DFM

Come funziona la New Product Introduction nell’industria elettronica

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 di Siemens Opcenter Execution Electronics.

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

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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.

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Con il 3D, la documentazione per il PCB può abbassare i costi totali del prodotto

on 19 Febbraio 2019

La documentazione del PCB può svolgere un ruolo fondamentale per l’obiettivo di ridurre al minimo tempi e costi per la progettazione e l’introduzione sul mercato di nuovi prodotti, prima che lo faccia la concorrenza. Tale obiettivo è una preoccupazione costante per gli sviluppatori dei prodotti elettronici più avanzati. Tra le principali sfide da affrontare ci sono la complessità della catena di fornitura dei componenti elettronici, la riduzione del personale qualificato e la gestione di team di progettisti distribuiti a livello globale. L’eliminazione dei “colli di bottiglia” può ridurre drasticamente il tempo che serve per arrivare dal concept alla produzione, nell’ambito del ciclo di vita del prodotto.

Uno dei colli di bottiglia più sottovalutati, da questo punto di vista, è la qualità della documentazione richiesta per la fabbricazione e l’assemblaggio del PCB. Oggi la maggior parte della documentazione del PCB viene generata usando le funzionalità dei sistemi CAD per il PCB. Questi ultimi, in un numero crescente di casi, non sono all’altezza di ciò che è necessario. In ambiti industriali come il militare, l’aerospazio, l’automotive e altri, è richiesta una documentazione stringente. I requisiti di documentazione non si limitano a un singolo dipartimento all’interno di un’intera organizzazione. Molti processi per il passaggio dalla progettazione alla produzione hanno requisiti di documentazione unici.

L’importanza di una documentazione per il PCB completa

La documentazione del PCB crea le specifiche di produzione per un prodotto elettronico. Una documentazione esauriente registra l’”intenzione” del progettista rispetto a un progetto, specificando la forma, le modalità di inserimento e le funzionalità di un PCB.

La documentazione guida il processo di acquisto, aiuta gli ingegneri di produzione ed è utilizzata nell’ispezione finale, per verificare che il prodotto sia stato realizzato secondo le specifiche richieste. Inoltre viene archiviata per assicurarsi che produzioni successive assicurino gli stessi livelli di qualità. La documentazione del PCB deve fissare tutte le informazioni necessarie non solo a realizzare il prodotto oggi, ma anche in futuro, eliminando qualsiasi tipo di congettura.

Il miglior modo per ottenere una documentazione del PCB di alta qualità è di utilizzare un tool specifico. Il più noto è BluePrint, un editor per la documentazione del PCB ricco di funzionalità e di facile utilizzo. Nell’ultima versione, rilasciata a fine 2018, DownStream Technologies ha introdotto una caratteristica fondamentale: la visualizzazione e documentazione in 3D dei dati di produzione. Le funzionalità 3D sono state rese disponibili in un ambiente 2d/3D pienamente integrato, in grado di migliorare il post-processing.

L’intelligenza di BluePrint

BluePrint “sa” che sta creando un documento del PCB e importa l’intero database del CAD per il PCB una volta, per creare automaticamente e collegare un numero illimitato di visualizzazioni e dettagli del PCB. Allo stesso tempo, il tool mantiene l’intelligenza del progetto e prevale sui vincoli imposti dalle alternative sia del CAD elettronico che di quello meccanico. Il risultato è un documento elettronico che articola meglio le istruzioni per una produzione di successo del PCB.

Con BluePrint, i gruppo di progettazione del PCB possono aspettarsi di ridurre il processo di documentazione a una frazione del tempo richiesto normalmente e anche oltre, quando sono richiesti degli Ordini di modifica tecnica (ECO – engineering change orders). In caso di ECO, dal momento che tutte le visualizzazioni, i dettagli e i grafici del PCB rimangono collegati ai dati originali del PCB, essi vengono istantaneamente aggiornati in BluePrint, ogni volta che i dati subiscono dei cambiamenti nel CAD elettronico.

Perché il 3D nella documentazione del PCB

Il 3D è utile nella documentazione del PCB per visualizzare come il PCB stesso verrà prodotto prima che inizi la produzione vera e propria. Questa tecnologia ha dimostrato di essere cruciale nelle seguenti fasi del post-processing del PCB:

  • Nella visualizzazione dello stack-up (berber/ordine dei layer, materiali e attributi, spessori, tecnologie di foratura)
  • Nella progettazione (modello virtuale del PCB, disegni per la foratura, ispezione visiva, analisi degli errori)
  • Nella pannellizzazione (pannelli a matrice di modelli, validazione dell’uscita del pannello, visualizzazione di conflitti)
  • Nei documenti (documenti interattivi, documenti basati su modelli, supporto all’e-paper, 3D nel PDF)

Inoltre, il 3D mostra come I dati del CAM si integrano per creare un PCB finito. Ad esempio, è possibile vedere una scheda da qualsiasi angolo, perfino tra i layer. È possibile distinguere le tecnologie per i drill e le vias. Si può ottenere una chiara definizione dei materiali dielettrici, e così via.

Il 3D può essere usato per creare documenti interattivi che catturano pienamente le intenzioni di progetto. È possibile condividere il modello di PCB come PDF, con il team di progettazione, aggiungere un modello 3D come referenza per la fabbricazione, aggiungere prospettive 3D ai disegni per l’assemblaggio, mostrare rappresentazioni 3D con le liste dei componenti, le note, i dettagli, ecc.

Qui di seguito è possibile vedere il modo tipico in cui BluePrint gestisce la documentazione del PCB, arricchendo i pacchetti di documentazione tradizionale 2D con modelli 3D:

Documentazione del PCB con BluePrint

Documentazione del PCB per la produzione: la rivoluzione del 3D

Guarda ora il webinar on demand

webinar sulla documentazione del pcb

Quante volte vi è capitato che la realizzazione del vostro progetto di prodotto elettronico subisse dei ritardiper via di difetti di produzione? La verità è che molti di tali difetti possono essere prevenuti già in fase di progettazione, se si predispone una documentazione adeguata.

In questo webinar vedremo come, grazie al nuovo approccio rivoluzionario di BluePrint, basato sul 3D, la documentazione del PCB possa svolgere un ruolo fondamentale nel ridurre i tempi e i costi complessivi di introduzione di un nuovo prodotto elettronico sul mercato.

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CadlogCon il 3D, la documentazione per il PCB può abbassare i costi totali del prodotto

Il Design for Test (DFT) è più facile, da quando Cadlog è distributore ufficiale di Test Expert e FABmaster

on 13 Dicembre 2018

Il Design for Test (DFT) nell’industria elettronica è diventato un po’ più facile. Grazie al recente accordo di partnership tra Siemens e Cadlog, l’azienda milanese – che è diventata distributrice del colosso tedesco per diversi paesi europei – distribuisce e fornisce assistenza per Test Expert e FABmaster, i più noti prodotti per l’ottimizzazione della fase di test del PCB. L’uso di questo genere di software consente di ridurre i costi e i tempi dei test in occasione dell’introduzione di nuovi prodotti (NPI) e dei cambiamenti di progetto nei PCB.

Questi tipi di tool sono caratterizzati da una stretta correlazione con le tecnologie specifiche utilizzate dalle macchine e comprendono pertanto il supporto ad un’ampia gamma di tecnologie diverse. Col passare del tempo, l’evoluzione di questi strumenti è andata nella direzione di continui miglioramenti dell’interfaccia grafica e quindi di una sempre maggiore semplicità d’uso.

Con l’arrivo di Cadlog in questo ambito, chi lavora con FABmaster o Test Expert sa di poter contare su un’assistenza con una lunga esperienza sul campo. Dunque la buona notizia è che si può continuare ad utilizzare tranquillamente questi tool disponendo però di un referente tecnico affidabile,

Cos’è Test Expert

Test Expert, noto ufficialmente come SIMATIC IT UniCam Test Expert, è il più noto software per il DFT (Design for Test) e la programmazione dei test per l’industria elettronica. Prodotto da Siemens, Test Expert è una soluzione integrata che consente ai produttori di elettronica di passare dal progetto al test e all’ispezione in tempi molto ridotti. Test Expert consente di determinare a priori il piazzamento meccanico delle sonde sui punti bersaglio.

La forza di Test Expert sta in un algoritmo parametrico di piazzamento delle sonde, molto affidabile, che consente di lavorare per singolo o doppio lato, così come per sonde mobili o letto d’aghi.

Scarica il datasheet:What’s New in SIMATIC IT UniCam Test Expert 11

Cos’è FABmaster

FABmaster è il predecessore di Test Expert. Dotato di un algoritmo estremamente potente, FABmaster è storicamente il tool più rappresentativo dell’automazione della fabbrica elettronica per quanto riguarda la New Product Introduction (NPI).

FABmaster ha introdotto l’automazione nella preparazione della fase di test, con una serie ampia di regole impostabili dall’utente.

Un tecnico esperto sempre disponibile

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Enrico Da Pra

Esperto nella assistenza tecnica di pre-vendita e di post-vendita per prodotti software NPI (New Product Introduction) nel settore dell’assemblaggio elettronico. Gestione di progetti di Tracciabilità di Processo e Prodotto nel settore elettronico. In Cadlog ricopre il ruolo di Senior Application Engineer per il supporto post vendita delle soluzioni di Eletronic Manufacturing in Europa.

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Design for Manufacturing: CAM350 porta il 3D nella documentazione di progetto del PCB

on 20 Novembre 2018

Il Design for Manufacturing del PCB compie un grande balzo in avanti con il rilascio della Release 2018 di CAM350 e degli altri prodotti di DownStream Technologies, che sono BluePrint e DFMStream. La novità maggiore è costituita dall’introduzione della tecnologia 3D all’interno dei tool, la quale consente di compiere molte operazioni di post-processing del PCB e di produrre documentazione per la produzione in modo molto più chiaro e a prova di errori.

Il Design for Manufacturing (DFM) costituisce quell’insieme di attività che, dopo la progettazione del circuito stampato, consentono di verificare il progetto, predisporre i documenti per la produzione e individuare eventuali elementi che potrebbero portare problemi in fase di fabbricazione del PCB o di assemblaggio dei componenti.

La Release 2018 di CAM350 contiene diverse novità importanti, che anticipiamo subito:

  • l’introduzione del 3D nella visualizzazione e nella documentazione dei dati per la produzione;
  • un’interfaccia utente completamente rinnovata e semplificata;
  • la condivisione completa di tutti i dati tra i diversi prodotti DownStream, in un unico database;
  • la gestione migliorata di tutte le funzioni di analisi DFM;
  • il supporto per i 64 bit e altri aggiornamenti.

Ma passiamo alla novità più rilevante, l’introduzione del 3D per il post-processing del PCB.

A cosa serve il 3D nel DFM?

L’introduzione della tecnologia 3D nella fase di post-processing, cioè di Design for Manufacturing (DFM), non è così scontata. Essa porterà importanti vantaggi a chi deciderà di adottare il nuovo tool, nell’ambito della visualizzazione, verifica e documentazione del progetto di PCB, e qui vi spieghiamo brevemente il perché.

  1. La visualizzazione in 3D dei dati per la produzione consente di modellare i vari dati importati – Gerber, Drill, ODB++ o IPC-2581 – in un facsimile 3D del circuito stampato, così come di modellare il PCB in 3D nell’ambito di un pannello per la fabbricazione o l’assemblaggio.
  2. Il nuovo 3D Design View port consente di passare velocemente dal 2D al 3D e viceversa.
  3. Il visualizzatore 2D/3D dello stack-up del PCB è una sorta di sandbox “come se”, che consente di orientare i layer, inserire i materiali costruttivi, definire le tecnologie per le via, aggiungere spessori o altri attribuiti dei materiali.
  4. La documentazione 3D consiste nella possibilità di inserire il modello 3D del PCB nei documenti, per eliminare possibili ambiguità nel trasmettere alla produzione i reali obiettivi del progetto.
  5. È possibile esportare i modelli 3D nei documenti in formato PDF.
  6. L’integrazione tra prodotti della Release 2018 permette di creare un ambiente integrato 2D/3D di preparazione dei dati di produzione.

Visualizzazione 2D e 3D a confronto

Tanto per dare un’idea dei vantaggi di questa nuova tecnologia, mettiamo a confronto le modalità di visualizzazione 2D e 3D dei dati CAM (Computer Aided Manufacturing).

Visualizzazione 2D

  • Limitata al top-down o al bottom-up
  • Difficoltà a distinguere le tecnologie per le vias
  • Nessuna rappresentazione dei materiali dielettrici
  • Dati negativi non riflessi in modo accurato
  • Impossibile distinguere gli spessori

Visualizzazione 3D

  • Vista da qualsiasi angolazione, compresa quella tra i layer
  • Facile distinzione tra le tecnologie di drill e vias
  • Definizione chiara dei materiali dielettrici
  • Dati negativi resi come i positivi
  • Raffigurazione accurata degli spessori

PCB Design & Fabrication: i nuovi strumenti per la preparazione dei dati e della documentazione

Webinar gratuito - Mercoledì 5 dicembre 2018 - ore 10

PCB Design & Fabrication” è il titolo del nuovo webinar sulla preparazione dei dati e della documentazione per il passaggio alla produzione dei progetti di circuiti stampati. Nel corso dell’incontro, Ivano Tognetti presenterà le nuove versioni di CAM350 e BluePrint, gli strumenti più avanzati per la preparazione alla produzione, di cui DownStream Technologies ha appena rilasciato una versione di primaria importanza.

Vedremo, in particolare, quali vantaggi porta l”introduzione della tecnologia 3D per il Post-Processing, compresa la possibilità di usare il 3D per la definizione dello stack-up, la modellazione del PCB, la visualizzazione del pannello e l’uso di modelli 3D da aggiungere alla documentazione.

Verranno illustrate anche le novità che portano ad aumentare la produttività di questa parte di progettazione e a conformarsi con estrema facilità agli standard industriali, con un’interfaccia grafica completamente nuova.

La partecipazione è gratuita, ma è necessario prenotarsi.

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CadlogDesign for Manufacturing: CAM350 porta il 3D nella documentazione di progetto del PCB

La panoramica completa degli strumenti che portano l’Industria 4.0 nella produzione elettronica

on 1 Marzo 2018
La produzione elettronica è tra gli ambiti industriali a maggior tasso di competizione e dunque necessita in modo particolare di metodi e strumenti per aumentare al massimo la produttività, riducendo al minimo gli errori. Oggi il cambiamento principale che avviene nelle fabbriche è quello denominato “Industria 4.0”, o quarta rivoluzione industriale. Essa consiste in una gestione avanzata dei dati prodotti dalle diverse macchine, grazie alle tecnologie internet, per far sì che le linee di produzione possano gestire da sole i vari aspetti che rendono più o meno efficiente la produzione, come il controllo degli errori, la gestione delle scorte di materiale, l’approvvigionamento, il controllo dei processi, la prevenzione dei guasti, e così via.

Si tratta in parte di cambiamenti che eliminano l’intervento umano – come del resto è sempre avvenuto nelle fabbriche – e in parte di cambiamenti che danno agli operatori strumenti di controllo più sofisticati.

Siemens è uno degli attori più impegnati a diffondere i metodi e gli strumenti dell’Industria 4.0. Con la recente acquisizione di Mentor, integrata in Siemens PLM, il settore della produzione elettronica entra a far parte di una piattaforma a livello planetario nella quale la gestione dei dati di produzione diventa il principale fattore di innovazione e di competitività.

Mentor ha portato in dote all’interno di Siemens PLM, oltre ad alcuni tra i più diffusi strumenti per la progettazione elettronica, la suite Valor MSS, che comprende tutti i tool necessari ad implementare l’Industria 4.0 nella fabbrica elettronica. In questo articolo vedremo una panoramica completa di tali tool.

Quali sono i tool per l’Industria 4.0

Lo schema che segue sintetizza tutta la filiera che porta il prodotto elettronico sul mercato, a cominciare dalla progettazione, con i rispettivi strumenti. Si comincia in alto a sinistra con i tool per il PCB Design, si passa alla preparazione alla produzione, per finire con l’ingegnerizzazione della produzione stessa. Il formato dati che fa da riferimento a tutto questa parte è ODB++, presupposto indispensabile per la realizzazione di tutto quello che avviene dopo e dunque inevitabile sostituto dell’ancora molto diffuso formato Gerber.

Sulla parte destra, in blu, siamo all’interno della fabbrica, dove tutti i dati vengono gestiti grazie allo standard OML (Open Manufacturing Language), che permette anche a macchine di diverse marche di collaborare per una gestione unificata delle informazioni. La Valor IoT Box è l’unica parte hardware e serve proprio a gestire il flusso di dati OML. Seguono poi le varie soluzioni per la gestione dello shopfloor e infine i Biga Data Analytics, per gestire la cosiddetta Business Intelligence.

La suite Valor MSS per la produzione elettronica

Gli strumenti della suite Valor MSS per la produzione elettronica (cliccare per ingrandire)

Gli strumenti per il design e la preparazione della produzione del PCB

"ValorInizialmente ci sono gli strumenti per la progettazione del PCB. Il tool che meglio di tutti si integra con la produzione è Xpedition, che fornisce l’integrazione tra la definizione del progetto a livello di sistema e l’esecuzione della produzione. Caratteristiche di Xpedition sono quelle di ridurre drasticamente, fino al 50%, i cicli di progettazione, di essere fortemente integrato col CAD meccanico e di utilizzare tecnologie brevettate uniche.
"ValorIl secondo passaggio è molto importante: la verifica del prodotto ai fini della producibilità (DFM). In questo caso lo strumento è Valor NPI, che consente di effettuare tutte le verifiche sulla base delle capabilities della produzione e dei vincoli. Valor NPI sposta il più possibile indietro nel tempo l’individuazione di potenziali errori in produzione, anche a beneficio dei progettisti meno esperti. Un elemento chiave in questa fase è l’uso del formato ODB++, che consente di andare in produzione con un unico file e senza ambiguità, consentendo di dare subito inizio alla preparazione della produzione
"ValorEssendo l’introduzione di nuovi prodotti (NPI) una fase particolarmente delicata, la proposta è quella di adottare Frontline per la fabbricazione del PCB, in particolare per la verifica del progetto e la pre-produzione. Frontline è frutto di una joint venture tra Mentor e l’israeliana Orbotech.
"ValorLe informazioni contenute nell’ODB++ vengono utilizzate sia per la fabbricazione del PCB che per l’assemblaggio. Poi è Process Preparation ad occuparsi, in un’unica interfaccia, di preparare i dati per tutti i processi all’interno della fabbrica: le diverse macchine SMT, test, ispezione, così come le istruzioni per l’assemblaggio manuale. Process Preparation è un tool molto potente, che riduce enormemente i tempi, inviando le istruzioni elle macchine nel loro linguaggio nativo, senza bisogno di interventi manuali. Per ciascun processo esegue una simulazione, che consente di individuare i problemi prima che avvengano.  Inoltre è possibile passare a una diversa configurazione del prodotto in pochi minuti.
"ValorProduction Plan è lo strumento per gestire la pianificazione della produzione, un’operazione particolarmente complessa, che dipende dalla sequenza dei prodotti e dalla necessità di ottimizzare le diverse linee SMT. Di solito, maggiori sono le variazioni di prodotto, minore è la produttività, ma Production Plan consente proprio di pianificare la successione degli ordini e l’uso dei materiali per ottimizzare l’uso delle linee.

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CadlogLa panoramica completa degli strumenti che portano l’Industria 4.0 nella produzione elettronica

Ridurre il costo del PCB con l’ottimizzazione del pannello – 2a parte

on 13 Dicembre 2017

Nella prima parte di questo mini-dossier sull’ottimizzazione del pannello per la produzione del PCB, abbiamo visto innanzi tutto cos’è un pannello per l’assemblaggio del circuito stampato (PCB) e poi quali sono i motivi che rendono conveniente per un OEM occuparsi direttamente della progettazione del pannello, senza demandare la sua gestione al produttore. Oggi entreremo nel merito dei risparmi economici ottenibili con l’ottimizzazione del pannello.

(Se non avete proprio chiaro cosa sia un OEM, potete consultare il nostro glossario EDA)

Un effetto collaterale del controllo sulla pannellizzazione è che l’OEM può vedere qualsiasi requisito dei fornitori e accertarsi che l’output inviato sia non solo accettabile, ma ottimizzato per i suoi obiettivi. Questo processo previene anche l’inefficienza che scaturisce dal comunicare e cercare di risolvere i problemi con ciascuno dei fornitori. La sua coerenza è ulteriormente rafforzata dall’invio dei dati del pannello come parte di uno scambio di dati intelligente, anziché accontentarsi di un mero file grafico.

Risparmi di materiale

Si considerino le percentuali di utilizzo del materiale. I produttori forniscono un numero che di solito è incredibilmente alto, intorno al 60%. A prima vista sembra buono, ma è un inganno. Il produttore dichiara quanto del pannello di fabbricazione viene utilizzato, basandosi sul pannello di assemblaggio che gli viene fornito. Il pannello di assemblaggio è sempre una scatola rettangolare che si adatta graziosamente alle dimensioni dei pannelli rettangolari.

In realtà, ciò di cui l’OEM si preoccupa è l’area effettiva di materiale usato per i PCB, non per il pannello di assemblaggio, perché essa determina quanti pannelli servono per produrre l’ordine. Nell’esempio della figura che segue, il produttore dichiarerà un’utilizzazione di materiale al 58,9%, ma a causa della forma del PCB, l’utilizzazione effettiva è solo del 18,7%.

ottimizzazione del pannello per la produzione del PCB

I produttori vedono questo esempio come 58.9% di utilizzo di materiale, mentre un OEM lo vede come 18.7% di utilizzo effettivo, basato sul PCB.

Patrick McGoff ha esaminato quattro diversi progetti, ciascuno dei quali con una diversa definizione del volume di produzione, col fine di misurare il risparmio di materiale che può essere ottenuto da un OEM. Il PCB 1 è un circuito stampato rigido, da realizzare in lotti di 2.000 pezzi. La figura che segue mostra come, prima dell’ottimizzazione del pannello, l’OEM poteva ottenere il 18,7% di utilizzo del materiale, su un pannello di 18 x 24″, con due PCB per striscia e sei strisce per pannello. Dopo che l’OEM ha ottimizzato il pannello per l’assemblaggio, ha scoperto di poter ottenere il 31,5% di utilizzo di materiale, arrivando in ogni pannello a dieci strisce da due PCB ciascuna. Il software per l’ottimizzazione del pannello nidifica i circuiti automaticamente in un pannello di assemblaggio più stretto, a dispetto della sua forma non standard.

Assemblaggio ottimizzato all’interno di un pannello ottimizzato per la fabbricazione

Successivamente McGoff ha calcolato i costi tramite un foglio di calcolo che prendeva in considerazione i seguenti parametri:

  • numero di PCB ordinati
  • superficie del pannello di fabbricazione
  • costo al metro quadro del pannello di fabbricazione
  • surplus di superficie richiesto (per ospitare i residui)

Per l’esempio riportato sopra, è stato calcolato il costo prima e dopo l’ottimizzazione, per ordini tra i 100 e i 2.000 pezzi, in scaglioni di 100.

Come mostrato nel grafico che segue, l’ottimizzazione ha consentito notevoli risparmi per qualsiasi volume di produzione. Successivamente è stato identificato il volume di produzione con il più basso il costo per PCB. Questo potrebbe consentire addirittura di modificare la misura dell’ordine in base alla necessità di abbassare al minimo il costo unitario del prodotto.

Per tutti i volumi di produzione, il pannello ottimizzato evidenzia evidenti riduzioni di costo

Il grafico successivo mostra il numero di pannelli realmente necessari, in entrambi i casi. Potrebbe sembrare strano che gli andamenti non siano in linea retta; ciò è dovuto al fatto che entrano in gioco numerose variabili. Più sorprendente forse è il fatto che già alla quantità di 4 pannelli si ottiene un risparmio significativo!

Numero reale di pannelli necessari, non ottimizzati e ottimizzati

La tabella che segue mostra invece una sintesi dei calcoli effettuati sui 4 diversi PCB analizzati, ciascuno dei quali caratterizzato da un diverso volume di produzione. I risparmi sono sempre notevoli, persino nei casi di quantità ridotte di PCB prodotti annualmente.

Risparmi ottenibili per i pannelli nei 4 casi di PCB analizzati

Per concludere, si considera anche il costo del lavoro necessario per definire, mettere a punto e comunicare tutte le istruzioni per la pannellizzazione, l’adozione di un tool per la pannellizzazione sistematica porterebbe risparmi anche in questi ambito.

[L’immagine iniziale è tratta da allpcb.com]

Valor NPI

Il tool ideale per ottimizzare la pannellizzazione del PCB

Valor NPI fornisce la soluzione all’esigenza di un trasferimento efficiente dei progetti di PCB da qualsiasi tipo di fonte verso la produzione

“Valor NPI consente di risolvere i problemi di produzione già in fase di progettazione, anticipando ciò che può essere fatto per arrivare presto sul mercato con grandi volumi”

Chiedi informazioni su Valor NPI:

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CadlogRidurre il costo del PCB con l’ottimizzazione del pannello – 2a parte

PCB Design, ecco le novità di Xpedition VX.2.2

on 12 Settembre 2017

Un’importante novità nel PCB Design è il rilascio della versione VX 2.2 di Xpedition, da parte di Mentor/Siemens. Xpedition è il tool di fascia altra per il PCB Design, destinato alle imprese globali. La nuova versione si pone l’obiettivo di affrontare le complessità tipiche del design contemporaneo, puntando primariamente sulla facilità d’uso e il lavoro in team.

La sempre maggiore densità dei prodotti elettronici impone lo sviluppo di progetti ultra-compatti, con sempre più funzionalità e a costi sempre più ridotti. La risposta di Xpedition è quelle di tecnologie innovative che enfatizzano aspetti come il riuso dei progetti, l’automazione del disegno del layout, una facile configurazione dei vincoli avanzati, la progettazione e verifica 3D dei sistemi rigid-flex, così come una solida gestione dei dati.

Ecco una sintesi le principali novità.

Data Management

  • Vault distribuiti – Adesso sono disponibili sia master vault remoti sia nodi vault remoti per fornire un’istanza separata del server con una distribuzione localizzata dei vault.
  • Cross Probing – Integrazione migliorata con gli strumenti di creazione del PCB design, che abilita il cross probing (scambio di dati bidirezionale) tra le applicazioni e lancia i tool di modellazione SI/AMS.
  • Collaborazione – Ridisegnata l’interfaccia utente di collaborazione per fornire un contesto comune per la ricerca, la navigazione e l’ispezione. È stato introdotto un “Compare Basket” per assistere il progettista nel processo di selezione di due progetti per il confronto. Inoltre può essere utilizzata la ricerca rapida per trovare qualsiasi caratteristica o meta-dato della libreria o del progetto sulla base di un determinato testo.

System Design

  • Connettori a fori passanti – Viene supportato l’accoppiamento dei pin in un connettore a fori passanti (Board-through Connector o Stack Connector) con I pin di due connettori diversi (ad esempio sopra e sotto la scheda).
  • Connettori backshell – I connettori backshell ora possono essere generati a livello di libreria e hanno anche una propria rappresentazione grafica.
  • Livelli di astrazione multipli – Nel corso della progettazione di sistema, c’è speso bisogno di variare i livelli di astrazione nel corso del tempo, quando vengono aggiunti dettagli. Ora in Xpedition sono disponibili livelli di astrazione multipli, per supportare questo processo progettuale graduale utilizzato tipicamente dagli architetti di sistema.
  • Integrazione col Cable Design – Adesso è possibile scambiare le informazioni dettagliate relative all’interfaccia fisica di un’unità, descritte nell’Interface Control Document (ICD), tra il progetto di sistema e il progetto di cablaggio.

Cattura dello schematico

  • Controllo della visualizzazione – È stato reso disponibile un nuovo controllo della visualizzazione (display control) per la gestione delle viste e delle stampe dello schematico. Le funzioni sono simili a quelle già disponibili per il layout.
  • Miglioramenti funzionali – Tra i vari miglioramenti segnaliamo quello del wizard “Property Mapping” per la sostituzione dei componenti e quelli nella funzionalità di ricerca, che tra le altre cose consente di avviare direttamente un’azione di sostituzione dei componenti.

FPGA-PCB Co-Design

  • Ottimizzazione Multi-Gigabit (MGT) – La nuova funzionalità di ottimizzazione dei segnali dei Multi-Gigabit transceiver risponde all’esigenza di gestire la quantità crescente di questi elementi all’interno della FPGA.
  • Local Parts Library – Ora è possibile salvare le parti e i simboli dell’FPGA nella libreria del progetto, sia con i simboli personalizzati che con quelli generici.

Layout

  • Sketch Planning – Le funzionalità di Sketch Planning consentono di accelerare notevolmente il flusso di progettazione del PCB. Sono stati introdotti vari miglioramenti in questa parte, specialmente per ottimizzare l’adozione di questi strumenti nel lavoro in team.
  • Alternate Cells – Questo tipo di posizionamento è supportato nel 3D, utile specie per i transistor e i componenti assiali che possono essere assemblati manualmente.
  • Fori ciechi – È consentito il piazzamento di fori ciechi a una data profondità.

Design for Manufacturing

  • La nuova integrazione tra Valor NPI e Xpedition consente la validazione sia dei vincoli di progetto che delle capabilities del processo produttivo, in combinazioni multiple. Si tratta di un’analisi della fabbricazione guidata dal processo che consente di gestire la variabilità di modello del prodotto.

Per una lista completa delle novità della versione VX 2.2 di Xpedition è possibile scaricare il file seguente:

Xpedition Enterprise Flow VX.2.2 Release Highlights

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CadlogPCB Design, ecco le novità di Xpedition VX.2.2

PCB Design: i controlli di Valor NPI per la fabbricazione del PCB

on 4 Maggio 2017

Nel PCB design la fase di NPI (New Product Introduction) rappresenta un passaggio fondamentale per preparare il prodotto alla produzione e ottimizzare la produzione stessa. Uno degli strumenti software più completi per gestire questa fare è Valor NPI.

Il vero valore aggiunto di Valor NPI è che esso consente, già durante la progettazione, di anticipare eventuali problemi che potrebbero riscontrarsi durante la produzione. Il principio è molto semplice: il software comprende una serie di controlli predefiniti che possono essere effettuati sul progetto, sia per quanto riguarda la Fabbricazione, sia per l’Assemblaggio del PCB.

Oggi parleremo dei controlli per l’Analisi della Fabbricazione.

I controlli per l’Analisi della Fabbricazione che Valor NPI è in grado di compiere consentono di individuare i problemi che potrebbero presentarsi durante la fabbricazione del circuito stampato (PCB). Tali controlli per l’Analisi della Fabbricazione possono inoltre essere utilizzati per redigere preventivi, pianificare e allocare risorse. Ogni controllo copre un aspetto specifico della fabbricazione della scheda, inclusi gli strati di rame (signal, power/ground), gli strati di supporto (solder mask e silk screen) e i drill layers.

Effettuare controlli per l’Analisi della Fabbricazione comporta degli importanti vantaggi:

  • può essere effettuata una stima dei costi sulla base di tale analisi;
  • i difetti di produzione possono essere identificati e corretti in modo preventivo;
  • è possibile estrarre i parametri del progetto per pianificare la produzione e scegliere le macchine necessarie.

Esempio: il layout dei circuiti flessibili e rigido-flessibili

Se il processo di analisi che Valor NPI è in grado di compiere viene effettuato durante la fase di PCB layout, è possibile prevenire le problematiche tipiche che si riscontrano nella fabbricazione dei PCB flessibili e rigido-flessibili. Questi ultimi richiedono controlli specifici.

Ecco di seguito alcuni esempi:

valor rnpi pcb design checks

Le tracce dovrebbero essere sempre perpendicolari all’area di transizione

valor rnpi pcb design checks

I fori metallizzati troppo vicini a uno stiffener possono portare a rotture nella metallizzazione della parete del foro

valor rnpi pcb design checks

Aree rigide di rame troppo vicine all’area di transizione possono causare la rottura del rame

valor rnpi pcb design checks

La finitura in argento deve rimanere libera dal rame esposto per evitare problemi di interferenza elettromagnetica

È possibile consultare la lista completa dei controlli di Valor NPI per l’Analisi della Fabbricazione del PCB.

Per entrare nel dettaglio dei vari controlli, con le relative grafiche, è invece necessario scaricare la guida ufficiale di Valor NPI, compilando il modulo che segue.

Scarica la guida completa all’Analisi della Fabbricazione del PCB:

Valor NPI Fabrication Analysis User Guide

La guida pratica più esaustiva con tutte le istruzioni per effettuare i controlli relativi alla Fabbricazione del PCB con Valor NPI

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CadlogPCB Design: i controlli di Valor NPI per la fabbricazione del PCB

Formato ODB++, perché conviene rispetto al file Gerber

on 9 Marzo 2017

Meglio ODB++ o file Gerber, per l’invio dei dati di progetto del PCB alla fabbricazione? Non dovrebbero esserci dubbi sulla risposta, essendo l’ODB++ il formato ufficialmente indicato dagli standard IPC e raccomandato da tutti i produttori di software. Eppure la maggior parte dei progettisti elettronici continua ad affidarsi al vecchio caro file Gerber, probabilmente per abitudine. Ma è un’abitudine che costa cara, per l’inefficienza che comporta adottare uno standard obsoleto come il Gerber, che non contiene altro che la geometria del layout del PCB.

Lo standard ODB++ creato dalla Valor Computerized System LTD nel 1992, è un linguaggio comune di pubblico dominio, totalmente gratuito e di libero utilizzo. Nel 2008 ODB++ è stato omologato come standard unico ufficiale da IPC per lo scambio dati nella filiera elettronica. Tutti i CAD presenti oggi sul mercato possono generare gratuitamente per i propri utenti questo formato, che tutti i maggiori applicativi di produzione possono e devono gestire, togliendo di mezzo così ogni possibile ambiguità nell’interpretazione del dato, spesso fonte di mal comprensione ed errori.

La struttura di un file ODB++

I dati ODB++ vengono archiviati in una gerarchia di dati e cartelle, come nello schema che segue.

Tale struttura viene compressa in un unico file con estensione .tgz per l’invio, ma l’attuale standard IPC 2581 prevede che il database sia contenuto di default in un unico file XML.

I vantaggi del formato ODB++

Utilizzare il formato ODB++ comporta diversi importanti vantaggi, che possono essere riassunti così:

  • è un formato di dominio pubblico, certificato IPC;
  • garantisce sicurezza nel trasferimento e nell’interpretazione dei dati;
  • è un formato trasversale rispetto a tutti i produttori di PCB e assembly;
  • integra informazioni non incluse con i set classici di produzione:
    • layer stackup;
    • netlist;
    • variants e componenti non montati;
    • informazioni di pannello;
    • strutture di foratura complesse.
  • Sono inoltre disponibili visualizzatori gratuiti, all’indirizzo www.odb-sa.com.

Per avere informazioni dirette su come utilizzare al meglio il formato ODB++ per mandare il proprio progetto in produzione, è possibile contattare il nostro supporto tecnico.

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CadlogFormato ODB++, perché conviene rispetto al file Gerber

BluePrint, la rivoluzione nella generazione della documentazione per la produzione elettronica

on 1 Marzo 2017

La documentazione per la produzione di un circuito stampato è un punto critico nella filiera elettronica; essa infatti definisce come deve essere costruito il circuito stampato e, a volte, come il prodotto finito deve essere assemblato. La documentazione è quindi la chiave del prodotto, che ne garantisce la ripetitività costruttiva e la consistenza, permettendo una agevole l’ispezione finale, con meno possibilità di rifiuto per errori o ritardi di consegna.

La soluzione proposta con il tool BluePrint di Downstream Technologies permette di creare velocemente la documentazione, composta da disegni tecnici e viste di layout utili per la costruzione l’assemblaggio e l’ispezione finale del circuito stampato, tramite un software innovativo basato sullo stile Microsoft Office.

BluePrint automatizza il processo di creazione della documentazione, generando un dossier elettronico col quale vengono ben articolate e evidenziate le istruzioni per un ottimale manufacturing del PCB, contenente tutti i dati necessari per costruire, visionare, ed archiviare il prodotto finale.

(clicca sulle immagini per ingrandirle)

BluePrint documentation editor for PCB design to manufacturing

I problemi di oggi

La metodologia corrente per la creazione della documentazione presenta oggi tre problematiche chiave:

  1. Gli applicativi normalmente utilizzati non sono nati per creare la documentazione elettronica per il circuito stampato: in generale il PCB viene progettato con un sistema CAD elettronico notoriamente non predisposto per il disegno tecnico. I tempi impiegati con questi applicativi per la creazione della documentazione incrementano dal 20% al 40% il tempo ciclo di progettazione layout.
  2. Il disegno creato è un disegno piatto, che non ha nessuna possibilità di esser gestito come dossier elettronico. Vengono quindi prodotti disegni cartacei che aumentano il rischio di errori di manufacturing e ritardi nelle consegne.
  3. Il dossier cartaceo o semi-elettronico non ha nessun legame (link) col data base di layout: la piastra; quindi non permette aggiornamenti automatici dei disegni.

Così cambia il modo di documentare un PCB

BluePrint è un rivoluzionario applicativo basato sul look&feel dei prodotti Microsoft, che automatizza il processo di generazione della documentazione. BluePrint “conosce” il dato sorgente, perché importa l’intero data base layout. Utilizzando l’approccio del disegno tecnico con relativo cartiglio, l’utente può attingere al data base e creare in automatico viste della board, piani di foratura, layers stack-up, note, tabelle, dettagli meccanici con la possibilità di creare documenti custom con link dinamici a immagini e files esterni.

Con BluePrint i Progettisti possono veramente incrementare la produttività riducendo il tempo speso per la documentazione di metà del tempo normalmente richiesto: specialmente in caso di Engineering change Orders (ECOs). Infatti in caso di modifica del PCB, tutte le viste e i disegni tecnici vengono automaticamente aggiornati grazie al fatto che essi sono ‘linkati’ al dato sorgente importato dal sistema CAD.

BluePrint documentation editor for PCB design to manufacturing

Funzionalità Principali

Ecco di seguito una rassegna sintetica delle funzionalità principali, che dettaglieremo in un prossimo articolo:

  • Completa importazione del dato sorgente
  • Gestione di altri formati per la documenazione
  • Controllo della sintassi per testi e note tecniche
  • Gestione Varianti di Assemblaggio
  • Libreria dettagli per documenti di costruzione ed assemblaggio
  • Supporto gestione automatica degli aggiornamenti (ECOs, Enginnering Change Orders)
  • Dossier informatico paperless

BluePrint documentation editor for PCB design to manufacturing

In sintesi: i benefici dell’uso di BluePrint

  1. Riduzione del costo associato alla creazione della documentazione, riducendo il tempo dedicato a tale attività da parte dei progettisti.
  2. Riduzione del tempo ciclo per la progettazione del layout, incremento dell’accuratezza e del dettaglio della documentazione.
  3. Facilitazione nella comprensione del manufacturing dossier da parte dell’ingegneria di produzione e l’ispezione finale del prodotto.

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