Komplexität beherrschen Fünf digitale Fäden für den Entwurf und die Herstellung elektronischer Systeme

Die digitale Transformation umfasst die Integration digitaler Technologien und die Neugestaltung von Geschäftsprozessen, um Abläufe zu optimieren, Kundenerlebnisse zu verbessern und Fortschritt voranzutreiben. Digitale Fäden sind eine Schlüsselkomponente dieser Transformation, da sie den nahtlosen Daten- und Informationsfluss über verschiedene Phasen eines Prozesses, Systems oder einer Organisation hinweg ermöglichen und somit von entscheidender Bedeutung für die Bewältigung der Komplexität und die Wettbewerbsfähigkeit in einer sich ständig verändernden Elektronikbranche sind.

Digitale Fäden sammeln, integrieren und verwalten Daten über die verschiedenen Phasen des Produktlebenszyklus hinweg. Diese Fäden ermöglichen einen umfassenden Überblick über das Produkt und fördern die Zusammenarbeit, fundierte Entscheidungen und optimierte Entwürfe. Ziel ist es, diese Daten auf fortschrittlichere und interaktivere Weise zu nutzen; dies wird durch einen digitalen Zwilling erreicht. Während der digitale Faden einen strukturierten Datenpfad über den gesamten Lebenszyklus hinweg bereitstellt, nutzt der digitale Zwilling diese gesamten Daten, um den realen Zustand, das Verhalten und die Leistung eines bestimmten Produkts dynamisch abzubilden.

Die Analogie zu einer U-Bahn-Karte beschreibt treffend das Wesen digitaler Fäden. Wenn der digitale Faden analog zur U-Bahn-Karte ist, wobei die Haltestellen die Datenpunkte und die U-Bahn-Linien die digitalen Fäden darstellen, die sie verbinden, dann ist der digitale Zwilling die interaktive Echtzeit-Simulation des gesamten U-Bahn-Systems einschließlich der Züge, Bahnhöfe und allem, was es den Beteiligten ermöglicht, Probleme vorherzusehen, Szenarien durchzuspielen und Einblicke zu gewinnen, die mit der Karte allein nicht möglich wären. Diese nahtlose Integration des digitalen Fadens mit dem digitalen Zwilling gewährleistet einen 360-Grad-Ansatz für Produktentwurf, Betrieb und Wartung im digitalen Zeitalter.

Die Ergebnisse einer Umfrage von Lifecycle Insights 2022 („The ROI of Digital Transformation Benchmark Report“, ein Benchmark-Bericht über den ROI der digitalen Transformation) zeigten überwältigend positive Ergebnisse. An der Umfrage nahmen 330 Unternehmen teil, die sich am Anfang ihres digitalen Transformationsprozesses befanden. 10  Prozent dieser Unternehmen stellten fest, dass ihre Projekte nicht nur ihre Umsatzziele erreicht, sondern auch übertroffen hatten, während 9  Prozent berichteten, dass sie ihre Gewinnmargen übertroffen hätten. Darüber hinaus berichteten bemerkenswerte 20  Prozent dieser Unternehmen von einer erheblichen Reduzierung der Anzahl der erforderlichen Prototypen – wodurch die positiven Auswirkungen der digitalen Transformation in ihren Entwurfs- und Fertigungsprozessen bestätigt wurden.

Fünf digitale Fäden

Wenn es darum geht, die Komplexität des Entwurfs elektronischer Systeme von der ersten Idee bis zur Fertigung zu bewältigen, gibt es fünf wesentliche digitale Fäden:

Digitaler Faden Architektur: Dieser Faden konzentriert sich auf die frühe Architektur eines Systems und überbrückt die Lücke zwischen hohen Anforderungen und detailliertem Entwurf. Die Nutzung dieses Fadens ermöglicht eine effektive Zuweisung des Leistungsbudgets, Rückverfolgbarkeit und die iterative Verfeinerung.

Digitaler Faden Komponente: Die Bewältigung des Paradigmas des Datenaustauschs hinsichtlich defekter Komponenten ist von entscheidender Bedeutung. Standardisierte digitale Modelle von Komponenten durch Initiativen wie den JEP30-Standard von JEDEC sind der Schlüssel zur Steigerung der Effizienz und Reduzierung von Fehlern.

Digitaler Faden Entwurfsdaten: Dieser Faden stellt ein ausgefeiltes Framework dar, das darauf abzielt, verschiedene Elemente der Designdaten innerhalb einer digitalen Landschaft nahtlos zu synchronisieren. Das betrifft beispielsweise die Koordination der Daten für elektronisches computergestütztes Design (ECAD) und mechanisches computergestütztes Design (MCAD), um eine nahtlose Zusammenarbeit und Mehrdomänen-Simulationen zu ermöglichen. Dieser Faden benötigt zur Optimierung der Entwurfsprozesse optimierte Datenaustauschformate, wie den IDX-Standard.

Digitaler Faden Verifizierung: Aufgrund der Komplexität ist eine gründliche Verifizierung erforderlich. Die Einrichtung eines digitalen Fadens, der Anforderungen, Testfälle und Verifizierungsergebnisse nachverfolgt, fördert die Effizienz, verbessert die Rückverfolgbarkeit und erleichtert die kontinuierliche Verifizierung während des gesamten Entwicklungszyklus.

Digitaler Faden Fertigung: Das Zusammenspiel zwischen Entwurf und Fertigung ist bidirektional. Ein digitaler Faden für die Fertigung erlaubt kontinuierliche Verbesserungen dadurch, dass er Erkenntnisse aus der Fertigung erfasst und vielfältige Entscheidungen beim Design ermöglicht.

Digitale Fäden sind domänenübergreifend

Der Entwurf elektronischer Systeme passt nicht nahtlos in einen einzigen Bereich oder Faden. Stattdessen erstreckt er sich oft über mehrere Bereiche. Die transzendente Natur der digitalen Fäden stellt sicher, dass die Beteiligten aus verschiedenen Bereichen gemeinsam auf relevante, aktuelle Informationen zugreifen und fundierte Entscheidungen treffen können. Dieser vernetzte Ansatz bricht festgesetzte Silos auf, reduziert Ineffizienzen und fördert eine ganzheitliche Sicht auf den gesamten Produktlebenszyklus vom Konzept bis zum Ende der Lebensdauer.

Daher ist es unerlässlich, dass digitale Fäden nicht auf eine bestimmte Domäne beschränkt werden, sondern domänenüberschreitend sind. Tatsächlich besteht das Kernprinzip des digitalen Fadens darin, einen nahtlosen Daten- und Informationsfluss über verschiedene Produktlebenszyklusphasen, Domänen und Fachgebiete hinweg bereitzustellen. Auf diese Weise stellt der digitale Faden sicher, dass Informationen während des gesamten Lebenszyklus eines Produkts oder Systems konsistent, zugänglich und rückverfolgbar bleiben.

Der digitale Faden ist nicht nur eine konzeptionelle Strategie, sondern ein transformativer Ansatz, der neu definiert, wie Elektronik entworfen, hergestellt und genutzt wird. Letztlich ist er das Fundament für die Zukunft: die Blaupause einer digital transformierten Elektronikindustrie, in der Präzision und die Zusammenarbeit sowie neue Technologielösungen synergetisch zusammenlaufen.

Unternehmen können von der Einführung des digitalen Fadenmodells enorm profitieren: von erheblichen Kosteneinsparungen und Effizienzsteigerungen bis hin zu verbesserter Produktqualität und schnellerer Markteinführung. Doch digitale Fäden stellen mehr als nur einen Wettbewerbsvorteil dar. Sie sind für diejenigen unerlässlich, die die zunehmende Komplexität bei der Entwicklung und Herstellung elektronischer Systeme bewältigen möchten.

Um mehr darüber zu erfahren, wie ein Team mithilfe einer Methode der digitalen Fäden in der komplexen Landschaft des Entwurfs und der Herstellung elektronischer Systeme navigieren und erfolgreich sein kann, kann das Siemens-EDA-Papier genutzt werden: Komplexität meistern und digitale Fäden für das Entwurf und die Herstellung elektronischer Systeme nutzen.