Kennistransfer over de supply chain heen, van systeemintegratie tot componentapplicatie Mart Coenen mart.coenen@emcmcc.nl Sedanlaan 13a 5627MS Eindhoven 1
Kennistransfer over de supply chain heen Overzicht presentatie System Engineering Consultancy Services Probleemstelling Marktontwikkelingen Economische impact Kennistransfer Kennistransfer FMEA Voorbeelden Conclusies Q & A 2
System Engineering Consultancy Services Integrale ontwerpbenadering c.q. integraal systeem design; Voeding/ signaal integriteit, Electrische veiligheid, Thermisch, EMC, etc. om: De product performance te verbeteren, Het aantal re-designs te reduceren De bill-of-materials (BoM) te optimaliseren versus integrale systeem engineering kosten Het versnellen van time-to-market (TtM) en Het reduceren van de cost of non-quality (CoNQ) 3
Probleemstelling Productontwikkeltijden worden verder gereduceerd Designs worden vaker uitbesteed; concentratie op core activiteiten/ producten Deelsystemen worden OEM ingekocht Modulariteit en product lifecycle management is een must Toeleveranciers: te weing eind systeemkennis Eindgebruikers: te weinig kennis ontwikkeling en industrialisatie 4
Probleemstelling Primair doelen t.a.v. systeemintegratie: Correcte werking Energiebesparing Voorkomen misbruik 5
Wat is complex? www.euvlab.nl 6
Marktontwikkelingen Deelsysteem-design en -integratie worden uitbesteed Integratiegraad en eind systeemeisen nemen toe (Deel-)systemen zijn samenvoeging van kleinere deelsystemen, modules en devices, b.v. sensoren, ICs Modulariteit en uitwisselbaarheid zijn soms noodzakelijk over product lifecycle; 3 20 + jaar De systeemintegratie en installatie/ applicatievoorschriften niet consistent of volledig onbekend; Afstand tussen (sub-systeem)design en systeemintegratie neemt verder toe Risico mijdend gedrag bij (sub-systeem)designs; follow the feasibility concept/ example 7
Economische impact Gevolg: De totale ontwikkeltijd neemt toe door: Incomplete architectuur /specificatie Niet (eerder) gespecificeerde invloeden dus: (onnodig) re-design deelsysteem(en) PSA: Performance Specificatie Aanpassen Van toepassing op: alle elektische/ elektronische producten en (productie-) systemen, automotive, aviation, energie, telecom, on- en off-shore, etc. 8
Integraal Systeem Design (ISD) Integrale systeemkennis noodzakelijk om deelsysteem te kunnen specificeren, ontwerpen en verifiëren Maatregelen voor economisch verantwoord design keuzes; vereist scheidingslijn tussen bijdragen/ impact deelsystemen en het laten voldoen aan wettelijke eisen Systeemintegratie ervaringen gut-feeling en simulatiemodellen moeten keuzes ondersteunen Oplossingen moeten overall / herbruikbaar zijn: geen sub-optimalisaties of eenmalige oplossingen 9
Integratie Voorbeelden kennistransfer t.b.v. systeemintegratie: Mechanisch; afmetingen, montage, gewicht, vormfactor, vibratie, etc. Thermisch; thermische contactweerstand, koeloppervlak, luchtflow, etc. Elektrisch; opgenomen vermogen, voedingstoleranties en fluctuaties, signaalintegriteit, etc. Vormgeving, etc.. vragen kennis van componenten, applicatie, het (eind-)systeem en zijn toepassing((s)omgeving) 10
Kennistransfer over de supply chain heen Kennistransfer speelt op alle niveau s: IC, PCB product, apparaat installatiekasten Gebouw, installatie, infrastuctuur 11
Wie heeft de kennis? Core competence bij systeem/eindproduct integrator NDA, proprietary usage (door toelevencier(s)) Core competence bij sub-systeem toeleverancier Prijsonderhandelen (naar opdrachtgever) Competences bij third parties Overkoepelend, inhuurbaar naar rato
Kennistransfer FMEA Totaal risico = Kans op x Ontdekkingswijze x Gevolg schade Wat gebeurt er als ik het niet doe? Niet werkend (eind-)product Niet betrouwbaar werkend (eind-)product Fingers crossed russisch roulette Uitlopen integratietijd Wie is verantwoordelijk als het niet werkt? Opdrachtgever(s) (onder-)aannemer(s)/ toeleverancier 13
Kennistransfer FMEA Eindsysteem #2 Eindsysteem #1 Eigen design OEM Eindsysteem #3 ICs PCB PCB Sub-systeem OEM supply PCB PCB Sub-systeem OEM supply PCB PCB Eindgebruiker s omgeving 14
Deelsystemen? IP? PHY? www.euvlab.nl 15
Kennistransfer FMEA Eindsysteem #2 Eindgebruiker s omgeving Eindsysteem #1 Eigen design OEM Eindsysteem #3 Toeleverancier #1 Toeleverancier #2 : zelf te regelen : zou (wettelijk) afgedekt kunnen zijn 16
What if?? Kennistransfer FMEA 1. Als het deelcomponent zijn spec s niet (helemaal) haalt, of 2. Als het deelcomponent niet optimaal wordt gevoed; ripple, statische afwijking, spikes 3. Als het deelcomponent resonanties kent 4. Als het component warm wordt 5. Als het signaal niet volledig symmetrisch is 6. Als er (af en toe) spanningsverschillen tussen de deelsysteemdelen staat 7. Als er onderlinge beïnvloeding is tussen de deelsystemen 17
Kennistransfer FMEA Then?? 1. Werkt het concept/systeem niet meer 2. Is de data output onbetrouwbaar voor conclusie/diagnose 3. Gaat het per toeval kapot 4. Stopt het deelsysteem/ de applicatie 5. Ontstaat er dataverminking of dataverlies 6. Hangt het systeem zich op; PoR 7. Haalt een van de deelsystemen zijn specs niet (meer) of alle mogelijke combinaties hiervan 18
Voorbeeld FMEA High-end audio processor met multiple in- en uitgangen Toepassing; tot SACD/DVD mastering/ concertzalen Microfoon ingangsopamp; > 116 db S/N JJ device spec. (naar IC supplier applicatie),. maar t.g.v. multi DSPs in de applicatie zakt dit tot 96 db door de schakelende voeding zakt dit verder naar 93 db door externe verstoringen in de schouwburg zakt dit naar 5 db LL Door aanpassen ingangsopamp applicatie; 110 db S/N J en minimale systeem aanpassingen: SACD/DVD JJ Conclusie: IC fabrikant heeft in zijn design/ applicatie geen rekening gehouden met toepassing in het systeem 19
Voorbeelden Stage lighting Off-shore Heavy Industry Automotive Traffic Gbit links 20
Conclusies Integraal Systeem Design (ISD) legt beperkingen op; mechanisch, thermisch, elektrisch of andere disciplines Gedeelde kennis (80/20-regel), bevorderen integratie van modules en deelsystemen tot een groter (deel)systeem Regels/ randvoorwaarden beïnvloeden/ beperken module-/ deelsysteem-ontwerpers (mits bekend) Er zou een beperkt aantal eenduidige design architecturen moeten zijn; HVE versus SSE, Low versus high power, etc. Wettelijke eisen zijn NIET toereikend om een goed werkend systeem te kunnen garanderen HVE: High Volume Electronics SSE: Single System Engineering 21