Domanda sul supporto a lungo termine per i progetti di schede legacy

Questa domanda è riassunta da una discussione sulla chat StackExchange di ingegneria elettrica.
È riprodotto qui nella speranza di generare una discussione con valore a lungo termine

Domanda per chiunque abbia esperienza con la progettazione di prodotti con ciclo di vita lungo ( > 30 anni ):
Generalmente progetti tenendo presente la possibile obsolescenza / interruzione di parti chiave all'interno del ciclo di vita del prodotto?

In particolare, se non viene più creato un equivalente pin compatibile per un IC specifico, come è previsto? Non tutti i produttori di semiconduttori acquistano le notifiche a vita per pacchetto e alcuni produttori semplicemente si piegano e scompaiono.

Il contesto qui è di un prodotto per il quale il mio cliente ha oltre 100.000 PCB in inventario e oltre 2 milioni di dispositivi distribuiti in 30 anni . Un paio delle parti chiave utilizzate sulla scheda non esistono più e quasi equivalenti sono tutti SMT. Tutti i circuiti integrati sulle schede originali sono DIP e socket. Alcuni dei circuiti integrati in questione sono parti di elaborazione del segnale analogico a tempo continuo obsolete, il resto è una logica digitale e quindi facilmente sostituibile da equivalenti, ASIC o MCU a seconda della complessità.

Esiste un flusso di lavoro di riparazione (prodotto industriale, garanzie di manutenzione da 20 a 30 anni) e un flusso di lavoro di produzione (ordini ripetuti, migliaia di schede all'anno).

Rispettare il consiglio di amministrazione, sebbene sia un suggerimento ideale, in questo caso non è un'opzione, poiché il dipartimento Acquisti del cliente finale considererebbe un cambio PCB di base come un "nuovo prodotto", quindi richiedere la valutazione dei fornitori concorrenti e la rinegoziazione del contratto - Ciò attiverà una nuova gara d'appalto e una potenziale perdita di 10x milioni di affari annuali per il mio cliente, a un concorrente.

Le riparazioni correnti dei dispositivi del sito del cliente sono tutte eseguite mediante rilavorazione manuale sul campo, il dispositivo non può essere riportato in officina. La sostituzione delle schede avviene, ma la "nuova" scheda di sostituzione deve assolutamente essere identica nel layout del PCB a quella che viene sostituita, poiché il cliente finale non accetta gentilmente eventuali modifiche.

Una proposta presa in considerazione, sebbene ancora da validare con il team acquisti del cliente finale , è la sostituzione di DIP IC con piccoli PCB di dimensioni identiche con pin, collegati alle prese DIP sulla scheda principale. Ciò ha lo scopo di ridurre i rischi e il tempo di lavoro sul campo.

Quindi, tornando alla domanda: quali sono le esperienze pratiche di EE nella pianificazione di tali cicli di vita del prodotto e le sfide associate? Sono benvenute anche grandi idee per "la prossima volta ".

Non ho lavorato su nulla che necessitasse di una durata di 30 anni, ma ho lavorato su prodotti destinati alle apparecchiature di produzione di semiconduttori e ho avuto bisogno di oltre 10 anni di supporto.

Almeno in quei casi il nostro cliente è stato abbastanza sano da capire che a volte una leggera riprogettazione è la soluzione più economica e affidabile.

Non tutti i produttori di semiconduttori acquistano notifiche a vita per pacchetto

Ogni produttore affidabile di semiconduttori fornirà notifiche in base al numero di parte. Se c'è un produttore là fuori che non lo fa, non acquisterei da loro per nessun progetto, figuriamoci uno con i tuoi rigorosi requisiti di supporto.

I produttori affidabili non solo notificano se una parte / un pacchetto sta diventando obsoleta, ma notificano qualsiasi cambiamento nel prodotto che potrebbe influire sulla qualità (nel senso ISO 9000). Ad esempio, avvisano se la finitura del piombo sta cambiando da piombo-stagno a stagno opaco. Informano se il processo di imballaggio del dispositivo viene spostato da una fabbrica all'altra.

alcuni produttori semplicemente si piegano e scompaiono

Questo, o ovviamente, non può essere aiutato. E ci sono altri rischi simili.

David ha menzionato un caso in cui un incendio in fabbrica ha provocato l'ossolenza del prodotto senza preavviso. In un altro caso recente, una società di semiconduttori fabless (grande ed estremamente nota) è stata costretta a obsolete diverse linee di prodotti perché il loro fornitore di fonderia ha deciso di chiudere una linea di produzione più vecchia (e non più sufficientemente redditizia). Almeno in questo caso sono stati in grado di dare preavviso e consentire acquisti a vita ... ma i loro prodotti non erano transistor da $ 0,05, erano complessi circuiti integrati da $ 20 a $ 200, quindi puoi immaginare l'investimento richiesto per alcuni acquisti a vita.

Altri rischi - regolamentazione

Un'altra cosa a cui prestare attenzione è la marcia della regolamentazione ambientale. La direttiva europea RoHS e leggi simili potrebbero non applicarsi ai tuoi prodotti, ma influenzano la tua catena di approvvigionamento. La RoHS, ad esempio, ha costretto a riprogettare molti prodotti maturi, riducendo il volume delle vendite per molti componenti maturi, il che probabilmente ha provocato alcune oscurità poiché parti specifiche sono diventate non redditizie.

Nuove versioni di RoHS sono previste entro pochi anni. Quindi puoi aspettarti una nuova ondata di ossolenze mentre il mercato si assesta in relazione alle nuove regole.

Altri rischi - mutato panorama del mercato

Se hai progettato un prodotto 30 anni fa e lo hai progettato interamente con componenti multi-sorgente come 2N2904 e 74LS04, molto probabilmente sarai ancora in grado di ottenere tutte quelle parti oggi.

Ma la tendenza negli ultimi anni è lontana dai componenti multi-sorgente. Pochissimi nuovi prodotti vengono replicati tra i produttori. E le parti che hanno livelli di complessità simili a quelle che erano disponibili 30 anni fa --- porte logiche esadecimali, singoli transistor, ecc. Anche i dispositivi "semplici" come i regolatori di potenza lineari sono ora abbastanza complessi che nessuno cerca di duplicare il design di un'altra azienda Esattamente.

Se si desidera progettare in un microprocessore o in un dispositivo logico programmabile, si è semplicemente bloccati con un componente a sorgente singola e tutto il rischio che comporta un supporto a lungo termine.

Inoltre, come sottolineato dal mio aneddoto sopra, l'ascesa della società dei semiconduttori senza fabbisogno aumenta il rischio perché significa che i fornitori di chip potrebbero non controllare effettivamente le proprie risorse di produzione.

Strategia

Per me, sembra che il tuo team di vendita debba essere più duro con questo cliente (ovviamente, gli ingegneri lo dicono sempre).

Un'opzione è dire loro che puoi risolvere il problema a modo loro, ma per mantenere questo livello di supporto, il prezzo del prodotto aumenterà del XX% ogni anno per il resto della vita del prodotto. È possibile effettuare un acquisto a vita per questi prodotti obsoleti, ma è necessario pagare per la valutazione ingegneristica dei requisiti, i tecnici per la gestione delle parti inventariati, ecc. E per supportare tali prodotti sono necessari ricavi da questi prodotti.

Un altro è quello di chiamare il loro bluff nel processo di ri-gara --- non ci possono essere molti concorrenti là fuori che potrebbero realisticamente supportare questi requisiti di vita e quelli che possono valutare di conseguenza. Inoltre, il tuo team ha esperienza con questa particolare applicazione e con i requisiti dettagliati del cliente, dandoti un vantaggio quando si tratta di fare offerte per il progetto. Chissà, potresti uscire da una nuova gara con un contratto a un prezzo di vendita sostanzialmente più alto.

Gestire l'obsolescenza dei componenti per 30 anni è un compito difficile. Anche 10 anni sono fantastici per tutto tranne che per il più semplice dei prodotti.

In poche parole, i fornitori e i produttori non sono affidabili per un arco di 30 anni. Come accennato in precedenza, smetteranno di produrre chip senza preavviso o semplicemente cesseranno di esistere. C'era un produttore circa 6 anni fa che ha avuto un incendio in una delle loro fabbriche più vecchie. Invece di ricostruire e ricominciare a produrre quei chip, hanno semplicemente obsoleto tutti i chip che sono stati realizzati lì.

Nonostante le migliori intenzioni di tutti, le parti non sono disponibili.

Se non è consentito un respin PCB, l'unica soluzione affidabile è quella di immagazzinare una fornitura di 30 anni di tutto parti. Questo è più complesso di quanto sembri perché alcune parti hanno una durata di conservazione limitata. Le parti dovrebbero essere conservate a lungo nel deposito a temperatura e umidità controllate, e anche in tal caso alcune parti non dureranno ancora 30 anni. La conservazione dei componenti per oltre 30 anni richiederà la consultazione dei produttori per determinare le condizioni ideali di conservazione. La documentazione su come conservare e saldare correttamente le parti dovrebbe essere archiviata. Ad esempio, se è necessaria una cottura prima dell'assemblaggio, è necessario salvare tali istruzioni.

Se è consentita una tregua, la soluzione ideale è archiviare tutti i dati di progettazione e scrivere documentazione aggiuntiva per facilitare la riprogettazione ogni 4-10 anni. Secondo me questa è la soluzione migliore (supponendo che sia consentita una tregua). Permette al prodotto di evolversi nel tempo per adattarsi alle nuove tecnologie e ai nuovi processi produttivi. Ciò ridurrebbe il costo del prodotto o darebbe nuove funzionalità e capacità alle nuove versioni.

Nell'industria automobilistica l'obsolescenza è una maledizione. La maggior parte dei fornitori non supporta oltre 10 anni (potrebbe sembrare pazzo per il mondo commerciale / industriale). Abbiamo diversi progetti che hanno più di 10 anni di servizio in piccoli volumi. Anche un piccolo componente potrebbe innescare una riprogettazione che costerebbe milioni di dollari per progettare e validare. Quando la tecnologia è obsoleta è ancora più difficile. es: substrato ceramico con un micro controller obsoleto.

Ci sono aziende come Rochester Electronics che gestiscono parti vecchie e hanno persino la capacità di ri-fabbricare parti che hanno anni d'asino. Anche Tekmos è uno di questi (gestiscono di più Frescale).