NPI

Roj fa la quarta rivoluzione industriale e punta all’automazione totale della fabbrica

on 12 Luglio 2018

ROJroj è un’azienda naturalmente portata ad attestarsi sui livelli tecnologicamente più avanzati per l’industria. Dunque, per la sua parte di produzione elettronica, è stato “naturale” affidarsi a una soluzione per l’Industria 4.0 come Valor MSS. L’azienda biellese opera proprio nel campo dove ha avuto luogo la prima rivoluzione industriale nel XVIII secolo, ovvero la realizzazione di macchine per la produzione tessile. Oggi vogliono essere protagonisti della quarta, di queste rivoluzioni, e l’ambizione non manca loro di certo. Ce lo ha confermato questo colloquio con Alessandro Ballabio, responsabile del progetto Industry 4.0 in Roj.

Per quale motivo avete deciso di investire su un software come Valor?

Roj fa parte di un gruppo internazionale, Vandewiele, che realizza macchinari per la produzione industriale, all’interno del quale c’è il progetto di far crescere la componente di produzione elettronica, alla quale contribuiamo assieme ad un’altra azienda del gruppo. Attualmente la nostra produzione va per il 60 per cento a servizio del gruppo, mentre il restante è rivolto a terze parti. Una parte di questa crescita della prodizione elettronica la stiamo attuando con l’apertura di una linea di produzione in Cina. Non si tratta di uno spostamento dall’Italia alla Cina, ma di un ampliamento in direzione del mercato cinese. Contemporaneamente è in atto un ammodernamento degli impianti, che comprende un investimento significativo in automazione. Perciò vogliamo, da un lato, armonizzare i processi tra fabbriche tra loro anche molto distanti. Dall’altro, intendiamo ridurre al minimo le azioni umane che non richiedono intelligenza, ad esempio automatizzando i magazzini. Perciò avevamo bisogno di un MES e Valor è il MES specifico per questo tipo di produzione. Inoltre, già lavoriamo con Cadlog, per la parte di progettazione, con buoni risultati.

Che tipo di risultati vi aspettate in particolare da questa scelta?

Stiamo puntando abbastanza in alto, verso un’automazione totale della fabbrica. Dunque, con l’aiuto degli sviluppatori di Valor, vorremo andare anche oltre le funzionalità standard offerte dal software. Quello che ci interessa è di avere un controllo bidirezionale completo sulle nostre linee, che non si limiti alla raccolta dei dati. Vorremmo essere in grado di dire alle macchine cosa fare, lanciando ordini di produzione alle quali le macchine stesse possano adeguarsi automaticamente, caricando i programmi opportuni e auto-configurandosi. Ritenendo che la direzione verso la quale l’industria sta andando sia l’automazione completa, vogliamo muovere i primi passi in quella direzione. La logica dell’Industria 4.0 a mio parere dovrebbe andare oltre il monitoraggio – cioè la raccolta di dati da parte di un software – per consentire al software stesso di dire alle macchine cosa devono fare.

Per voi è importante la tracciabilità?

Sì, soprattutto per quei clienti che ce la richiedono. Per la realizzazione di prodotti di tipo IoT, che devono comunicare tra loro in modo autonomo, i clienti ci richiedono accesso ai dati di produzione e visibilità su determinate fasi del processo, oltre che sui componenti. Questo non sarebbe fattibile senza l’aiuto di una soluzione software ad hoc.

E il controllo dei processi?

Il controllo dei processi è importante per noi, soprattutto per il fatto che il nostro mix di produzione si sta spostando sempre di più verso l’esterno dell’azienda. Ci sono partner e terze parti che sono parte integrante dei processi e un controllo solo interno non sarebbe sufficiente.

Che cosa significa poter disporre di uno standard per la comunicazione tra macchine diverse all’interno della fabbrica?

Nella scelta del MES, quello che ci ha convinto di più di Valor MSS è il suo posizionamento rispetto alla diversità dei produttori di macchine. Con Valor IoT, in particolare, possiamo disporre di un hardware che si interfaccia direttamente con le vaie macchine, raccogliendone tutti i dati e processandoli secondo un unico standard, l’OML, senza che noi ci dobbiamo preoccupare di nulla.

In che modo questi cambiamenti coinvolgono gli altri attori della filiera di produzione?

Quello che ci interessa è che il cambiamento sia positivo soprattutto per i clienti. Visto che esso ci consentirà di avere una pianificazione più dettagliata e precisa, ci aspettiamo di poter offrire ai nostri clienti un servizio più puntuale. Ugualmente, nei confronti dei fornitori, un piazzamento degli ordini più pianificato sarà senz’altro più facile da gestire.

È importante per voi la business analytics?

Attualmente utilizziamo un sistema di analisi troppo disgregato, che costa tempo e fatica. Dunque, poter disporre di una Business Analytics che ci permetta di avere i dati in tempo reale è senz’altro un passo significativo. La BI di valor già prevede in nativo il multiplant, che consente l’integrazione tra sistemi remoti e questo sarà molto importante in vista della messa in opera della fabbrica cinese.

 

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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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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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Ridurre il costo del PCB con l’ottimizzazione del pannello

on 7 Novembre 2017

Quando si deve realizzare un circuito stampato (PCB) nell’ambito dell’introduzione di un nuovo prodotto (NPI), per ridurre i costi si tende a risparmiare scegliendo l’offerta migliore tra i fornitori della fabbricazione e dell’assemblaggio. Ma risparmiare sui fornitori non è notoriamente un approccio lungimirante.

Un OEM oggi può ottenere risparmi molto significativi concentrandosi piuttosto sul costo dei materiali. L’ottimizzazione del pannello è l’attività che consente di farlo, a condizione che sia il committente stesso di PCB a occuparsene direttamente, anziché aspettare che lo faccia il costruttore.

L’OEM ha tipicamente diversi fornitori per la fabbricazione, l’assemblaggio e la prototipazione. Ciascuno di essi ha i propri standard e vincoli, per ciò che riguarda la pannellizzazione. Dunque capita di frequente che vengano scambiate informazioni con ciascuno di essi in modo ripetuto e inefficiente. Questo fa capire come la responsabilità dei costi dei materiali per la produzione di un PCB sia in buona misura proprio nelle mani dell’OEM.

Cos’è il pannello

Sul concetto di pannello e di pannellizzazione a volte può esserci confusione anche tra gli addetti ai lavori. Il pannello di assemblaggio è il prodotto che l’OEM si aspetta gli venga consegnato dal produttore di PCB, destinato a essere inserito nelle macchine pick & place delle linee di assemblaggio, come in questo esempio:

pannello PCB singolo

Il pannello è un PCB di dimensioni ottimizzate per l’assemblaggio, perché deve essere abbastanza grande per entrare nelle macchine delle linee SMT del produttore. Ma le sue caratteristiche dovrebbero tenere conto anche delle esigenze della fabbricazione, dove può essere conveniente lavorare pannelli contenenti più circuiti stampati, anche di diverso tipo, in modo da utilizzare al massimo il materiale.

Dunque nella realtà un pannello si presenta come nella figura che segue, nella quale lo stesso disegno di PCB è ripetuto più volte, tutte quelle che è possibile fare entrare nelle dimensioni del pannello stesso.

Pannello PCB multipli

Altri elementi presenti nel pannello sono:

  • le bandelle laterali (rail), cioè le aree aggiuntive necessarie a raggiungere le dimensioni necessarie e al trasporto;
  • i fiducial markers di pannello, ovvero i segni apposti sullo stampato affinché la macchina li riconosca, per poter determinare il lato della scheda (top o bottom) e il suo orientamento; le caratteristiche dei fiducials sono definite dalle norme IPC (SMEMA FIDUCIAL MARK STANDARD);
  • i test coupon, per effettuare test sulla qualità della laminatura;
  • i fori di centraggio (holes) necessari a facilitare le varie lavorazioni;
  • le informazioni di riferimento, sotto forma di scritte o di bar-code.

I fattori di riduzione dei costi

Una versione del pannello viene realizzata già in fase di prototipazione, ma – come fa notare Patrick McGoff – nel momento in cui un PCB, e il relativo pannello, viene considerato accettabile per l’assemblaggio, non significa affatto che sia anche ottimizzato per la sua fabbricazione.

Inoltre, il flusso tipico del DFM consiste nell’utilizzo da parte dell’OEM delle linee guida fornite dall’assemblatore, in una fase successiva a quella di progettazione. A quel punto il progetto viene inviato al costruttore del PCB, che lo configura tramite i propri software CAM, per poi inviare un feedback all’OEM. Quest’ultimo può rendersi conto solo in questa fase di quanti siano i pannelli  necessari e dunque i costi effettivi di produzione.

Sarebbe invece fondamentale per l’OEM poter disporre di un tool software in grado di includere sin nella fase di progettazione le linee guida del costruttore e dell’assemblatore. In tal modo, il progetto può essere ottimizzato anche per la pannellizzazione, con evidenti risparmi economici. Potrebbe ad esempio essere conveniente modificare di poco la forma del PCB, per fare entrare più pezzi nell’area del pannello. Ma in generale, ciò consente di anticipare il più possibile eventuali problemi di produzione, dove è il pannello e non il singolo PCB ad essere lavorato.

Le funzionalità necessarie a ottimizzare in pieno la pannellizzazione comprendono:

  • archivio delle linee guida di tutti i partner, sia per la fabbricazione, sia per l’assemblaggio;
  • creazione rapida dei pannelli ottimizzati sia per la fabbricazione, sia per l’assemblaggio;
  • gestione di fattori come misure del pannello, dimensioni delle bandelle, margini, numero di schede per pannello, sporgenze;
  • possibilità di aggiungere i vari elementi tipici del pannello (fiduciali, fori, scritte, ecc.);
  • controlli di problematiche tipiche del pannello, come ad esempio il posizionamento corretto dei break-away sul perimetro della scheda (fase di distacco della scheda dal pannello);
  • calcolo della quantità di materiale utilizzato e del relativo costo.

A tale lista va aggiunta la possibilità di effettuare i controlli DFM relativi ai problemi propri del pannello, che non possono emergere se l’analisi DFM viene effettuata solo a livello di scheda. Le figure che seguono mostrano tre esempi di problemi di produzione legati alla pannellizzazione.

problemi di fabbricazione del PCB

Il componente troppo vicino al bordo rischia di provocare danni

problemi di fabbricazione del PCB

Il LED si sovrappone al fiducial marker, compromettendo una registrazione accurata

problemi di fabbricazione del PCB

FIGURE 5. Breakaway tab too close to SMD pad causes stress on the pad when separating.

La fustellatura del break-away troppo vicina alla pad SMD può danneggiarla al momento della separazione

I tool per ottimizzare la pannellizzazione

Le funzionalità descritte sono tutte incluse nel tool Valor NPI, che rappresenta la soluzione ideale e più completa per il DFM del PCB. Ma le funzionalità fondamentali sono presenti anche nel modulo Fablink, incluso gratuitamente nel pacchetto PADS Professional, opzionale in Xpedition PCB.

Nella prossima puntata vedremo quali sono le strategie specifiche per l’ottimizzazione dell’uso del materiale e quanti sono i risparmi ottenibili in termini di spesa.

(fine prima parte)

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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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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

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

Elsy, con Valor i processi di prototipazione sono più efficienti

on 15 Giugno 2015

L’azienda

Elsy Elsy Srl è un’azienda che opera dal 1982 nel settore dell’elettronica industriale, specializzata in progettazione e produzione di schede elettroniche, e con una profonda esperienza sul controllo motori brushless, in corrente continua con o senza sensori. Le applicazioni spaziano in svariati ambiti nel settore meccanico, tessile e industriale in generale. Il cliente viene seguito dal progetto iniziale al collaudo e imballo del prodotto finito. L’azienda esegue montaggi secondo normativa RoHS.

La sfida

Per migliorare l’efficienza nei processi di prototipazione e l’introduzione di un nuovo prodotto (NPI), l’obiettivo principale era di generare i programmi per l’area dell’assemblaggio SMT verso sistemi i-Pulse, che:

  • fossero corretti al primo tentativo (P/N di componente, rotazioni e piazzamenti corretti, così come la pannellizzazione, i Fiducial di Pannello, di Scheda e di Componente);
  • si fondassero su dati CAD, senza necessità di manipolazioni intermedie (possibile causa di errori), in modo da azzerare gli errori rilevati nel controllo visivo di prima scheda, eseguito subito prima della fase di rifusione.

La soluzione

Il caso è stato risolto ricorrendo a Valor MSS Process Preparation di Mentor Graphics. La funzione di Virtual Sticky Tape di Process Preparation, in particolare, consente all’ingegneria di eseguire il controllo visivo dei piazzamenti dei componenti in modo preventivo e virtuale, utilizzando i dati della libreria macchina direttamente sulla grafica del pannello importata da CAD: in questo modo eventuali errori di rotazione ed offset di piazzamento vengono intercettati e corretti, prima della generazione dei programmi macchina.

Il flusso in Process Preparation identificato con Elsy ha incluso l’acquisizione dei dati della scheda attraverso l’import di file in formato ODB++, oppure in formato specifico, in base alla piattaforma di provenienza del progetto CAD. Nei rari casi in cui non fosse disponibile il file CAD o ODB++, si è proceduto con l’import dei file Gerber e file di piazzamento CPL (Component Part List), senza dover ricorrere ad applicazioni esterne aggiuntive ed eterogenee.

I processi di neutralizzazione automatica delle rotazioni in base a regole standard ed il successivo controllo delle rotazioni delle shape CAD, così come il calcolo automatico dei centroidi di componente ed il successivo controllo dei centroidi, sono stati anticipati in questa fase per ridurre ulteriormente le eventuali correzioni nella successiva fase di Virtual Sticky Tape.

Si proceduto poi con l’import della Distinta Base BOM (Bill Of Material) e la verifica di eventuali discrepanze tra CAD e BOM, con la possibilità di generare velocemente Report interni e verso i clienti. L’operazione di Merge BOM and Board collega ciascuna posizione circuitale della scheda (RefDes) con il relativo codice componente (Part Number) proveniente dalla BOM: in questo modo vengono automaticamente discriminati i componenti da assemblare rispetto a quelli non montati e assegnati automaticamente i Codici di Componente.

Il controllo dei piazzamenti viene condotto per mezzo della funzione di Virtual Sticky Tape, prima della successiva fase di generazione dei programmi per sistemi i-Pulse, mentre l’ottimizzazione ed il bilanciamento linea sono rimasti in carico al sistema IOS. Ad esempio, in Figura 1 è riportata una situazione del processo di Virtual Sticky Tape condotto dall’operatore con Process Preparation prima ancora di aver generato il Programma Macchina: l’indicatore di polarità del componente D1 (pallino blu) è errato rispetto alla indicazione riportata sulla serigrafia della scheda (simbolo in verde).

Virtual Sticky Tape: rotazione errata di D1

Figura 1

Virtual Sticky Tape: rotazione corretta di D1

Figura 2

L’operatore che esegue il controllo riconosce l’errore e può correggerlo, salvando la correzione nella Libreria di Process Preparation: in Figura 2 è possibile osservare la situazione dopo la correzione, con l’indicatore di polarità del componente D1 consistente con l’indicazione riportata sulla serigrafia.

I risultati raggiunti

Il beneficio principale che Elsy ha ottenuto con l’utilizzo di Process Preparation è l’assenza di errori rilevati al controllo visivo Pre-Reflow della prima scheda, al lancio in produzione di nuovi prodotti: eventuali offset di piazzamento oppure rotazioni errate dei componenti richiedono infatti la modifica dei programmi su una linea di produzione, con conseguente diminuzione dell’efficienza produttiva. Questo beneficio è particolarmente sensibile sulle linee di campionatura.

La testimonianza

“In generale, devo dire che siamo soddisfatti sia del prodotto acquistato, che del supporto da parte di Cadlog: abbiamo fatto un passo tecnologico evidente, comprimendo i tempi di messa in macchina e soprattutto riducendo successive modifiche ai programmi macchina”.

Cristina Zenoni, Direttore Generale Elsy Srl

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Enrico Da PraElsy, con Valor i processi di prototipazione sono più efficienti

Roj, più qualità con MSS Process Preparation per la NPI

on 7 Maggio 2015

L’azienda

ROJroj è un’azienda del gruppo Van De Wiele (fornitore leader di apparecchiature per l’industria tessile) che produce dispositivi elettronici, con una capacità produttiva di 300 tipi diversi di PCB l’anno.

La sfida

Il team dedicato alla produzione all’interno di ROJ è molto focalizzato sulla qualità, sia nella gestione degli ordinativi di produzione, sia rispetto all’introduzione di nuovi prodotti (NPI). Un aspetto particolarmente critico della qualità è quello relativo al rispetto dei tempi di consegna, dal momento che la perdita o l’inaccuratezza dei dati provocano frequentemente delle interruzioni nei processi NPI. Gli stop possono arrivare persino a due giorni pieni, dal momento che i progettisti sono costretti a fare correzioni multiple per distribuire i dati tra più macchine, utilizzando SiPlace Pro, oppure a correggere vari parametri riguardanti le componentistiche speciali o polarizzate.

La soluzione

L’utilizzo di Valor MSS ha permesso di dare soluzione al problema, grazie all’uso integrato di Valor Part Library (VPL), dell’Auto Generazione (ASG) dei dati delle parti per la libreria della macchina e all’applicazione del Virtual Sticky Tape (VST), che consente di verificare ed eventualmente correggere le rotazioni su tutte le posizioni dei componenti, includendo le informazioni di rotazione componente nel supporto di fornitura. Roj ha stimato che l’introduzione di MSS Process Preparation ha generato un risparmio indicativo di circa 36 mesi di tempo, per una media di 20 progetti NPI l’anno.

Prima che la documentazione critica di processo venga trasferita dai progettisti alla produzione – compresi i programmi SMT, la documentazione per il set-up delle macchine e i dati completi delle librerie delle macchine – MSS Process Preparation assicura che tutto sia già pronto per un’esecuzione corretta sin dalla prima volta.

I risultati raggiunti

MSS Process Preparation fornisce la tecnologia necessaria a ROJ per soddisfare i propri obiettivi in termini di miglioramento della qualità e riduzione dei tempi necessari a ciascun NPI. In sintesi, i principali benefici sono i seguenti:

  • riduzione degli errori dovuti a dati non accurati sui componenti;
  • riduzione degli stop dovuti a perdita di dati sui componenti;
  • miglioramento della qualità del prodotto grazie a un posizionamento preciso dei componenti;
  • riduzione delle interruzioni alla linea dovuti a errori di rotazione o di posizionamento.

La testimonianza

“Valor MSS Process Preparation sta aiutando il nostro ufficio tecnico a lavorare più velocemente e a trasferire la documentazione NPI alla produzione con una qualità maggiore. Siamo molto soddisfatti della nostra decisione di scegliere Mentor Graphics come fornitore software”.

Massimo Lanza, Product Manager

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CadlogRoj, più qualità con MSS Process Preparation per la NPI

PADS VX: DFMA

on 11 Novembre 2014

PADS VX: Design for Manufacturing and Assembly

PADS-DFMAL’utilizzo di tecniche di Design for Manufacturin (DFM) consente di risparmiare una media di 20.800 $ per progetto, secondo Aberdeen Research. Il modulo DFM di PADS  rileva i problemi di produzione prima che si verifichino, nella fabbricazione o di montaggio.

Prima che il progetto entri nella fase di prototipazione  è possibile effettuare rapidamente uan analisi automatica delle regole di fabbricazione, di assemblaggio di test automatizzati per aiutarvi a trovare e risolvere i problemi di progettazione che si tradurrebbero in un aumento dei costi di produzione e rendimenti più bassi.

E la soluzione PADS utilizza la tecnologia di Valor NPI, l’applicazione più evoluta  per garantire una corretta fase di New Product Introduction per l’ambiente Xpedition e per ogni ambiente ECAD.

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CadlogPADS VX: DFMA