某电子制造业供应链平台提供电子产品技术方案开发、电子元器件采购、PCBA ( Printed Circuit Board Assembly,印刷电路板组装 )生产制造等全流程、一站式的供应链服务。其中,PCBA 的全流程设计生产是其主营业务,该平台帮助整合中小型企业的 PCBA 生产需求,将零散需求广泛收集打包,形成规模效应,以规模需求对接生产供应商,并以此获得具有竞争力的产品价格与服务。

PCBA 是指将电子元器件和芯片组装到 PCB (印刷电路板)上,并完成连接、测试等工艺流程,形成一个完整的电路板的过程。在 PCBA 过程中,电子元器件和芯片需要经过贴片、焊接等工艺流程,最终形成一个完整的电路板。

一般情况下,电子元器件占单位 PCBA 订单的收入大头,所以电子元器件是一个订单中的最为重要和核心部分。因此,该平台希望吸引客户在平台上购买电子元器件以获得销售增长。

核心需求

该平台希望将 PCBA 作为电子产品工艺的最终步骤,以其为核心契合点,充分调动行业上下游资源,实现产业充分联动。联通 PCBA 的设计端到制造端全流程,并且提升链路各环节协作效率,提升电子元器件的采购率。这意味该平台要提供一套设计制造协同方案,实现从设计到制造全链路的协同。

同时,在电子产品的设计过程中,卓越设计( DFX )是一个非常重要的概念。通过考虑制造、测试、可靠性、维护等方面的要求,优化电子产品的设计,提高电子产品的制造效率和质量,降低生产成本和维修成本,从而更好地满足客户的需求。该平台要求设计制造协同方案中需要涵盖 DFX 所涉及的因素。

解决方案

针对上述需求,该平台使用 X-Fusion 数据基座打造了一套设计制造协同方案,解决产品设计与制造之间的协同问题。实现了数据格式解析和转换、分层渲染展示、二维和三维模型转换和映射等关键模块。

解决不同数据格式之间的兼容性问题,实现设计数据的共享和交换。通过三维模型技术,实现产品的 DFM( Design for Manufacturing )和 DFA( Design for Assembly ),使得通过 DFX 校验的产品可以直接发往生产系统。

工业数据格式解析和转换,推动非标格式的标准呈现

工业数据格式解析和转换是电子产品领域中的一个重要问题。在 PCBA 的设计和制造过程中,涉及 Gerber( PCB 的各种图层信息 )、PNP( 元器件安装位置、旋转角度等信息 )、BOM 、CAD 等众多文件数据。这些数据格式在 PCBA 的制造过程中起到重要的作用,能够提高制造的效率和质量。在实际生产中,需要使用不同的软件和工具进行数据格式的转换和处理,数据一致性难以保证。

此次的设计制造协同方案使用 X-Fusion 数据基座,可以快速上传工业数据文件至云端,并且支持自动分类存储。支持解析 Gerber、钻孔、坐标和 BOM 等非标格式文件,反向生成 3D 结构文件,打通产业链上下端不同数据格式的障碍,帮助用户提升信息和业务整体传递效率。同时,设计制造协同方案还支持自动分类存储,使得用户可以更加方便地管理和查找数据文件。在保证数据统一性的基础上,后续的协同工作流得以顺利开展。

PCB 板设计的分层渲染展示,促进设计与制造的沟通评审

Gerber 文件是电路板制造的重要数据格式,但它的查看却常常会带来一些困难。首先,Gerber 文件中的信息非常繁琐复杂,包含了电路板的各个方面,如线路、元件布局、钻孔、轮廓等,这些信息的解读需要一定的技术和经验,对于没有相关背景的人来说,理解和识别起来都很困难。这会给 PCB 设计造成一定的麻烦,比如,设计师需要与制造商沟通和交流设计细节,而 Gerber 文件的复杂性和不易解读性会增加这个过程的复杂度。为了提高 PCB 设计的效率和准确性,解决 Gerber 文件查看的困难是非常必要的。

基于解析后的数据,对 PCB 板设计文件的分层渲染展示,将 Gerber 数据分层级、分色系、分类展示,将复杂数据解析为易于解读的数据,让制造方能够更加直观地了解设计方的意图和要求。同时,数据解析完成了上游设计文件数据统一和规范,提高研发设计准确性,促进研发设计与制造的沟通评审。搭配合适的验证方案,制造方可以覆盖 DFX 环节,提前了解设计方案的优劣,并在设计阶段提出建设性的意见和建议,从而加强设计与制造之间的沟通评审。

支持二维和三维模型转换和映射,便于评估生产风险

在 PCB 设计和生产过程中,可能会面临多种生产风险。其中,PCB 尺寸和孔距误差、元器件封装不匹配、线路板布线不合理、焊接质量不良、PCB 板材质量不良以及静电和电磁干扰等问题都可能会导致电路的工作稳定性和可靠性出现问题。因此,在 PCB 的设计和生产过程中,需要采取有效的措施,避免这些生产风险的发生,从而保证 PCB 的质量和性能符合设计要求。

设计制造协同方案中包含二维和三维模型转换和映射的工具,它可以帮助用户在浏览器中实时地对高精度的 3D 模型进行检视和操作,同时支持多角度、多维度的观察和调整元器件的坐标或高度。该工具可以帮助设计人员评估生产风险,降低因设计不合理而导致的生产问题。同时,该工具还可以让客户在设计完成后对产品进行检视,方便客户对产品进行审核和确认,降低生产完成后客户更改需求的风险。还可以结合 3D 说明书应用,对后续装配和维护环节做技术性图解。

价值

设计制造协同方案是一种将设计和制造过程有机结合起来的解决方案,通过在产品设计阶段就考虑到制造的可行性和效率,以及在制造过程中及时反馈设计的情况,实现了设计和制造的协同优化,从而能够大大提高产品的质量和效率,降低生产成本。帮助某电子制造业供应链平台提升用户体验,完成电子元器件销量增长的目标。

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