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PCB Design Collaboration

Ejemplos de colaboración multidominio en el diseño de circuitos impresos

on 14 junio 2019
La realización de un producto electrónico involucra a múltiples y diferentes profesionales, organizados en equipos de trabajo especializados. Con el objetivo de obtener un producto competitivo, en términos de tiempo de realización y de coste, es necesario establecer un sistema de colaboración eficaz entre las distintas disciplinas para optimizar los resultados. Para ello, es fundamental que los diferentes dominios -electrónico, eléctrico y mecánico- colaboren de manera eficiente, lo cual supone superar el enfoque tradicional, basado en una subdivisión de grupos de trabajo autónomos que se reúnen solo al final del proceso para convalidar el sistema en su totalidad. Esto tiene inconvenientes como la posible incompatibilidad entre los instrumentos de unos y otros, la falta de una plataforma común para la revisión o vínculos de sistema incoherentes.

El precio de una colaboración ineficiente

Las organizaciones tradicionales suelen crear grupos separados en base a la especialización del profesional y la colaboración entre ellos depende de lentos procesos manuales que impiden mantener un flujo digital continuo entre las varias disciplinas. Para introducir más rápidamente productos complejos en el mercado resulta necesario integrar de manera eficaz el hardware electrónico, el software, el sistema de cableado y la infraestructura mecánica. Para ello, son necesarios unos intercambios multidominio eficientes para reducir el tiempo dedicado al desarrollo del producto, optimizarlo y diferenciarlo.

Además, la instauración -en aumento- de equipos deslocalizados geográficamente evidencia, aún más, las lagunas propias de los procesos de colaboración tradicionales.

La separación de las disciplinas implicadas en el diseño de circuitos impresos.

Es evidente que este tipo de organización carece de un nivel de integración suficiente y se sirve de herramientas inadecuadas para la colaboración, como Excel o Visio. En algunos ámbitos relacionados con el diseño de circuitos impresos se han desarrollado formas específicas de colaboración pero, todavía, insuficientes.

Un estudio realizado por el grupo Aberdeen afirma que el 53% de las empresas con un rendimiento medio necesitan recursos añadidos para alcanzar los propios objetivos relacionados con la introducción de nuevos productos en el mercado. En un tercio de dichas empresas (32%), los responsables opinan que la escasez de colaboración es una de las causas principales que llevan a la no consecución de los objetivos.

Una colaboración optimizada exige una transformación para establecer un flujo digital que involucre a todas las disciplinas y procesos, desde la definición de los requisitos del producto hasta la producción del mismo. Esta transformación reduce las intervenciones manuales, favorece la colaboración y mejora la transparencia entre disciplinas. Este enfoque elimina las barreras entre los distintos equipos de trabajo y permite diseñar de manera simultánea al integrar la electrónica en un flujo de trabajo general. Esto permite llegar antes al mercado y con productos mejores.

A continuación, presentamos algunos ejemplos donde la continuidad de un flujo digitalizado permite a los distintos especialistas colaborar a través de las propias herramientas.

Colaboración ECAD-MCAD

La colaboración entre el CAD electrónico y el CAD mecánico es una de las más importantes. Se vuelve fluida e inmediata cuando se integran ambos tipos de herramienta, como PADS con Solid Edge o Xpedition con NX. Esta integración permite optimizar la calidad y las prestaciones del producto. Los equipos pueden trabajan en diferentes hipótesis de diseño antes de llegar a la versión definitiva. Cuando los diseñadores electrónicos cuentan con la posibilidad de operar en un modelo 3D, las interferencias se mantienen directamente bajo control.

En el siguiente vídeo vemos un ejemplo de integración entre Xpedition y NX.

Colaboración electrónica-cableado

Un segundo ejemplo de colaboración se da entre la electrónica y el sistema de cableado eléctrico, que puede encontrarse entre las varias placas de circuito impreso en el interior de una misma carcasa. O, también, se da el caso de sistemas de cableado más complejos en aplicaciones aeroespaciales, militares, automotores o industriales.

Las soluciones de Siemens permiten a los arquitectos de sistemas definir los modelos funcionales a partir de los requisitos, subdividirlos en arquitecturas EE optimizadas y, entonces, proyectar de manera conjunta cada uno de los dominios de los ambientes integrados. Asimismo, es posible gestional y optimizar los sistemas de hardware complejos con placas múltiples y conexiones a través de cables y conectores, así como los sistemas de hardware distribuidos conectados a los sistemas de cableado.

El el caso de los sitemas multiplaca es necesario diseñar el cableado entre las placas y hacia los elementos electromecánicos externos, como los sensores. El sistema de cableado se caracteriza por el hecho de ser bidireccional e integrarse con el CAD mecánico. Su papel es fundamental para asegurar una definición precisa de las señales y para optimizar el peso y las dimensiones de los dispositivos.

Nel caso dei sistemi multi-scheda, è necessario progettare il cablaggio tra le schede e verso gli elementi elettro-meccanici esterni, come i sensori e gli attuatori. Il cablaggio è caratterizzato dal fatto di essere bidirezionale e integrato col CAD meccanico. Il suo ruolo è fondamentale nell’assicurare una definizione accurata dei percorsi dei segnali e per ottimizzare il peso e le dimensioni dei dispositivi.

En el siguiente vídeo vemos un ejemplo de diseño del sistema de cableado en Xpedition.

Otros ámbitos de colaboración

Otras formas de colaboración multidominio incluyen los siguientes casos.

Diseño PCB-FPGA

Es posible habilitar la optimización I/O de los FPGAs en el contexto del circuito impreso en un ambiente correct-by-construction que aprovecha las reglas del productor de FPGAs.

Optimización de la carcasa PCB-IC

Es posible servirse del I/O de los circuitos impresos en un proceso eficiente y previsible y obtener un flujo flexible y multidireccional para la optimización del die, el package o el PCB.

Diseño para la fabricación (o Design to Manufacturing)

Es posible obtener un proceso simplificado para la introducción de nuevos productos (NPI), facilitado gracias a una validación DFM simultánea y a un modelo del producto completo para la integración directa en los procesos de producción.

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Las mejores prácticas para los responsables del diseño de PCBs

Presentamos los datos principales -extraídos del informe del grupo Aberdeen y traducidos al español- sobre las características propias de los equipos de diseño electrónico que obtienen los mejores resultados en términos de tiempo, coste y éxito en el mercado.

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