Hệ thống quản lý các biến thể lắp ráp giữ cho các thiết kế được đồng bộ

Altium Designer cung cấp cho bạn một hệ thống quản lý biến thể tập trung mạnh mẽ. Bạn có thể định nghĩa bất kỳ số lượng biến thể thiết kế nào từ một thiết kế cơ bản, sau đó quản lý các tham số linh kiện và cấu hình các linh kiện biến thể như được lắp đặt, không được lắp đặt, hoặc là các bộ phận thay thế. Vì những biến thể này chia sẻ cùng một bảng mạch trần và chỉ ảnh hưởng đến quá trình lắp ráp, chúng tôi gọi đây là biến thể lắp ráp. Bây giờ bạn sẽ thấy cách quản lý biến thể trong Altium Designer có thể hòa hợp các biến thể thiết kế mà không làm mất đi sự đồng bộ trong các bước thiết kế khác nhau.

Tùy chỉnh sản phẩm ngày càng trở nên phổ biến để đáp ứng nhu cầu khách hàng khi thời gian ra thị trường và độ phức tạp của sản phẩm tiếp tục tăng mà không có dấu hiệu giảm. Bằng cách tạo ra các biến thể của một sản phẩm cơ bản, các sản phẩm mới có thể giải quyết các thị trường và yêu cầu khác nhau.

Với sự trợ giúp của khả năng quản lý các thành phần biến thể mạnh mẽ trong Altium Designer, bạn có thể quản lý các biến thể sản phẩm để tất cả các phiên bản vẫn đồng bộ trong suốt vòng đời sản phẩm. Các biến thể thiết kế có thể bao gồm phạm vi nhiệt độ tăng thêm bằng cách thay thế các thành phần, hoặc thay thế hoặc bỏ bớt các thành phần để đáp ứng các yêu cầu thị trường khác nhau như nguồn điện khác hoặc màn hình nhỏ hơn. Các biến thể sản phẩm được quản lý trong một quy trình công việc sản phẩm hoàn chỉnh, từ thiết kế sơ đồ đến sản xuất lắp ráp, để đồng bộ hóa biến thể này trong một dự án hoàn chỉnh.

Tiếp tục đọc để tìm hiểu về các vấn đề mà các nhà thiết kế phải đối mặt khi sử dụng các biến thể thiết kế và cách Altium Designer có thể giúp giải quyết những thách thức đó với các chức năng tiên tiến trong các giai đoạn thiết kế khác nhau.

TẠI SAO BẠN CẦN XEM XÉT CÁC BIẾN THỂ THIẾT KẾ?

Giả sử bạn đang phát triển một PCB cho một chiếc đồng hồ thông minh có ba biến thể bộ nhớ khác nhau; 4, 8 và 16 GB. Cùng với các yêu cầu phần cứng khác nhau, chiếc đồng hồ này nên nhắm đến các thị trường khác nhau. Cách tiếp cận truyền thống sẽ là thiết kế ba PCB khác nhau cho các yêu cầu phần cứng khác nhau và thay đổi thông tin tham số để đáp ứng nhu cầu thị trường. Tuy nhiên, với độ phức tạp của các mạch và PCB ngày nay, cách tiếp cận này sẽ làm chậm thời gian ra mắt sản phẩm và tăng chi phí. Một giải pháp tốt hơn là tạo ra một thiết kế cơ bản duy nhất và định nghĩa các biến thể trong đó bằng cách cấu hình các thành phần và tham số của chúng. Một thiết kế tham chiếu duy nhất cho tất cả các biến thể thay vì tạo ra một biến thể mới từ đầu giúp hoàn thành thiết kế nhanh hơn và chi phí thấp hơn. Tuy nhiên, các công ty thường có các nhóm toàn cầu chịu trách nhiệm cho một dự án duy nhất, vì vậy các biến thể ở một phần của sản phẩm có thể dẫn đến lỗi và sự thay đổi không đồng bộ ở phần khác trong suốt vòng đời sản phẩm. Altium Designer có thể đồng bộ hóa quy trình công việc tự động.

CÁC BIẾN THỂ THIẾT KẾ VÀ THÁCH THỨC NGÀNH CÔNG NGHIỆP

Quy mô quản lý biến thể thiết kế là một thách thức như thế nào trong ngành? Trong một khảo sát gần đây của Aberdeen Group, "Tầm quan trọng của Quản lý Cấu hình trong Thiết bị Công nghiệp Sản xuất", 47% trả lời: "Nhu cầu thị trường đối với các sản phẩm tùy chỉnh và phức tạp là một trong những áp lực hàng đầu mà họ phải đối mặt trong quá trình phát triển sản phẩm." Trong một khảo sát khác, "PCB Design: Improving Profitability with PCB Design Best Practices", 44% người tham gia cho rằng: "Các thay đổi thiết kế thường xuyên là một trong những thách thức lớn trong thiết kế PCB dẫn đến sự chậm trễ và tăng chi phí quản lý dự án nếu không được quản lý đúng cách."

Những thách thức này trở nên nghiêm trọng trong giai đoạn sản xuất khi bạn gửi các tệp sản xuất cho nhà sản xuất, vì bất kỳ sự sai lệch dữ liệu nào cũng có thể dẫn đến lỗi sản phẩm. Để xử lý các thay đổi như vậy một cách hiệu quả, việc quản lý các biến thể là rất quan trọng trong suốt vòng đời sản phẩm. Trong chu trình thiết kế PCB, các thay đổi này được thực hiện ở cấp độ sơ đồ hoặc PCB và được đồng bộ hóa với dữ liệu sản xuất. Việc giữ các tệp sản xuất như BOM và đầu ra lắp ráp được cập nhật cho tất cả các biến thể thiết kế đòi hỏi một quy trình công việc được quản lý. Điều này càng quan trọng hơn nếu nhiều người tham gia vào một thiết kế để đảm bảo quy trình công việc đồng nhất. Bất kỳ sự truyền đạt sai sót nào trong thiết kế sản phẩm có thể dẫn đến một thiết kế có chất lượng thấp, chi phí tăng và thời gian ra thị trường dài hơn.

CẤU HÌNH BIẾN THỂ TẬP TRUNG

Chìa khóa để sử dụng các biến thể lắp ráp trong bất kỳ thiết kế nào là quản lý tập trung. Trong Altium Designer, chức năng độc đáo này được tích hợp để cải thiện sự đồng bộ giữa các giai đoạn thiết kế khác nhau. Trong hộp thoại quản lý biến thể duy nhất này, bạn có thể định nghĩa các biến thể mới cũng như chỉnh sửa tham số của các thành phần, để Altium Designer tự động lo việc đồng bộ giữa sơ đồ, PCB và các tệp đầu ra. Để hỗ trợ thêm các thành phần thay thế từ các nguồn khác nhau, chức năng này được mở rộng cho các thư viện độc lập, thư viện cơ sở dữ liệu, cũng như các thành phần dựa trên Vault.

Để đảm bảo các bộ phận thực sự có thể thay thế cho nhau, một cơ chế kiểm tra thông minh được triển khai để kiểm tra sự tương thích chân giữa thành phần cơ sở và thành phần thay thế. Chức năng này đảm bảo rằng loại chân và vị trí là giống nhau cho cả hai thành phần. Giao diện người dùng, được hiển thị trong Hình 1, dễ sử dụng và bao gồm các chức năng bổ sung sau:

- Cấu hình nhiều thành phần cùng một lúc.

- Đặt tham số biến thể cùng với các tham số cấp dự án và sơ đồ.

- Quản lý dữ liệu hiển thị bằng cách sử dụng bộ lọc cho các loại thành phần khác nhau.

- Tạo báo cáo biến thể cho tài liệu.

Hình 1 - Hộp thoại quản lý biến thể

HIỂN THỊ ĐỒ HỌA CÁC BIẾN THỂ

Trong hộp thoại cấu hình biến thể, bạn có thể xem cách các thành phần được hiển thị trên các bản vẽ sơ đồ và đầu ra. Khi các thành phần được thêm hoặc chỉnh sửa, một kiểm tra chéo sẽ chạy để nhận diện bất kỳ lỗi nào.

Như hiển thị trong Hình 2, bạn có thể chọn hiển thị các thành phần chưa lắp cũng như các tham số. Điều này cho phép xem thay đổi theo thời gian thực cho mỗi thay đổi trong một biến thể. Tương tự, đối với các bản vẽ lắp ráp, bạn có thể chọn bản vẽ thích hợp để hiển thị các thành phần chưa lắp dễ dàng trên một PDF được tạo ra.

Hình 2 Kiểu bản vẽ biến thể

Cùng với việc đại diện trên sơ đồ, các biến thể cũng có thể được xem trong trình chỉnh sửa PCB như hiển thị trong Hình 3. Vì tất cả các footprint đều được hiển thị trên PCB, các biến thể chỉ có thể nhận thấy nếu các thành phần có thân 3D. Để hỗ trợ các bộ phận thay thế, Altium Designer hỗ trợ hai footprint khác nhau của cùng một thành phần mà không cần lo lắng về sự tương thích của thành phần thay thế với các nguyên lý PCB khác.

Hình 3- Các biến thể trong trình chỉnh sửa PCB

ĐỒNG BỘ HÓA VỚI THƯ VIỆN TẬP TRUNG

Khi một linh kiện hoặc tham số cần phải thay đổi trong môi trường doanh nghiệp, nơi bạn có các thư viện linh kiện tập trung, Altium Designer có thể cập nhật các tệp sơ đồ hoặc PCB từ những thư viện đó, và bây giờ, đối với các biến thể cũng vậy. Đối với bất kỳ linh kiện nào đã được lắp đặt hoặc thay thế, bạn cập nhật tham số trực tiếp từ hộp thoại quản lý biến thể, như được trình bày trong Hình 4. Bạn chọn tham số hoặc linh kiện nào cần được cập nhật cho bất kỳ biến thể nào đã định nghĩa, giúp bạn có sự tự do hơn để thực hiện các thay đổi tùy chỉnh trong thư viện.

Hình 4: Cập nhật Tham số và Linh kiện

BIẾN THỂ TRONG CÁC TÀI LIỆU ĐẦU RA

Các biến thể cần được bao gồm trong các tài liệu đầu ra của dự án như BOM (Bill of Materials) hoặc bản vẽ lắp ráp. Nếu bạn không muốn bao gồm các linh kiện biến thể cụ thể trong BOM, phương pháp truyền thống sẽ là xác định linh kiện này trong thiết kế và đánh dấu thủ công để nhà sản xuất có thể loại bỏ nó khỏi quá trình sản xuất. Tuy nhiên, điều này dễ gây sai sót và mất thời gian, cũng có thể dẫn đến sản phẩm có chất lượng thấp. Thay vào đó, Altium Designer xử lý tự động điều này.

Việc bao gồm các biến thể trong các tài liệu đầu ra là một khả năng mạnh mẽ của Altium Designer, tự động hóa tài liệu biến thể cho tất cả các tệp đầu ra cùng một lúc và cũng cho phép bạn có một biến thể khác nhau cho mỗi tài liệu riêng biệt. Cách này, bạn có thể có các phiên bản khác nhau của cùng một đầu ra để đáp ứng các yêu cầu thị trường khác nhau.

Hình 5: Biến thể trong công việc đầu ra

Các biến thể ảnh hưởng đến các tài liệu đầu ra khác nhau bao gồm:

- Danh sách vật liệu (BOM)

- In sơ đồ và PCB

- PCB Design bản in 3D và video

- Bản vẽ lắp ráp

- Tệp Pick and Place

- Báo cáo điểm kiểm tra

Để hỗ trợ sản xuất hàng loạt các đầu ra khác nhau cùng một lúc, hỗ trợ biến thể cũng được mở rộng trong trình quản lý cấu hình để đồng bộ hóa quy trình làm việc trong toàn bộ vòng đời dự án.

INTEGRATION CỦA BIẾN THỂ TRONG HỆ THỐNG VẼ HIỆN ĐẠI

Bắt đầu từ phiên bản 16.1, Altium PCB Draftsman tích hợp thêm tính linh hoạt và chi tiết nội dung trong các tệp đầu ra cho nhà sản xuất PCB. Phương pháp quản lý biến thể là cung cấp công nghệ tiên tiến trong một gói phần mềm hoàn chỉnh bao gồm cả PCB Draftsman. Bạn có giao diện người dùng trực quan trong Draftsman để hỗ trợ các biến thể lắp ráp cho các tệp sản xuất khác nhau.

KẾT LUẬN

Biến thể thiết kế là rất quan trọng và với số lượng linh kiện ngày càng tăng, việc có các hệ thống thông minh để quản lý biến thể một cách hiệu quả đang trở nên quan trọng. May mắn thay, Altium đang cung cấp khả năng này không chỉ để quản lý biến thể cho thiết kế sản phẩm hoàn chỉnh mà còn trong một gói phần mềm duy nhất để đảm bảo năng suất người dùng cao.

Download PDF