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電子行業PDM選型要關注的七大技術需求

作者:張志  發布日期:2007-11-30

  越來越多的電子組裝或研發行業正在考慮實施產品數據管理系統(PDM),傳統意義上PDM更多應用于機械制造行業,在電子研發行業實施PDM在技術要求和機械行業有哪些區別,是很多電子行業選型時遇到的最大問題。

  筆者在和多個電子行業接觸過程中,發現主流PDM產品在機械制造業已經具備相對完整成熟的解決方案,但在電子行業絕大部分供應商只能說具備了技術基礎,但還缺少完成系統的應用解決方案,而且電子設計平臺軟件(EDA, Electronic Design Automation)種類太多,難以系統提出全面集成的解決方案。在本文中筆者將探討在電子行業選型PDM需要特別考慮的關鍵技術需求。

  1.電子CAD的集成能力

  電子行業多少都應用了機械CAD平臺,但更多的應用大量不同專業設計用途的EDA,而且在一個企業往往有多種不同的EDA。EDA主要完成電子產品邏輯設計、電路設計(包括邏輯圖輸入和自動生成后續設計所用的中間數據文件)和工程化設計(如VLSI的布圖布線設計,PCB的布局,分層、布線設計)。先進的EDA系統還支持并行工程設計,包括可制造性設計(DFM)、可裝配性設計(DFA)、可測試性設計(DFT)。

  EDA的集成和機械CAD有很大的區別。

  1).EDA的文件物理存儲方式一般不是一個文件,也不是類似三維裝配的一個文件族,而是存放在一組規定文件夾中文件目錄包,整個文件目錄包往往有幾十甚至幾百M大小;那么在PDM中這組文件目錄包時入庫如何處理,如何進行可視化表達,也設計成文件目錄樹還是壓縮成一個文件存儲?

  2).EDA中包含了整個電子設計過程完整信息,除了產生所謂電子產品BOM外,在信息集成接口方面要達到怎樣的要求?例如ECAD往往包含了電子元器件在指定電路板上的坐標位置信息,這些信息可以看作是管理電子元器件的關鍵加工處理信息,如何進行管理?

  3).EDA文件包中有PCB板設計圖,也有其它類型文件,在編輯軟件中瀏覽沒有問題,但如何在PDM系統中實現和機械CAD一樣的內置瀏覽?如何實現對一個文件包中指定子文件的快速瀏覽?

  2.電子BOM建模能力

  相對機械行業產品BOM而言,電子行業BOM要復雜得多。

  1).電子產品中可能涉及數千甚至上萬種電子元器件,如果納入類似機械行業產品結構管理,那么在一個電子基板下掛接大量電子元器件子節點,在管理上沒有很大益處,而且也不能充分反應電子元器件的信息(基板上的坐標位置,元件的安裝外型尺寸,接線腳,性能),很多單位通過ECAD導出電子元器件分PCB板明細清單,然后掛接到產品結構中以利后續匯總,只能是一種變通和簡化的管理辦法,那么如何組織電子元器件的BOM視圖是一個很關鍵的問題。

  2).電子行業模塊化設計水平很高,一些基礎電路和專業電路都高度模塊化,可以通過接線完成不同功能組合,而且電子線路存在大量可配置的軟開關,形成不同業務處理邏輯,這樣就意味著一個好的電子產品,不但是一種配置,而且可以衍生出一個兩兩組合的爆炸產品家族,如何管理這種理論上可以擴展到幾百上千種,實際上可能投產了幾十種的產品家族產品BOM和其中配置規則,是另一個技術難點。

  3).電子元器件在不改變設計原理的情況下,往往有多個可選擇的供應商,在生產過程中根據用戶訂單要求和采購能力可能需要設計替代料和替代加工工藝路線,對于這種存在大量供應商替代型選配的產品BOM如何管理?換句話說內部元器件品種和實際采購清單BOM如何對應?

  3.編碼管理

  在電路板上往往用到大量元器件,元器件和電路板是一種多對多的組合關系,電子元器件有統一規定的編碼,如何通過編碼反映不同位置上同類元器件,并有利于后續查詢,統計和電裝投料?是否需要建立內部編碼和外部編碼的對應,或者通過電路板編碼形成復合編碼來解決,都是需要探討的問題。

  4.物料變更

  有了編碼基礎,才能真正有效跟蹤電子行業快速物料變更管理的問題,電子行業產品競爭激烈,升級換代迅速,產品生命周期短,供應情況復雜,在研發和生產過程中往往存在大量電子元器件物料變更的情況,如何處理這種工程變更,并快速保證設計、采購,生產對變更一致性響應也是需要重點關注的問題。

  5.軟件管理

  在電子行業設計過程中還大量用到各類軟件,例如VC++ 、MATLAB仿真等軟件系統。

  對于軟件代碼如何進行安全管理?對軟件代碼編寫過程中存在的大量包含思維創新的中間狀態的工作版本代碼如何管理?對軟件設計過程如何進行審核管理(肯定不能沿用機械行業圖紙工藝審核簽名流程),確保入庫正確的軟件版本?這些都是PDM系統需要提供業務解決方案的領域。

  6.試驗管理

  電子產品定型前往往需要經過大量專項測試試驗,包括模擬仿真試驗。對于而且試驗實際上是驗證設計可靠性的審查手段,而不是機械行業圖紙審查制度和少量樣機檢驗的方式。

  電子設計領域通常將CAE系統稱為模擬驗證系統,完成邏輯模擬驗證,電路分析和仿真,設計規劃和工藝規范驗證。例如,PCB、ASIC設計后都要進行版圖驗證;熱分析驗證,驗證VLSI產品的熱源是否分布均勻,整機產品散熱是否良好。

  此外還有CAT系統。對電子產品功能及電性能指標進行測試,并對產品質量信息進行統計、分析管理。

  這些驗證過程和測試數據如何管理,也是PDM系統要解決的問題。

  7.電子工藝設計管理

  電子行業同樣存在工藝設計,電子行業工藝也存在大量圖文表混合填寫的表格,而且一些組裝型電子行業需要針對生產工位提供大量可視化程度很高的電裝工藝,以指導工人操作。同時還存在測試工藝等其它種類。

  電子工藝對圖像圖片處理要求,對CAD圖形集成要求非常高,而且電子行業工藝格式是復雜表格,位置難以固定,目前主流CAPP功能對此支持能力都存在很大不足。

  此外,電子行業CAM系統實際上也支持工藝化功能設計,包括進行一系列的工藝規則檢查,及對CNC機床(模具、多頭鉆床)、測試設備的信息集成的支持功能。PDM系統要著重解決上游CAD/CAM系統與現場大量先進的數控設備的信息交換集成。

  此外,在電子行業協同和并行工作的特點更為明顯,而且很多電子企業在不同地域都有設計和制造團隊,因此對WEB協同設計平臺要求比機械行業更明顯和突出,要求細節也更多。

  此外,ERP接口也是電子行業關注的重點,但電子產品實際上分為電子整機類產品、電子元器件和材料,對應生產類型有組裝生產、大批量生產、多品種小批量生產、混合式生產(自制零件+組裝)、流程式生產,對ERP接口要求差別很大,需要針對行業特點深入設計才能有效應用。

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