Мир проектирования печатных плат (ПП) стремительно меняется, и искусственный интеллект (ИИ) играет в этом процессе одну из ключевых ролей. С появлением инструментов проектирования на базе ИИ многие задаются вопросом, не сделают ли эти технологии в конечном итоге традиционную роль инженеров печатных плат устаревшей. Давайте разберёмся, как ИИ влияет на проектирование и производство ПП, что это значит для специалистов в этой области и почему сотрудничество между людьми и ИИ является ключом к будущему успеху.

Модернизация дизайна печатных плат: начинается новая эра

Годами проектирование печатных плат представляло собой часы кропотливой ручной работы. Инженеры тщательно проектировали платы, прокладывали соединения один за другим и многократно проверяли каждую деталь, чтобы убедиться в идеальной работе. Этот процесс сам по себе приносит удовлетворение, но он также медленный, трудоёмкий и подвержен человеческим ошибкам.

Однако сегодня отрасль переживает трансформацию. ИИ стал инновационной силой в проектировании печатных плат, коренным образом изменив традиционные методы. Современные инструменты на базе ИИ теперь анализируют сложные конструкции, предлагают улучшения и даже предсказывают потенциальные проблемы до того, как они станут серьёзными. Этот сдвиг заключается не только в ускорении процесса, но и в повышении надёжности, позволяя инженерам сосредоточиться на инновациях, а не на рутинных задачах.

ИИ: ваш новый партнер по дизайну

Представьте себе, что вы работаете над сложной топологией печатной платы и используете инструмент, который быстро анализирует огромные объёмы данных, чтобы определить оптимальные пути маршрутизации, оптимальное расположение компонентов и потенциальные проблемы с температурой. Именно это и делает ИИ. Он действует как высокоэффективный помощник проектировщика, обрабатывая информацию за считанные секунды — задача, которая вручную могла бы занять часы или даже дни.

Эти интеллектуальные инструменты используют алгоритмы машинного обучения для изучения предыдущих проектов и передового опыта отрасли. Они предлагают рекомендации в режиме реального времени, гарантируя, что каждая итерация проекта будет приближаться к совершенству. Выполняя повторяющиеся и трудоёмкие задачи, ИИ освобождает инженеров для более сложных аспектов проектирования, таких как творческое решение проблем и стратегическое планирование. Результатом становится более плавный, быстрый и эффективный рабочий процесс без ущерба для качества.

Каким образом искусственный интеллект улучшает проектирование печатных плат?

Искусственный интеллект производит революцию в проектировании печатных плат, обеспечивая значительное повышение эффективности, качества и надежности. В современной быстро меняющейся конкурентной среде ИИ стал незаменимым помощником для проектировщиков и производителей. Вот несколько ключевых направлений, в которых ИИ способствует изменениям в индустрии печатных плат.

• Улучшенная проверка компонентов и обнаружение дефектов. Низкокачественные компоненты и малозаметные дефекты могут снизить надёжность печатных плат. Передовые системы компьютерного зрения и алгоритмы глубокого обучения используются для обнаружения несоответствующих спецификациям деталей и проблем с поверхностью, таких как шпоры, следы мышиных укусов, короткие замыкания и обрывы. Усовершенствованные процессы контроля гарантируют, что в производство поступают только качественные компоненты, что сокращает отходы и ускоряет валидацию продукции.
• Оптимизация маршрутизации — инструменты проектирования на базе искусственного интеллекта оптимизируют процесс маршрутизации, быстро анализируя проектные данные. Алгоритмы машинного обучения, обученные на исторических данных, прогнозируют перегрузку маршрутизации, предлагают оптимальные пути трассировки и выявляют потенциальные проблемы с перекрёстными помехами. Эта возможность не только сокращает время и стоимость проектирования, но и минимизирует количество ошибок на ранних этапах, что повышает надёжность проектов.
• Повышение целостности сигнала. Обеспечение высокой целостности сигнала критически важно для современных печатных плат. Модели ИИ используют нейронные сети, генетические алгоритмы и другие методы для точной настройки параметров соединений. Эти предиктивные модели помогают поддерживать высокие стандарты производительности, избегая необходимости многократного повторения этапов проектирования. Ранние корректировки, основанные на рекомендациях ИИ, приводят к улучшению качества сигнала и повышению надежности конечного продукта.
• Оптимизированная пайка оплавлением и помощь в проектировании. ИИ также играет важную роль в процессе пайки оплавлением, прогнозируя оптимальные температурные профили и скорости конвейера для сложных сборок. Более того, ИИ-помощники в проектировании изучают опыт прошлых проектов, предоставляя ценные рекомендации по повышению производительности, тестируемости и успешному производству. Хотя эти инструменты значительно повышают эффективность, человеческий опыт по-прежнему критически важен для проверки сложных конструкций и устранения ошибок.

По сути, сотрудничество между ИИ и опытными инженерами прокладывает путь к более интеллектуальному и надежному проектированию печатных плат на динамичном конкурентном рынке.

Человеческое творчество остается королем

Несмотря на впечатляющие возможности искусственного интеллекта, важно помнить, что проектирование печатных плат — это одновременно и искусство, и наука. По сути, проектирование печатных плат требует понимания сложных электронных систем, прогнозирования потребностей конечных пользователей и принятия решений, обеспечивающих баланс между производительностью, стоимостью и надёжностью. Эти задачи требуют творческого подхода к решению проблем, и в этой области человеческий опыт по-прежнему бесспорно незаменим.

ИИ может обрабатывать данные и генерировать предложения на основе закономерностей, но он не может заменить интуитивные суждения, основанные на многолетнем опыте. Инженеры-люди учитывают контекст, они понимают деликатные моменты проекта, которые ни один алгоритм не может полностью охватить. Во многих случаях наилучшие результаты достигаются при сочетании человеческого понимания с аналитическими возможностями ИИ.

Повышение квалификации: принятие будущего, основанного на искусственном интеллекте

Развитие ИИ в проектировании печатных плат не означает, что традиционные навыки устаревают. Напротив, оно подчёркивает важность развития и расширения знаний. Сегодня инженеров призывают развивать навыки, сочетающие традиционные принципы проектирования с современными инструментами ИИ. Непрерывное обучение стало неотъемлемой частью поддержания конкурентоспособности в отрасли.

Обучающие программы, онлайн-курсы и практические семинары сейчас как никогда популярны, поскольку специалисты стремятся понять новейшие технологии ИИ и их практическое применение в проектировании печатных плат. Этот сдвиг способствует формированию более универсальных кадровых ресурсов, лучше подготовленных к решению сложных задач современной электроники. Внедрение ИИ — это не столько замена существующих навыков, сколько их развитие для стимулирования инноваций.

Развенчание мифа: будут ли заменены инженеры?

В связи с развитием ИИ часто возникает вопрос: заменят ли инженеров-людей? Короткий ответ — нет. Хотя ИИ может взять на себя многие рутинные и повторяющиеся этапы проектирования печатных плат, творческий и стратегический процесс разработки по-прежнему требует человеческого участия.

Искусственный интеллект (ИИ) превосходно справляется с обработкой огромных объёмов данных и выявлением закономерностей, но ему не хватает способности полностью понимать контекст, оценивать тонкости дизайна или внедрять инновации, выходящие за рамки традиционных представлений. Роль инженера меняется: от чистого творца к менеджеру сложных инструментов, повышающих креативность и эффективность.

Вместо опасений по поводу замены, в отрасли наблюдается переосмысление ролей. Инженеры теперь могут сосредоточиться на более сложных задачах, которые повышают ценность процесса проектирования. В их число входят стратегическое принятие решений, системное мышление и творческое решение задач — области, где человеческий интеллект по-прежнему незаменим.

Решение проблем

Конечно, интеграция ИИ в проектирование печатных плат не лишена сложностей. Одна из основных проблем — потенциальная чрезмерная зависимость от автоматизированных систем. Если инженеры начнут слишком сильно полагаться на ИИ, существует риск того, что человеческие навыки со временем могут со временем утратить свою актуальность. Чтобы избежать этого, специалистам важно соблюдать баланс, используя сильные стороны ИИ и постоянно совершенствуя собственные знания.

Еще одна проблема заключается в необходимости обеспечения надежной защиты данных и соблюдения этических норм. По мере того, как системы ИИ все больше интегрируются в процессы проектирования, обеспечение безопасности этих инструментов и ответственного обращения с обрабатываемыми ими данными становится первостепенной задачей. Отрасль должна принять строгие стандарты для защиты интеллектуальной собственности и поддержания доверия к этим новым технологиям.

Дорога вперед: сбалансированный взгляд

Интеграция ИИ в проектирование печатных плат — это не просто сокращение рабочих мест, это сигнал перемен и прогресса. Хотя ИИ обеспечивает невероятную скорость и эффективность, человеческий фактор по-прежнему играет ключевую роль в творчестве, решении проблем и принятии стратегических решений. Будущее проектирования печатных плат — это сбалансированное сочетание машинной точности и человеческого понимания.

По мере развития отрасли наилучшие результаты будут достигаться благодаря сотрудничеству. Инженеры продолжат играть важнейшую роль, используя ИИ как инструмент для расширения границ возможного. В этих новых условиях акцент смещается со страха перед заменой на осмысление возможностей — шанса вывести практику проектирования печатных плат на новый уровень.

Споры о том, заменит ли ИИ инженеров печатных плат, упускают из виду общую картину. Вместо того, чтобы рассматривать ИИ как конкурента, его следует рассматривать как мощного помощника. Повышающего производительность, улучшающего качество и освобождающего человеческие ресурсы для того, что действительно важно — инноваций. Эволюция проектирования печатных плат — это не выбор между людьми и машинами, а поиск идеального сочетания этих двух факторов.

В отрасли, где точность и креативность идут рука об руку, будущее выглядит светлым. По мере развития ИИ, он, несомненно, откроет новые возможности для роста и развития. Вместо того, чтобы заменить инженеров, ИИ призван переосмыслить их роль, преобразуя повседневные задачи в возможности для прорывных инноваций.

Инструменты для проектирования печатных плат с поддержкой ИИ

Ниже представлено несколько инструментов для проектирования печатных плат, интегрирующих возможности ИИ, которые поддерживают автоматизированные схемотехнические предложения, интеллектуальную маршрутизацию и совместные рабочие процессы для эффективного и точного выполнения разработки печатных плат.

1. Платформа дизайна Cadence Allegro X

Платформа проектирования Cadence Allegro X — это решение для проектирования печатных плат на базе искусственного интеллекта, предлагающее расширенные возможности автоматизации, многопрофильное взаимодействие и анализ в процессе проектирования. Она повышает эффективность проектирования благодаря оптимизации топологии на основе искусственного интеллекта и бесшовной интеграции процессов создания схем, компоновки печатных плат и системного анализа.

Основные характеристики:

• Генеративная печатная плата на базе искусственного интеллекта для оптимизированного размещения компонентов.
• Анализ в процессе проектирования для моделирования и проверки в реальном времени.
• Проектирование на основе ограничений с автоматической проверкой правил.
• Совместное проектирование ECAD-MCAD для эффективного взаимодействия инженеров-электриков и инженеров-механиков.
• Моделирование SPICE с помощью PSpice для анализа аналоговых и смешанных сигналов.
• Конструкция Rigid-Flex с 3D-визуализацией и управлением стекированием.
• Совместная работа группы разработчиков печатных плат, обеспечивающая глобальное сотрудничество в режиме реального времени.
• Проверки «Проектирование для производства» (DFM) для уменьшения ошибок и обеспечения технологичности.
• Интеграция PLM с ведущими системами управления жизненным циклом продукции.
• Проектирование многодоменной системы, поддерживающее электрические, механические и тепловые рабочие процессы.

2. Серия Zuken CR-8000

Серия Zuken CR-8000 — это передовое программное обеспечение для проектирования печатных плат на базе искусственного интеллекта, предлагающее полностью интегрированное комплексное решение от архитектуры системы до оптимизации производства. Оно поддерживает проектирование многоплатных печатных плат, анализ целостности сигналов, совместное проектирование микросхем, корпусов и плат, а также интеграцию MCAD-систем для сложных электронных систем.

Основные характеристики:

• Поддерживает разбиение на несколько плат, проверку системы и интеграцию жгутов проводов.
• Обеспечивает комплексное моделирование и анализ целостности сигнала (SI), целостности мощности (PI) и тепловых характеристик.
• Включает оптимизацию дизайна на основе искусственного интеллекта для повышения производительности и эффективности компоновки.
• Поддерживает однокристальные и многокристальные корпуса, включая перевернутые кристаллы и усовершенствованные корпуса.
• Анализ SI/PI/EMI до и после компоновки с использованием сторонних интеграций (Ansys, Keysight).
• Обеспечивает 3D-моделирование печатных плат и механическую интеграцию для многоплатных систем.
• Управление инженерными данными (интеграция PLM), DS-CR для управления данными проектирования незавершенного производства, повторного использования проектов и синхронизации цепочек поставок.
• Встроенная проверка производства для обеспечения высококачественного изготовления печатных плат.
• Синхронизация проектирования жгутов проводов на базе IPC-2581 с топологией печатных плат.

3. DeepPCB

DeepPCB — это полностью автономный инструмент проектирования печатных плат на базе искусственного интеллекта, использующий обучение с подкреплением для трассировки печатных плат и размещения компонентов. Он итеративно дорабатывает топологию, обеспечивая чистоту проектирования (DRC) с минимальным количеством переходных отверстий и оптимизированной целостностью сигналов. DeepPCB легко интегрируется с существующими рабочими процессами проектирования, позволяя пользователям начинать трассировку с нуля или улучшать существующие проекты, тем самым ускоряя процесс проектирования.

Основные технические характеристики:

• Автоматизация маршрутизации и размещения на основе обучения с подкреплением.
• Итеративное уточнение макета, гарантирующее соответствие требованиям DRC.
• Интеграция со стандартными форматами файлов и существующими инструментами проектирования.
• Оптимизация для минимизации переходных отверстий и повышения целостности сигнала.

4. Siemens Xpedition Enterprise

Siemens Xpedition Enterprise — это платформа для проектирования печатных плат нового поколения, которая оптимизирует процесс от концепции до производства. Она предлагает интуитивно понятный современный пользовательский интерфейс, поддержку проектирования на базе искусственного интеллекта и совместную работу в облаке. Интегрированные цифровые потоки обеспечивают верификацию в режиме реального времени, а управляемый доступ гарантирует надежную защиту интеллектуальной собственности, оптимизирует управление ресурсами и ускоряет вывод продукции на рынок.

Основные технические характеристики:

• Интуитивно понятный современный пользовательский интерфейс.
• Поддержка проектирования с использованием ИИ.
• Совместная работа в облаке.
• Интегрированные цифровые потоки.
• Управляемый доступ для безопасной защиты IP.

5. Платформа проектирования печатных плат Flux

Flux — это веб-платформа для проектирования печатных плат, которая интегрирует инструменты на базе искусственного интеллекта для оптимизации автоматизации проектирования печатных плат. Она поддерживает совместную работу в режиме реального времени, рабочие процессы проектирования на основе данных и непрерывную итерацию. Система доступна непосредственно из браузера, что исключает необходимость в установке, а также предлагает помощь в проектировании благодаря встроенному Copilot и поддерживает широкий функционал.

Основные характеристики:

• Работает полностью в веб-браузере, не требуя загрузки или установки программного обеспечения.
• Использует ИИ для рекомендации и создания схематических соединений.
• Обеспечивает решение в один клик для проектирования маршрутизации с интуитивным, похожим на человеческий, результатом.
• Позволяет нескольким пользователям работать вместе одновременно с четким контролем прав доступа.

91 просмотров