Ridefinizione del processo
di progettazione ECAD-MCAD
La diffusione dei prodotti elettromeccanici lancia nuove sfide
alle aziende che si occupano di sviluppo prodotto
SAPEVATE
CHE
Pressoché tutti gli oggetti indispensabili da cui siamo circondati
al giorno d’oggi (telefoni cellulari, fotocamere digitali, televisioni
con schermo LCD, lettori MP3 e sistemi di posizionamento globale,
nonché una serie sempre crescente di altri prodotti di consumo
e industriali) dimostrano la crescente integrazione tra l’elettronica
e il software nei prodotti fisici. Le luci lampeggianti nelle scarpe
da ginnastica dei bambini, i microprocessori nelle carte di credito
o i chip di identificazione a radiofrequenza (RFID) incorporati in
molti altri prodotti sono la chiara testimonianza che il matrimonio
tra elettronica e software sta prendendo sempre più piede in una
generazione completamente nuova di prodotti all’avanguardia.
Per i consumatori, l’integrazione di caratteristiche meccaniche, elettriche e software (talvolta
definita “progettazione elettromeccanica”) rappresenta un’autentica benedizione o un vero
e proprio piacere. Ma se si fa parte di un team di progettazione per un’azienda che si occupa
di sviluppo prodotto, la diffusione della progettazione elettromeccanica può trasformarsi in un
incubo. Il motivo: le funzionalità avanzate dei prodotti possono continuare a essere utilizzate, ma
i processi per le discipline di collaborazione sono ancora, per molte aziende, arcaici e inefficienti.
Nella maggior parte delle organizzazioni che si occupano di sviluppo prodotto, gli ingegneri
elettronici e meccanici utilizzano ancora sistemi separati ed eterogenei per la progettazione
ECAD (Electrical Computer Aided Design) e MCAD (Mechanical Computer Aided Design),
rendendo la collaborazione un’attività difficile e che richiede molto tempo.
Ciò di cui si ha bisogno è uno strumento per unire gli sforzi dei team di progettazione
meccanica ed elettrica fin dalle prime fasi del ciclo di progettazione dei prodotti e garantire
loro un modo efficiente per condividere le modifiche di progettazione incrementali al momento
dell’identificazione di un problema, anziché rimandarlo alla fase successiva.
Questo white paper descrive in maniera dettagliata le sfide che i progettisti meccanici
ed elettronici si ritrovano ad affrontare al momento e la capacità dei più recenti strumenti
software di fornire una soluzione affidabile che consenta i migliori risultati dalla
collaborazione ECAD-MCAD.
Pro/ENGINEER ECAD-MCAD Collaboration
Extension (ECX) consente di analizzare rapidamente
gli effetti delle proposte di modifica ECAD sulla
progettazione MCAD e di registrare le decisioni
di progettazione.
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Progettazione in collaborazione oggi: un processo discontinuo
La sfida principale che la maggior parte delle aziende che si occupano di sviluppo prodotto
deve affrontare è la seguente: MCAD ed ECAD sono discipline separate, con origini di sviluppo
prodotto differenti, che rendono la collaborazione difficile. Gli ingegneri elettronici e meccanici
lavorano in silo separati, sebbene paralleli, comunicando idee, progetti e interrogativi spesso
via e-mail, per telefono o di persona. Questo tipo di collaborazione personale non riesce
a stare al passo con le sfide lanciate da cicli di time-to-market sempre più rigidi, dalla dispersione
a livello globale dei team di progettazione e dall’incalzante esigenza di migliorare le funzionalità
pur dovendo creare prodotti di dimensioni inferiori. Nel mondo dello sviluppo prodotto globale di
oggi, la comunicazione via e-mail, per telefono e di persona produce, al meglio, un livello minimo
di collaborazione con processi inadeguati per il monitoraggio della progettazione.
Gli ingegneri spesso non possono avere la certezza di lavorare sul progetto in corso. In molti
casi, non possono essere nemmeno sicuri che le modifiche che apportano ai progetti verranno
implementate quando il prodotto passerà in produzione.
Una tipica fase di progettazione ECAD-MCAD PCB
Per molti dei produttori di oggi, il processo di progettazione dettagliata elettromeccanica
è responsabile della mancanza di collaborazione.
Generalmente, i team ECAD e MCAD collaborano su una distinta base (BOM) fisica iniziale
e ciascuno di essi è a conoscenza di quello che deve essere l’aspetto meccanico della scheda
a circuito stampato (PCB). L’ingegnere meccanico inizia a definire la forma della scheda,
incluse le posizioni dei fori meccanici e il posizionamento dei componenti meccanici, mentre
l’ingegnere elettrico definisce simultaneamente lo schema, incluso il confezionamento dei
componenti, l’elenco delle reti e i vincoli di interconnessioni orientati alle prestazioni.
Una volta che la definizione è stata completata dal team dei progettisti meccanici, viene trasferita
(generalmente in formato IDF) al team ECAD come baseline per il posizionamento e la stesura
elettronici. Sebbene i team ECAD e MCAD continuino ad avere la stessa conoscenza di quello
che dovrebbe essere l’aspetto della PCB, se uno dei due non si registra elettronicamente e
visualmente sulla baseline, potrebbe esserci un conflitto tra i vincoli di progettazione specifici
dei domini.
Pro/ENGINEER ECAD-MCAD Collaboration
Extension (ECX) consente di vedere e comprendere
le modifiche MCAD proposte e il loro effetto sui
corrispondenti progetti ECA.
Man mano che il team MCAD continua a sviluppare gli aspetti meccanici del prodotto,
il team ECAD, lavorando su un passaggio completamente diverso, continua ad aggiornare
il posizionamento e la stesura dettagliati. A questo punto, è probabile che i team ECAD e MCAD
abbiano una visione leggermente diversa di quello che dovrebbe essere l’aspetto meccanico
della scheda ed entrambi avranno bisogno di basarsi sugli scambi e le revisioni dei dati di
progettazione per aggiornare il progetto in ciascun dominio. E ciò che è peggio, dato che
l’ingegnere MCAD si occupa principalmente delle questioni MCAD, mentre l’ingegnere ECAD
delle questioni ECAD, nessuno dei due contribuisce a ottimizzare realmente il progetto generale.
Anche se gli scambi e le revisioni dei dati sono necessarie per garantire l’uniformità del progetto,
si rivelano tuttavia impegnative e onerose in termini di tempo.
In pratica, il processo richiede molta interazione iniziale e continuativa tra le due discipline
affinché il modello ECAD-MCAD risulti completamente ottimizzato e pronto per la produzione.
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Progetti dettagliati esaminati
Nel mercato competitivo di oggi, il processo sopra citato risulta essere inadeguato per
una serie di motivi. Un motivo è che i progetti dettagliati richiedono un maggiore livello di
collaborazione nella progettazione tra i domini ECAD e MCAD per consentire la gestione delle
interdipendenze complesse tra di essi. Un altro motivo è che gli strumenti di scambio dei dati
disponibili hanno reso difficile la collaborazione costruttiva. Ad esempio: i formati standard
sono limitati all’invio di tutti i dati e gli aggiornamenti esistenti, anziché degli aggiornamenti
incrementali.
Considerato il tempo necessario per applicare le modifiche utilizzando il formato standard, gli
ingegneri ECAD e MCAD in genere attendono il più a lungo possibile prima di implementare le
modifiche dall’altro dominio o trasmettere le proprie. Ciò può compromettere la comprensione
della portata delle nuove modifiche da parte dell’altro ingegnere e può comportare anche che,
quest’ultimo, non avendo ricevuto un aggiornamento completo, proceda con un progetto già
obsoleto.
Ecco il risultato:
I progettisti meccanici ed elettronici hanno una visibilità limitata delle reciproche
operazioni in corso tra uno scambio di file e l’altro;
È difficile esaminare una modifica prima che venga implementata nel progetto;
In molti casi, non è possibile tenere traccia dell’origine di una modifica, ovvero dell’autore,
della data e del motivo;
È probabile che le disconnessioni tra i progetti MCAD ed ECAD vengano scoperte solo in
fase avanzata del processo di progettazione e che, quindi, diventi più costoso correggerle;
I progetti non raggiungono il livello di efficienza ottimale.
Responsabili alle prese con decisioni rischiose
Per i responsabili, la mancanza di visibilità dei progetti fa insorgere seri problemi. Il responsabile,
al quale è richiesto di approvare un progetto meccanico, potrebbe non rendersi conto che il
progetto non include le modifiche ECAD più recenti. Oppure, il responsabile potrebbe rilasciare
il progetto finito in produzione, inconsapevole che l’ingegnere software ha appena inviato una
patch di protezione per correggere un bug nella release corrente. Problemi ed errori di questo
tipo possono avere un impatto devastante su vendite, profitti, costi e piani di consegna.
In un sondaggio del 2006, PTC ha scoperto che, a causa della scarsa
integrazione tra le discipline elettriche, meccaniche e software:
> 66% dei partecipanti non aveva eseguito correttamente le fasi
cardine di sviluppo e produzione;
> 80% aveva sostenuto costi di sviluppo e produzione aggiuntivi;
> 40% non aveva rispettato i piani di lancio dei prodotti.
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Esigenza: collaborazione ECAD-MCAD integrata in fase di processo
La soluzione ideale per far fronte alle sfide della collaborazione ECAD-MCAD consiste
nell’integrare le soluzioni software utilizzate dagli ingegneri ECAD e MCAD.
Con il software integrato, gli ingegneri MCAD-ECAD hanno la possibilità di utilizzare la funzione
per l’evidenziazione incrociata delle modifiche tra i loro progetti elettronici e meccanici, con la
completa visibilità tra i due team di progettazione. In pratica, su ciascuno dei loro schermi verrà
visualizzata una vista per ciascuno dei due domini (il layout della PCB e il modello CAD 3D,
affiancati), ovvero una vista che rappresenta il progetto MCAD 3D attivo e l’altra che rispecchia
uno stato concordato del dominio ECAD come riferimento (o viceversa).
Quando un ingegnere meccanico regola un componente nel modello MCAD, la modifica
verrà automaticamente rispecchiata nel layout ECAD e viceversa; in questo modo, verranno
resi visibili problemi che altrimenti non sarebbero risultati immediatamente ovvi. Il software
ECAD-MCAD integrato può tenere traccia di tutte le modifiche, consentendo agli ingegneri
di verificare le modifiche reciproche e quindi esaminare, se necessario, le origini di una
particolare modifica. Inoltre, questa soluzione consente ai responsabili dei progetti e agli
altri membri dei team di progettazione di avere la certezza di lavorare con le versioni correnti
dei progetti in un determinato momento.
Per fare in modo che questa soluzione apporti ancora maggiori vantaggi all’intera organizzazione,
il software e i dati ECAD-MCAD dovrebbero essere integrati con la soluzione di gestione dei
dati di prodotto (PDM) o di gestione del ciclo di vita del prodotto (PLM). Questa integrazione
garantisce un’ulteriore livello di certezza che consente ad altre persone che operano all’interno
dell’azienda (nell’area acquisti, marketing e finanze) di accedere alle versioni correnti dei progetti
dei prodotti. Infine, il repository PLM terrà traccia ed eseguirà il controllo della versione del
software correlato, fornendo ai responsabili dell’azienda una posizione unica (lo stesso repository
PLM) da cui osservare lo stato completo del prodotto in questione.
Approccio di PTC allo sviluppo prodotto elettromeccanico
PTC offre una soluzione di collaborazione ECAD-MCAD integrata, ovvero Pro/ENGINEER ECAD-MCAD
Collaboration Extension (ECX), che fornisce strumenti di visualizzazione ECAD-MCAD completi tramite
la soluzione ProductView ™ 9.0 dell’azienda.
Questa combinazione di soluzioni consente una collaborazione più rapida e fornisce le più avanzate
funzionalità del settore grazie alle quali è possibile mettere in atto un processo di progettazione
dettagliata elettromeccanica. Utilizzando le nuove funzionalità di Pro/ENGINEER Wildfire, oltre
che i prodotti InterComm™ Expert, ProductView ECAD Compare e ProductView Validate di PTC,
è possibile collaborare in modo più efficiente proponendo, identificando, gestendo e tenendo traccia
senza difficoltà della cronologia delle modifiche nell’ambito delle discipline meccaniche ed elettriche.
Visualizzazione e annotazione universali
Grazie a Pro/ENGINEER ECX, gli ingegneri possono visualizzare e annotare i modelli ECAD e
MCAD, identificando in modo semplice le modifiche incrementali, nonché aggiungere commenti
e altre annotazioni durante il lavoro. Con strumenti di comunicazione più efficaci, i progettisti
ECAD e MCAD vengono a conoscenza delle eventuali modifiche, garantendo al tempo stesso
la precisione delle altre informazioni necessarie nel processo industriale, quali le informazioni
relative alla produzione e agli acquisti. Questa soluzione riduce al minimo l’esigenza di frequenti
trasferimenti di progetti completi tra i team ECAD e MCAD, incrementando in tal modo velocità
ed efficienza. Eliminando il bisogno di frequenti conversioni di progetti completi, vengono
eliminati anche il rischio di sovrascritture dei dati, onerose in termini di tempo e soggette a errori.
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Identificazione automatica delle modifiche
Pro/ENGINEER ECX automatizza l’identificazione delle modifiche in diversi modi. In primo
luogo, può confrontare i progetti PCB ed evidenziare le parti modificate, utilizzando attributi
o grafici per la visualizzazione. In secondo luogo, evidenzia in modo immediato le modifiche
ECAD nel modello MCAD. In terzo luogo, quando è integrato con il software Windchill ® di
PTC, confronta automaticamente i progetti ECAD sottoposti a Check-In, quindi mostra le ultime
modifiche e, quindi, invia un report sulle modifiche all’ingegnere MCAD e/o al responsabile
dei progetti per la revisione. Infine, può essere integrato con altri strumenti ECAD per la sua
dipendenza dal modello di collaborazione nella progettazione ProSTEP, uno standard del
settore per lo scambio di dati incrementali.
Un processo migliore
Il software PTC fornisce alle aziende manifatturiere strumenti di qualsiasi tipo e dimensione per
migliorare i propri processi di sviluppo prodotto ottimizzando la collaborazione ECAD-MCAD.
Anziché basarsi su comunicazioni discontinue e casuali tra singoli ingegneri e responsabili,
i prodotti PTC consentono ai team di progettazione e fabbricazione di lavorare in parallelo, con
la sicurezza che il loro tempo e lavoro non vada sprecato su informazioni o progetti incompleti
o obsoleti. Si ottiene in tal modo un processo di sviluppo prodotto che consente di far fronte alle
sfide della progettazione elettromeccanica di oggi e di supportare le nuove sfide e opportunità
di domani.
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