Cadlog Blog

News e aggiornamenti per l'industria elettronica e l'ingegneria

Come funziona la New Product Introduction nell’industria elettronica

di Paolo Subioli on 4 Aprile 2019

La New Product Introduction (NPI), altrimenti nota come New Product Development, è l’insieme delle attività necessarie a portare sul mercato un nuovo prodotto industriale. Ogni volta che si crea un nuovo progetto e si decide di passare alla sua ingegnerizzazione e poi alla produzione, si parla di New Product Introduction. La NPI è il ponte che lega il progetto alla produzione, consentendo di considerare il prodotto da entrambi i punti di vista. La New Product Introduction consente di:

  • comprendere gli impatti sulla produzione del progetto di PCB;
  • ottimizzare il progetto di PCB in base ai volumi di produzione;
  • comunicare alla produzione i dati completi del progetto;
  • generare di tutta la documentazione, i programmi e gli strumenti necessari alla produzione.

La necessità di soluzioni per la NPI

La New Product Introduction è una fase del processo industriale che nasce dalla necessità di risolvere alcuni problemi, come ad esempio:

  • un livello eccessivamente alto di scarti durante il processo produttivo;
  • rese scarse nella produzione;
  • la difficoltà a rispettare i tempi di consegna;
  • problemi di affidabilità del prodotto;
  • tempi di preparazione dei dati per la produzione troppo lunghi;
  • necessità di impiegare troppa forza lavoro per gestire i problemi;
  • richiesta da parte dei clienti di servizi di Design for Manufacturing (DFM) e di feedback.

Una soluzione che risponde a tutte queste necessità è Valor NPI, il tool di Mentor e Siemens PLM che utilizza le migliori soluzioni DFM per consentire un’introduzione di nuovi prodotti efficiente ed economica. Il processo di NPI che tale strumento abilita consiste prima nella verifica che i dati di output del progetto siano compatibili coi processi produttivi che si intendono adottare e con i vincoli tecnologici. Poi prepara tali dati per un loro utilizzo a prova di inconvenienti nella preparazione del processo produttivo.

Il processo di New Product Introduction (NPI)

Valor NPI analizza i progetti di PCB dal punto di vista della resa in fase di produzione, del costo e di eventuali problemi di affidabilità del prodotto finito.

Il processo di DFM per la New Product Introduction visto da vicino

Il processo di Design for Manufacturing per la New Product Introduction si colloca in teoria alla fine della fase di progettazione. In realtà, come vedremo, il DFM non solo comporta la necessità di rimettere mano ad alcuni aspetti del progetto stesso, ma è bene che intervenga già all’interno del processo progettuale. I dati di output, possibilmente nei formati standard IPC-2581 e ODB++, vengono processati da Valor NPI, che li analizza alla ricerca di eventuali problemi, effettuando numerosi controlli. Questi ultimi possono riguardare sia la fabbricazione del PCB, sia l’assemblaggio della scheda. A questo punto si possono presentare due tipi di situazioni:

  • se ci sono problemi, viene inviato un feedback per effettuare modifiche al progetto; va detto per inciso che sempre più progettisti preferiscono sottoporsi prima a correzioni al proprio lavoro, piuttosto che constatare poi lievitazioni dei costi a causa degli errori;
  • se i controlli vengono superati, i dati sono pronti per essere passati alla fase successiva, quella del CAM (Computer-aided manufacturing), i software che gestiscono le macchine per la fabbricazione del PCB; in questo ambito la parte del leone la fa Valor Process Preparation, la soluzione di Siemens PLM per l’ingegnerizzazione, il DFA (Design for Assembly), l’assemblaggio e il test dei PCB.

Poi, come si evince dallo schema che segue, si passa alla fabbricazione del PCB e quindi all’assemblaggio dei componenti, per la realizzazione del PCB completo, dove la soluzione più avanzata è Valor MSS, oggi integrata all’interno della Camstar Electronics Suite.

Valor NPI nel processo di produzione del PCB

La necessità di un DFM precoce

L’esperienza ha insegnato alla maggior parte dei progettisti che effettuare i controlli DFM solo alla fine di tutto il processo progettuale è rischioso, perché potrebbe essere troppo tardi. Qui risulta prezioso l’approccio di “spostamento a sinistra” proposto da Mentor. Non stiamo parlando di politica, ma di un una cultura progettuale che si sta diffondendo sempre di più nell’industria.

Spostamento a sinistra significa anticipare il più possibile, su un’immaginaria scala cronologica orizzontale, tutti i controlli, le verifiche e le simulazioni che si rendono necessarie per prevedere i comportamenti del prodotto e dei suoi componenti, e prevenire così eventuali problemi. Ne abbiamo già parlato più volte a proposito della verifica e della simulazione, nell’ambito della cosiddetta prototipazione virtuale. In questo caso parliamo essenzialmente di prevenire i difetti e i problemi di producibilità.

Il principio è semplice: risolvere i problemi appena si intravedono è facile, poi sempre più difficile. Ma questa è una regola che vale per qualsiasi aspetto della vita! Lo schema che segue illustra in quali fasi, in particolare, il DFM si dimostra più efficace nel prevenire i problemi.

Il DFM simultaneo (concurrent DFM) nel processo di progettazione del PCB

Un vantaggio che va sottolineato, riguardo l’adozione di un tool come Valor NPI di un progetto elettronico, è che i risultati dell’analisi DFM sono collegati direttamente al CAD che gestisce il layout del PCB, abbreviando così i tempi di qualsiasi tipi di modifica. Questo approccio inoltre ha un importante aspetto che potremmo definire culturale, perché aiuta i progettisti a essere più consapevoli della produzione. Molto spesso, infatti, assistiamo al fenomeno dei progettisti che non sanno nulla dei processi produttivi, che addirittura non sono mai entrati in una fabbrica in vita loro, e tendono così a rimanere confinati in un approccio astratto alla progettazione. È un fenomeno provocato da vari fattori, tra cui la diffusione degli strumenti digitali di progettazione, la sempre maggiore complessità dei progetti, la necessità di ridurre sempre di più i tempi, eccetera.

I controlli DFM

A questo punto rimane da capire cosa c’è da controllare, in un progetto che ha probabilmente passato tutte le fasi di verifica, validazione e simulazione. Il lavoro da fare (per il software) è parecchio, considerato ad esempio che un problema potrebbe passare indenne il Design Rule Checking, ma impattare ugualmente sulla resa in produzione, sul costo o sull’affidabilità del prodotto finito.

Allo stato attuale, Valor NPI effettua ben 953 controlli di tipo diverso, di cui 292 relativi alla fabbricazione del PCB, 366 all’assemblaggio, 123 alle tecnologie del flessibile e rigido flessibile, 45 alle microvias, 39 alla pannellizzazione, 88 ai substrati. Inoltre esegue la validazione della netlist e della BOM e della Approved Vendor List (AVL).

Per avere un’idea del tipo di impatto che può avere il DFM, può essere utile consultare la lista dei controlli effettuati da Valor NPI per la fabbricazione del PCB, cioè le verifiche che consentono di individuare potenziali problemi durante la produzione del circuito stampato (PCB) in quanto tale.

Un esempio interessante riguarda un aspetto piuttosto trascurato, in fase di progettazione, quello della pannellizzazione, cioè la disposizione di più copie del PCB in un unico pannello delle dimensioni idonee ad essere processato dalle macchine nella linea di assemblaggio. I normali programmi CAD dispongono i PCB in base alle loro dimensioni, senza tenere conto della forma, ma questo si traduce in un grande spreco di materiale.

Nell’esempio che segue, viene utilizzato un pannello da 18” x 24”. Nel primo caso i PCB sono disposti in base al loro ingombro complessivo e in un pannello ce n’entrano 6, con un tasso di utilizzo del materiale del 18,7%. Nel secondo caso, Valor NPI ha studiato più a fondo la questione, scoprendo che in quello stesso pannello ce ne possono entrare 10, di PCB, con un utilizzo del 31,5% di materiale. Non ci sono da aggiungere molte altre parole.

Ottimizzazione nella pannellizzazione del PCB con Valor NPI

Scopri come risparmiare tempo e soldi con Valor NPI

Saving Time and Money with Valor NPI

Risparmiare tempo e soldi con Valor NPI

La presentazione, riccamente illustrata e piena di esempi, che mostra in modo esaustivo cone risparmiare tempo e soldi con il Design for Manufacturing di valor NPI. La guida definitiva per capire come creare quel collegamento che mancava tra progettazione e produzione del PCB.

Paolo SubioliCome funziona la New Product Introduction nell’industria elettronica

Articoli correlati

Vi consigliamo la lettura dei seguenti articoli