Tối ưu hóa Thiết kế PCB với Công cụ Quản lý BOM Tích hợp và Hệ thống CAD

Cho đến gần đây, phần mềm thiết kế PCB và phần mềm quản lý chuỗi cung ứng luôn được giữ cách biệt vĩnh viễn. Bạn tạo sản phẩm của mình trong bộ phần mềm thiết kế PCB, sau đó bạn mang Bảng Liệt kê Vật liệu (BOM) đã xuất ra cho bộ phận mua hàng để mua linh kiện. Làm thế nào mọi người chọn linh kiện và đảm bảo sẵn có là một bí ẩn vào thời điểm đó bởi vì các hệ thống CAD trước đây không có khả năng nhận biết chuỗi cung ứng.

Tiến nhanh đến ngày nay, bạn sẽ thấy phần mềm thiết kế PCB chuyên nghiệp được tích hợp chặt chẽ với chuỗi cung ứng, cũng như các công cụ thiết kế khác cho các ngành kỹ thuật khác nhau. Việc kết hợp tất cả những khả năng này dưới một mái nhà đã khiến cho các nhà thiết kế cá nhân và các đội ngũ thiết kế PCB thay đổi quy trình làm việc của họ, cuối cùng trở nên hiệu quả hơn và loại bỏ vấn đề nguồn cung từ sớm trong chu kỳ thiết kế.

Quy trình nào bạn nên sử dụng để tận dụng lợi ích từ hệ thống CAD và quản lý BOM tích hợp? Tôi sẽ chỉ bạn cách trong bài viết này.

BOM trong Thiết kế PCB là gì

Một BOM PCB BOM là một tài liệu liệt kê tất cả các linh kiện cần thiết để sản xuất một bảng mạch in. BOM phục vụ như một tài liệu tham khảo chính cho các đội mua hàng, nhà sản xuất và kỹ sư. Nó nên chi tiết về thông số kỹ thuật của từng linh kiện, số lượng, số phần, và thông tin nhà cung cấp. 

Quản lý BOM điện tử hiện đại đã phát triển vượt ra khỏi các bảng tính đơn giản để trở thành một phần không thể tách rời của quá trình thiết kế. Công cụ quản lý BOM cho phép theo dõi thời gian thực về tình trạng sẵn có của linh kiện, giá cả, và trạng thái vòng đời trong khi duy trì sự đồng bộ với các tệp thiết kế PCB. 

BOM hoạt động như một cầu nối giữa thiết kế và sản xuất, đảm bảo rằng tất cả các bộ phận cần thiết được chỉ định chính xác và sẵn sàng cho sản xuất. Đối với các thiết kế PCB phức tạp chứa hàng trăm hoặc hàng nghìn linh kiện, quản lý BOM đúng cách ngăn chặn lỗi và làm cho quá trình chuyển đổi từ thiết kế sang sản xuất trở nên mượt mà hơn.

Hãy Nhận Thức về Chuỗi Cung Ứng từ Sớm

Quay lại hơn 20 năm trước, bạn sẽ thấy các nhà thiết kế tìm kiếm linh kiện từ một cuốn danh mục giấy. Công cụ quản lý BOM lúc bấy giờ còn rất sơ khai. Không có cách nào để biết liệu những linh kiện đó có sẵn hàng, đã lỗi thời, hay không được khuyến nghị cho các thiết kế mới (NRND) cho đến khi bạn gọi cho nhà phân phối để đặt hàng. Tiến nhanh đến ngày nay, và phép màu của internet cho phép chúng ta liên kết số lượng hàng tồn kho của nhà phân phối trực tiếp với thư viện PCB của bạn.

Giờ đây, khi chúng ta có thể nhận được tất cả dữ liệu này trực tiếp bên trong một công cụ CAD, bạn có thể thực hiện những bước nào để đảm bảo thời gian thiết kế của mình diễn ra đúng lịch trình và ngân sách? Bạn sẽ cần phải:

• Xác định và loại bỏ các linh kiện lỗi thời khỏi thiết kế của bạn
• Đảm bảo linh kiện có thể cung cấp với số lượng bạn yêu cầu
• Theo dõi những thay đổi giá đột ngột có thể phá vỡ ngân sách sản xuất của bạn

Để làm được điều này, chúng tôi tin rằng bạn nên nhận thức về chuỗi cung ứng ngay từ đầu quá trình thiết kế. Thay vì chọn các linh kiện lý tưởng và hy vọng chúng có sẵn, hãy xác minh điều này sớm với một liên kết đến dữ liệu của nhà phân phối trực tiếp bên trong phần mềm thiết kế PCB của bạn. Altium Develop làm điều này với ba công cụ quan trọng:

• Liên kết nhà cung cấp trong thư viện linh kiện của bạn
• Dữ liệu nhà cung cấp trong bảng Tìm kiếm Phần Sản xuất
• Dữ liệu nhà cung cấp trong BOM điện tử của bạn trong ActiveBOM

Mặc dù việc thiết lập thư viện linh kiện của bạn khi bạn tạo các bộ phận mất một chút thời gian, bạn có thể ngay lập tức xem kho hàng của nhà phân phối trong khi duyệt các bộ phận trong thư viện của mình. Điều này giúp vượt qua khía cạnh đầu tiên trong việc tối ưu hóa thiết kế PCB: cân bằng kho hàng và chi phí so với khả năng yêu cầu của thiết kế. Chọn các chip cung cấp khả năng yêu cầu, nhưng đảm bảo BOM PCB của bạn đáp ứng mục tiêu chi phí và khối lượng sản xuất trước khi hoàn thiện thiết kế.

Sau khi Thiết kế Hoàn tất: Quét BOM

Lý tưởng nhất, bạn đã xác định các bộ phận chính để thay thế trong thiết kế trước khi hoàn thành bố cục PCB. Nhưng vẫn cần phải có một đánh giá cuối cùng của thiết kế trước khi phát hành PCB cho sản xuất. Tại thời điểm này, quản lý mua hàng thường bước vào và sẽ cần xem BOM trước khi thiết kế được phát hành để báo giá. Mặc dù một liên kết nhà cung cấp trong thư viện linh kiện của bạn giúp các nhà thiết kế PCB nhận thức được chuỗi cung ứng, điều này thực sự không giúp ích cho quản lý mua hàng khi họ cần xem thông tin trong BOM.

Altium Develop là công cụ quản lý BOM lý tưởng cho các quản lý mua hàng cần truy cập vào BOM điện tử, xem xét hàng tồn kho, nhận diện các bộ phận lỗi thời/EOL/NRND và dự báo giá cho lần sản xuất sắp tới. Khả năng quản lý BOM tận dụng kết nối trực tiếp với các nhà phân phối để cập nhật ngay lập tức BOM của dự án bạn để phản ánh giá cả, hàng tồn kho và dữ liệu vòng đời mới nhất cho dự án của bạn.

Việc thực hiện đánh giá cuối cùng này trên đám mây trước khi gửi thiết kế đi báo giá cho phép những người không phải là kỹ sư điện tử tham gia vào quá trình thiết kế và phê duyệt. Các quản lý mua hàng, quản lý dự án và thậm chí cả khách hàng có thể tham gia vào quá trình và có cái nhìn toàn diện về chuỗi cung ứng cho một dự án. Điều này có nghĩa là các vấn đề về bộ phận còn thiếu có thể được xác định và giải quyết nhanh chóng, giúp các nhà thiết kế giữ ngân sách và lịch trình.

Xem xét BOM (Thường xuyên!)

Khi bạn thiết kế điện tử, bạn sẽ trải qua nhiều vòng xem xét thiết kế. Trong số nhiều cuộc xem xét mà tôi đã tham gia trong những năm qua, không ai bao giờ xem xét BOM về vấn đề nguồn cung, và tuy nhiên, BOM sẽ là một trong những nguyên nhân lớn nhất của việc thiết kế lại. Nhiều thiết kế lại có thể chỉ là thay đổi số phần mềm không quan trọng, nhưng đôi khi yêu cầu thiết kế lại là do không có hàng tồn kho của một linh kiện cần thiết, thay đổi giá đột ngột, hoặc thay đổi vòng đời.

Nếu bạn muốn đưa những thay đổi này ra trước mắt đội ngũ của mình sớm, hãy lên kế hoạch thực hiện xem xét BOM tại các giai đoạn quan trọng trong chu kỳ thiết kế. Việc xem xét BOM không quá khó khăn như mọi người thường nghĩ bởi vì công cụ quản lý BOM điện tử tích hợp ngày nay và hệ thống CAD cho phép xem xét BOM tức thì, cụ thể là cho các vấn đề chuỗi cung ứng mà tôi đã nêu trên.

• Tìm hiểu thêm về quy trình xem xét BOM

Đến khi đội ngũ của bạn sẵn sàng mua sắm, hầu hết các vấn đề lớn gây ra độ trễ thời gian trong việc cung cấp và sản xuất linh kiện PCB sẽ đã được giải quyết. Phát hiện những vấn đề này trong BOM và dữ liệu CAD của bạn sớm sẽ giúp công ty bạn giữ lịch trình và ngân sách.

Khi các Liên kết Nhà cung cấp được thêm vào các bộ phận trong thư viện thành phần PCB của bạn, bạn có thể ngay lập tức đưa thông tin này vào BOM của mình.