Siemens bổ sung ASTER để kết nối thiết kế PCB và phân tích kiểm thử

Siemens công bố việc mua lại ASTER Technologies vào ngày 13 tháng 1 năm 2026. Giao dịch này bổ sung phân tích thiết kế để kiểm thử vào danh mục thiết kế hệ thống điện tử của Siemens.

Mục tiêu thực tế rất rõ ràng: xác định các hạn chế về độ bao phủ kiểm thử trong khi bo mạch in vẫn có thể được thay đổi với chi phí tương đối thấp.

Thông báo này không còn mới, nhưng tầm quan trọng về kỹ thuật của thương vụ vẫn vượt ra ngoài việc mở rộng danh mục sản phẩm của Siemens. Các nhóm PCB thường quản lý ý đồ thiết kế, quy tắc sản xuất, yêu cầu kiểm tra và dữ liệu kiểm thử điện trong các công cụ riêng biệt. Siemens đang hướng tới một quy trình kết nối hơn giữa các môi trường Xpedition và Valor, trong đó ASTER bổ sung phân tích khả năng kiểm thử vào quy trình rộng hơn này.

Phân tích thiết kế để kiểm thử có thể xác định các điểm tiếp cận còn thiếu và các hạn chế về độ bao phủ trước khi PCB được đưa vào sản xuất.

ASTER Bổ sung Điều gì

ASTER phát triển phần mềm để phân tích khả năng kiểm thử của các cụm bo mạch in. Phân tích của phần mềm có thể ước tính liệu các phương pháp kiểm tra và kiểm thử điện hiện có có thể phát hiện lỗi trên toàn bộ thiết kế hay không.

Đánh giá có thể xác định các linh kiện, mạng hoặc khu vực mạch có khả năng tiếp cận kiểm thử hạn chế. Đánh giá cũng có thể làm lộ ra xung đột giữa bố trí PCB và quy trình kiểm thử đã lên kế hoạch.

Loại phân tích này không chứng minh rằng một bo mạch hoàn thiện sẽ hoạt động chính xác. Các phép tính độ bao phủ phụ thuộc vào chất lượng của dữ liệu thiết kế, thông tin linh kiện, netlist, bố trí, thư viện kiểm thử và mô hình thiết bị sản xuất.

Kết quả độ bao phủ cho biết liệu một quy trình kiểm thử đã xác định có được kỳ vọng phát hiện một điều kiện lỗi đã xác định hay không. Việc xác nhận vật lý vẫn cần thiết trong quá trình kiểm thử nguyên mẫu và sản xuất.

Tại sao Phân tích Thiết kế để Kiểm thử Nên được Bắt đầu Sớm hơn

Một điểm kiểm tra bị thiếu thường dễ sửa hơn trong quá trình xem xét sơ đồ nguyên lý hoặc bố trí. Vấn đề tương tự sẽ trở nên tốn kém hơn sau khi đi dây, thiết kế đồ gá, phê duyệt vỏ và phát hành sản xuất.

Những thay đổi muộn có thể đòi hỏi sửa đổi bo mạch, đồ gá kiểm tra mới, phương pháp kiểm tra thay thế hoặc bổ sung các bước kiểm tra thủ công. Một số nhóm có thể thay vào đó chấp nhận phạm vi bao phủ thấp hơn vì chi phí thiết kế lại quá cao.

Phân tích sớm cung cấp cho kỹ sư một đánh đổi thiết kế có thể đo lường. Một pad kiểm tra cần không gian trên bo mạch và có thể ảnh hưởng đến việc đi dây hoặc tính toàn vẹn tín hiệu. Việc loại bỏ pad có thể làm giảm khả năng tiếp cận để kiểm tra trong mạch hoặc kiểm tra liên quan đến boundary.

Lợi ích của phân tích thiết kế để kiểm thử không chỉ đơn giản là bổ sung thêm điểm kiểm tra. Đó là cho thấy hệ quả của một quyết định bố trí trước khi nguyên mẫu phát hiện ra vấn đề.

Xpedition, Valor và Phân tích Kiểm thử Có thể Phối hợp với Nhau Như thế nào

Siemens Xpedition hỗ trợ thiết kế và bố trí hệ thống PCB. Các sản phẩm Siemens Valor hỗ trợ chuẩn bị sản xuất và phân tích thiết kế để sản xuất. ASTER bổ sung một lớp bằng chứng khác bằng cách đánh giá liệu chiến lược kiểm tra và thử nghiệm đã lập kế hoạch có thể cung cấp phạm vi bao phủ đầy đủ hay không.

Một quy trình kết nối có thể cho phép dữ liệu thiết kế được chuyển vào phân tích khả năng kiểm thử. Sau đó, các phát hiện thu được có thể được gửi lại cho nhóm thiết kế bố trí và sản xuất để xem xét.

Quy trình này cũng có thể lưu giữ các quyết định được đưa ra trong quá trình đánh giá thiết kế. Hồ sơ này có thể giúp kỹ sư hiểu vì sao một điểm kiểm tra được thêm vào, loại bỏ hoặc thay thế bằng một phương pháp kiểm tra khác.

Kết quả sản xuất có thể mang lại giá trị bổ sung khi được so sánh với các dự đoán độ bao phủ trước đó. Nếu một cơ hội kiểm thử được dự đoán liên tục thất bại trong sản xuất, nhóm kỹ thuật có thể xem xét lại mô hình, đồ gá, quy trình hoặc dữ liệu linh kiện.

Mức độ tích hợp chính xác sẽ phụ thuộc vào lộ trình sản phẩm của Siemens, các định dạng dữ liệu được hỗ trợ và cách triển khai của khách hàng. Giá trị kỹ thuật sẽ đến từ khả năng truy xuất xuyên suốt các phiên bản, chứ không chỉ từ việc thêm một giao diện phần mềm khác.

Đối với các nhóm phần cứng công nghiệp liên quan, bộ sưu tập Siemens của PLC ProTech cung cấp một kênh danh mục sản phẩm của nhà cung cấp. Bộ sưu tập bo mạch truyền động cũng bao quát các cụm PCB công nghiệp có thể cần được thay thế lâu dài và lập kế hoạch vòng đời.

Ứng dụng trong điện tử công nghiệp

Bo mạch điều khiển công nghiệp thường vẫn được sử dụng trong nhiều năm. Sản lượng của chúng có thể thấp hơn sản phẩm tiêu dùng, nhưng một lỗi khi vận hành có thể khiến máy móc, dây chuyền sản xuất hoặc cụm quy trình ngừng hoạt động.

Việc lập kế hoạch kiểm thử được cải thiện có thể hỗ trợ nhiều cụm thiết bị công nghiệp, bao gồm:

• Bo mạch điều khiển bộ biến tần
• Mô-đun điều khiển PLC và PAC
• Card truyền thông công nghiệp
• Cụm điện tử liên quan đến an toàn
• Bo mạch chuyển đổi và bảo vệ nguồn
• Linh kiện thay thế cho hệ thống điều khiển cũ

Sản xuất đa chủng loại tạo ra một thách thức bổ sung. Việc thay thế linh kiện, thay đổi định tuyến hoặc biến thể bo mạch có thể làm thay đổi khả năng tiếp cận kiểm thử và độ bao phủ lỗi.

Vì lý do này, phân tích khả năng kiểm thử nên tuân theo quy trình kiểm soát cấu hình. Phiên bản thiết kế, danh mục vật tư, quy trình sản xuất, kế hoạch kiểm tra và chương trình kiểm thử phải luôn đồng bộ.

Vì sao kết quả độ bao phủ cần được kỹ sư xem xét

Tỷ lệ bao phủ cao không tự động cho thấy một chiến lược kiểm thử hoàn chỉnh. Kỹ sư phải hiểu những lỗi nào được bao gồm, những phương pháp kiểm thử nào được giả định và những khu vực nào vẫn chưa được kiểm tra.

Do đó, việc phân tích độ bao phủ nên được xem xét cùng với:

• Độ chính xác của linh kiện và netlist
• Khả năng tiếp cận điểm kiểm tra
• Các hạn chế của đồ gá và đầu dò
• Năng lực của thiết bị kiểm tra
• Các điều kiện biên và giả định về lỗi
• Các biến thể bo mạch và linh kiện thay thế được phê duyệt

Kỹ sư cũng nên phân biệt giữa độ bao phủ dự đoán và bằng chứng từ sản xuất. Một mô hình có thể xác định một cơ hội kiểm thử khả dụng, nhưng nhà máy vẫn cần xác nhận tính lặp lại, chất lượng tiếp xúc, việc lập trình, hiệu chuẩn và kiểm soát quy trình.

Định hướng rộng hơn của tự động hóa thiết kế điện tử

Các nhà cung cấp tự động hóa thiết kế điện tử đang mở rộng vượt ra ngoài việc chụp sơ đồ nguyên lý và bố trí PCB. Phân tích sản xuất, lập kế hoạch kiểm tra, kỹ thuật kiểm thử và dữ liệu vòng đời đang trở thành một phần của cùng một cuộc thảo luận.

Phân tích sớm hơn có thể giảm các thay đổi kỹ thuật muộn và cải thiện giao tiếp giữa các nhóm thiết kế, sản xuất, chất lượng và dịch vụ. Tuy nhiên, chỉ tích hợp phần mềm không thể loại bỏ các vấn đề về tổ chức hoặc chất lượng dữ liệu.

Trao đổi dữ liệu dựa trên tiêu chuẩn và các giao diện mở sẽ tiếp tục quan trọng. Nhà sản xuất hiếm khi sử dụng một nhà cung cấp cho mọi hoạt động thiết kế, kiểm tra và thử nghiệm.

Một nền tảng hữu ích phải duy trì khả năng truy xuất nguồn gốc trên nhiều thiết bị khác nhau. Nền tảng đó cũng nên giải thích cách tính kết quả độ bao phủ và phiên bản thiết kế nào đã tạo ra kết quả đó.

Quan điểm biên tập

Lập luận thuyết phục nhất cho việc Siemens mua lại ASTER Technologies không phải là tự thân việc bố trí PCB nhanh hơn. Đó là bằng chứng sớm hơn về những gì nhà máy có thể kiểm tra và thử nghiệm.

Bằng chứng đó có thể tác động đến việc lựa chọn linh kiện, bố trí điểm kiểm tra, lập kế hoạch đồ gá, chiến lược kiểm tra và các quyết định phát hành sản xuất.

Siemens sẽ cần chứng minh rằng việc phân tích độ bao phủ vẫn được đồng bộ với các bản sửa đổi thiết kế và rằng kết quả sản xuất có thể cải thiện những quyết định trong tương lai.

Nếu vòng phản hồi đó hoạt động hiệu quả, kỹ thuật kiểm thử sẽ trở thành một đầu vào của thiết kế thay vì một điểm kiểm tra muộn trong sản xuất.

Các câu hỏi kỹ sư thường đặt ra

Phân tích thiết kế để kiểm thử có chứng minh được rằng PCB sẽ hoạt động không?

Không. Phân tích này ước tính liệu các phương pháp kiểm tra và kiểm thử điện đã xác định có thể phát hiện những điều kiện lỗi cụ thể hay không. Việc xác nhận thực tế vẫn cần thiết.

Tại sao nên kiểm tra độ bao phủ kiểm thử trước khi hoàn tất bố cục?

Những thay đổi sớm thường ít tốn kém hơn. Những thay đổi muộn có thể ảnh hưởng đến định tuyến, đồ gá, các ràng buộc của vỏ, việc phát hành sản xuất và lịch giao hàng.

Tỷ lệ độ bao phủ cao có thể đảm bảo chất lượng sản phẩm không?

Không. Độ bao phủ phụ thuộc vào mô hình lỗi được kiểm thử, độ chính xác của dữ liệu, năng lực thiết bị, tình trạng đồ gá và quá trình thực hiện sản xuất.

Tại sao các biến thể bo mạch lại quan trọng?

Việc thay thế linh kiện hoặc sửa đổi bố cục có thể làm thay đổi khả năng tiếp cận và độ bao phủ kiểm thử. Mỗi biến thể được phê duyệt nên tiếp tục được liên kết với dữ liệu thiết kế và kiểm thử riêng của biến thể đó.

Nhà sản xuất nên xác minh điều gì sau khi phân tích?

Họ nên xác minh khả năng tiếp cận điểm kiểm tra, độ lặp lại của đồ gá, năng lực kiểm tra, cấu hình chương trình, hiệu chuẩn và kết quả sản xuất.

Kết luận

Giao dịch Siemens–ASTER phản ánh một sự chuyển dịch rộng hơn trong kỹ thuật PCB. Khả năng kiểm thử đang được đưa đến gần hơn với giai đoạn thiết kế, khi các kỹ sư vẫn có thể thay đổi bo mạch mà không gây gián đoạn lớn cho sản xuất.

Đối với điện tử công nghiệp, phương pháp này có thể hỗ trợ kiểm soát vòng đời tốt hơn và việc xác minh có tính lặp lại cao hơn. Thành công sẽ phụ thuộc vào dữ liệu chính xác, quản lý phiên bản rõ ràng, xác nhận thực tế tại nhà máy và khả năng tích hợp hiệu quả giữa các nhóm thiết kế và sản xuất.