Lợi ích của việc sử dụng môi trường thiết kế tích hợp cho phát triển PCB

Hầu hết các nhóm phát triển điện tử không mất thời gian vì các công cụ riêng lẻ của họ không đủ tốt. Họ mất thời gian ở các điểm giao giữa các công cụ. Việc chuyển giao giữa thiết kế sơ đồ nguyên lý và layout, việc chuyển đổi giữa ECAD và MCAD, việc đối soát dữ liệu BOM với các hệ thống mua sắm, và việc đồng bộ thủ công các tệp thiết kế qua các vòng review đều tạo ra ma sát tích lũy trong mọi dự án.

Ma sát này rất dễ bị đánh giá thấp vì nó hiếm khi xuất hiện dưới dạng một lỗi lớn duy nhất. Nó thể hiện thành những chậm trễ nhỏ lặp đi lặp lại: một footprint đầu nối không khớp với vỏ cơ khí, một linh kiện thay thế đã được bộ phận mua sắm phê duyệt nhưng chưa bao giờ được cập nhật trong thư viện schematic, hoặc một buổi review thiết kế được thực hiện dựa trên tệp đầu ra đã lỗi thời. Từng vấn đề riêng lẻ đều có thể khắc phục được, nhưng cộng lại chúng kéo dài tiến độ, làm tăng khối lượng làm lại và làm suy giảm niềm tin vào dữ liệu thiết kế.

Những điểm chính cần nhớ

• Một môi trường thiết kế tích hợp giúp các nhóm điện, cơ khí và cung ứng làm việc trên cùng một nguồn dữ liệu thiết kế.
• Khả năng hiển thị tốt hơn đối với yêu cầu, tệp thiết kế và dữ liệu BOM có thể giảm các chậm trễ giao tiếp và công việc làm lại có thể tránh được.
• Quyền truy cập theo thời gian thực vào thiết kế hiện tại và thông tin chuỗi cung ứng giúp các nhóm phát hiện vấn đề sớm hơn.
• Công cụ tốt cần giảm bớt công việc thủ công để kỹ sư có thể dành nhiều thời gian hơn cho thiết kế và ít thời gian hơn cho việc đối soát dữ liệu.

1. Các nhóm làm việc trên cùng một dữ liệu thiết kế

Những khoảng trống tích hợp phổ biến nhất trong phát triển phần cứng nằm giữa các lĩnh vực vốn gắn chặt với nhau trong sản phẩm vật lý nhưng lại liên kết lỏng lẻo trong chuỗi công cụ. Thiết kế điện và cơ khí là ví dụ rõ ràng nhất. Biên dạng bo mạch, vị trí đầu nối hoặc vùng keep-out được xác định trong một công cụ rồi chuyển thủ công sang công cụ khác sẽ tạo ra nguy cơ sai lệch mỗi khi một trong hai phía thay đổi. Khi sự sai lệch đó chỉ được phát hiện ở giai đoạn lắp ráp nguyên mẫu thay vì trong lúc layout, chi phí phải trả được tính bằng nhiều tuần và chi phí chế tạo.

Dữ liệu linh kiện tạo ra một vấn đề tương tự. Khi symbol schematic, footprint, mô hình 3D và dữ liệu nhà cung cấp được quản lý trong các hệ thống riêng biệt, nhà thiết kế buộc phải tự xác minh tính nhất quán bằng tay. Việc xác minh này tẻ nhạt, dễ sai sót và lặp lại ở mọi thiết kế mới. Rủi ro kỹ thuật ở đây không phải là dữ liệu không tồn tại, mà là nó không được kết nối tới đúng điểm ra quyết định. Một nhà thiết kế khi chọn bộ ổn áp nên thấy được tình trạng sẵn có, hình học package và đặc tính nhiệt của nó trong đúng ngữ cảnh, chứ không phải trong một bảng tính riêng có thể có hoặc không phản ánh điều kiện hiện tại.

2. Phản hồi di chuyển nhanh hơn

Trong các quy trình rời rạc, phản hồi thường phụ thuộc vào việc xuất tệp, ảnh chụp màn hình, PDF và chuỗi email. Điều đó làm mọi thứ chậm lại, đặc biệt khi các nhóm trải rộng qua nhiều múi giờ hoặc làm việc với nhà sản xuất bên ngoài.

Một quy trình tích hợp hơn giúp cộng tác viên dễ xem thiết kế mới nhất, bình luận đúng ngữ cảnh và nêu câu hỏi sớm hơn. Thay vì gửi tệp qua lại, các nhóm có thể phản hồi gần hơn với chính thiết kế.

Điều đó rút ngắn vòng phản hồi và giảm khả năng hành động dựa trên thông tin lỗi thời.

3. Các vấn đề chuỗi cung ứng dễ được phát hiện sớm hơn

Chất lượng BOM ảnh hưởng đến tiến độ không kém gì chất lượng layout.

Khi dữ liệu linh kiện được quản lý thủ công, tình trạng sẵn có, vòng đời, giá cả và các lựa chọn thay thế sẽ dễ bị bỏ sót hơn hoặc khó được cập nhật hơn. Điều đó làm tăng rủi ro chỉ phát hiện ra vấn đề cung ứng ở giai đoạn muộn, khi thiết kế đã gần phát hành.

Một môi trường tích hợp với khả năng hiển thị chuỗi cung ứng theo thời gian thực giúp làm lộ rõ những vấn đề đó sớm hơn. Kỹ sư có thể xem xét trạng thái linh kiện ngay trong lúc thiết kế thay vì coi cung ứng là một công việc riêng ở cuối quy trình. Điều này đặc biệt hữu ích với các nhóm nhỏ, nơi cùng một người có thể phụ trách thiết kế, review và chuẩn bị phát hành.

4. Khả năng hiển thị tốt hơn có thể giảm các ECO có thể tránh được

Nhiều ECO không phải do lỗi thiết kế gây ra. Chúng là kết quả của việc thông tin vốn đã có sẵn đâu đó trong tổ chức nhưng lại không hiển thị với nhà thiết kế tại thời điểm ra quyết định. Một vấn đề khoảng hở cơ khí, xung đột hướng đầu nối, ràng buộc đóng gói hoặc hạn chế cung ứng lẽ ra phải được phát hiện sớm hơn đều có thể kích hoạt một thay đổi chính thức sau khi layout đã hoàn tất.

Khi dữ liệu điện, cơ khí và linh kiện bị phân mảnh giữa nhiều công cụ, những vấn đề đó có nhiều khả năng chỉ xuất hiện sau khi các quyết định đã được chốt. Tích hợp giúp giảm rủi ro này bằng cách làm cho các ràng buộc liên quan hiển thị sớm hơn, khi thiết kế vẫn còn dễ thay đổi. Chênh lệch chi phí giữa việc điều chỉnh một ràng buộc trong giai đoạn schematic so với phát hành một ECO sau khi đã release cho chế tạo thường chênh nhau một bậc độ lớn hoặc hơn, cả về thời gian lẫn chi phí.

5. Kỹ sư dành ít thời gian hơn để quản lý công cụ

Một quy trình phân mảnh tạo ra một lượng đáng ngạc nhiên công việc hành chính.

Thời gian bị tiêu tốn vào việc xuất mô hình, cập nhật bảng tính, xác nhận phiên bản, dọn dẹp thư viện, kiểm tra xem dữ liệu linh kiện còn hiện hành hay không, và lặp lại thông tin trên các công cụ không giữ được đồng bộ. Không việc nào trong số đó là vấn đề kỹ thuật cốt lõi, nhưng chúng vẫn tiêu tốn thời gian kỹ sư.

Một môi trường thiết kế tốt hơn không loại bỏ hoàn toàn sự phức tạp, nhưng có thể giảm mức độ phối hợp thủ công cần thiết để giữ dự án tiếp tục tiến triển.

Điều đó rất quan trọng vì mỗi giờ dành cho việc đối soát công cụ là một giờ không được dùng cho thiết kế.

6. Dữ liệu thiết kế trở nên dễ quản lý hơn trong suốt vòng đời sản phẩm

Khoảng cách giữa công cụ thiết kế và các hệ thống dữ liệu sản phẩm tạo ra một dạng ma sát riêng. Tệp thiết kế khó review nếu không tải về công cụ gốc để mở. Dữ liệu thư viện và linh kiện dần mất đồng bộ. Các quy trình phát hành phụ thuộc vào việc phối hợp thủ công giữa những hệ thống vốn không được xây dựng để tương tác với nhau. Kết quả là nhiều gánh nặng hơn là khả năng hiển thị, đặc biệt trong các giai đoạn review, phát hành và bàn giao sang sản xuất.

Một môi trường thiết kế tích hợp cải thiện điều này bằng cách giữ dữ liệu thiết kế và tài liệu hỗ trợ được kết nối xuyên suốt vòng đời sản phẩm. Điều đó không giải quyết mọi thách thức PLM, nhưng làm giảm ma sát giữa việc thiết kế bo mạch và quản lý thông tin xoay quanh nó. Với những nhóm phát hành nhiều revision hoặc quản lý các dòng sản phẩm, sự kết nối này sẽ tích lũy giá trị theo thời gian.

Những băn khoăn thường gặp

Nhóm của chúng tôi đã quen với các công cụ hiện tại.

Đó là một cân nhắc hoàn toàn thực tế. Nhưng phép so sánh đúng không phải là thoải mái với không thoải mái. Mà là liệu quy trình hiện tại có tạo ra đủ lực cản đến mức chi phí của việc giữ nguyên cao hơn chi phí cải thiện hay không.

Chúng tôi không nhất thiết cần các công cụ đám mây.

Câu hỏi thực sự không phải là dùng cloud chỉ vì cloud. Mà là liệu nhóm của bạn có thể truy cập kịp thời vào thông tin mình cần mà không phải chờ xuất tệp, tệp đính kèm email hay cập nhật thủ công hay không.

Liệu điều này có thực sự tiết kiệm thời gian không?

Điều đó phụ thuộc vào việc các chậm trễ hiện tại đến từ đâu. Nếu nhóm đang dành nhiều thời gian cho chuyển giao, quản lý tệp, dọn dẹp BOM hoặc đi tìm ngữ cảnh thiết kế, thì tích hợp tốt hơn có thể tạo ra khác biệt rõ rệt.

Kết luận

Giá trị của một môi trường thiết kế tích hợp không nằm ở chỗ nó trông hiện đại hơn. Mà ở chỗ nó giảm được ma sát có thể tránh được trong một quy trình vốn đã đủ khó.

Phát triển PCB phụ thuộc vào các quyết định có liên kết với nhau. Thông tin điện, cơ khí, cung ứng và phát hành đều ảnh hưởng đến việc một bo mạch có tiến triển suôn sẻ hay biến thành công việc làm lại. Khi các đầu vào đó bị phân mảnh trên các công cụ và kênh trao đổi rời rạc, vấn đề sẽ xuất hiện muộn hơn mức đáng lẽ phải thế.

Tích hợp giúp bằng cách làm cho thông tin đúng trở nên dễ nhìn thấy hơn, dễ chia sẻ hơn và dễ hành động hơn khi thiết kế vẫn còn linh hoạt.

Altium Agile Teams mang mức độ tích hợp này đến cho các nhóm phần cứng đang phát triển và phân tán bằng cách cung cấp một môi trường dùng chung, nơi dữ liệu thiết kế, BOM, review và revision luôn được kết nối. Thay vì phụ thuộc vào xuất tệp, bảng tính và giao tiếp bên lề, các nhóm làm việc dựa trên một nguồn sự thật chung giúp các quyết định về điện, cơ khí và cung ứng luôn đồng bộ khi thiết kế phát triển.

Bằng cách làm cho ngữ cảnh thiết kế mới nhất hiển thị với tất cả những người liên quan—nhà thiết kế, người review, bộ phận mua sắm và sản xuất—Agile Teams giúp phát hiện vấn đề sớm hơn, giảm các ECO có thể tránh được và rút ngắn vòng phản hồi. Việc review thiết kế diễn ra đúng ngữ cảnh, thay đổi BOM dễ theo dõi hơn, và việc chuẩn bị phát hành trở nên dễ dự đoán hơn vì mọi người đều đang làm việc từ cùng một bộ dữ liệu đã được xác minh.

Thay vì bổ sung quy trình nặng nề hoặc gánh nặng ở cấp doanh nghiệp, Altium Agile Teams tập trung vào việc giảm ma sát tích lũy giữa các công cụ, vai trò và giai đoạn dự án, để các nhóm có thể dành ít thời gian hơn cho việc đối soát thông tin và nhiều thời gian hơn để đưa thiết kế tiến lên với sự tự tin. Bắt đầu với Altium Agile Teams ngay hôm nay →

Câu hỏi thường gặp

Sự khác biệt giữa một môi trường tích hợp và nhiều công cụ có thể xuất dữ liệu cho nhau là gì?

Các quy trình dựa trên xuất tệp có thể hoạt động, nhưng chúng tạo ra những khoảng trống nơi tệp trở nên lỗi thời, việc chuyển giao mất nhiều thời gian hơn và ngữ cảnh dễ bị mất hơn. Một môi trường tích hợp làm giảm sự phụ thuộc đó vào việc chuyển giao thủ công.

Làm sao tôi biết bộ công cụ hiện tại của mình có đang làm tốn thời gian hoặc tiền bạc không?

Hãy nhìn vào các vòng revision, thời gian dành cho quản lý tệp, dọn dẹp BOM, các vòng làm rõ thông tin và các thay đổi ở giai đoạn muộn. Nếu đó là các điểm đau lặp đi lặp lại, rất có thể quy trình đang góp phần làm tăng chi phí.

Nếu nhóm của tôi làm việc qua nhiều múi giờ thì sao?

Điều đó thường làm cho tích hợp có giá trị hơn, vì khả năng hiển thị dùng chung và phản hồi theo ngữ cảnh giúp giảm nhu cầu giao tiếp đồng bộ.

Chúng tôi có cần thay thế mọi thứ cùng một lúc không?

Không nhất thiết. Nhiều nhóm bắt đầu bằng cách cải thiện trước khu vực có nhiều ma sát nhất, chẳng hạn như review thiết kế, quản lý BOM hoặc phối hợp ECAD-MCAD.