Взаимодействие ECAD-MCAD – Преодоление препятствий

Давайте посмотрим правде в глаза – есть вещи, которые мы делаем одинаково изо дня в день просто потому, что «мы всегда так делали» и мы так привыкли. Из-за напряженного графика и требований извне редко бывает время подумать о том, как сделать что-то лучше, не говоря уже о том, чтобы попытаться внедрить что-то новое. Из-за этого сложно заставить себя вкладывать ресурсы в исследование других методологий.

Мы в основном стремимся работать с тем что есть и избегаем рисков, а не ищем новые пути, которые могли бы повысить производительность, избавить от ручного труда и ускорить вывод изделий на рынок.

Взаимодействие ECAD-MCAD тоже подходит здесь. На самом деле, основными причинами, из-за которых этот процесс страдает, является недостаток информации о том, какие варианты доступны, предполагаемый объем работы, который потребуется для внедрения и/или координации процессов, и принятие нового пути для двух разных областей разработки продукта. Из-за всего этого может показаться, что задача практически невыполнима.

Выражение “Путешествие длиной в тысячу миль начинается с первого шага” (Лао-цзы) можно легко применить и здесь, так как если определить поэтапный подход, знать то, на чем необходимо сосредоточиться, и помнить о конечной цели, вы сможете получить ощутимые преимущества.

Необходимость в простой передаче данных между проектными группами, где бы они находились, становится намного более важной, чем это было раньше. Давно прошли те времена, когда вся проектная группа располагалась в одном помещении или даже в одном здании. Таким образом, для преодоления этого препятствия становится важным поиск более надежного и эффективного способа взаимодействия ECAD-MCAD.

Давайте посмотрим на некоторые существующие методики и альтернативы, которые помогут вам в вашем повседневном обмене данными, а также позволят решить проблемы, связанные с качеством конечного результата, количеством итераций прототипирования и общим улучшением взаимодействия.

Факты – вещь упрямая

Статистические данные показывают, что верификация проекта составляет 60-80% от общего времени цикла проектирования, что вызвано ручной передачей инженерных изменений в процессе верификации.

Кроме того, более половины современных сложных конструкций должны дорабатываться из-за ошибок, обнаруженных после создания и верификации прототипов.

Текущие методики

На сегодняшний день большинство предприятий полагаются на файлы IDF, DXF и STEP для обмена данными. Хотя эти способы использовались некоторое время и они работоспособны, они требуют, чтобы при каждой итерации передавалась туда и обратно вся база данных вместе со связанными файлами README, а также файлами PPT и PDF с пометками, объясняющими что и где было изменено. Так как эти файлы не связаны с самими передаваемыми данными, легко пропустить информацию и совершить ошибки.

Другие проблемы включают в себя следующие:

• Процесс проектирования, как правило, продолжается во время ожидания ответа по предложенным изменениям, т.е. проект может стать неактуальным сразу после того, как изменения были отправлены.
• Вопросы, касающиеся предложенных изменений, как правило, обсуждаются по email, голосом или вживую, и они обычно не документируются и не фиксируются каким-либо образом.
• Нет полной отслеживаемости касательно того, кто, когда, почему и какие изменения вносил.
• Из-за того, что нет способа прозрачной валидации и сравнения баз данных MCAD и ECAD перед изготовлением печатной платы и печатного узла, можно легко пропустить критически важные проблемы.

“Новые” опции

В 2006 году появился новый стандарт, разработанный для решения проблем, связанных с существующими методиками. Этот стандарт, названный EDMD (Electronic Design Mechanical Design), был создан комитетом ProSTEP iViP, и он представляет собой  методику совместной работы, основанную на стандартах и процессах с использованием формата файлов .idx.

Преимущество, которое этот формат обеспечивает по сравнению с файлами IDF, STEP и DXF, заключается в том, что он позволяет осуществлять инкрементный обмен данными, т.е. он обеспечивает возможность совместной работы только над тем, что было добавлено, изменено или удалено, вместо обмена всей базой данных каждый раз. При назначении уникального идентификатора каждому элементу конструкции, такому как контур платы, вырез, отверстие, радиатор и т.п., файл .idx позволяет отслеживать соответствующие изменения для каждого из этих элементов в отдельности.

Информация отображается на принимающей стороне в удобном для чтения формате, что позволяет следующее:

• Совместно работать только над теми объектами, которые были изменены.
• Визуализировать текущее и предложенное состояния перед внесением изменения в базу данных.
• Принимать и отклонять изменения.
• Фиксировать историю взаимодействия непосредственно в файле .idx с информацией, кто какое изменение предложил, когда и почему.

Рис. 1. Пример инкрементного обмена данными

Помимо проверки на пересечения компонентов, в MCAD можно передать проводящий рисунок, шелкографию, паяльную маску и другие слои для проверки зазоров между отверстиями и проводниками, а также для проведения полных тепловых, прочностных и других расчетов, которые обычно проводятся в среде механического проектирования.

Сопоставление (маппинг) компонентов осуществляется через стандартизированное название компонента ECAD-MCAD или через файл отображения, который сопоставляет данные из одной системы в другую. Тем не менее, вам не обязательно нужны полные, подробные модели MCAD для работы этого процесса. Вы можете использовать данные длины, ширины и высоты из ECAD для всех компонентов, задать точные модели критически важных компонентов (соединители, радиаторы и т.д.) и оставить “общие” компоненты (микросхемы, пассивные компоненты) неопределенными, либо задать модели для каждого компонента, если необходимо точное представление платы.

Рис. 2. Примеры представления компонентов

Также важно обеспечить, чтобы библиотечные компоненты ECAD и модели компонентов MCAD были одинаковым образом ориентированы и выровнены относительно начала координат. Если для точки отсчета соединителя в MCAD используется геометрический центр, а в ECAD – вывод 1, то возникнут проблемы выравнивания.

Модель данных EDMD лучше, но она тоже не совершена. Для того, чтобы она работала необходимым образом, важно понять, что нужно определить процесс как со стороны ECAD, так и со стороны MCAD.

Перспективные направления

Хотя EDMD набирает популярность, те, кто использует эту модель данных, начинают спрашивать: “Почему для взаимодействия ECAD-MCAD нам необходимо полагаться на передачу файлов?”

Хороший вопрос! Поскольку продукты и процессы становятся все более взаимосвязанными между собой, компании, в том числе Altium, стремятся найти пути более тесного взаимодействия. Отдельная среда, в которой находятся данные ECAD и MCAD, позволяет связать плату и 3D-сборку в единую базу данных и обмениваться данными через процесс Push/Pull, что устраняет необходимость в передаче файлов.

Рис. 3. Пример интегрированной среды проектирования ECAD-MCAD

Поскольку печатные узлы являются ключевыми компонентами практически всех мехатронных сборок, их необходимо разрабатывать в контексте всего изделия, а не в своей собственной отдельной среде.

Что наилучшим образом подходит вам?

Независимо от того, какие процессы вы используете сейчас и какие процессы вы хотите внедрить, помните следующее:

• Существующие способы обмена данными будут поддерживаться в обозримом будущем.
• Хотя изменения процессов могут быть существенными и они требуют времени на реализацию, они могут обеспечить долгосрочные преимущества.
• Необходимо полностью документировать план развертывания для обеспечения успешной реализации процесса.

Какую бы методологию вы ни решили принять, обязательно изучите и оцените, что лучше всего подойдет конкретно для вашего предприятия и вашей ситуации, поскольку то, что хорошо работает в одних случаях, может не работать в других.

Вам нужна среда проектирования, которая объединяет функциональные возможности ECAD- и MCAD-систем для упрощения взаимодействия. Только Altium Designer^® интегрирует эти важные возможности в единой платформе проектирования. Есть вопросы? Позвоните эксперту Altium.