Estrategias para una mayor sostenibilidad en la industria electrónica

Altium y la empresa sueca Hexagon han establecido una asociación estratégica con el objetivo de impulsar significativamente la sostenibilidad en el sector de la electrónica. Para ello, se ofrecerán a la industria herramientas de diseño y soluciones de producción adecuadas. Al fundar al mismo tiempo el Consejo de Liderazgo en Sostenibilidad, el IPC ha decidido intensificar su compromiso con la sostenibilidad en la industria electrónica internacional. Altium aportará su experiencia a este nuevo organismo.

La empresa australiana de software Altium, con sede en San Diego (EE.UU.), ha alcanzado una posición de liderazgo, si no mundial, en herramientas para el desarrollo de la electrónica en sus más de 35 años de existencia. Se centra en software para la automatización del diseño electrónico, especialmente de placas de circuitos impresos y conjuntos electrónicos. En los círculos especializados, la empresa es más conocida por su herramienta de diseño de PCB Altium Designer [1]. Esta herramienta combina diagramas de circuito, diseño y todo lo necesario para diseñar conjuntos de placas de circuito impreso en un entorno de diseño estandarizado.

Fig. 1: Zymbit utilizó CircuitStudio para desarrollar una nueva clase de módulos de seguridad IoTDesdehace varios años se ofrecen a los interesadosotrasdos herramientas como "vástagos" o "variantes económicas" de la herramienta Altium Designer, de pago y bastante compleja, como complemento para el desarrollo electrónico:

• CircuitStudio
• CircuitMaker

CircuitStudio es una herramienta de diseño de PCB profesional pero económica para principiantes. La utilizan muchas empresas que desarrollan electrónica sofisticada. Los ingenieros de la empresa californiana Zymbit, por ejemplo, utilizaron las funciones DRC y de modelado 3D de CircuitStudio para crear los primeros prototipos de módulos de seguridad, que quedaron funcionales y prácticamente listos para la producción en menos de seis semanas(Fig. 1).

CircuitMaker incluye un software gratuito de diseño de esquemas y placas de circuito impreso basado en la tecnología Altium Designer. Está destinado principalmente a fabricantes y organizaciones de código abierto y sin ánimo de lucro, y utiliza una interfaz de usuario optimizada y un potente motor(Fig. 2). Desde 2015, debería estar disponible un equivalente para herramientas gratuitas de la "competencia" como Eagle, KiCAD, gEDA y DesignSpark.

Fig. 2: Captura de pantalla de un diseño editado con CircuitMaker

Progreso constante

Cualquiera que haya seguido los comunicados de prensa de Altium a lo largo de los años ha sido testigo del decidido desarrollo ulterior de las herramientas, que se refleja en sus actualizaciones periódicas. En 2019, por ejemplo, Altium lanzó al mercado la versión Altium Designer 20. Con este lanzamiento, la compañía dio un paso significativo hacia un software de diseño de PCB aún más simple, moderno y potente. La nueva versión de Altium Designer incorporó más de dos décadas de experiencia. Esto se reflejó, por ejemplo, en un editor de esquemas más rápido, diseño de alta velocidad y funciones de router interactivo mejoradas. En total, más de 200 mejoras sugeridas por los usuarios de las herramientas se integraron en Altium Designer 20.

A partir de 2018, Altium LLC estaba trabajando en un objetivo cualitativamente nuevo, a saber, transformar la industria electrónica a través de una plataforma digital basada en la nube. Conectaría el diseño con la cadena de suministro y la fabricación y permitiría el trabajo colaborativo. Con la introducción de Altium 365, el proveedor de software respondía a la tendencia mundial hacia el uso de la nube en procesos de trabajo complejos. En 2021, se eligió a AWS (Amazon Web Services) como host de la plataforma en la nube Altium 365 para su implantación práctica. Esta combina diseño de PCB, MCAD, gestión de datos, adquisición de componentes y producción [2, 3].

La plataforma abrió así una nueva dimensión del trabajo de desarrollo en aquel momento. Permite la colaboración sin fisuras entre múltiples equipos remotos a lo largo de todo el proceso de diseño y producción de PCB y conecta el diseño electrónico con la fabricación de una forma nueva(Fig. 3). Al estar basado en la nube, no es necesario instalar nada en las propias empresas, no hay servidores que configurar ni actualizaciones que instalar. Se puede trabajar desde cualquier lugar y estar conectado a distancia con todos los miembros del equipo, lo que debería haber resultado una ventaja durante la pandemia de coronavirus, como muy tarde.

Fig. 3: Simbolización de las ventajas y posibilidades de Altium 365Laempresa llega ahora a referirse a Altium 365 en su sitio web como el "sistema de diseño de PCB más fiable del mundo", lo cual es, por supuesto, una afirmación extremadamente elevada [2]. Se trata de ofrecer herramientas de software que conecten aún más estrechamente a diseñadores de PCB, proveedores de componentes y fabricantes y les permitan desarrollar y fabricar productos electrónicos de forma más rápida y eficiente que nunca. Pero los tiempos cambian y se vislumbran nuevos retos en el horizonte.

Medio ambiente: nuevos requisitos futuros

En una inspección más cercana, se puede ver que los lanzamientos de Altium Designer y Altium Designer 365 hasta la fecha se han relacionado principalmente con el desarrollo de las capacidades técnicas y organizativas de las herramientas. En el período de enero a marzo de 2023, Altium Designer 365 se centró, entre otros, en los siguientes temas

• Funciones de comparación de Altium 365 para archivos esquemáticos, de listas de piezas y Gerber
• Exportación del historial del proyecto
• Control de versiones para la selección de piezas
• ODB++ en el visor autónomo de Altium 365
• Carga de simulaciones en Altium 365

Hasta ahora, sin embargo, poco se puede encontrar en las búsquedas en Internet sobre Altium en temas como la inclusión de la inteligencia artificial (IA) y las cuestiones ambientales en el proceso de desarrollo y producción. Sin embargo, esta revista especializada ha informado en varias ocasiones desde 2021, por ejemplo en [4], de lo intensamente que se está trabajando ya a nivel internacional en la integración de la IA en el proceso de diseño (desarrollo de circuitos, diseño de placas y ensamblajes, producción). En el próximo Plus 5/2023, se utilizará el ejemplo de los convertidores de potencia para explicar cómo el uso de la IA en el proceso de diseño puede mejorar significativamente sus parámetros (eficiencia, fiabilidad, volumen, consumo de materiales...), es decir, en última instancia, su huella medioambiental. Por lo tanto, desde el punto de vista de la sostenibilidad, Altium aún tiene un gran potencial para seguir desarrollando sus herramientas. Si los avances en cuestiones de sostenibilidad se hacen accesibles a tantas empresas como sea posible a través de Altium 365 en la nube, el proveedor de herramientas EDA podría lograr un importante efecto palanca en la industria electrónica desde una perspectiva medioambiental.

En los últimos años, el aumento de los problemas medioambientales y los objetivos medioambientales adoptados por muchos gobiernos han incrementado la presión sobre las empresas para que tengan mucho más en cuenta las cuestiones medioambientales en su trabajo, tanto en sus productos como en sus procesos de desarrollo y producción. La sostenibilidad se está convirtiendo cada vez más en un factor competitivo decisivo.

Aunque desde mediados de los noventa se han iniciado notables actividades para mejorar la huella ambiental tanto de sus instalaciones de producción como de sus productos (3R: Reducir, Reutilizar, Reciclar), sobre todo por parte de las empresas electrónicas japonesas, todavía no ha sido posible extender estas actividades a la industria electrónica mundial en la medida necesaria. Dado que los parámetros de los productos esenciales para el medio ambiente ya se definen en el proceso de diseño, los desarrolladores de herramientas de diseño como Altium tienen un papel clave que desempeñar.

Como indica un comunicado de prensa publicado por Altium a principios de marzo de 2023, el proveedor de software tiene la intención de centrarse más en las cuestiones medioambientales en el futuro. Según un comunicado de prensa publicado también por el IPC en marzo de 2023, la asociación comercial estadounidense también considera deseable que Altium asuma un papel importante como mediador para una electrónica respetuosa con el medio ambiente en toda la industria electrónica, independientemente de su base de clientes, por ejemplo, ayudando a dar forma a los estándares correspondientes [5].

Cooperación entre Hexagon y Altium para una mayor sostenibilidad

El comunicado de prensa de Altium mencionado anteriormente informa de que la División de Inteligencia de Fabricación de Hexagon y Altium han establecido una asociación estratégica con el objetivo de mejorar la sostenibilidad medioambiental del diseño y la fabricación de productos electrónicos. La asociación combina la experiencia de Hexagon en la utilización de datos de diseño e ingeniería, fabricación y metrología con los puntos fuertes de Altium en el diseño de PCB y la cadena de suministro de la electrónica. El objetivo es ayudar a los clientes de Altium a comprender mejor el impacto de las decisiones de desarrollo de productos en la sostenibilidad de la electrónica y de los productos inteligentes en particular.

Los socios reconocen el importante impacto que la industria electrónica tiene en el medio ambiente. Su colaboración tiene como objetivo ayudar a la industria a ser más sostenible mediante la introducción de nuevas herramientas y soluciones para impulsar un cambio positivo.

La asociación integrará la plataforma Nexus de Hexagon y la plataforma Altium 365 para abordar cuatro áreas clave:

• Sostenibilidad en la fabricación: ayudar a los fabricantes a identificar e implementar procesos y tecnologías de fabricación más sostenibles que ayuden a reducir los residuos y minimizar el impacto medioambiental a través de la mejora continua.
• Diseño para la sostenibilidad: apoyo a los ingenieros con flujos de trabajo basados en datos que utilizan técnicas avanzadas de diseño basado en simulación, prototipado virtual y pruebas de calidad para desarrollar productos sostenibles con los materiales, el diseño y los procesos de fabricación adecuados.
• Fomento de la innovación: colaboración con el mercado para desarrollar nuevas soluciones que satisfagan las cambiantes necesidades del mercado y aborden los retos actuales y futuros, por ejemplo, a través del ecosistema de nuevas empresas de Hexagon y el programa de apoyo Sixth Sense.
• Soluciones empresariales: Proporcionando soluciones que ofrezcan diferenciadores empresariales convincentes a la industria electrónica y aborden la creciente necesidad de innovación para la sostenibilidad por parte de las empresas de uso intensivo de la inteligencia

La cooperación es de gran alcance. El trabajo de desarrollo para 2023 y años posteriores se centrará en ofrecer soluciones iniciales para reducir los residuos electrónicos mediante el seguimiento de la huella de carbono y la mejora de la reciclabilidad. Estas soluciones estarán disponibles a través de la plataforma de realidad digital Nexus de Hexagon y la plataforma de diseño electrónico Altium 365. Aumentar la reciclabilidad significa desarrollar y aplicar herramientas que proporcionen recomendaciones para componentes y materiales más reciclables, por un lado, y recomendaciones para un diseño más reciclable de ensamblajes y dispositivos, por otro. Sin embargo, estas son también las áreas de trabajo que se han descuidado significativamente en el IPC hasta la fecha.

"La sostenibilidad es un punto clave de debate en la agenda de los ejecutivos de casi todas las empresas de nuestro sector", afirma Ted Pawela, Chief Ecosystem Officer de Altium. "Nuestra asociación con Hexagon permitirá un progreso real en el seguimiento y la elaboración de informes -y lo que es más importante- mejoras en las métricas clave de sostenibilidad que nuestros clientes deben tener en cuenta. Esperamos seguir trabajando con IPC y Hexagon para ayudar a crear un futuro más sostenible para la industria."

El IPC aspira a un amplio impacto

Como era de esperar, la asociación global de la industria estadounidense IPC ha declarado su apoyo a la asociación anunciada entre Altium y Hexagon, ya que Altium ya participa activamente en varios de los comités de la asociación. John Mitchell, Presidente y CEO del IPC, declaró en un comunicado de prensa: "El IPC felicita a Altium y Hexagon por su asociación para ayudar a mejorar la sostenibilidad. La experiencia de Altium en diseño de PCB y cadena de suministro, combinada con las capacidades de medición y análisis de Hexagon, refuerza la posición de la compañía como autoridad líder en sostenibilidad medioambiental para la industria electrónica." El IPC ve a Altium como un socio valioso en futuras iniciativas del IPC, en particular para nuevos estándares y como miembro del Consejo de Liderazgo de Sostenibilidad del IPC establecido en marzo de 2023 [6]. Probablemente no sea una coincidencia que Altium anunciara su nueva asociación con Hexagon y el IPC anunciara la formación del Consejo al mismo tiempo. Parece un esfuerzo concertado para lograr por fin avances significativos en estas cuestiones.

En el comunicado de prensa, el IPC resumía así los motivos de la creación de este nuevo órgano de trabajo internacional:

• Reconocer la necesidad de identificar, comprender y abordar los retos de sostenibilidad más acuciantes a los que se enfrenta la industria electrónica.
• Crear un plan estratégico para abordar los problemas identificados por el Consejo sobre la base de una evaluación de la materialidad de toda la industria.
• Crear un plan de trabajo correspondiente para las tareas detalladas que deben resolverse.

Los representantes de las siguientes empresas fueron nombrados miembros del Consejo de Liderazgo:

• AT&S
• Altium
• BAE Systems
• Flex
• Intel
• Jabil
• NGC
• Siemens
• Tecnologías TTM
• Zollner

Programa de trabajo del Tight Council

El Leadership Council es una organización intersectorial. Está formado por expertos en sostenibilidad de empresas de diseño y fabricación de circuitos impresos, proveedores de servicios de fabricación electrónica y fabricantes de equipos originales de diversos sectores de productos. El Consejo tiene previsto reunirse cada quince días para elaborar recomendaciones sobre estrategias y hojas de ruta para afrontar los retos de sostenibilidad de la industria.

El Dr. Kelly Scanlon, estratega jefe de sostenibilidad del IPC, ha declarado: "El sector nos dice que es necesario encontrar un equilibrio entre los requisitos normativos actuales y en evolución con soluciones prácticas y realistas, por ejemplo formación específica, promoción y normas que armonicen la capacidad del sector para alcanzar sus objetivos de sostenibilidad". El comité se ha fijado el objetivo de presentar recomendaciones para un plan estratégico de sostenibilidad antes de agosto de 2023. Se trata de un empeño muy ambicioso.

Fuerte componente europeo

Se puede observar que cuatro conocidas empresas europeas (AT&S, BAE Systems, Siemens y Zollner) figuran entre las diez principales, algunas de las cuales son conocidas en todo el mundo. Es probable que Altium tenga que asumir un papel protagonista en el consorcio desde el punto de vista del diseño, aunque si se incluyera la IA en el comité directivo como punto de referencia importante para la consecución de una mayor sostenibilidad, AT&S ya podría aportar su experiencia en el uso de la IA en la producción de placas de circuito impreso. Por otro lado, los fabricantes de placas, componentes y dispositivos tendrían la oportunidad de proporcionar a Altium todo el impulso necesario en el sector medioambiental. Hexagon, con su experiencia en el campo cada vez más importante de la sostenibilidad, también debería participar estrechamente en los trabajos del Consejo a través de Altium indirect. También hay que señalar de paso que entre las diez empresas figuran algunas que son pioneras en otros sectores importantes. Flex, por ejemplo, fue reconocida por Ethisphere, una empresa líder mundial en análisis y evaluación con sede en Scottsdale (Arizona), como una de las empresas más éticas del mundo en 2023 en la categoría de "Fabricación industrial" por definir y promover normas de prácticas empresariales éticas. Es fácil comprender que la sostenibilidad y la ética empresarial están estrechamente interrelacionadas y deben considerarse como una unidad necesaria en la práctica empresarial del futuro. En opinión del autor, la ética, la sostenibilidad y la IA forman en realidad una "santa trinidad" que debería sustentar las ambiciosas estrategias empresariales del futuro.

¿Quién es Hexagon AB?

Fundada hace casi 25 años, la empresa sueca con sede en Estocolmo se ha convertido en el principal proveedor mundial de realidades digitales y soluciones autónomas. Se ha fijado el objetivo de liderar el mundo hacia un futuro sostenible y lleva a cabo esta labor en ocho áreas de negocio. Estas abarcan grandes áreas de la economía. La División de Inteligencia de Fabricación seleccionada por Altium como socio es una de las ocho. La empresa tiene representantes en forma de oficinas en muchos países de todo el mundo, 24 sólo en Alemania. La figura 4 muestra las etapas en las que la empresa se ha "abierto camino" hasta su principal área de trabajo actual, la sostenibilidad.

Fig. 4: Etapas de desarrollo de HexagonHexagoncrea, capta y aporta valor añadido a dos megaecosistemas: las personas y la producción. Los ecosistemas que tienen un impacto más directo en las personas incluyen las ciudades y las naciones, la defensa, los edificios y las infraestructuras. Los ecosistemas de producción incluyen instalaciones de fabricación, plantas industriales, minas y granjas(Fig. 5).

Fig. 5: Hexagon trabaja para dos megaecosistemasParaconcluir este artículo, echemos un breve vistazo a la División de Inteligencia de Fabricación de Hexagon, que pretende desempeñar un papel importante para Altium y, por tanto, para gran parte de la industria electrónica en los próximos años. Al menos eso es lo que se desprende de las siguientes declaraciones de los directivos de la empresa, llenas de ambición. También subrayan la dirección que Altium pretende tomar en el futuro.

"La sostenibilidad es una prioridad absoluta para Hexagon", declaró Parth Joshi, Director de Producto y Tecnología de la división Manufacturing Intelligence de Hexagon. "Estamos encantados de asociarnos con Altium y aprovechar su experiencia en electrónica y software para ofrecer soluciones más completas a nuestros clientes. Juntos, tenemos la visión de cambiar la forma de ver, implementar y adoptar la sostenibilidad en la industria electrónica. Estamos comprometidos con el desarrollo y la implementación de procesos de fabricación sostenibles y tecnologías digitales abiertas que ayuden a nuestros clientes a abordar las ineficiencias, reducir su_{huella de carbono} y adoptar una economía circular."

Continúa: "La división Manufacturing Intelligence de Hexagon permite a los fabricantes innovar y crear sin límites. Nuestras soluciones apoyan la optimización a lo largo del ciclo de vida del producto, facultando a los diseñadores para fabricar mejores productos de formas nuevas e innovadoras para las personas y el planeta. Tanto si los empleados están inventando, diseñando, fabricando, probando o manteniendo productos, la división Manufacturing Intelligence de Hexagon les capacita para crear sin límites."

Y continúa: "Nuestras tecnologías eliminan los límites de lo posible, capacitando a los fabricantes para redefinir el mundo que conocemos a través de la innovación en la fabricación. Desde el concepto hasta el final de la vida útil, nuestras soluciones ofrecen optimización en toda la cadena de valor transformando el diseño, la simulación, las pruebas, la selección de materiales, el diseño de ingeniería para la fabricación, la producción, la inspección y el rendimiento en el mundo real."

La cartera de fabricación inteligente de Hexagon soporta todo el ciclo de vida del producto y la producción, desbloqueando el potencial, resolviendo problemas antes de que ocurran y proporcionando ganancias significativas. Al unir los mundos físico y digital mediante hardware y software, damos a los fabricantes la libertad de desarrollar ideas, explorar, acertar a la primera y escalar la producción de forma sostenible. Nuestro objetivo es cerrar el círculo del coste, la calidad, la innovación y la sostenibilidad para crear mejores productos de nuevas formas innovadoras.

Referencias

[1] www.altium.com/de/altium-designer
[2] www.altium.com/documentation/altium-365
[3] www.altium.com/company/newsroom/press-releases/altium-and-aws-collaborate-advance-electronic-design
[4] Plus 9-11/2021
[5] https://hexagon.com/company/newsroom/press-releases
[6] www.ipc.org/news-release/new-ipc-sustainability-electronics-leadership-council-address-industry-sustainability