建立面向下一代电子系统设计的数字化转型支柱

图1: 产品、组织和流程复杂性会导致成本增加、设计质量下降以及错过项目节点

随着采用先进工艺节点的IC、速度更快的DDR存储器和SerDes总线的出现，产品复杂性已经大幅增加。与此同时，随着大型团队区域专业化，以及分布式团队参与单一产品的开发，组织复杂性也变得日益错综复杂。而产品和组织复杂性也促使整个开发流程的核心流程复杂化，包括产品概念到架构分解，再到电子、机械和软件等多个并行领域，直至最后的制造阶段。

通常情况下，企业需要具有以下五项核心转型能力，才能实现产品差异化、提升盈利能力并加快产品上市速度。这五项核心转型能力即：经过数字化集成和优化的多领域设计、基于模型的系统工程（MBSE), 数字原型驱动的验证，能力、性能、生产率和效率以及供应商优势和信誉。

跨多个领域建立数字化集成解决方案可以减少手动干预，促进协作，以及提高跨学科的透明度。现如今随着设计流程复杂性的持续增加，设计团队往往需要在全球多个地点同时展开工作，也亟需跨机械或电气等领域开展协作，这就要求所有工程师能够随时随地共享数据，协同合作。与此同时，在设计到制造的流程中，工程师同样需要利用设计与制造之间的数字线程，最大程度减少两个团队间的设计返工。要想实现这些功能，一个集成式的数字化平台不可或缺。

西门子能够提供完整的电子系统设计功能，以及多种适用于各类电子结构的工具，从IC封装到PCB以及电缆线束，机械设计解决方案，都集成在一个通用的PLM基础架构之中，由多物理场分析提供支持。

图2: 多领域、跨低于解决方案

随着系统复杂性的持续增加，设计也变得愈发复杂。这就使得系统建模与系统级工程设计在数字化转型中至关重要。基于模型的系统工程（MBSE）设计，可以帮助工程师提前预览整个系统，并分别建立这些系统各个部分的模型。利用MBSE技术，可实现在设计周期早期于各个单独领域之间建立接口。如此以往，各个领域内可实现与其他领域隔离，从而让工程团队得以开展并行工作。与此同时，通过从基于模型的角度来看待整个系统，工程师可以思考在电气方面，功能方面，甚至产品方面如何取舍，有效加快产品创新上市的步伐。

图3: 基于模型的系统工程流程

随着电子产品和设计复杂性的持续攀升，相关工具和流程的复杂性也在同步提升。为迎接挑战实现基于数字原型的设计，设计工程师亟需在整个设计流程中加入验证，让创作者以批判性的眼光思考设计，从而在设计过程中做出权衡。工程团队可通过采用数字原型驱动的Shift-Left左移验证与跨领域建模，于设计早期提供高效的故障检查，评估功能、电气、散热和可制造性权衡。Shift-Left解决方案，同时支持跨领域的数字建模与仿真，无需等待物理样机，从而大幅缩减总体系统成本，实现快速高效地将产品投入市场。

图4: 需要通过在整个设计流程中集成验证，更早地捕获更多错误。

在过去，电子产品设计团队在将产品设计交付制造时，通常选择在实验室测试样机，在经过多次循环后，才能将产品设计交付制造。然而， 随着设计周期时间的缩短，这样的方式显然已经落后于时代的发展。业界利用数字化转型帮助工程团队实现自动化、抽象、复用和可扩展的工具能力。极大程度提高设计效率与产品交付速度，助力企业获取行业竞争优势。

图5: 通过并行工程优化效率，以准时交付高质量的产品并保持盈利能力

在电子设计领域，企业通常对供应商具有极高的要求。因为供应商需要了解各领域的细节，知晓各领域的协作方式，同时拥有整合资源打造一流解决方案的能力。西门子深耕电子设计领域多年，拥有雄厚的实力与多项独家专利技术。西门子EDA解决方案，更是凭借世界一流的培训、全天候的支持与服务，在众多企业中脱颖而出，进一步推动行业的发展。西门子表示，希望成为电子设计领域客户的独家供应商，在跨领域设计、验证与制造过程中，与客户携手合作，共同成长，西门子将立足当下，创造面向未来的设计，不断推动数字化在中国市场的深耕落地。