Tăng tốc thiết kế điện tử ô tô

Người tiêu dùng muốn có thiết bị điện tử ô tô mới nhất và tuyệt vời nhất, mang lại sự an toàn cao, tiện lợi và giải trí. Các nhà sản xuất ô tô muốn bổ sung những tính năng đó mà không tăng thêm trọng lượng cho xe, điều này trở thành một câu hỏi hóc búa đặc biệt khi số lượng thiết bị điện tử ô tô nhân lên thông qua các hệ thống an toàn chủ động và thụ động, động cơ điện và các sáng kiến về xe tự hành.

Kết quả là, có một lực thúc đẩy liên tục việc làm giảm kích thước cho các linh kiện và gói linh kiện điện tử, đồng thời tăng hiệu suất.

Các nhà thiết kế ô tô có thể giải quyết nhiều chức năng điện tử trong trường hợp khó xử lý vì gói linh kiện nhỏ hơn mà không cần kéo dài thời gian trong việc đưa ô tô mới ra thị trường bằng cách tích hợp phân tích độ tin cậy sớm trong quá trình phát triển. Phần mềm phân tích thiết kế tự động cung cấp các dự đoán tuổi thọ nhanh chóng và chính xác cho phần cứng điện tử.

Nó cho phép các nhà thiết kế mô hình hóa silicon để có thể dự đoán được các hư hỏng do mỏi mối hàn từ các điều kiện nhiệt, cơ học và sản xuất.

Điều này giúp rút ngắn chu kỳ kiểm tra-lỗi-sửa chữa-lặp lại tốn kém, giúp tăng nhanh chất lượng sản phẩm trong khi giảm rủi ro sản xuất. Cuối cùng, việc kết hợp vật lý học về độ tin cậy / vật lý học về sự thất bại (PoF) sớm trong chu trình thiết kế và phát triển sản phẩm giúp các nhà sản xuất ô tô và nhà cung cấp của họ đưa công nghệ mới ra thị trường nhanh hơn.

Phần mềm phân tích thiết kế tự động Ansys Sherlock là phần mềm phân tích thiết kế điện tử dựa trên vật lý học về độ tin cậy / PoF cung cấp các dự đoán về tuổi thọ nhanh chóng và chính xác cho phần cứng điện tử ở cấp độ linh kiện, bo mạch và hệ thống trong giai đoạn thiết kế ban đầu.

Thay vì sử dụng các mô hình thống kê để dự đoán độ tin cậy mà không có được cái nhìn sâu sắc về lý do tại sao điều gì đó không thành công, phương pháp dựa trên PoF của Sherlock sử dụng kiến thức và hiểu biết về các quy trình và cơ chế gây ra thất bại để cải thiện hiệu suất sản phẩm. Các kỹ sư điện và cơ khí có thể làm việc song song bằng cách sử dụng Sherlock để thiết kế nhằm đảm bảo độ tin cậy (design for reliability) ngay từ khi bắt đầu dự án.

Đăng ký hội thảo trên web sắp tới, “Integrating Ansys Sherlock into Continental Automotive’s Design Process,” để tìm hiểu cách Continental Automotive tích hợp phần mềm Ansys Sherlock vào Quy trình thiết kế của họ.

Ba bước để dự đoán độ tin cậy của thiết bị điện tử tốt hơn

Sherlock đơn giản hóa và cải thiện dự đoán độ tin cậy bằng quy trình ba giai đoạn.

1. Dữ liệu đầu vào

Với các thư viện linh kiện / vật liệu phong phú, Sherlock tự động xác định các tệp của bạn và nhập danh sách các bộ phận của bạn, sau đó xây dựng mô hình phân tích phần tử hữu hạn ( FEA

Finite Element Analysis (FEA) - là mô phỏng một hiện tượng vật lý bằng cách sử dụng một kỹ thuật toán học thuộc về số được gọi là phương pháp phần tử hữu hạn (Finite  Element Method). Quá trình này là cốt lõi của kỹ thuật cơ khí, cũng như nhiều ngành khác.

) của bảng mạch của bạn trong vài phút bằng cách tự động phân tích cú pháp các tệp tự động hóa thiết kế điện tử tiêu chuẩn (EDA).

Chẳng hạn như sơ đồ, layouts và danh sách các bộ phận; sử dụng thư viện nhúng cho các bộ phận, gói linh kiện, vật liệu, chất hàn và tấm; và xây dựng các mô hình FEA

Finite Element Analysis (FEA) - là mô phỏng một hiện tượng vật lý bằng cách sử dụng một kỹ thuật toán học thuộc về số được gọi là phương pháp phần tử hữu hạn (Finite  Element Method). Quá trình này là cốt lõi của kỹ thuật cơ khí, cũng như nhiều ngành khác.

cấp độ hộp (box-level).

Ansys Sherlock có các thư viện nhúng, phổ biến và có thể sửa đổi.

2. Phân tích

Sherlock đưa ra một phân tích tổng thể, đó là điều quan trọng để phát triển các sản phẩm điện tử đáng tin cậy. Nó cho phép các nhà thiết kế mô phỏng từng môi trường, cơ chế lỗi và lắp ráp mà một sản phẩm có thể gặp phải trong suốt tuổi thọ của nó.

Các lựa chọn đánh giá bao gồm:

• Chu trình nhiệt
• Sốc cơ học
• Tần số tự nhiên
• Rung động điều hòa
• Rung động ngẫu nhiên
• Uốn
• Vi mạch / hao mòn chất bán dẫn
• Sự giảm nhiệt
• Xác định tính chất dây tóc anốt dẫn điện (CAF)
• Mô hình PCB độ trung thực ca

3. Báo cáo và Khuyến nghị

Việc thu thập dữ liệu là rất tốt, nhưng điều quan trọng là bạn có thể nhanh chóng trực quan hóa dữ liệu và chia sẻ dữ liệu đó với những người khác trong và ngoài bộ phận của bạn. Sherlock giúp bạn dễ dàng giải thích dữ liệu phân tích của bạn và cộng tác. Các tính năng báo cáo bao gồm đường con tuổi thọ, chỉ thị rủi ro bằng màu đỏ-vàng-xanh, hiển thị dạng bảng và đồ họa, kết quả được phân loại dựa trên độ tin cậy mục tiêu và tạo báo cáo tự động.

Sherlock cũng cung cấp cho bạn khả năng chia sẻ một mô hình để các nhà cung cấp hoặc khách hàng xem xét, cung cấp cho họ thông tin họ cần trong khi vẫn giữ sở hữu trí tuệ của bạn. Và tất cả những điều này được thực hiện nhanh chóng. Sherlock cung cấp khả năng tạo báo cáo tùy chỉnh theo thời gian thực (lên đến hơn 100+ trang trên mỗi PCB), cùng với khả năng xuất hình ảnh và tập dữ liệu.

Sherlock’s Locked IP

Ingress protection (IP) - là xếp hạng bảo vệ chống xâm nhập hoặc xếp hạng IP, đề cập đến mức độ bảo vệ được cung cấp bởi vỏ bọc điện, chống lại chất rắn và chất lỏng. Trong môi trường mà bụi hoặc nước có thể làm hỏng các linh kiện điện tử, một vỏ bọc kín được sử dụng để ngăn chặn sự xâm nhập đó và giữ an toàn cho các thiết bị điện tử. 

Model bảo vệ sở hữu trí tuệ trong chuỗi cung ứng

Độ tin cậy của thiết bị điện tử: Hợp tác và tích hợp để đổi mới

Sherlock có thể được sử dụng để chuyển ECAD (thiết kế điện tử có sự hỗ trợ của máy tính) sang FEA

Finite Element Analysis (FEA) - là mô phỏng một hiện tượng vật lý bằng cách sử dụng một kỹ thuật toán học thuộc về số được gọi là phương pháp phần tử hữu hạn (Finite  Element Method). Quá trình này là cốt lõi của kỹ thuật cơ khí, cũng như nhiều ngành khác.

trong vài phút, tạo cơ sở cho việc sắp xếp hợp lý quy trình phát triển sản phẩm. Sherlock có thể được thực hiện ở nhiều giai đoạn của một quy trình thiết kế điển hình, từ việc lựa chọn và bố trí bộ phận ban đầu cho đến danh mục vật liệu (BoM) cuối cùng và bố trí thiết kế để sản xuất (DfM).

Bạn có thể đưa Sherlock trở thành một phần của quy trình làm việc để đánh giá độ tin cậy ở cấp độ bo mạch nhằm đưa ra dự đoán chính xác về tuổi thọ của sản phẩm bằng cách kết nối nó với hệ sinh thái Ansys hoàn chỉnh về độ tin cậy của thiết bị điện tử.

Phương pháp tiếp cận hệ thống này cho phép bạn giải quyết các mối quan tâm về cơ học, chẳng hạn như sốc, rơi, rung động và chu trình nhiệt / mỏi; cũng như các mối quan tâm về điện, chẳng hạn như tính toàn vẹn tín hiệu / toàn vẹn nguồn (SI / PI), nhiễu điện từ / tương thích ( EMI

ElectroMagnetic Interference (EMI) - là nhiễu điện từ hay giao thoa điện từ, là nhiễu do nguồn bên ngoài tạo ra ảnh hưởng đến mạch điện bởi cảm ứng điện từ, ghép tĩnh điện hoặc dẫn điện. Sự nhiễu loạn có thể làm giảm hiệu suất của mạch hoặc thậm chí làm nó ngừng hoạt động. Trong trường hợp đường dẫn dữ liệu, những tác động này có thể từ tăng tỷ lệ lỗi đến mất toàn bộ dữ liệu.

/ EMC

ElectroMagnetic Compatibility (EMC) - là khả năng tương thích điện từ, là khả năng của thiết bị và hệ thống điện hoạt động có thể chấp nhận được trong môi trường điện từ của chúng, bằng cách hạn chế việc phát, truyền và nhận năng lượng điện từ không chủ ý có thể gây ra các tác động không mong muốn như nhiễu điện từ (

EMI

ElectroMagnetic Interference (EMI) - là nhiễu điện từ hay giao thoa điện từ, là nhiễu do nguồn bên ngoài tạo ra ảnh hưởng đến mạch điện bởi cảm ứng điện từ, ghép tĩnh điện hoặc dẫn điện. Sự nhiễu loạn có thể làm giảm hiệu suất của mạch hoặc thậm chí làm nó ngừng hoạt động. Trong trường hợp đường dẫn dữ liệu, những tác động này có thể từ tăng tỷ lệ lỗi đến mất toàn bộ dữ liệu.

) hoặc thậm chí là hư hỏng vật lý trong thiết bị hoạt động. Mục tiêu của EMC là hoạt động chính xác của các thiết bị khác nhau trong một môi trường điện từ chung. Nó cũng là tên được đặt cho nhánh liên quan của kỹ thuật điện.

) và hơn thế nữa.

Hệ sinh thái tin cậy Ansys

Đừng quên đăng ký hội thảo trên web “Integrating Ansys Sherlock into Continental Automotive’s Design Process” để xem Continental Automotive đang sử dụng Sherlock như thế nào.

 

Bài viết liên quan:

• Giải pháp độ tin cậy điện tử trong Ansys 2021 R1 có gì mới