Padrões IPC-2551 para Gêmeo Digital Lançados

Em 8 de fevereiro de 2021, a IPC lançou oficialmente IPC-2551: Padrão Internacional para Gêmeos Digitais. Este padrão de troca de dados e interoperabilidade vem sendo desenvolvido desde o ano passado antes de ser oficialmente lançado esta semana. O IPC-2551 é o primeiro padrão internacional sobre gêmeos digitais e visa a criação de cadeias de valor inteligentes com formatos de dados padronizados.

Embora o padrão IPC-2551 esteja sendo publicado por uma organização de padrões eletrônicos, não se surpreenda quando alguns de seus temas e ideias centrais aparecerem em outros padrões de gêmeos digitais. A ideia de gêmeos digitais remonta a 2002, mas não foi até a proliferação atual do poder computacional que tal conceito digital pôde ser colocado em uso prático.

De acordo com Matt Kelly, chefe tecnólogo da IPC, o objetivo do padrão IPC-2551 é reduzir (ou possivelmente eliminar) o prototipagem física: “[Os] benefícios de estabelecer um framework de gêmeo digital e as ferramentas que funcionam dentro do framework garantirão que as expectativas físicas sejam atendidas sem a necessidade de um protótipo físico... O IPC-2551 ajudará na otimização de processos reduzindo perdas associadas à fabricação e logística, aumentando a produtividade, eficiência e desempenho de custo.”

O que é um Gêmeo Digital?

Antes de mergulhar no cerne do novo padrão IPC-2551, ajuda entender, o que é um gêmeo digital? Em resumo, um gêmeo digital é uma representação digital de um objeto físico ou sistema representado ao longo de seu ciclo de vida. Um gêmeo digital é mais do que apenas um arquivo CAD ou modelo 3D do seu projeto, é uma simulação de um objeto real que incorpora dados coletados do gêmeo físico em tempo real. A simulação de gêmeo digital de tal objeto físico pode ser usada para representar um novo produto enquanto está sendo projetado, fabricado e durante sua operação.

Se isso parece esotérico, pense em um gêmeo digital como um objeto virtual que existe ao lado de um objeto real e opera em um ambiente virtual. Quanto mais dados de projeto estiverem disponíveis para criar um gêmeo digital, mais preciso será o gêmeo digital. A troca de dados entre o produto e o gêmeo também flui na outra direção, permitindo que gêmeos digitais de fabricação sejam usados para aperfeiçoar um projeto, ou permitindo que a fabricação seja simulada antes da produção.

Produto, Fabricação e Ciclo de Vida em Gêmeos Digitais IPC-2551

Os gêmeos digitais IPC-2551 são definidos em três níveis diferentes:

• Definição do produto: O gêmeo digital representa uma única instância de design de produto ou uma gama de variantes de produtos estreitamente relacionadas, incluindo componentes, históricos de ECO, dados ambientais, dados elétricos e muito mais.
• Informações de fabricação: Os processos e dados necessários para fabricar o design em escala estão codificados no gêmeo digital, compreendendo tudo desde documentação padrão de fabricação/montagem até etapas específicas de processamento.
• Informações do ciclo de vida: O ciclo de vida do produto, da produção à reciclagem, pode ser codificado no gêmeo digital, incluindo detalhes como embalagem, envio e aplicação final.

Para os designers de PCB, isso significa que haverá novas maneiras de comunicar suas intenções de design, requisitos de fabricação e outros dados da cadeia de suprimentos aos fabricantes, mas com o benefício adicional proporcionado pela padronização em massa. Os dois casos de uso típicos para gêmeos digitais eletrônicos incluem:

• Exploração de design, abrangendo comportamentos elétrico, mecânico e qualquer outro
• Simulação de processamento e rendimento usando gêmeos digitais dos ativos e processos de produção de um fabricante

Esses amplos casos de uso para designers de PCB dependem de outros padrões universais de troca de dados da IPC.

Parte de um Ecossistema de Padrões Maior

Alguns podem dizer que a IPC está se afastando de sua área central histórica de garantir a qualidade do fabricante e a confiabilidade do design, mas a nova norma IPC-2551 mantém-se alinhada com a tendência atual de integração entre diferentes partes da cadeia de valor da eletrônica. Isso já está acontecendo fora da indústria eletrônica. Também é uma visão de futuro, pois se refere à troca de dados entre diferentes atores dentro da indústria. Finalmente, baseia-se em normas recentes sobre troca de dados, cada uma das quais afeta um segmento diferente da indústria eletrônica.

As três outras normas IPC relevantes que formam a base da nova norma IPC-2551 são mostradas na tabela abaixo. Se começarmos a ler essas normas juntas, podemos começar a ver uma oportunidade para integração entre esses frameworks de troca de dados.

Ultimamente, o novo IPC-2551 define uma estrutura interoperável na qual milhares de aplicações de múltiplas fontes podem trabalhar juntas, proporcionando uma oportunidade para ferramentas CAD e fabricantes implementarem prototipagem virtual, até mesmo no chão de fábrica. Ele se baseia nos padrões listados acima para capturar dados críticos de design, dados de produção e dados da cadeia de suprimentos a fim de criar gêmeos digitais de um produto.

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