Altium+Designer与PDM系统有效集成解决方案.doc
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021-52653259亿道电子技术有限公司
AltiumDesigner与PDM系统有效集成
一、概述
随着企业自动化程度越来越高，EDA/CAD软件技术在企业中得到了广泛应用，设计者应用EDA/CAD进行产品的分析和设计，不仅提高了电子产品的设计质量与开发效率，而且提升了企业对产品开发的能力和综合管理水平。
然而，产品在生产制造过程中产生大量的图纸无法管理，如：
目前电子电路模块设计制造一体化系统一般采用人工管理或仅基于数据库的数据和信息管理。
在这种情况下，产品的开发和生产阶段将产生大量的产品数据和文档。
这些数据分散在各个系统中，不能形成以产品为对象的数据组织结构，信息的共享度差，各应用分系统内部以及分系统之间数据查询困难，查询效率低。
在此需求与EDA/CAD等软件技术发展的直接推动下出现了产品数据管理系统（PDM）。
PDM是一种管理所有与产品相关的信息（包括产品规范、电子文档、CAD文件、产品结构、存取权限等）和所有与产品相关的过程（包括图纸审批/发放、工程更改等）的技术。
PDM覆盖产品的整个生命周期，能有效地将产品数据从概念设计、计算分析、详细设计、工艺流程设计、加工制造、销售维护，直至产品消亡的整个生命周期内及其各阶段的相关数据，按照一定的管理模式加以定义、组织和管理，使产品数据在其整个生命周期内保持一致、共享及安全。
它能很好地促进企业提高其产品质量，缩短研制周期，提高工作效率，加快产品投放市场的速度，从而提高产品的竞争能力。
PDM为企业信息集成提供了统一的框架体系，使企业的设备资源、人力资源、产品数据、经营过程和应用工具协同运行，从而极大地提高了企业效率。
但不同的企业、不同的应用工具之间的产品对象各不相同，没有统一的标准。
因此，EDA/CAD与PDM系统集成也成为企业最迫切的需求...
二、AltiumDesignerSDK开发包介绍
为了适应用户特定的设计功能和需求，EDA工具提供商Altium公司（AltiumDesigner软件是澳大利亚Altium公司研制的普及型电路辅助设计软件，集强大的设计能力、复杂工艺的可生产性、设计过程的管理于一体，可完整实现电子产品从电学概念设计到生成物理生产数据的全过程，以及这中间的所有分析、仿真和验证。
）提供给用户软件开发包AltiumDesignerSDK（ServerDevopmentKit），依靠SDK用户就可以按照实际需要扩展AltiumDesigner系统，制定独特的底层应用程序；保证您可以创建复杂的交互界面来操纵设计数据，并使这些设计数据成为PLM、PDM、目录管理以及其它业务系统中的一部分。
什么是SDK?
一般情况下，开发一个Windows应用程序需要开发者编写代码来生成全部的用户界面，编写程序中相关算法和过程函数来执行各种各样的的功能。
AltiumDesigner的设计资源管理器（DesignExplorer）改变了所有这一切，它是一个强大的集成平台，提供一个现成的开发环境，使开发者能快速地开发产品，并以插件程序（plug-in）“服务”方式运行在设计资源管理器后台中。
由于设计资源管理器为EDA应用程序提供了使用接口和许多实用的基本功能，所以开发者可集中精力在创建要开发的服务器的功能性方面工作。
有了SDK提供的开放应用程序接口（API），开发服务于所有的AltiumDesigner的产品是可能的，包括设计资源管理器和以插件方式加入到其中的服务器，使开发者完全有能力来访问设计资源管理器及AltiumDesigner设计工具，包括原理图（SCH）编辑器和印刷电路板（PCB）编辑器。
服务器开发工具（SDK）被建立的目的只有一点，就是为了辅助设计资源管理器来开发功能服务器。
SDK有两个主要部份：
一是服务器制作向导，一个运行在设计资源管理器中并为您要开发的服务器产生模板源代码文件的服务，以及自动产生必须的服务安装文件来安装您开发的服务器到设计资源管理器中；二是一套综合性的文档，包括相关开发的手册和API参考手册。
三、亿道电子实现AltiumDesigner与PDM系统集成客户定制化需求
亿道电子对EDA软件与PDM系统集成的需求出发，对系统的通用性和个性化结合问题进行了分析，探讨了系统集成的设计思想、定制化内容和实现技术，最后结合AltiumDesignerSDK开发包，对AltiumDesigner软件进行二次开发，用来和传统PDM系统做集成。
EDA软件和PDM系统的集成主要通过PDM系统提供的API接口函数和EDA软件提供的开发包。
采用程序接口模式，分别编写两个系统的接口程序，建立模型映射关系，实现PDM系统与EDA软件之间的数据通讯。
作为电子研发企业，亿道电子深知PDM与EDA工具做集成所带来的好处，经亿道电子多次调研，了解到目前企业用户都希望在EDA工具能实现如下功能：
1）EDA工具与PDM系统中的EDA图文档（如：
原理图、PCB）作集成
在EDA工具环境中就可以对PDM系统中的具体项目文档进行签入/签出等操作，亿道电子现已实现此集成功能，如下图
（1）所示。
AltiumDesigner
SDK二次开发包
映射
CheckOutCheckIn
API对外接口函数
PDM
图
（1）
亿道电子所做的集成架构是分离出PDM操作模块，专门提供服务，例如：
签入、签出、下载文件等。
而Altium中的读取模块，则专门负责读取Altium数据，并调用PDM操作模块，对PDM系统进行操作。
这样，如增加一种新的EDA软件时，只要重新编写EDA软件中的读取模块，则就可以实现继承需求。
具体架构如下图
（2）所示：
图
（2）
即在AltiumDesigner菜单中增加了对应的集成功能菜单项，这样就方便用户在软件中连接PDM数据库，实时进行相关文档的签入/签出/下载等操作如下图（3）效果所示。
图（3）
2）电子元器件的统一管理
在设计利用现有原件电子产品开发中，一个重要的环节就是分配和管理设计过程中使用的原件模型与相应的参数，包括元器件的符号库、xspice仿真模型、PCB封装库以及三维模型。
有了这些经过验证且集中管理的元器件库，就可以确保在设计过程中只有正确和经过审核验证的元件才能被使用。
选择过时或没有库存的原件会引起整个制造的延误，以及成本的超支。
在设计中这种问题不容易被确定，往往在项目进行设计的最后阶段才被发现。
这些对项目来说是灾难性的。
零故障生产的秘密就是在各级设计的流程中，能够很好的管理零件的各种参数，确保能获得指定的零件，满足项目成本的需要，同时保证能从优选的供应商那里选择器件。
目前亿道电子通过多次调研，发现以下四点困扰企业研发的问题：
（一）在绝大多数企业中，目前对于我们电子设计最核心最关键的最重要的元件库的符号库、封装库没有进行一个有效的、集中的管理，很多的公司目前还停留在每个工程师自己建库自己维护的阶段。
当开始一个新的项目时，如果说用到某个器件，有可能从其他工程师那里拷贝，也可能自己建库，这样就会浪费时间，比如一个元件库，你建一个库，你的同事也建一个库，甚至在一个大的研发团队里面，会建5、6个同样的库，会浪费大家的时间。
第二点，规范不统一，容易造成产品的质量问题，比如说你把芯片管脚的一脚放左边，他把一脚放右边，然后在研发部元器件库没有集中管理的情况下，来回拷贝，很容易导致元器件符号库有问题，从而会造成我们做出来的产品会有潜在的风险。
（二）目前在大部分企业中，设计人员在挑选元器件的时候与库存信息不挂钩，信息化不够，工程师将很多的时间浪费在等待零件的物料信息上，也就是说工程师在PCB设计工具中挑选元件的时候，不知道这个器件在仓库中是否还有库存。
例如，同样的2个电阻能满足这个项目设计的需要，有一个仓库中还有1000个，另外一个已经没有了。
但工程师因为信息化不够，可能随便挑选那个没有库存的电阻，让我们到处BOM清单并给采购后，采购就需要重新去采购这个物料，那整个产品的上市周期就会被延长，同时还浪费很多工程师的时间。
（三）没有多重的检验，安全性没有保障。
这可以从两方面来说，第一点：
因为每个工程师自己建库，没有多重的检验机制，有可能企业的符号库中的管脚名称不小心就会写错一个字母，也有可能焊盘建小了，这样就会导致做出来的板子会有问题。
第二点：
很多企业没有良品库的概念，工程师在选元器件的时候不知道这个器件以前有没有用过，有无质量问题，是不是良品库的东西，工程师无从知道。
所以对于企业来说，我们更重要的是对于以前经验的积累，如果企业中有“优选库”的概念，能够将之前研发的经验积累下来，指导后续的研发工作，对于提升产品的质量是有很大好处的。
例如：
一个项目做完并进行批量生产后，里面有100种物料，这些物料的性能、质量、可靠性、是否可以方便采购，可以知道后续的生产。
我们也希望后续的工程师用到的物料尽可能的从我们已经经过验证的物料信息里面进行选择，逐步来形成自己的“优选库”。
（四）在PCB设计工具中，我们知道可以导出一个简单的BOM清单，但是它仅仅包含位号（如电阻，R1，R2，R3，电容，C1，C2，C3）、个数（如10个电阻，10个电容）等，只有很简单的相关信息。
这时候我们的工程师或专门管理BOM的同事，需要花很多时间去整理，如需将这个10K的电阻的物料编码，型号规格等详细信息与ERP系统中一一对应起来，这不但需要很多时间，还非常容易出错。
没有将企业的ERP或物料信息直接同步到我们的PCB设计工具中，会浪费我们很多的时间，使整个工作的效率降低。
亿道电子将AltiumDesigner与PDM等物料系统开发集成的又一理念是综合的器件数据的来源，不管企业的规模大小都可以保持对零件的使用和控制，系统可选择实现完整数据库驱动的器件信息系统，与企业的PDM等物料系统一起提供对器件数据的分配和集中控制的权限，下图（4）所示。
图（4）
下图（4）所示AltiumDesigner与PDM等物料系统集成开发后在AltiumDesigner软件中器件库最终效果，在加载库中器件实时显示器件的物料信息。
图（4）
四、AltiumDesigner与PDM系统整合带来的好处
1）完善公司电子研发管理体系
优化现有电子产品研发宏观过程，建立相适应的管理流程；对设计过程产生的产品数据进行了规范化的详细分类；规范图、文档签审流程和变更管理流程；针对项目角色、所属组织、数据的状态制定相应的管理权限，建立完整的数据安全管理机制。
2）实现了图、文档电子数据的存档管理
电子数据按产品结构树进行关联组织，并对其版本进行控制；可以便捷地在公司归档数据仓库中对数据进行检索、查询以及浏览等操作；在角色、数据所属权限的安全规则下，实现图、文档的数据共享；系统支持文件在集成时自动生成PDF文档，在脱离EDA软件的环境中可以被浏览和批注。
3）实现了对设计流程和变更流程的管理
实现了任务流和工作流的统一，加快了设计过程中各环节的响应时间；提高了设计工作效率，并且该系统可对整个设计过程进行及时的了解和监控；审阅过程中产生的各类数据实现签署，并且可得到有效保存。
4）加速信息流动与流程控制
根据设计流程，将流程中某些节点任务进行并行处理，缩短文档传递时间；将设计过程中的下游人员纳入项目组织，通过系统及时通知其与产品开发相关的关键事件，建立产品数据的预发布机制，使得下游部门尽早开展项目工作；有助于设计人员、标准人员和工艺人员之间的技术观点及时沟通，减少设计失误。
5）实现设计软件与PDM系统的集成
系统提取AltiumDesigner文件信息自动生成PDM产品结构；检入产品图档时，系统将对其包含的物料与系统中的物料编码库进行校验，以减小设计错误；系统提供产品设计BOM，以供系统导入使用；同时支持基于公司的集成库的管理模式，有得于元件库的共享且同时保证安全性。
6）加快新品上市速度，缩短产品上市周期
加快新品上市速度，缩短产品上市周期”就意味着企业能够抢先占领市场，获得额外利润。
对于企业的发展来讲，占领了市场就可以谋求更大的市场份额，进一步赢得对市场主导地位。
而对于后来的竞争者，要超越这些优势将是十分困难的。
通过将PDM系统与AltiumDesigner集成以后，通过系统的集成信息平台，个人的工作效率可以大大提高，设计人员可以投入更多的时间和精力做产品研发工作，从而提高了整个研发团队的效率。
不仅如此，企业在研发新产品的过程中，还可以利用系统的流程管理功能，优化企业的研发业务流程，可以部分并行地实现产品规划、详细设计、测试、工艺设计和工艺规划等工作，从而缩短产品的开发设计时间。
而通过对产品结构的配置管理，企业可以快速地实现产品的变型设计，实现从时间到价值的转变。
7）促进设计重用，降低产品成本
PDM通过为企业提供信息系统的集成平台，促进了企业信息流的畅通，使企业从根本上更新了管理思想，推进了企业业务流程的合理重组，建立先进的管理体制，从而提高了管理效率，降低了管理费用。
同时，通过标准化、通用化的进一步推广，企业产品知识的重复利用得到了进一步的简化——设计新产品的过程可以方便地参考原有的产品设计经验，降低了研发及试制成本。
8）保障产品质量和产品服务
通过建立企业统一、完整的信息平台和严格的流程约束管理，减少了人为错误造成的产品报废、重复工作和多余部件，提高产品质量。
PDM作为企业信息化的重要集成平台，将产品设计生产中的各种设计信息、工艺信息和质量信息等进行了有机的集成，是相关人员能够方便迅速地向顾客提供各种技术资料，同时在企业进行售后服务的过程中，也能有效地更踪记录用户的反馈情况，为设计更改提供依据。
9）提升全企业的信息化管理理念
信息化系统的作用不仅仅表现在对管理的直接促进，而且也表现在对企业管理人员和职工观念上的影响。
通过系统的应用，使得员工逐步接受和适应现代化的管理方法和管理环境，从而为企业进一步走向市场，与国际接轨创造了良好的环境，同时也为提高企业员工的素质创造了条件。
五、结论
应用AltiumDesigner全新电子设计开发平台，将满公司现在及将来的设计开发需求，全面提升产品设计开发速度与效率，并且确保产品设计安全性与可靠性；同时亿道电子通过对软件SDK二次开发实现客户定制化需求，实现将AltiumDesigner与PDM系统进行有效集成，可以实现产品数据管理系统对电子产品数据的统一管理，设所有的设计人员在PDM框架下协同工作；另外亿道电子推荐企业用户采用基于企业元件库的管理模式，可以从公司或企业内所建立的零件资料库中，直接取得零件的料号、零件符号及相关信息之工具，全面提升产品设计开发安全性与效率。
亿道电子技术有限公司是中国最全面的嵌入式开发工具，嵌入式平台、方案和嵌入式技术提供商；是Microsoft、Altium、ARM、TI、Intel等的中国区战略合作伙伴。
亿道电子致力于中国整个嵌入式产业链，在芯片级开发工具、EDA开发工具、嵌入式开发工具、嵌入式平台、方案、嵌入式软件测试工具、研发周期管理、ODM/OEM、嵌入式培训等领域为客户提供专业、个性化的服务与支持、帮助客户及全球合作伙伴取得成功。
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