ODB++Family: řešení pro chytrou výrobu

Zavedený výstupní formát dat desek plošných spojů ODB++ má nyní nový název ODB++Design. Zároveň k němu přibyly další dva formáty, které podporují proces přípravy podkladů pro výrobu (ODB++Process) a osazování (ODB++Manufacturing). Cílem je zajistit výměnu dat mezi jednotlivými stroji v rámci chytré výroby. Skupina těchto tří formátů pak nese souhrnné označení ODB++Family.

Snad každý, kdo navrhuje desky plošných spojů, ví, že kromě tradičních výstupních souborů (Gerber a vrtací data), existuje také novější ODB++. Tento formát vznikl s cílem odstranit mnohé nedostatky Gerber dat. V posledních letech však začal správce formátu Gerber (firma Ucamco) doplňovat Gerber data o další údaje, které souvisejí s výrobou, a zavedl nový formát Gerber X2. Na to zareagoval správce formátu ODB++ (společnost Siemens) jeho dalšími vylepšeními. Jakkoli jsou tyto počiny jistě odůvodněné, celková situace kolem jednotlivých formátů se tak stala poněkud nepřehlednou. Podívejme se na celou záležitost trochu podrobněji.

Co je ODB++

Zkratka ODB v názvu formátu znamená Open Data Base, po rozšíření těchto dat o údaje o součástkách pak byla přidána znaménka ++. Důvodem pro vznik ODB++ [1] byla skutečnost, že Gerber data nezahrnují informace o desce potřebné pro výrobu (osazování a testování), například informace o součástkách. ODB++ má proto ve své struktuře více méně všechny údaje o desce – rozměry, grafiku spojů na jednotlivých vrstvách, údaje o otvorech (pokovený, slepý, pohřbený, průchozí, rozměry atd.), informace o součástkách (typ, pouzdro, natočení, strana desky, značení vývodů atd.), netlist (potřebný při testování) a další informace. Lze ho použít při výrobě holých desek, stejně jako při osazování a testování. Generuje ho snad každý návrhový program a všechny CAM programy používané ve výrobě ho umí načíst.

Zdarma, na základě registrace, je také k dispozici prohlížeč ODB++ Viewer [2]. Zde je třeba upozornit, že ODB++ není na rozdíl od Gerber dat čitelný formát, protože je tvořen více soubory různých typů dat.

Proč další formáty ODB++

Formát ODB++ tak, jak ho známe, zůstává pořád stejný a slouží k exportu dat navržené desky pro výrobu, ať už holé desky, nebo osazování. Protože procesy výroby zahrnují různé stroje, které dnes mezi sebou mohou komunikovat a sdílet informace, ukazuje se, že je potřeba pro účely výroby původní strukturu ODB++ doplnit o další data, která moderní výrobní zařízení podpoří, například s ohledem na zavádění IoT. Tato podpora si vyžádala vytvoření dalších dvou formátů ODB++, jednoho pro přípravu výroby (ODB++Process [3]) a druhého pro vlastní výrobu (ODB++Manufacturing [4]). Aby se původní formát ODB++ generovaný z návrhu desky odlišil od těchto dvou nových, označuje se nyní jako ODB++Design [1]. Všechny tři formáty pak tvoří skupinu nazvanou ODB++Family [5].

Oba nové formáty ODB++ (Process a Manufacturing) jsou neutrální a otevřené, aby mohly podporovat všechny dodavatele výrobních zařízení.

Jak se generují data ODB++Process a Manufacturing

Otázkou nyní je, kde data ve formátech ODB++Process a Manufacturing vlastně vznikají. Návrhový program nemá informace o tom, která výrobní zařízení budou použita, takže bude jako doposud generovat jen ODB++(Design). Programem, který dokáže připravit data ODB++Process, je software Valor Process Preparation. Ten si načte soubor ODB++Design s daty o navržené desce a sofistikovaným způsobem připraví programy pro osazovací linku včetně optimalizace. Využívá přitom precizní knihovnu pouzder více než 30 milionů typů součástek (Valor Parts Library), aby zabránil možným problémům během osazování a pájení. Příprava dat jde velmi rychle a hlavně bezchybně. Jedinou „vadou na kráse“ tohoto procesu je vysoká cena programu Valor, která tak zužuje okruh možných uživatelů. Cílem používání formátu ODB++Process je umožnit, aby jednotlivé stroje výrobní linky mohly s programem Valor komunikovat a přípravu výroby plně digitalizovat. ODB++Process je tedy novým výstupním formátem z programu Valor Process Preparation, přičemž je zřejmé, že vše je podřízeno záměru zavedení chytré výroby.

Zbývá si vysvětlit podstatu formátu ODB++Manufacturing. Výstižná odpověď je uvedena v blogu [6]. Označení ODB++Manufacturing je vlastně jiný název pro dosud používaný výraz OML (Open Manufacturing Language), který již dříve zavedla firma Mentor v návaznosti na svůj software Valor Shop Floor. Výrobní zařízení, která mají pracovat automaticky, spolu musí komunikovat stejným jazykem. Existuje sice více komunikačních protokolů a standardů, ale firma Siemens zde vytváří svůj vlastní, který by měl být lepší. Organizace IPC, která se dlouhodobě snaží o zavádění standardů do výroby elektroniky, nemusí být touto skutečností právě nadšena, protože už má svůj vlastní M2M standard IPC-HERMES-9852.

Závěr

Oba nové formáty se vztahují k výrobě s cílem podpořit zavádění chytré výroby, resp. přechod na Průmysl 4.0. Jistě nejsou určeny úplně pro každého. ODB++Process vyžaduje použití softwaru Valor Process Preparation, což není jediný program svého druhu. Protokol ODB++Manufacturing pro M2M komunikaci může být pro někoho vhodnou alternativou, bude však také záležet na jeho akceptování ze strany dodavatelů výrobních zařízení.