Quản lý Vòng đời Sản phẩm trong Sản xuất Điện tử

Tổng quan

Một giải pháp quản lý vòng đời sản phẩm (PLM) điện tử tiêu dùng hiệu quả sẽ tích hợp các công cụ và quy trình được sử dụng để thiết kế, phát triển và sản xuất một thiết bị mới. Giải pháp này vượt ra ngoài các hoạt động kỹ thuật để bao gồm quản lý dự án, kiểm soát quy trình và quản lý tài chính của các quy trình kinh doanh từ đầu đến cuối.

Trong ngành điện tử, làm việc cộng tác giữa các nhóm đa ngành là cần thiết cho sự phát triển sản phẩm điện tử thành công. Chuyên môn từ các chuyên gia thiết kế điện tử đòi hỏi sự hỗ trợ từ khả năng cơ khí và điện để tạo ra các sản phẩm chức năng tuyệt vời. Ngược lại, chuyên môn tài chính và tiếp thị cần thiết để đảm bảo sản phẩm thành công.

Các giải pháp PLM sản xuất tạo ra môi trường cộng tác nơi phát triển PLM điện tử tiêu dùng có thể phát triển mạnh mẽ, mang lại lợi ích bổ sung về hiệu quả và giao tiếp minh bạch, phá vỡ các rào cản, và tăng tốc quá trình phát triển. Ngoài ra, môi trường làm việc này khuyến khích chia sẻ thông tin dẫn đến việc nhận diện và giải quyết sớm các điểm đau, phát hiện và giảm thiểu rủi ro của chương trình trước khi chúng có thể trở thành hiện thực.
 

Vòng Đời Sản Xuất Điện Tử

Đổi Mới Sản Phẩm

Trong ngành công nghiệp điện tử, phần lớn các sản phẩm mới là sự cải tiến của một sản phẩm đã có. Thông thường, các mẫu mới được phát triển để nhanh hơn, nhỏ hơn, nhẹ hơn hoặc bao gồm thêm các chức năng bổ sung. Tuy nhiên, đôi khi một khái niệm độc đáo, sáng tạo sẽ được hình thành để giải quyết một khoảng trống trên thị trường hoặc để khai thác một công nghệ hoặc vật liệu mới đã trở nên khả dụng.

Để được tiếp tục, sản phẩm mới phải đáp ứng các tiêu chí hoặc phải khả thi về mặt công nghệ, có thể sản xuất được bằng các nguồn lực có sẵn một cách có lợi nhuận. Lợi ích tài chính từ việc tạo ra sản phẩm sẽ lớn hơn chi phí phát triển và sản xuất nó.

Phân tích điểm đầu tiên, nếu sản phẩm mới dựa trên công nghệ không tồn tại, thì rõ ràng đó là một bắt đầu không khả thi. Mặt khác, giả sử nó phụ thuộc vào chuyên môn kỹ thuật mà doanh nghiệp không có sẵn, công nghệ khan hiếm hoặc quá đắt đỏ. Trong trường hợp đó, điều này giới thiệu những rủi ro chương trình có thể quá lớn đối với một doanh nghiệp để chịu đựng.

Cũng rõ ràng không có ý nghĩa gì khi phát triển một sản phẩm sẽ tốn kém hơn nhiều so với số tiền người tiêu dùng sẵn lòng chi trả. Sự chênh lệch giữa giá bán lẻ và chi phí sản xuất quá nhỏ để thu hồi các chi phí đã bỏ ra cho việc thiết kế, phát triển và tiếp thị sản phẩm.

Giải pháp PLM cho điện tử tiêu dùng sẽ quản lý việc tổng hợp các đầu vào từ các bên liên quan, phân phối dữ liệu này trong nhóm và quản lý dữ liệu để đảm bảo tính khả dụng và tính toàn vẹn của nó. Chìa khóa ở đây là quản lý dữ liệu để đảm bảo rằng mọi người đều có quyền truy cập vào phiên bản mới nhất, vì vậy các quyết định được đưa ra từ một sự hiểu biết chung, một nguồn thông tin duy nhất.

Thiết kế Sản phẩm

Quá trình thiết kế tương đối đơn giản. Nó bao gồm các hoạt động kỹ thuật cần thiết để chuyển đổi một khái niệm thành một giải pháp thực tế. Các kỹ sư điện tử thiết kế mạch điện trong khi các kỹ sư cơ khí thiết kế vỏ bọc. Các chuyên gia khác cung cấp đầu vào thiết kế cho mọi thứ từ thiết kế giao diện người dùng và quản lý nhiệt đến khả năng tương thích điện từ.

Giải pháp PLM sản xuất sẽ quản lý việc phân phối yêu cầu sản phẩm và tổng hợp và tích hợp các quyết định thiết kế vào một kho lưu trữ duy nhất đại diện cho quá trình phát triển sản phẩm điện tử.

Thiết kế Hỗ trợ bởi Máy tính Điện tử

Thiết kế Hỗ trợ bởi Máy tính Điện tử (ECAD) hỗ trợ thiết kế và phân tích các yếu tố điện tử của sản phẩm. Việc có sẵn thư viện trực tuyến về dữ liệu linh kiện và tích hợp chức năng mô phỏng mạch làm cho việc xác minh các quyết định thiết kế nhanh chóng và chính xác. Các hệ thống sau đó có thể lấy thiết kế hoàn thành và hỗ trợ nhà thiết kế trong việc tạo ra bố cục PCB nhanh chóng hơn nhiều so với quy trình thủ công truyền thống. Các biểu diễn hình ảnh của bố cục hoàn thành cũng có thể được tạo ra để cung cấp thông tin về việc đặt linh kiện cho việc xác minh khoảng trống vỏ, phân tích nhiệt và hỗ trợ quy trình sản xuất điện tử. Phản hồi từ các hoạt động kỹ thuật hỗ trợ này có thể được tích hợp trở lại vào quá trình thiết kế mạch để điều chỉnh, tinh chỉnh hoặc thiết kế lại các yếu tố sau khi xác định xung đột hoặc vấn đề.

Thiết kế Hỗ trợ bởi Máy tính Cơ khí

Thiết kế Hỗ trợ bởi Máy tính Cơ khí (MCAD) hỗ trợ thiết kế và phân tích các yếu tố cơ khí của sản phẩm. Việc có sẵn các biểu diễn hình ảnh 3D của các kế hoạch đề xuất giúp việc xác minh các quyết định thiết kế nhanh chóng và đơn giản. Các hệ thống sau đó có thể lấy thiết kế hoàn thành và hỗ trợ nhà thiết kế trong việc sản xuất các mẫu và thông số kỹ thuật cho sản xuất. Sự tích hợp với hệ thống ECAD sẽ cung cấp một kiểm tra chéo nhanh chóng về các phụ thuộc như khoảng cách vật lý giữa các linh kiện và bộ phận hoặc khối lượng và tốc độ luồng không khí có sẵn cho quản lý nhiệt. Việc tích hợp phản hồi từ các hoạt động kỹ thuật hỗ trợ này vào quá trình thiết kế vỏ có thể điều chỉnh, tinh chỉnh hoặc thiết kế lại các bộ phận sau khi nhận diện các vấn đề tiềm ẩn.

Kỹ thuật Hỗ trợ bởi Máy tính

Kỹ thuật Hỗ trợ bởi Máy tính (CAE) hỗ trợ mô phỏng và phân tích thiết kế tổng thể của sản phẩm để xác nhận giải pháp đã hoàn thiện và tích hợp. Các kỹ thuật như Động lực học Chất lỏng Tính toán (CFD) và Phân tích Yếu tố Hữu hạn (FEA) cho phép mô hình hóa hiệu suất trong môi trường hoạt động để xác nhận tuân thủ các yêu cầu về môi trường như hiệu suất nhiệt hoặc khả năng chống chịu sốc và rung động. Kết quả có thể được phản hồi vào quá trình thiết kế điện tử và cơ khí như một sự tinh chỉnh lặp đi lặp lại cho đến khi đạt được dự đoán tuân thủ.

Sản xuất Hỗ trợ bởi Máy tính

Hệ thống Sản xuất Hỗ trợ bởi Máy tính (CAM) sau đó có thể sử dụng thông tin thiết kế đã được hoàn thiện và xác nhận để quản lý và kiểm soát các quy trình sản xuất điện tử tự động. Bao gồm sản xuất PCB, đặt linh kiện, sản xuất các bộ phận cơ khí và lắp ráp. Một giải pháp PLM tích hợp cho sản phẩm điện tử tiêu dùng có thể tự động liên kết các quy trình thiết kế với cơ sở sản xuất, loại bỏ rủi ro lỗi trong quá trình chuyển dữ liệu thiết kế sang quy trình sản xuất.

PLM Sản xuất

Chúng ta đã thấy rằng các giải pháp PLM sản xuất hỗ trợ việc chuyển giao tự động bộ dữ liệu thiết kế đến cơ sở sản xuất điện tử để quản lý các khía cạnh kỹ thuật của quy trình sản xuất. Giải pháp PLM cũng sẽ hỗ trợ các chức năng quản lý kiểm soát sản xuất. Các quy trình tiếp thị sẽ cung cấp yêu cầu về tốc độ sản xuất và lịch trình giao hàng để đáp ứng nhu cầu dự đoán. Các quy trình thiết kế sẽ tạo ra danh sách vật tư, kết hợp với dữ liệu về tốc độ sản xuất, cung cấp cho quy trình quản lý chuỗi cung ứng và thu mua để đảm bảo rằng các linh kiện được cung cấp đúng lúc khi cần cho quy trình sản xuất điện tử. Các quy trình quản lý chuỗi cung ứng cũng sẽ điều khiển các quy trình phân phối, quản lý vận chuyển và kho bãi của sản phẩm hoàn thiện.

Lợi ích của việc tích hợp giải pháp PLM cho sản xuất là quản lý ngoại lệ. Sự không có sẵn của một linh kiện sẽ được thông báo ngay lập tức cho tất cả các bên liên quan, làm nổi bật bất kỳ ảnh hưởng nào đối với lịch trình sản xuất. Khả năng nhìn xa trông rộng này cho phép việc tìm nguồn cung cấp linh kiện thay thế cho sự không có sẵn lâu dài hoặc điều chỉnh lịch trình sản xuất cho các vấn đề cung cấp ngắn hạn.

Đưa vấn đề này lên một cấp độ cao hơn, sự không có sẵn lâu dài của một linh kiện quan trọng mà không có sự thay thế phù hợp sẽ truyền thống dẫn đến việc dừng sản xuất và kết thúc sớm vòng đời của sản phẩm. Giải pháp PLM cho phép thay đổi thiết kế mạch để tìm một giải pháp thay thế được giới thiệu một cách liền mạch như một thay đổi được kiểm soát, thông qua quy trình kỹ thuật và cập nhật bộ dữ liệu sản xuất. Một sự thay đổi như vậy có thể được thiết kế, xác minh và tích hợp vào quy trình sản xuất điện tử trong vài ngày thay vì vài tháng.

Giải pháp tích hợp thông báo cho quy trình kỹ thuật và cung cấp thông tin quan trọng cho các chức năng hỗ trợ. Thay đổi trong bảng kê vật liệu được đưa vào quy trình mua sắm để đánh giá chi phí và thời gian dẫn. Chi phí linh kiện được điều chỉnh cung cấp cho hoạt động thương mại để đánh giá giá sản phẩm và khả năng tài chính của sự thay đổi. Thời gian dẫn được điều chỉnh cung cấp cho quy trình quản lý dự án và quy trình sản xuất và chuỗi cung ứng. Dòng thông tin này cho phép đánh giá ảnh hưởng của sự thay đổi và hỗ trợ quyết định thông tin qua các quy trình kinh doanh.

Phân phối

Giải pháp PLM tích hợp cho sản xuất sẽ cho phép nhóm tiếp thị biết được sản phẩm nào đã được sản xuất và ở đâu. Ngoài ra, việc tích hợp phân phối chuỗi cung ứng với quy trình bán hàng có thể tối ưu hóa nỗ lực tiếp thị. Ví dụ, họ có thể hướng dẫn nơi các sự kiện quảng cáo có thể có tác động lớn nhất và nêu bật các vấn đề hết hàng tiềm ẩn có thể được giải quyết trước khi ảnh hưởng đến doanh nghiệp.

Chiến lược tiếp thị sẽ được phát triển tốt trước đó nhờ vào sự nhìn nhận minh bạch mà quy trình tiếp thị sẽ có đối với tiến trình trong quy trình kỹ thuật. Việc quản lý những trở ngại trong sản xuất sản phẩm do chậm trễ trong quy trình thiết kế có thể xảy ra trước khi nhóm thiết kế nhận ra rằng sự chậm trễ sẽ gây ảnh hưởng. Cách tiếp cận kết nối này đối với việc phổ biến thông tin sản phẩm giúp tối ưu hóa quy trình và cung cấp cho các bên liên quan một chân trời lập kế hoạch dài hạn hơn đáng kể với dữ liệu dự báo chính xác hơn.

Hỗ trợ

Một khi sản phẩm đã được sản xuất và có mặt trên thị trường, quy trình kỹ thuật chuyển sang tư thế hỗ trợ liên tục. Ví dụ, phản hồi của người tiêu dùng và báo cáo lỗi có thể được đưa vào quy trình PLM để được tổng hợp và phân tích nhằm xác định xem có vấn đề thiết kế nào cần được giải quyết cho sản phẩm hiện tại hay hình thành bài học kinh nghiệm trong phát triển sản phẩm điện tử. Quy trình tích hợp đảm bảo rằng thông tin quý giá như vậy có sẵn cho những người phù hợp để cải tiến liên tục.

Giải pháp PLM cũng sẽ hỗ trợ quá trình hỗ trợ và bảo dưỡng sản phẩm trong quá trình sử dụng bằng cách đảm bảo truy cập vào thông tin cần thiết để quản lý các yêu cầu tức thì và tiến hành phân tích xu hướng để chuẩn bị cho nhu cầu hỗ trợ dự đoán. Nó cho phép nhận diện và ngăn chặn các vấn đề trước khi chúng xảy ra rộng rãi và có thể mang lại tiết kiệm chi phí đáng kể trong suốt quá trình sử dụng. Việc giới thiệu cải tiến sản phẩm trong quá trình sản xuất có chi phí thấp hơn nhiều so với việc thu hồi và thay thế sản phẩm có lỗi thiết kế cố hữu.

Kết Thúc Vòng Đời

Tất cả sản phẩm đều có một kết thúc vòng đời khi một mẫu mới, tốt hơn thay thế chúng hoặc nhu cầu thị trường giảm xuống mức không kinh tế. Trong khi việc tái chế và tái sử dụng sản phẩm cũ đang dần trở nên phổ biến trong tất cả các ngành công nghiệp, thiết bị điện tử đã dẫn đầu trong việc quy định tái chế và các sáng kiến bền vững. Một giải pháp BLM tích hợp cung cấp sự hỗ trợ quý báu trong việc xác định các bộ phận và vật liệu có thể được tái chế, tái sử dụng hoặc tái tạo và quản lý quá trình xử lý cho các vật liệu chất thải không thể được tái chế. Khả năng này có tiềm năng giảm chi phí suốt vòng đời, nơi mà việc xử lý chất thải mà không tái chế có thể là một lựa chọn tốn kém.

Kết Luận

Một giải pháp quản lý vòng đời sản phẩm tích hợp có thể mang lại những lợi ích đáng kể cho ngành sản xuất điện tử. Việc hỗ trợ tích hợp các quy trình kỹ thuật với các quy trình kinh doanh hỗ trợ khác cung cấp một hệ thống từ đầu đến cuối có thể quản lý tất cả các khía cạnh của quá trình phát triển nền tảng quản lý rủi ro vòng đời sản phẩm điện tử từ nôi đến mộ. Lợi ích chính là khả năng quản lý sự thay đổi của bất kỳ loại nào một cách liền mạch và không đau đớn, đảm bảo rằng tác động được quản lý và kiểm soát một cách hiệu quả và hiệu quả để giảm thiểu sự gián đoạn và tối đa hóa hiệu quả.

Bạn có muốn tìm hiểu thêm về cách Altium Designer® có thể giúp bạn với thiết kế PCB tiếp theo của mình không? Hãy nói chuyện với một chuyên gia tại Altium.