Verbessern Sie Ihr PCB-Spiel mit Digital Twin-Technologie

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Published:

22.03.2022

Dieser Artikel wurde im Mai 2023 aktualisiert.Der digitale Zwilling – ein Roman von … Nein, am digitalen Zwilling ist nichts Science-Fiction, auch wenn Sie bei dem Gedanken an eine Parallelwelt nicht ganz falsch liegen. Der digitale Zwilling ist tatsächlich ein virtuelles Abbild eines physischen Objekts oder Systems, das ein Computerprogramm anhand von Daten über sein physisches Gegenstück (Eingabe) erzeugt, um dessen Verhalten vorherzusagen oder zu simulieren (Ausgabe). Auf Leiterplatten angewendet, wird die Technologie des digitalen Zwillings in der Fertigung genutzt, um ein virtuelles Modell von Produkt und Produktionsprozess zu erstellen, mit dem sich Probleme schon in den frühesten Designphasen testen und beheben lassen. Die praktische Anwendung des digitalen Zwillings im Geschäftsbetrieb ist erst in jüngster Zeit möglich geworden. Das Konzept selbst gibt es jedoch seit den 1960er-Jahren, als die NASA erste Zwillingsansätze nutzte, um die Bedingungen an Bord von Apollo 13 zu bewerten und zu simulieren. 2002 wandte Dr. Michael Grieves vom Florida Institute of Technology das Konzept des digitalen Zwillings erstmals in der Fertigung an.

Reibungslose und transparente Kommunikation

Der digitale Zwilling einer Leiterplatte ist ein leistungsfähiges und wirksames Kommunikationsmittel. Wenn ein Leiterplattendesign an den Hersteller gehen kann, dient der digitale Zwilling als gemeinsame Sprache, die beide Seiten sofort verstehen. Doch wie werden diese Informationen übertragen? IPC-2581 und ODB++ sind zwei Beispiele für standardisierte Datenübertragungsverfahren, der eigentliche Vorteil des digitalen Zwillings liegt aber darin, dass sich seine Informationen einfach über APIs (Application Programming Interfaces) übertragen lassen, zum Beispiel über die REST-APIs von Azure, wodurch der Austausch sofort und automatisch erfolgt.

Daten durchgängig nutzen

Wir haben gesagt, dass der digitale Zwilling aus Daten des physischen Zwillings besteht. Aber um welche Daten geht es? Es sind die wesentlichen Informationen im Austausch zwischen Leiterplattenherstellern, EMS-Dienstleistern und OEMs, die den Angebotsprozess ermöglichen und letztlich zu einem optimalen Endprodukt führen: Materialkosten, Technologie- und Prozessspezifikationen, Prüfungen vor der Produktion (Design for Manufacturing), Kostenaufschlüsselungen und Kostenanalysen vor der Produktion, Verfügbarkeitsprüfungen, Nutzen- und Produktionsauslastung sowie alle weiteren Erkenntnisse und nützlichen Hinweise. Je mehr Designdaten vorliegen, desto genauer wird der digitale Zwilling. Und es geht nicht nur um Designgenauigkeit oder einfachere Kommunikation: Ein umfassender digitaler Zwilling ist heute ein Muss, damit Unternehmen den aktuellen und künftigen Herausforderungen der Branche gewachsen sind, etwa „kleineren Losgrößen, engeren Anforderungen an die elektronisch-mechanische Integration und Störungen in der Lieferkette“ (Siemens).

Vorher und nachher

Ein Tag im Leben eines Leiterplattenlieferanten vor dem digitalen Zwilling sah in etwa so aus: Er jonglierte mit Unmengen an Informationen, verteilt auf verschiedene Dateien, zum Beispiel Excel-Materiallisten oder Word-Dokumente mit Leiterplattenspezifikationen; mit lokalen Systemen für den Angebotsanfrageprozess (RFQ), etwa einem XML- oder Excel-Parser; mit Enterprise-Resource-Planning-Lösungen (ERP), die RFQ-Daten bündeln, um eine Art „hauseigenen“ digitalen Zwilling zu erzeugen und daraus ein Angebot zu erstellen. Dazu kamen reichlich Missverständnisse zwischen den Beteiligten und Einbußen bei Zeit- und Kosteneffizienz. Der digitale Zwilling revolutioniert die Leiterplattenfertigung heute, indem er eine deutlich klarere und schnellere Kommunikation ermöglicht und allen Beteiligten der Elektronik-Wertschöpfungskette Ressourcen spart, weil Probleme in jedem Schritt des Design- und Produktionsprozesses früh behoben werden. Bei Luminovo helfen wir Ihnen, reibungslos vom „Vorher“ zum „Nachher“ zu wechseln, mit speziellen Modulen, die Leiterplattenlieferanten helfen, Leiterplatten mithilfe der Technologie des digitalen Zwillings zu visualisieren, zu analysieren und anzupassen. Laden Sie einfach Ihre Leiterplatten-Produktionsdateien hoch, reichern Sie sie mit möglichst vielen Details an (z. B. Farbe, technische Parameter, Lagenaufbau und Materialinformationen), und mit unserer Software erkennen Sie Fertigungsprobleme vor der Produktion und berechnen den Leiterplattenpreis automatisch in wenigen Minuten – und das alles äußerst genau, weil es auf dem virtuellen Abbild des realen Objekts beruht.