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1、数字工业软件缩短 NPI 上市时间,加快创新速度芯片制造商如何向前发展、减少设计重复和提高质量 表示,产品上市时间现在是让他们夜不能寐的首 要问题之一。鉴于当今半导体市场对加快创新速 度的要求,加上对关键任务应用程序的缺陷零容 忍态度,我们不难看出原因。许多企业的产品生 命周期可能持续三到五年,但由于现在终身利润 的很大一部分来自新产品的前几个季度,因此加 快新产品导入(NPI)周期时间比以往任何时候都 更加关键。那么,企业如何在缩短产品上市时间的需求和对 缺陷的零容忍之间取得平衡?做好平衡其实并不复杂缩短周期时间和降低成本、交付高度复杂的零缺 陷芯片以及迁移到高级节点等竞争性优先事项,是整个
2、行业面临的挑战。要成功应对这些挑战,就要减少设计和制造系统中的高度碎片化和缺乏 数字化的情况。缺乏数字化阻碍了数据完整性、知识产权(IP)保护、重复使用和端到端可追溯 性,同时加速了企业内部的技术债务。同时,随着物联网(IoT)、5G 的日益普及,以及 各行业客户需求的不断变化,半导体市场的需求 正在激增。从汽车到厨房电器再到健身脚踏车,半导体的身影无处不在,企业提高效率迫在眉睫。缩短 NPI 周期时间迫在眉睫历史上,半导体行业要使用数百个传统和自主开 发的系统。其中许多都是几十年前的老系统,无 法进行扩展,以满足当今行业对扩产和复杂性的 要求。而真正的数字化、可追溯性、机器学习 (ML)和基
3、于人工智能的实时数据分析是无法在孤 立和过时的工具、环境和流程中实现的。在全球 供应链加快创新变得至关重要的时刻,如果没有 单一数据源,陈旧系统将使协作和创新变得遥不 可及。将半导体设计和制造流程数据组合到单一来源2保障供应链稳定性新冠疫情的影响让我们深刻意识到,建立相互 依存的全球供应链网络刻不容缓。制造商发现 自己不得不应对供应链中断、工厂停工、产品 不合格和材料短缺等问题,所有这些都标志着 需要重新考量供应商、库存、物流和贸易伙伴。几乎所有行业都出现了这种多米诺骨牌效应,尤其是汽车行业,在 2020-2021 年的几个季度 都出现了巨大的收入缺口。事实上,艾睿铂咨 询公司(AlixPar
4、tners)估计,仅 2021 年,半导 体短缺预计就会给全球汽车行业带来 2100 亿 美元的收入损失2。这种情况加剧了产品方案减少、缺乏前期认证 资格等问题。令人欣慰的是,许多汽车行业的 原始设备制造商(OEM)看到了巨大增长的前 景,并且完全有能力从新冠疫情中复苏,但前 提是他们能够获得正确的数字工具。在新冠疫情之后的新常态下,将设计和制造紧 密结合变得更为迫切,即使是在将制造外包给 代工厂的情况下。避免专业版本性能下降等后 果,改善流程优化并确保多项资格预审至关重 要。其中极为重要的是,企业必须创建一个有 效的数字化平台。如果不实现整个产品开发流 程的数字化,企业将开始落于人后。能够利
5、用供应链中断来创造机会 的企业将成为赢家。超过 60%的受访者表示,在过去 两年中,客户对产品质量和新产品 导入(NPI)时间的期望值更高。2021 年 Tech-Clarity 调查报告 3当在多个地点进行产品开发和制造时,设计和制造系统的高度碎片化和缺乏数字 化等问题就变得显而易见。知识产权侵权、未标明出处、恶意剽窃以及质量和 供应链问题屡见不鲜。如下图所示,这些问题在数字化的道路上制造了障碍。数据完整性是关键所在。埃森哲发布的具有里程碑意义的2018 年技术展望3 的调查结果仍然适用,该调查显示,大多数半导体高管认为,随着数据的增长以 及企业越来越依赖数据驱动的决策,数据完整性问题将呈指
6、数级增长。而机器学 习和深度学习等人工智能(AI)技术又将加剧这一趋势。但对一些企业来说,糟糕的数据质量已经威胁到了生存。在许多情况下,电子设 计自动化(EDA)/设计管理工具和产品生命周期管理(PLM)工具之间没有接口,这 是导致数据不准确、效率低下和性能错误的主要原因。正因为如此,企业必须以 集成和结构化的方式管理从概念到交付过程中的数据。消除孤岛,利用实时数据分析将工程和制造相结合NPI 过程中从流片到交付的挑战4w半导体工程师在试图做出正确决策时,通常很难从各种不同的系统中调取可靠的 信息。Tech-Clarity 最近研究发现,超过 60%的半导体企业“使用六个或更多 系统”来存储、
7、访问和管理数据,4这使得数据驱动的决策更加困难。遗憾的是,大多数半导体企业都没有支持在设计、规划、处理和报告阶段共享数据的系统,因此难以实现协作创新。显然,实施 PLM 正当其时。交付高质量的半导体产品需要在整个产品生命周期和整个价值链中进行企业级的 协作和流程管理。打破团队之间的壁垒已经成为产品更快、更好地进入市场的必 要条件,因为他们使用多个并行设计系统将电子、机械和热设计集成到产品开发 工作流程中。单一数据源可显著提高所有系统的生产效率。企业 可以控制产品数据和流程,包括 EDA 设计和验证、复杂包装、嵌入式软件、文档和 BOI 数据,协调整 个产品生命周期的所有设计和制造流程信息。边缘
8、到边缘的半导体生命周期管理5智能半导体解决方案缩短 NPI 周期时间,降低成本。借助生命周期管 理,半导体企业可灵活适应业务变化,并通过连接 制造流程和数据管理来协同创建、验证和优化制造 计划与产品设计,妥善应对产品开发的所有挑战。6智能制造需要智能解决方案使用 PLM 可以确保来自设计、工程、测试、仿真和验证等不同平台的数据集成 在一起,从而获得对产品的全面了解。当然,它的优势不限于此。PLM 能够让 您专注于提供一手精准数据,以便在不同学科领域、合作伙伴和产品生命周期阶 段中随时可用。因此,PLM 可基于易于查找的产品信息,如整个产品生命周期 中的工程意图、决策标准和基本原理以及事件,来释
9、放协作和创新的力量,从而 加快 NPI 速度。正如下图所示,PLM 旨在帮助您控制新产品和现有产品的产品数据和流程。这 包括 EDA 设计和验证、复杂包装、嵌入式软件、文档和信息清单(BOI)数据,协 调整个产品生命周期(从概念到使用寿命结束)的所有设计和制造流程信息。NPI 时间取决于整体设计流程。提高产品工程、客户应用和需求工程、设备工 程、设计和设计验证、仿真和验证、成本计算、项目管理、故障模式和影响分析 (FMEA)、风险分析和生产测试等领域的数据准确性、效率和协作,可缩短减少 NPI 周期时间。使用 PLM 可将所有这些步骤和所有参与者集成到整体工程和制造流程中,助力 您实现高效发展
10、。当您的团队共享同一个真实、持续更新的数据集时,就可以高 效、从容协作。同时还可以避免因数据过时、不准确或不完整而产生的错误扰乱 NPI 周期。产品上市时间 缩短 50%7使用 PLM 可以加速数字化之旅,显著减少设计返工次数,从而节省数百万美元。凭借其自动化的时间表、流程和检查表,可以如期向市场推出可盈利的新产品。灵活的 NPI 规划执行还支持瀑布式和敏捷式开发模式。PLM 解决方案可帮助您捕 捉和策划创意,管理商业计划并使其成熟完善,并成功开发出新产品开发项目。如果首席执行官(CEO)想了解突破性项目在当前或预期费用下的进展情况,可以 使用 PLM 来交付数据,同时可对产品组合甚至在项目级
11、别进行必要调整。构建 该系统是为了支持多维数据集报告,在本例中有四种不同类型的属性,例如目标 成本、预测成本和实际成本,以及任何时间框架内的不同类型的创新。所有的半导体企业,从晶圆厂、无晶圆厂、集成数据库管理(IDM)、代工厂、外 包半导体装配和测试(OSAT)到子公司,都可以使用 PLM 软件解决方案,通过提 高可靠性、降低成本、缩短 NPI 周期、加快产品上市速度以及击败竞争对手来超 越业务目标。无论是初创企业还是大型企业,都可以充分拓展半导体设计、仿真、制造和物联 网能力,满足产品和市场需求。以高性价比的方式快速利用新技术,学习采用新 型解决方案,推广跨工程领域的安全协作,并立足于企业生
12、态系统,灵活部署创 新伙伴网络。西门子 Xcelerator 即服务利用云计算提供强大的新功能,将有助于 加快半导体企业的数字化转型。8用于半导体生命周期管理的 Teamcenter 是 Siemens Digital Industries Software 旗下综合性、集成式软件和服务 Xcelerator 产品组合的一部分,为半导体企业 提供了真正的竞争优势。何须等待?半导体企业当前即可开启数字化 之旅,让整个企业迅速收获效益。例如,通过改进 PLM,将产品推向 市场的时间缩短 1%,就可以转化 为可观的经济效益”。埃森哲研究 技术展望 集成式数据模型和单一数据源9客户评价 以前,我们的流
13、程和系统效率低下。而 现在,我们的项目失误率实际为负。我 们不仅实现了项目如期交付,还取得了 提前交付的可喜成绩,一部分的功劳在 于改进的工程更改管理流程。”泰瑞达工程经理比尔 杜根(Bill Duggan)我们认为实施 PLM 可为支持创新以及所 有业务策略奠定坚实的基础,其中包括 建立全球品牌、实现多样化经营和渗透 全球市场。”海尔集团副总裁喻子达 我们非常幸运,在企业处于低谷时,我 们的管理层做出了一项明智的决策,即 投资 PLM 并重构整个产品开发流程。正 因如此,才有了我们今天的强大竞争力。”J.K.Wei,英业达企业系统工程总监 我们意识到,PLM 可以将我们的开发时 间缩短一半。
14、”Takuro Ito,东芝泰格株式会社系统整合晶片部再设 计组经理泰瑞达 采用西门子产品生命周期管理工具,将工程更改订单周期缩短了 84%,即从 90 天 缩短到仅 14 天,每年节省 200 万美元。利用 Teamcenter 作为关键工具之一,台湾 原始设计制造商英业达扭转了命运,在商 业周刊的“信息科技 100 强”名单中上升到 第 17 位。东芝泰格株式会社使用 Teamcenter 彻底重 新设计了其业务流程,以实现最大的生产 效率。通过管理海尔集团八个产品部门的信息并提 高开发项目的可见性,Teamcenter 帮助将 产品上市时间缩短了 15%。10参考信息1.Tech-Cla
15、rity survey of 277 semiconductor and high-tech professionals,reported by Julie Fraser,Vice President,Tech-Clarity in“Retool Semiconductor Innovation for Profit-A Lifecycle Approach for Smart Products and Devices”Tech-Clarity,Inc.,|https:/tech- Michael Wayland,September 23,2021:“The semiconductor chi
16、p shortage is now projected to cost the global automotive industry$210 billion in lost revenue in 2021,according to consulting firm AlixPartners.https:/ Research SEMICONDUCTORS:Fueling the Tech Industry s Future as Never Before.Technology Vision 2018.Accenture,https:/ in“Retool Semiconductor Innovat
17、ion for Profit-A Lifecycle Approach for Smart Products and Devices,“page 15,Tech-Clarity,Inc.,https:/tech- in“Why PLM Is So Important For High-Tech Manufacturers,”by Kevin Prendeville,Managing Director,Accenture Product Lifecycle Services,https:/ 800 498 5351欧洲、中东及非洲地区:00 800 70002222亚太地区:001 800 03
18、061910 2022 Siemens.可在此处查看相关西门子商标列表。其他商标属于其各自持有方。84330-D6-ZH 2/22 LOC关于 Siemens Digital Industries SoftwareSiemens Digital Industries Software 不断推动数字化企业转 型,让工程、制造业和电子设计遇见未来。Xcelerator 是 Siemens Digital Industries Software 推出的软件和服务全面 集成式产品组合,可助力各种规模的企业打造数字孪生,带来新的洞察、新的改进机遇和新的自动化水平,让技术 创新如虎添翼。如需了解有关 Siemens Digital Industries Software 产品和服务的详细信息,请访问 或关注我们的领英、推特、脸书和照片墙帐号。Siemens Digital Industries Software 数智今日,同塑未来