Pregunta sobre la asistencia a largo plazo para diseños de placas heredados

Question

Esta pregunta está resumida de una discusión en el chat StackExchange de Ingeniería Eléctrica.
Se reproduce aquí con la esperanza de generar un debate con valor a largo plazo

Pregunta para cualquiera que tenga experiencia con largos ( > 30 años ) diseño del ciclo de vida del producto:
¿Suele diseñar teniendo en cuenta la posible obsolescencia / descatalogación de piezas clave dentro del ciclo de vida del producto?

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En concreto, si ya no se fabrica un equivalente compatible con las patillas para un CI específico, ¿cómo se planifica? No todos los fabricantes de semiconductores compran notificaciones de por vida por paquetes, y algunos simplemente se retiran y desaparecen.

El contexto aquí es de un producto para el cual mi cliente tiene más de 100k PCBs en inventario, y más de 2 millones de dispositivos instalados en 30 años . Un par de las piezas clave utilizadas en la placa ya no existen, y los equivalentes cercanos son todos SMT. Todos los circuitos integrados de las placas originales son DIP y con zócalo. Algunos de los CI en cuestión son piezas obsoletas de procesamiento de señales analógicas en tiempo continuo, el resto son de lógica digital y, por tanto, fácilmente sustituibles por equivalentes, ASIC o MCU en función de la complejidad.

Hay un flujo de trabajo de reparación (producto industrial, garantías de mantenimiento de 20 a 30 años), y hay un flujo de trabajo de producción (pedidos repetidos, miles de placas al año).

En este caso, lo ideal sería cambiar la placa, pero no es una opción, ya que el departamento de compras del cliente final consideraría que un cambio en la placa base de circuito impreso es un "nuevo producto", por lo que sería necesario evaluar a los proveedores de la competencia y renegociar el contrato.

En la actualidad, las reparaciones de los dispositivos de los clientes se realizan manualmente sobre el terreno y no se permite llevar el dispositivo al taller. Las tarjetas se sustituyen, pero la "nueva" tarjeta de sustitución deben ser absolutamente idénticos en el diseño de la placa de circuito impreso a la que se sustituye, ya que el cliente final no ve con buenos ojos ningún cambio.

Sin embargo, se está estudiando una propuesta aún por validar con el equipo de compras del cliente final. es la sustitución de los circuitos integrados DIP por pequeñas placas de circuito impreso con clavijas del mismo tamaño, que se conectan a los zócalos DIP de la placa base. Con ello se pretende reducir el tiempo y los riesgos del trabajo de campo.

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Así que, volviendo a la pregunta: ¿Cuáles son las experiencias prácticas de la EE en la planificación de estos ciclos de vida de los productos y los retos asociados? Grandes ideas para " próxima vez "también son bienvenidos.

Answer 1

Gestionar la obsolescencia de los componentes durante 30 años es una tarea difícil. Incluso 10 años es increíble, salvo para los productos más sencillos.

Sencillamente, los proveedores y fabricantes no son fiables a 30 años vista. Como ya se ha dicho, dejarán de fabricar chips sin previo aviso o simplemente dejarán de existir. Hace unos 6 años, un fabricante sufrió un incendio en una de sus fábricas más antiguas. En lugar de reconstruir y empezar a fabricar esos chips de nuevo, simplemente dejaron obsoletos todos los chips que se fabricaban allí.

A pesar de las mejores intenciones de todos, las piezas dejan de estar disponibles.

Si no se permite la renovación de la placa de circuito impreso, la única solución fiable es almacenar una reserva de 30 años de todos piezas. Esto es más complejo de lo que parece, porque algunas piezas tienen una vida útil limitada. Las piezas tendrían que almacenarse a largo plazo a temperatura y humedad controladas, e incluso así algunas piezas no durarían 30 años. Almacenar componentes durante más de 30 años requerirá consultar a los fabricantes para determinar las condiciones ideales de almacenamiento. Sería necesario archivar la documentación sobre cómo almacenar y soldar correctamente las piezas. Por ejemplo, si se requiere un horneado antes del montaje, habrá que guardar esas instrucciones.

Si se permite un rediseño, la solución ideal es archivar todos los datos de diseño y redactar documentación adicional para facilitar el rediseño cada 4 o 10 años. En mi opinión, esta es la mejor solución (suponiendo que se permita una revisión). Permite que el producto evolucione con el tiempo para adaptarse a la nueva tecnología y a los nuevos procesos de fabricación. Así se abarataría el coste del producto o se dotaría a las nuevas versiones de nuevas funciones y capacidades.

Answer 2

No he trabajado en nada que necesitara una vida útil del producto de 30 años, pero sí en productos que iban a parar a equipos de fabricación de semiconductores y necesitaban más de 10 años de soporte.

Al menos en esos casos, nuestro cliente estaba lo suficientemente cuerdo como para darse cuenta de que a veces un ligero rediseño es la solución más rentable y fiable.

No todos los fabricantes de semiconductores realizan notificaciones de compra de por vida por envase

Cada reputado fabricante de semiconductores dará notificaciones por número de pieza. Si hay algún fabricante que no lo haga, yo no le compraría para ningún proyecto, y mucho menos para uno con tus estrictos requisitos de asistencia.

Los fabricantes de renombre no se limitan a notificar si una pieza o un envase se queda obsoleto, sino que notifican cualquier cambio en el producto que pueda tener repercusiones. calidad (en el sentido de ISO 9000). Por ejemplo, notifican si el acabado del plomo cambia de estaño-plomo a estaño mate. Notifican si el proceso de embalaje del dispositivo se traslada de una fábrica a otra.

algunos fabricantes simplemente se pliegan y desaparecen

Esto, o por supuesto no se puede evitar. Y hay otros riesgos similares.

David mencionó un caso en el que el incendio de una fábrica provocó la obsolescencia de un producto sin previo aviso. En otro caso reciente que conozco, una empresa de semiconductores sin fábrica (grande y muy conocida) se vio obligada a dejar obsoletas varias líneas de productos porque su proveedor de fundición decidió cerrar una línea de fabricación más antigua (y ya no suficientemente rentable). Al menos en este caso pudieron avisar con antelación y permitir la compra de por vida... pero sus productos no. $0.05 transistors, they were complex $ Los circuitos integrados cuestan entre 20 y 200 dólares, así que puedes imaginarte la inversión necesaria para algunas compras de por vida.

Otros riesgos -- regulación

Otro aspecto a tener en cuenta es el avance de la normativa medioambiental. Puede que la directiva europea RoHS y otras leyes similares no se apliquen a sus productos, pero afectan a su cadena de suministro. La RoHS, por ejemplo, obligó a rediseñar muchos productos maduros, reduciendo el volumen de ventas de muchos componentes maduros, lo que probablemente provocó algunas obsolescencias al dejar de ser rentables determinadas piezas.

Se esperan nuevas versiones de RoHS dentro de unos años. Así que puede esperar una nueva oleada de obsolescencias a medida que el mercado se asiente en relación con las nuevas normas.

Otros riesgos: cambio en el panorama del mercado

Si usted diseñó un producto hace 30 años y lo hizo íntegramente con componentes de múltiples fuentes, como 2N2904 y 74LS04, es muy probable que aún pueda conseguir todas esas piezas hoy en día.

Pero la tendencia de los últimos años se aleja de los componentes de múltiples fuentes. Muy pocos productos nuevos se reproducen entre fabricantes. Y las piezas que se fabrican tienen una complejidad similar a la de hace 30 años: puertas lógicas hexagonales, transistores individuales, etc. Incluso los dispositivos "sencillos", como los reguladores lineales de potencia, son ahora lo bastante complejos como para que nadie intente duplicar exactamente el diseño de otra empresa.

Si se quiere diseñar con un microprocesador o un dispositivo lógico programable, hay que limitarse a un componente de origen único, con todo el riesgo de soporte a largo plazo que ello conlleva.

Además, como señalaba en mi anécdota anterior, el auge de las empresas de semiconductores sin fábrica también añade riesgo porque significa que los proveedores de chips pueden no controlar realmente sus propios recursos de fabricación.

Estrategia

A mí me parece que su equipo de ventas tiene que ser más duro con este cliente (por supuesto, los ingenieros siempre dicen esto).

Una opción es decirles que puedes solucionar el problema a su manera, pero que para mantener este nivel de asistencia, el precio del producto aumentará un XX% cada año durante el resto de la vida útil del producto. Puede hacer una compra de por vida para estos productos obsoletos, pero tendrá que pagar por la evaluación de ingeniería de los requisitos, los técnicos para gestionar las piezas inventariadas, etc., y necesita ingresos de estos productos para apoyarlo.

Otra es llamarles la atención sobre el proceso de nueva licitación: no puede haber muchos competidores que puedan cumplir de forma realista estos requisitos de vida útil, y los que puedan lo harán a un precio acorde. Además, tu equipo tiene experiencia en esta aplicación concreta y en los requisitos detallados del cliente, lo que te da ventaja a la hora de licitar el proyecto. Quién sabe, podría salir de una nueva licitación con un contrato a un precio de venta sustancialmente más alto.

Answer 3

En la industria del automóvil, la obsolencia es una maldición. La mayoría de los proveedores no dan soporte más allá de 10 años (puede parecer una locura para el mundo comercial/industrial). Tenemos varios diseños que llevan más de 10 años en servicio en pequeños volúmenes. Incluso un pequeño componente podría provocar un rediseño cuyo diseño y validación costaría millones de dólares. Cuando la tecnología está obsoleta es aún más difícil. p. ej: Sustrato cerámico con un microcontrolador obsoleto.

Hay empresas como Rochester Electronics que manipulan piezas antiguas e incluso tienen capacidad para volver a fabricar piezas que tienen años de antigüedad. Tekmos es uno de ellos también (manejan Frescale más).