克服机电产品开发中的五大挑战<第一部分/共两部分>

<第一部分

全球化和合并的压力正使几乎所有行业中的产品开发业务变得更为复杂。但是,这对复杂电子产品的开发所造成的影响比其他任何行业都要深得多。在开发此类产品时,公司必须要同步日渐复杂和涉及多个专业的开发环境。 

电气、机械和软件开发团队通常分散在各地,工作语言和文化背景可能不同,而所用的工具和应用程序也不同。此外,利用传统的技术并不能跨这些封闭的工程团队进行高效的协作。制造商通常不是建立可靠的集成过程,使这三个专业的团队能通过统一的数据存储库全面掌握最新信息,而是两指交叉以求好运,并相信其工程师可以在繁忙的工作日程中抽出时间,使彼此能了解最新的进展。不幸的是,这在现实中会导致没完没了的审查会议、令人沮丧的返工、延迟的产品上市、挥霍无度的预算,有时甚至要付出沉重的代价召回已交付的产品。 

通过本文,您将更好地了解到,产品中不断增加的软件和电子元件如何令产品开发越来越复杂,如何找到简单的解决方案,以摆脱这一过程、消除复杂性以及释放生产力,使开发团队重新投身于他们最擅长的工作中:创造成功的产品

 是什么不起作用?为什么? 

在过去,由于缺乏强有力的过程管理,并且存在技术缺口,因此无法将电气、机械和软件工程集成在一起。由于没有上层管理结构来管理变更以及在产品开发周期中提供及时的沟通,因此,不同专业的工程师发现自己使用的是错误的版本和过时的信息,并且没有真实性的单一来源来指引和协调他们的行动。通常,无法轻松快捷地获得用来改进过程的必需技术。 

电子行业的从业人员很熟悉这些技术缺口所产生的代价;制造或测试团队在最后一刻发现,电气设计与机械设计不能配合工作,这会引起忙乱的返工,因而可能延误产品上市、降低质量和增加成本。嵌入的软件与总体电子设备配置之间也会出现这一动态情况。如果没有统一的框架以使所有人在同一时刻步调一致,则制造商只能依赖临时配备的解决方案,并希望事情最终产生好的结果。 

事情出错的五种常见方式 

产品开发的几乎所有方面都能从改进的过程管理和技术中受益。我们在下面指出五个特定的工作挑战,它们会引起一些最令人沮丧的问题:

Ø          所做的MCAD  更改未及时通知电气工程师。情况是,MCAD  用户在通过中间数据格式(IDF)  分发了原始的电路板外形后进行了更改,但没有通知电气工程师。同时,电气工程师已在印刷电路板上完成了最终的元件布置工作。ECAD  布局现在变得无效了需要进行大量返工,并将延误交付生产(RTM)  的时间。通常,直到装配阶段才会发现此类问题,此时完全无法将印刷电路板(PCB)  装入到其外壳中。

Ø          先于MCAD  进行的ECAD。此情况刚好与上面第1个问题相反;ECAD  设计者为了便于布局而在PCB  上调整了一个重要元件,但忘记通知机械工程师。设计者交付该设计,但没想到发现PCB  上的元件和PCB  外壳之间有干涉问题。在过几天就要交付产品的情况下,ECAD  MCAD  设计者忙乱地熬夜解决此问题。结果:未达最佳标准的解决方案,造成潜在的质量问题、延迟的产品上市和超出预计的成本。

Ø          交付包含了错误版本的软件代码的产品。此问题易于防范,但发生的次数超过了大多数公司应承认的次数。而在它确实发生时,会接着出现另一个混乱、费时和代价高昂的行动-  测试工程师、软件工程师和电气工程师均被迫进行后期调试,以确定产品未正确工作的原因。

Ø          配置管理崩溃。如果每个设计专业(ECADMCADCAE)均拥有自己的数据配置模型,则很快会造成崩溃的局面。当然,仍会生成PCB  BOM,但它可能未包含作为MCAD  数据配置一部分的所有必需的机械元件(如散热器或连接器)。而由于软件设计者通常是独立工作的,因此项目总经理可能不知道需要哪些软件可执行文件,以及应将这些文件配备给哪些版本的产品。

Ø          封闭的软件开发。即使制造商在产品开发中应用了标准的变更管理过程,软件开发也通常会被排除在外。许多非常好的错误跟踪和软件变更管理应用程序(如IBM  Rational® ClearCase®ClearQuest®)可以提供帮助,但这些解决方案却极少集成到企业变更管理解决方案中。因此,当发生问题时,项目经理会发现自己毫不知情,并且很想知道与不同的变更单相关的具体软件错误,由于未及时提供软件修复程序而可能对整个产品交付计划造成的具体延误,甚至在一些情况下想知道实际发生了什么问题! 

要修复什么?如何进行修复? 

前面五个产品开发问题是由常见的挑战造成的,在确保整个产品开发团队始终使用最新的设计和软件版本时会面临此挑战。一些问题由于彼此很相似,因此可共用解决方案。 

MCAD-ECAD  集成 处理机械和电气设计的集成需要两项关键的能力。第一,每个人(不管其工程专业是什么)均必须即时获得有关影响到他们的设计变更的通知。通知应该是自动进行的。例如,机械工程师必须能够查看电气设计文件,并迅速找出与他们先前的机械设计不同的地方。PTC  的解决方案InterComm®  Expert 会自动创建ECAD  设计的智能表示形式,并可供任何授权用户查看。即使是机械设计团队,无需加载新的IDF  文件或了解如何使用昂贵复杂的ECAD  工具,即可轻松快捷地访问所有电气设计。 

除此之外,PTC  InterComm  EDAcompare 解决方案使用户能够自动比较任何两个设计版本,以准确确定不同之处—  从属性级别(如参考标志)到电气连接性或网表,再到几何更改(如重新路由的信号)。对于许多电子公司而言,InterComm  Expert InterComm  EDAcompare 提供了低成本的解决方案,而且易于实施和使用—  提供了现成的巨大价值。这是技术和过程控制中的巨大进展,能改善电气和机械团队之间的并行设计情况。 

实际作用中的变更识别InterComm  EDAcompare PTC  在电子设计过程中的变更识别方面的标准解决方案,它能识别两个版本的PCB  设计之间有何变化。

Ø          比较示意图、PCB  布局或制造工艺图的版本以识别变更

Ø          根据属性或几何比较变更

Ø          识别制造部门对设计所做的变更

Ø          识别将ECO  引入到设计中所产生的影响

Ø          为关于不同之处的决策提供帮助

Ø          InterComm  Expert 中加亮变更,并即时加亮受影响的设计区域 

以下是InterComm  EDAcompare 的实际工作方式:

1.        ECAD  工程师创建新的设计版本,并通过按下某个按钮生成InterComm  *.eda 标准化表示形式。

2.        项目经理(PM)  运行InterComm  EDAcompare,将此新版本与前一个版本进行比较。

3.        PM  查看基于Web  的差异报告。

4.        PM  发现了一处可能会产生实质影响的差异,如关键元件(如内存)的位置。 

5.        PM  单击在差异报告中显示的该处变更,这会自动打开InterComm  Expert 并自动加亮特定的变更。

6.        PM  分析该处变更,确定这是一个可能会引起干涉的问题。PMInterComm  Expert 中标注该处变更,注释文字为:可能会引起干涉的问题

7.        PM  ECAD  设计者索取IDF  文件,然后在ProductViewPTC的可视化工具)中打开它,并将它与前一个MCAD 3D  模型进行比较,以验证是否有干涉问题。

8.        找出问题后,PM  立即召集设计审查会议,与会人员审查该设计的已标注的InterComm  ProductView  标准化表示形式。 

管理更大的景象

变更识别工具对于确保一次做对设计至关重要,但对于能够围绕着ECAD-MCAD  过程管理实现全面协作的更大的景象来说,需要更完整的解决方案—  一个提供以下核心功能的解决方案:

Ø          设计数据管理。完整的解决方案必须将来自设计工具和ECAD工作组管理器的数据集成在一起。它还必须允许轻松地控制IDF  文件的版本。

Ø          过程流管理。ECAD/MCAD  集成的一个重大挑战是管理这两个专业之间的过程流。解决该挑战需要企业访问设计数据和项目状态,然后自动将最新的设计发送给有需要的人。

Ø          工具集成。必须以标准化、独立于工具的格式(可供企业访问)来提供企业过程管理,同时要支持所有主流的ECAD/MCAD  工具和格式以及IDF  可视化。虽然无需产品生命周期管理(PLM)  解决方案也可使用PTC  InterComm  解决方案来改进MCAD-ECAD  协作过程,但增加PTCWindchill® 产品生命周期管理软件) 可实现上述功能。Windchill  确保产品开发过程中的所有各方均使用正确和最新的版本,同时允许更高程度的自动化和协作。 

<文章未完,参见第二部分>