dla przemysłu produkcyjnego elektroniki. Wspieranie integracji procesów inżynieryjnych z innymi wspierającymi procesami biznesowymi zapewnia system od początku do końca, który może zarządzać wszystkimi aspektami procesu rozwoju platformy zarządzania ryzykiem cyklu życia produktu elektronicznego od kołyski aż po grób. Kluczową korzyścią jest zdolność do bezproblemowego i bezbolesnego zarządzania zmianą dowolnego rodzaju, zapewniając, że wpływ jest zarządzany i kontrolowany efektywnie i skutecznie, aby zminimalizować zakłócenia i maksymalizować efekt.

Chcesz dowiedzieć się więcej o tym, jak Altium Designer może pomóc Ci w Twoim kolejnym projekcie PCB? Porozmawiaj z ekspertem w Altium.