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面向電子行業的機電軟多學科協同數據管理解決方案

發布日期:2020/04/16
西門子作為全球 的數字化整體解決方案提供商,在全球各個行業積累了豐富的數字化解決方案經驗及模板,希望通過這些經驗的本地化分享為各行業數字化的轉型升級提供一些借鑒。我將按照行業的視角,持續不斷的提供西門子在行業的數字化解決方案經驗。

我想首先聚焦在電子行業,重點分享面向電子行業設計的機電軟多學科協同數據管理解決方案。

1、 電子行業在多學科協同方面所面臨的挑戰

隨著電子、芯片、5G通訊、IoT、AI等新技術的不斷發展,對于電子行業也產生了巨大的沖擊,電子產品研發面臨著巨大的挑戰:

1. 產品的智能化水平越來越高。所帶來的影響是產品越來越向多學科融合方向發展,傳統結構設計所占比重越來越小,電子、軟件、仿真專業所占的比重越來越高。

2. 產品上市時間、交期、質量的壓力越來越大。這就要求多學科必須高度融合,高效協作,這些也對現有研發模式帶來了巨大的挑戰。

3. 產品的智能化所帶來的另一個影響就是產品功能的多樣化,版本迭代快、升級快。而這些大部分需要通過軟件來實現,從作者所經歷的一些客戶來看,軟件人員占比已經超過50%,因此如何有效的管理軟件并與硬件有效匹配也是一大挑戰。

4. 從成本、交期、質量等各方面因素考慮,電子行業越來越向生態化方向發展,往往產品研發無法完全由一家企業獨立完成,協作研發、OEM、ODM、生態鏈等各類型研發模式已逐漸形成主流。這也對產品研發模式帶來了巨大的挑戰。

2、 傳統多學科協同研發模式的主要弊端

傳統的多學科協同研發主要存在以下弊端:

1. 從設計到制造的結構、電子、仿真和軟件集成性差,各專業基本是獨立研發,通過會議及人為管理來控制各專業之間的集成及接口,缺乏數字化的集成手段。

2. 效率低下的設計過程和數據不兼容,增加了錯誤并需要人工干預。在各專業協同研發方面,缺乏體系化的流程,不同專業之間的數據不兼容,無法提前進行數據方面的檢查,導致很多錯誤暴露在后端,造成巨大的返工成本。

3. 過分依賴物理樣機。由于在研發過程中缺乏必要的手段,使得很多多學科集成的問題只能暴露在物理樣機階段,造成了時間和成本上的增加。也降低了設計的可靠性。

因此將復雜的產品更快地推向市場需要實現電子、機械、仿真和軟件學科的多學科無縫集成。來提高整體的多學科協同研發效率及質量。

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3、 多學科協同研發改善的方向

通過對傳統多學科協同研發模式的弊端分析,我們認為需要重點在以下方面進行改善:

1. 從產品開發流程上需要定義符合多學科協同研發的流程、數據標準、規范及制度,提高開發流程的規范性。

2. 借助數字化的集成方法,建立跨領域多學科設計與開發的集成方法,借助數字化的手段,提高多學科在設計可行性、數據的兼容性、面向下游的可制造性、虛擬數字化驗證方面的能力,來全面提升多學科協同設計的水平及能力,提高效率,改善質量

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4、 西門子針對多學科協同數據管理的整體解決方案

西門子通過對Mentor、Polarion的整合并購,成為了行業內 一家可以提供機電軟多學科從研發、仿真到制造完整解決方案的供應商。并通過Teamcenter平臺實現了跨領域多學科數據高效管理及追溯。

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5、 西門子針對多學科協同數據管理解決方案分享

針對多學科協同數據管理解決方案,我們重點分享三方面的內容:

1. 通過標準的成熟商業化集成,實現對MCAD、ECAD和CAE數據的高效管理。

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Teamcenter為所有MCAD、ECAD數據和流程提供了一個單一的數據來源,幫助設計團隊更快地找到所需的信息并 *大化重用。Teamcenter支持嵌入本地MCAD、ECAD環境中的所有主要MCAD、ECAD工具的集成。Teamcenter的活動工作區提供對全系列產品生命周期管理(PLM)功能的訪問,使您能夠快速搜索和安全訪問設計、管理數據修訂、啟動結構化工作流和更改流程、訪問與設計數據關聯的所有文檔類型,等等。通過提供對所有設計工具的集成和對PLM功能的完全訪問,Teamcenter使您能夠管理、查找和共享來自全球組織的MCAD、ECAD設計數據。

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Teamcenter幫助您的設計團隊及時發現、使用和共享關鍵的仿真信息。Teamcenter提供了與所有1D和3D仿真和建模工具輕松集成的能力。存儲在一個安全的源中,用戶可以在模型發展時對其進行管理,也可以從一組預定義的多域和多物理庫中提取模型。使用Teamcenter,您可以避免常見的問題,例如對過時的數據執行分析、對仿真結果的可見性差以及結果到達太晚而無法影響設計方向。您可以高效地管理和共享復雜的產品模擬,以便它們可供整個企業的所有產品決策者使用。

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2. 通過MCAD-ECAD協同實現高效機電協同研發

MCAD-ECAD協同研發解決方案關注在幾個方面:

1) 構建通用一致化的MCAD和ECAD零件庫,ECAD庫關注封裝外形、符號。MCAD關注3D幾何形態及屬性。這是MCAD-ECAD協同的基礎。

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2) 通過中間文件IDX/IDF以及相應的協作流程實現MCAD-ECAD雙向協同。

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3) 構建完整的包含結構、電子零件的完整BOM。實現結構、電子數據的集中 管理及高效數據協同。

3. 集成軟件管理

由于軟件提供了產品的許多關鍵特性和功能,軟件工具、數據和過程必須與其他專業及過程集成。Teamcenter和Polarion的互操作性使集成的ALM-PLM解決方案能夠有效地將Polarion的 軟件應用程序開發功能與Teamcenter的 產品生命周期管理功能結合起來。ALM和PLM設計數據、對象和過程的雙向鏈接提供了多學科開發—快速評估產品更改的跨領域專業影響和復雜、多系統產品開發的端到端可跟蹤性的能力。該集成還促進了閉環軟件設計、測試和質量管理。您可以將軟件鏈接到可以使用儀表板和報告功能監視的測試過程,以幫助確保產品質量。

為了簡化向制造業的過渡并幫助提高產品質量和可靠性,跨領域多專業研發團隊可以管理軟件二進制文件并將其納入產品物料清單(BOM),以及將任何其他相關的軟件工件與電子控制單元(ECU)相連接,并管理所有硬件和軟件關聯對象。通過將軟件作為整個產品BOM的一部分進行管理,產品開發、制造和服務團隊可以利用Teamcenter跟蹤定義的面向制造和服務的軟件BOM,以便快速地將在用軟件問題跟蹤到其ECU,二進制代碼和源代碼的起源,從而提高團隊快速有效地解決問題相關事件的能力。

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6、 西門子多學科協同數據管理解決方案的價值總結

1. 提高整體研發效率,提高了協作性

? 允許電子、機械、軟件和仿真工程師在自己的環境中工作-無需學習新工具

? 通過虛擬驗證減少耗時的設計迭代

? 由于更少的設計迭代,為新項目提供了更多的時間

2. 改善設計質量

? 可以更好的應對多學科需求變化

? 確保更高的質量、可靠性和性能

3. 實現更快的產品上市

? 提供一個集成的開發環境及方法,以避免由于數據同步問題而導致的返工

? 通過在整個開發過程中驗證設計意圖來減少設計迭代

? 提高產品上市時間的達成概率

以上是針對電子行業的多學科協同研發數據管理解決方案的分享,后續將繼續分享西門子針對電子行業的工藝及制造領域的解決方案。

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