使用(yòng)模块化产品方法管理(lǐ) PCB 和布線(xiàn)设计的复杂性

2021-09-06

使用(yòng)模块化产品方法管理(lǐ) PCB和布線(xiàn)设计的复杂性

智能(néng)互联机器是工业 4.0 背后的驱动力。配备传感器，他(tā)们不断地将有(yǒu)关其状况的数据发送到分(fēn)析系统。然后这些可(kě)以检测任何磨损迹象，甚至可(kě)能(néng)在停机发生之前通知技术人员。现代机械日益复杂，这对制造商(shāng)来说是一个越来越大的不确定性来源。它在报价、开发和制造过程中带来更高的风险。

模块化产品组合旨在使资本货物(wù)的计算和制造更容易规划。从長(cháng)遠(yuǎn)来看，它们是一种普遍认可(kě)的方法，可(kě)以与不断增長(cháng)的产品和流程复杂性保持同步。将大的东西分(fēn)解成更小(xiǎo)的单个构建块，例如模块化 PCB 和模块化布線(xiàn)部件，使复杂的系统再次易于管理(lǐ)。此外，由于组织可(kě)以将单个构建块外包给各自的系统合作伙伴，因此战略灵活性增加了。然而，由于工程學(xué)科(kē)之间的协调性差，产品模块化经常失败。

為(wèi)了兑现模块化产品架构战略的承诺，公司需要创建许多(duō)先决条件。在组织、流程和基础设施领域。在我们的白皮书“模块化方法——多(duō)學(xué)科(kē)成功指南”中，我们从電(diàn)子、電(diàn)气和流體(tǐ)工程的角度审视了由此产生的任務(wù)，并提出了一种務(wù)实的解决方案。

复杂性模糊了工程學(xué)科(kē)之间的界限

在产品开发中，我们将模块理(lǐ)解為(wèi)功能(néng)和物(wù)理(lǐ)上的离散单元，我们可(kě)以通过与其他(tā)模块的接口将它们组合或配置為(wèi)整體(tǐ)产品。每当一个學(xué)科(kē)可(kě)以描述整个产品——一个单独的机械、電(diàn)气、電(diàn)子或软件产品时——模块化似乎很(hěn)简单。

在机電(diàn)一體(tǐ)化产品中，这些物(wù)理(lǐ)边界变得模糊，因為(wèi)功能(néng)单元是跨學(xué)科(kē)的。然而，在当今大多(duō)数公司中，工程师在不同的部门开发机械、電(diàn)气和電(diàn)子组件以及软件。為(wèi)了兑现模块化产品架构的承诺，值得考虑创建跨學(xué)科(kē)的模块开发团队，这些团队在具有(yǒu)机械、電(diàn)气、電(diàn)子和软件组件的功能(néng)单元上协同工作。

一种新(xīn)兴的方法是将这些跨學(xué)科(kē)设计团队的协调职能(néng)分(fēn)配给 IT 部门。它已经负责不同部门使用(yòng)的所有(yǒu)创作系统。此外，我们可(kě)以假设 IT 具有(yǒu)一定程度的公正性，以监控不同工程學(xué)科(kē)之间的潜在利益冲突。

為(wèi)了保持机械、電(diàn)气和软件开发的联系，有(yǒu)必要映射产品的功能(néng)描述。同样具有(yǒu)模块和组件的派生产品结构，以及产品开发软件中的相关配置逻辑。当今 PLM 系统的领先供应商(shāng)似乎可(kě)以满足这一要求

功能(néng)表征避免歧义

然而，很(hěn)容易忽视，為(wèi)了确保所有(yǒu)元素的功能(néng)明确，一个机電(diàn)模块不仅需要在每个物(wù)理(lǐ)细节中表现出来，而且在其功能(néng)描述中也需要表现出来。对于所有(yǒu)纯机械元件，这都不是问题，因為(wèi)螺钉的功能(néng)，即使在同一台机器中多(duō)次使用(yòng)，也始终是连接。如果我们看一下也使用(yòng)过多(duō)次的電(diàn)气元件，例如電(diàn)缆，它可(kě)能(néng)在一个实例中具有(yǒu)“能(néng)量供应”功能(néng)，而在另一个实例中具有(yǒu)“加热”功能(néng)。

因此，如果我们想要提供一个模块的全面描述，PLM 系统必须能(néng)够涵盖功能(néng)描述到電(diàn)气组件级别。从当前的 PLM 系统中询问这种级别的详细信息是一项艰巨的任務(wù)。他(tā)们的数据模型主要是為(wèi)满足机械设计的要求而开发的，并没有(yǒu)提供如此精细的粒度。

两全其美的

一个可(kě)行的替代方案——不仅从实用(yòng)的角度来看——是联合数据管理(lǐ)模型。 这意味着工程数据在特定學(xué)科(kē)的环境中进行管理(lǐ)，并作為(wèi)模块化实體(tǐ)的一部分(fēn)引用(yòng)到 PLM 系统。 这样做的优点是这些系统从一开始就在设备级别管理(lǐ)数据。