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技術(shù)專題
為什么PCB數(shù)據(jù)管理很重要
挑戰(zhàn)
由于激烈的競爭和持續(xù)創(chuàng)新導(dǎo)致與其他基于技術(shù)的行業(yè)相比產(chǎn)品生命周期非常短，消費電子市場一直面臨著很大限度縮短新產(chǎn)品上市時間的壓力。在競爭對手生產(chǎn)出更便宜的替代品并使市場飽和之前，發(fā)布創(chuàng)新產(chǎn)品和實現(xiàn)銷售收入的時間窗口很短。開發(fā)時間必須盡可能短，因此這些競爭對手幾乎沒有警告他們需要分析、理解和復(fù)制以更大化此窗口的新產(chǎn)品將出現(xiàn)。
PCB開發(fā)
典型的消費電子設(shè)備相對復(fù)雜，在盡可能小的空間內(nèi)塞滿了許多功能。復(fù)雜性需要主題專家之間針對整體設(shè)計的每個功能塊進行協(xié)作。此設(shè)計過程必須無故障，以滿足快速上市所需的較短開發(fā)時間。所有設(shè)計元素在第一次就必須無縫地結(jié)合在一起，因為幾乎沒有時間解決不兼容或界面斷開的問題。所有合作者都可以訪問的完整、正確和連貫的數(shù)據(jù)集是這種“一次成功”理念的基礎(chǔ)。
PCB制造
PCB設(shè)計過程的最終結(jié)果是用于傳達原型設(shè)計或生產(chǎn)過程所需的制造和組裝信息的數(shù)據(jù)。跟蹤、焊盤和過孔布局、絲印覆蓋、阻焊層——所有這些信息都是PCB制造所必需的。對于多層板，數(shù)據(jù)量可能很大，最輕微的錯誤的影響至關(guān)重要。例如，坐標(biāo)稍有錯誤的單個焊盤或鉆孔會使制造的電路板無法使用。
風(fēng)險
設(shè)計數(shù)據(jù)集中的任何錯誤都將直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品問題。充其量，一個函數(shù)可能稍微超出規(guī)范；在最壞的情況下，該產(chǎn)品可能無法工作。設(shè)計錯誤可能來自組件數(shù)據(jù)表信息。例如，制造商數(shù)據(jù)可能不正確，或者可能被錯誤地轉(zhuǎn)錄到設(shè)計數(shù)據(jù)集中。因此，應(yīng)在源頭檢查所有制造商數(shù)據(jù)。有經(jīng)驗的設(shè)計師會發(fā)現(xiàn)明顯的錯誤，但更細微的錯誤只有通過與其他供應(yīng)商的數(shù)據(jù)表進行比較才能發(fā)現(xiàn)。
設(shè)計錯誤可能來自設(shè)計數(shù)據(jù)集中同一組件的多個版本，其中協(xié)作團隊可能對同一部件使用不同的數(shù)據(jù)。因此，數(shù)據(jù)集的結(jié)構(gòu)應(yīng)避免重復(fù)或防止在修改組件數(shù)據(jù)時保留舊數(shù)據(jù)。
當(dāng)動態(tài)數(shù)據(jù)影響設(shè)計過程時，可能會出現(xiàn)設(shè)計錯誤，不同的團隊在其他時間訪問和利用數(shù)據(jù)，因此使用不同的值。因此，動態(tài)數(shù)據(jù)的存在必須是顯而易見的，并且流程必須到位，以確保更改不會對靜態(tài)設(shè)計決策產(chǎn)生不利影響。
由于不兼容或過程錯誤，制造錯誤可能來自在傳輸?shù)缴a(chǎn)過程期間設(shè)計數(shù)據(jù)的損壞。如果不明顯，則在測試第一個生產(chǎn)產(chǎn)品之前無法檢測到任何錯誤。
制造錯誤可能來自組件物理尺寸錯誤，例如引腳間距或腿直徑，這會阻止受影響組件的組裝。操作錯誤可能來自設(shè)計仿真期間未檢測到的軌道間距或?qū)挾儒e誤，而是通過操作環(huán)境中的電磁干擾、電流損耗或過高溫度實現(xiàn)的。
PCB數(shù)據(jù)復(fù)雜性
隨著元件復(fù)雜性和種類不斷擴大以滿足市場需求，PCB數(shù)據(jù)的復(fù)雜性逐年增加。因此，維護復(fù)雜數(shù)據(jù)連貫庫的必要資源迫使人們轉(zhuǎn)向使用自動化流程和第三方服務(wù)。監(jiān)視組件數(shù)據(jù)表的更改將是一項全職任務(wù)，更不用說驗證數(shù)據(jù)和監(jiān)視重復(fù)或陳舊的數(shù)據(jù)了。
PCB數(shù)據(jù)集成
電子設(shè)計流程圍繞基于計算機的解決方案構(gòu)建，從原理圖捕獲到電路仿真、PCB線路布局，再到計算機輔助設(shè)計。這種聯(lián)合方法需要PCB設(shè)計數(shù)據(jù)集與設(shè)計工具兼容。產(chǎn)品生命周期管理解決方案的采用進一步將兼容性要求擴展到一系列新的業(yè)務(wù)管理工具。
組件采購
設(shè)計過程的一個關(guān)鍵部分是確保所選組件以可接受的價格和所需的交付周期提供，以支持項目時間表。因此，PCB數(shù)據(jù)集將包括動態(tài)可用性和成本數(shù)據(jù)，以支持項目管理活動。理想情況下，數(shù)據(jù)管理解決方案應(yīng)支持對使用中的組件進行分析，并通過價格監(jiān)控識別替代供應(yīng)源，以便在可用時切換到成本更低的選項。如果出現(xiàn)可能阻礙制造的供應(yīng)問題，相同的功能還應(yīng)通知生產(chǎn)過程。
關(guān)鍵要求
PCB數(shù)據(jù)必須在需要時提供給需要它的每個人。此外，它必須是無錯誤的，并且每個訪問數(shù)據(jù)集的人都必須看到完全相同的數(shù)據(jù)。通過創(chuàng)建集中資源來實現(xiàn)這些要求聽起來很容易，但對于復(fù)雜數(shù)據(jù)的龐大數(shù)據(jù)集，這可能是一項管理挑戰(zhàn)。冗余控制是必要的，以確保單個故障不會阻止設(shè)計團隊訪問數(shù)據(jù)，從而有效地使設(shè)計過程突然停止。中央資源的本地副本聽起來像是一個簡單的解決方案。盡管如此，它在確保本地數(shù)據(jù)在地理上分散的協(xié)作團隊之間保持和一致方面產(chǎn)生了巨大的問題。
需要安全控制來防止數(shù)據(jù)被意外或惡意破壞或刪除，從而在設(shè)計過程中丟掉一把扳手。此外，通過設(shè)計團隊遠程訪問集中式解決方案，控制需要確保任何類型的網(wǎng)絡(luò)中斷都不會切斷團隊與數(shù)據(jù)的聯(lián)系。
需要配置控制來確保只有授權(quán)人員才能更改數(shù)據(jù)，更改被記錄和驗證，并且可以自動識別更改對正在進行的設(shè)計項目的影響，并通知受影響的各方。
正式的發(fā)布管理功能應(yīng)管理生產(chǎn)數(shù)據(jù)集和物料清單的創(chuàng)建以及它們向采購和制造過程的轉(zhuǎn)移。此外，該功能應(yīng)包括防止發(fā)布不完整或未經(jīng)驗證的數(shù)據(jù)的授權(quán)過程。
概括
PCB數(shù)據(jù)管理是一項復(fù)雜的工作，如果正確完成，可以提高設(shè)計精度并縮短時間。但是，如果實施不當(dāng)，任何問題都有可能導(dǎo)致設(shè)計過程停止或?qū)е庐a(chǎn)品無法正常工作。