Wie kann eine langlebige Fertigung von zentralen Bauteilen sichergestellt werden?

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Diese Frage bezieht sich auf die Projektplanung und die Risikominimierung in der Zukunft. Nehmen wir an, Firma X baut dieses clevere Gerät (ich besitze keine Firma - ich bin nur neugierig). Das clevere Gerät nutzt eine Mikrocontrollereinheit (MCU) als zentrale Komponente. Diese MCU wird von Firma Y hergestellt. Wie kann man heute, im Jahr 2013, sicherstellen, dass Marke Y und Modell auch in Zukunft noch X Jahre lang hergestellt werden, entweder von Firma Y oder von jemand anderem?

Gibt es derzeit bestimmte Marken + Modellfamilien (oder nur allgemeine Architekturen), auf deren Verfügbarkeit man sich in (un) absehbarer Zukunft verlassen kann? Welche Marken / Modellfamilien / Architekturen sind unsicher? Ich denke, Intel und Atmel müssen bestimmte Modellfamilien herstellen, die mit ziemlicher Sicherheit noch einige Jahre / Jahrzehnte in Produktion bleiben werden. Aber welches Modell oder welche Architektur genau?

Ole Thomsen Buus
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Dann bin ich mir nicht sicher, wo ich eine solche Frage posten soll. Ist eine andere SE-Site besser geeignet? Ich werde sagen, dass es etwas mit elektronischem Design zu tun hat.
Ole Thomsen Buus
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Ich denke, es ist zumindest im Sinne von "Design for Manufacturing".
pjc50
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@Leon - Unwahr, das Design für die Lebensdauer der Lieferung ist ein wichtiger Bestandteil des elektronischen Designs. Sie können Ihre Schaltkreise nicht einfach im Labor herstellen, indem Sie alles verwenden, was Sie möchten, und sie über die Wand werfen, vorausgesetzt, die Produktion kümmert sich auf magische Weise um alle Probleme der realen Welt!
Chris Stratton
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Komponenten mit mehreren Quellen sind offensichtlich sicherer. Mit Prozessoren könnte man behaupten, dass 8051-Derivate so sicher sind, wie es sie schon immer gab, aber ein Großteil der Arbeit liegt im Umgang mit den Peripheriegeräten - für ein in C geschriebenes eingebettetes Projekt ist es möglicherweise nicht schwieriger, das gesamte Projekt auf eine andere CPU zu portieren als es von einem 8051-Derivat auf ein anderes zu portieren. Für etwas in der Montage mag das nicht stimmen. Es besteht jedoch immer die Möglichkeit, ein älteres Teil auf einem um Größenordnungen leistungsfähigeren neueren Teil zu simulieren.
Chris Stratton
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Grund für diese Frage: Eine Firma (eine echte; nicht meine) entwirft und verkauft zwei Modellfamilien A und B. Familie A funktioniert einwandfrei, und der einzige Grund, warum Familie B existiert, ist, dass die in A verwendete MCU erreicht wurde EOL vor einiger Zeit. B verwendet eine völlig andere Marke und Architektur (AVR 8-Bit). Als komplett überarbeitetes Design in B sind sie auch von einer sauberen Software-Implementierung in C zu einem komplexen C ++ - Design übergegangen (der Hai). Der Wechsel der MCU führte zu einer unnötigen neuen Komplexität der Software. Habe ich erwähnt, dass Produkte der B-Familie seltsame kritische Fehler aufweisen? :)
Ole Thomsen Buus

Antworten:

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Obwohl dies keine rein elektronische Designfrage ist, ist es den meisten Designingenieuren wichtig. Die Beschaffung von Komponenten ist eines unserer größten Probleme, und die meisten Unternehmen lassen es zu, dass sich eine separate Person darum kümmert, anstatt bei den Ingenieuren schwere Depressionen und Ängste zu verursachen.

Es gibt drei Möglichkeiten, dem entgegenzuwirken, die auf drei verschiedene Produktebenen abzielen:

  1. Nicht fürchterlich schwer herzustellende Produkte sollten einfach anpassungsfähig sein. Angenommen, Sie fertigen eine benutzerdefinierte Platine mit einer erwarteten Produktion von 100-1000 Einheiten pro Jahr. Entwerfen Sie einfach, was Sie wollen, und wenn Sie vom Hersteller eine Produktänderungsmeldung erhalten, dass eines der Teile aus der Produktion geht: Verwenden Sie eine andere Komponente und essen Sie einfach die Engineering-Stunden. So schrecklich dies auch klingen mag, dies ist in dieser Hinsicht oft die wirtschaftlich beste Idee. Selbst große Serien funktionieren mit diesem Modell gut; Produzieren Sie einfach eine neue Variante Ihres Produkts, die funktional identisch ist. Dies geschieht ständig im privaten und beruflichen Bereich.
  2. Kleine, spezialisierte Produkte, deren Herstellung viele Arbeitsstunden in Anspruch nahm. Zum Beispiel wissenschaftliche Spezialwerkzeuge. Die beste Vorgehensweise besteht darin, eine gute Schätzung Ihrer benötigten Komponenten während der Lebensdauer des Produkts vorzunehmen und doppelt so viele Komponenten zu kaufen, wie Sie jemals benötigen werden. Die Kosten sind selten ein Faktor. Auch wenn dies im Voraus viel Geld kostet und Platz für die sichere Aufbewahrung ist, ist dies in Ordnung. Unterschätzen Sie nicht die Lagerkosten: Sie müssen unter sehr spezifischen, streng kontrollierten atmosphärischen Bedingungen gelagert werden, insbesondere um die Lötbarkeit zu gewährleisten.
  3. Mittel- bis langfristig angelegte Supportprodukte. Hier möchten Sie eine direkte Verbindung zum Hersteller des von Ihnen ausgewählten Produkts herstellen und ihn bitten, entweder (a) eine spezielle Version für Sie mit einer festgelegten Servicezeit zu erstellen oder (b) beim Erlöschen der PCN eine entsprechende Anfrage zu stellen diese Chips speziell für dich. Alle MCU-Unternehmen tun dies zuletzt. Wenn Sie mindestens 10.000 Chips möchten, auch wenn diese seit 20 Jahren nicht mehr hergestellt werden, stellen sie diese gerne für Sie her - und das gegen eine Schutzgebühr. Dies ist jedoch nur möglich, wenn Sie mindestens 10 000 Einheiten benötigen, oft sogar mindestens 100 000.

Nur sehr wenige Unternehmen garantieren eine langfristige Unterstützung ihrer Komponenten. Sogar so genannte "Design for Long Term Use" -Autoteile von Microchip sind nur 10 Jahre lang garantierte Produktionsteile. Dies ist nichts im Vergleich zur Lebensdauer einiger Spezialgetriebe. Sie müssen sich immer direkt an den Hersteller wenden, um die Verfügbarkeit langfristig sicherzustellen.

user36129
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Sie können sich auch nicht auf Herstellergarantien verlassen. Vor 5 oder 10 Jahren stellte Intel eine Reihe von CPUs vorzeitig außer Betrieb, von denen sie ursprünglich versprochen hatten, dass sie für Hersteller eingebetteter Systeme eine Reihe zusätzlicher Jahre verfügbar wären.
Dan Neely
Und im Fall von (3) werden Sie auch benachrichtigt, wenn die Produkte ausgelaufen sind, und erhalten die Möglichkeit, einen "Last-Time-Buy" zu tätigen, bei dem Sie Ihren gesamten zukünftigen Bedarf abschätzen und auffüllen oder zumindest Kaufen Sie genug, um die für die Neugestaltung erforderliche Zeit zu decken.
Ben Jackson
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@BenJackson Sie werden vielleicht benachrichtigt, wenn Sie freundlich genug gefragt haben. Ich habe zahlreiche Beispiele dafür, wann ich nett gefragt habe, wurde aber nicht über die LTB informiert.
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@DanNeely und interessanterweise produzierte Intel bis in die 00er Jahre 486 Prozessoren, die sich jedoch auf wenige Unternehmen beschränkten und die niemals in den freien Markt eintreten durften. Es war also noch sehr viel in Produktion und verfügbar, etwas, das erst ein Jahrzehnt zuvor auf dem freien Markt war, aber absolut unmöglich zu bekommen war: P
user36129
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Das Fazit lautet: Wenn Sie sicherstellen möchten, dass Sie Ihr Produkt weit in die Zukunft bringen können, müssen Sie (oder Ihr Unternehmen) Maßnahmen ergreifen, um sicherzustellen, dass dies geschieht. Während Ihre verschiedenen Lieferanten helfen können, liegt es am Ende ganz bei Ihnen. Es sollte nicht so sein, aber es ist so. Hier sind einige Schritte, die Sie unternehmen können, um zu helfen:

  1. Pflegen Sie ein gutes Verhältnis zu Ihren Händlern und Vertretern der Hersteller. Dies sind die Personen, die am besten auf Ihren Rücken achten und Sie über mögliche Versorgungsprobleme informieren können.
  2. Überprüfen Sie regelmäßig die EOL-Hinweise (End-Of-Life) aller Ihrer Lieferanten. Ihr Repräsentant oder Händler sollte Sie über diese Dinge informieren, Sie können sich jedoch nicht darauf verlassen. Überprüfen Sie monatlich auf den Websites der verschiedenen Hersteller.
  3. Erwarten Sie einen zusätzlichen Vorrat an kritischen Teilen. Dies bedeutet nicht nur, dass das Kapital vorrätig ist, sondern auch, dass die Infrastruktur für die Lagerung dieser Teile (feuchtigkeitsgesteuerte Kammern usw.) vorhanden ist.
  4. Erwarten Sie beim letzten Mal einen großen Kauf von kritischen Teilen. Dies bedeutet, dass Sie das Geld oder den Kredit dafür zur Verfügung haben und wieder einen Platz zum Aufbewahren der Teile haben, wenn Sie es bekommen. Abhängig von den Teilekosten und Ihrem Volumen kann es erforderlich sein, Teile im Wert von 1.000 bis 1 Million US-Dollar in einem einzigen Einkauf zu erwerben!
  5. Erwarten Sie, das Produkt irgendwann in der Zukunft neu zu gestalten. Dies bedeutet nicht nur eine Budgetierung, sondern erfordert auch, dass Sie wichtige Dokumente, Dateien und Geräte im Voraus planen und archivieren. Ich würde so weit gehen, einen Entwicklungs-PC mit allen Tools einzurichten und dann DEN GESAMTEN PC SPEICHERN. Nichts ist schlimmer, als ein Produkt neu zu entwerfen, um festzustellen, dass Sie eine nicht verfügbare Windows-Kopie benötigen, die nicht auf einem modernen PC ausgeführt werden kann, oder einen veralteten und nicht verfügbaren E / A-Anschluss. Erstellen Sie Sicherungskopien der Dateien und wiederholen Sie die Sicherungskopien einmal im Jahr, um Bit-Rot zu vermeiden (stellen Sie sicher, dass die USB-Sticks, CDs und Festplatten nicht beschädigt oder zu alt für die Verwendung in einem modernen PC sind).
  6. Machen Sie die offensichtlichen Dinge wie die Auswahl von Komponenten, die eine hohe Chance haben, in Zukunft verfügbar zu sein, und die aus einer MFG hergestellt wurden, die es auch geben wird. Aber dies überschreibt keines der anderen Dinge auf dieser Liste. Nur weil ein Hersteller sagt, dass ein Produkt 10 Jahre lang hergestellt wird, heißt das noch lange nicht, dass es morgen nicht mehr funktioniert.
  7. Seien Sie paranoid und proaktiv. Letztendlich sind Sie die einzige Person / Organisation, die sich genug um die Zukunft kümmert.
JYelton
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Mir gefällt die Idee, den GESAMTEN PC aufzubewahren :) Ich habe erwartet, dass dies ein kritisches und wichtiges Detail im elektronischen Design (für die Herstellung) ist. Danke für diese Hinweise.
Ole Thomsen Buus
+1 ... Zu Punkt 6 könnte gehören, den Ruf eines Herstellers für das Veralten von Teilen kennenzulernen. Auch, obwohl keine Garantie, hilft es oft, Teile mit mehreren Quellen (2 oder mehr Hersteller) zu wählen
Tut
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@OleThomsenBuus Gestern hat ein Mitarbeiter einen alten PC ausgegraben, den er benutzen musste. Hierfür ist die alte PC-AT-Tastatur mit dem großen DIN-Stecker erforderlich. Er hat keinen. Auch allgegenwärtige Dinge wie Tastaturen verschwinden. Speichern Sie ALLES! In einer anderen Anekdote: Ich kenne einen Einkäufer, der fast ein Jahr lang von einem Last-Time-Buy wusste. Er versäumte es, darauf zu reagieren und wurde gefeuert. Sein Fehler könnte seinem Arbeitgeber Einnahmen in Höhe von 5 bis 10 Millionen US-Dollar kosten. Es gibt viel Geld zu verlieren, weil man nicht aktiv ist.
@DavidKessner - Und was wäre der Grund, bei der Option für den letzten Kauf stehen zu bleiben? Handelte er zu vorsichtig mit dem Einkauf von Ressourcen?
Ole Thomsen Buus
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@ConnorWolf Das funktioniert, WENN Ihre Software nicht mit alter Hardware kommunizieren muss (wie z. B. einem alten MCU-Programmierer, der eine Verbindung zu einem parallelen Port herstellt). Aber wie du gesagt hast, teste es auf jeden Fall. Eine VM ist in Ordnung, solange alles funktioniert.
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Es gibt keine Garantien.

Es ist hilfreich, in der Vergangenheit eines Unternehmens nachzusehen, wie es mit dem Veralten alter Produkte umgeht. Einige Unternehmen unternehmen große Anstrengungen, um sicherzustellen, dass die alten Produkte gepflegt werden. Andere geben sie aus, sobald neuere Versionen verfügbar sind.

Mikrochip ist ein gutes Beispiel für die ersteren. Sie können immer noch einen PIC 16C54 kaufen, obwohl Sie für einen ein paar Dollar mehr bezahlen als für neuere Teile, die mehr leisten. Firmen wie Maxim sind am anderen Ende. Unterschiedliche Unternehmen haben unterschiedliche Philosophien und Kulturen.

Es hilft auch, den Markt zu betrachten, in den eine Komponente verkauft wird. Wenn die Hauptkunden beispielsweise Mobilfunkunternehmen sind, kann die Komponente schnell verschwinden. Neue Modelle von Mobiltelefonen werden so schnell herausgebracht, dass die Verfügbarkeit von Komponenten 5 Jahre nach der Erstveröffentlichung für die Mobilfunkunternehmen keine große Rolle spielt.

Avionik und Medizin sind Beispiele für das andere Ende. In beiden Fällen sind die Kosten für die Zertifizierung und Akzeptanz eines Produkts lang und teuer, und die Produktlebensdauer ist lang, und es wird erwartet, dass die Produkte noch lange (zehn Jahre) im Feld eingesetzt werden. Ein Unternehmen, das Teile für diese Märkte herstellt, wird wahrscheinlich zusätzliche Anstrengungen unternehmen, um sicherzustellen, dass alte Produkte in Zukunft verfügbar sind, auch wenn der Preis zu diesem Zeitpunkt nicht wettbewerbsfähig sein wird. Es ist viel besser, einen PIC 16C54 für 5 USD für die Verwendung in einem 10.000 USD teuren medizinischen Gerät zu kaufen, als ihn für die Verwendung eines neueren PIC umzugestalten.

Olin Lathrop
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Danke für deine Antwort. In meinem speziellen Anliegen und Grund für die Anfrage ist die Verwendung der MCU nicht für Produkte mit kurzer Lebensdauer wie Smartphones usw. gedacht. Dies sind Geräte, die in die Infrastruktur (Häuser) eingebaut sind. Sie könnten in Zukunft ausfallen, und aufgrund der miteinander verbundenen Geräte muss der neue Ersatz mit den übrigen Versionen kompatibel sein. Aus diesem Grund sollte ein Ersatz genauso sein wie die alten Versionen - zumindest in seiner Verbindungsschnittstelle und seinem Protokoll. Das ist zumindest ein Szenario.
Ole Thomsen Buus
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Sie können sie einfach fragen: Die meisten Unternehmen verfügen über eine Produkt-Roadmap, die angibt, wann Produkte ausgemustert werden. Sie werden in gewissem Umfang veröffentlicht, z. B. http://www.eteknix.com/intel-discontinue-over-24-processors-by-q1-2012/

Das US-Militär hat eine spezielle "zweite Quelle" -Anforderung, wonach jede Komponente von mindestens zwei Herstellern (und für einen bestimmten Zeitraum) erhältlich sein muss. Dies erhöht ihre Kosten, sichert jedoch die Versorgung. Natürlich können Sie das nur bekommen, wenn Sie ein großer Kunde sind.

Aber im Allgemeinen schreitet die Technologie voran, und Sie müssen Konstruktionen aktualisieren, wenn Teile aus der Produktion auslaufen. Manchmal gibt es eine regulatorische Änderung, die dies erzwingt, beispielsweise die RoHS-Eliminierung von Blei in Teilen.

Ansonsten verlassen Sie sich auf "neues altes Lager", das nicht mehr hergestellt wird, sondern seit Jahren in einem Lagerhaus sitzt. Nixie-Röhren sind dafür ein beliebtes Hobby-Beispiel.

Mikrocontroller- Architekturen sind oft bemerkenswert langlebig. Teile mit 6502- und 68000-Anweisungssätzen sind noch verfügbar.

Beachten Sie, dass Sie, wenn Sie langfristig planen, Ihre Konstruktionsdaten, die Softwarequelle und die Toolchain "live" halten müssen. Andernfalls stellen Sie fest, dass auf einer Festplatte, die Sie für ein nicht erhältliches Softwarepaket nicht lesen können, etwas Entscheidendes gespeichert ist.

pjc50
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Meiner Meinung nach ist die ganze Sache mit der "zweiten Quelle" überbewertet / unrealistisch, und die Luft- und Raumfahrt- / Militärindustrie bewegt sich langsam davon weg. Unter dem Strich gibt es viele kritische Produkte, für die keine zweite Quelle verfügbar ist. Abgesehen von RAM, Decrete-Logik und einigen Flashs haben moderne Chips meist keine zweiten Quellen. Wenn Sie sich auf CPUs mit zweiten Quellen beschränken, können Sie sich auch auf die Technologie der 90er beschränken.
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@ David Kessner - Aber was ist, wenn die Technik der 1990er tatsächlich den Trick macht? Wenn Sie lediglich eine einfache Zustandsmaschine benötigen, um 1 Milliarde Jahre lang auf Eingaben in einer Wand zu reagieren, ist ein 8-Bit-8051 möglicherweise in Ordnung. Ich mag Einfachheit und Gewissheit, wenn sie realistisch erreichbar sind.
Ole Thomsen Buus
@OleThomsenBuus WENN die 90er Tech funktioniert, dann klasse. Aber das Zeug ist schon 20 Jahre alt und Sie möchten vielleicht, dass es noch etwa 10 bis 20 Jahre alt ist. Das könnte eine Menge zu fragen sein. Wenn Sie 20 Jahre alte Technologie einsetzen, hat Ihre Konkurrenz 20 Jahre Zeit, um das Gleiche oder besser zu machen. Es gibt sicherlich Fälle, in denen alte Technik in Ordnung ist. Ich persönlich mag es, Produkte zu entwickeln, die innovativ sind und noch nie gemacht wurden. Das kann man mit 20-jähriger Technik nicht so gut machen.
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Wenn Sie eine gute Beziehung zu Ihrem Lieferanten haben (große Mengen an Einkäufen helfen!), Teilt er Ihnen das Ende der Lebensdauer eines Produkts mit und bietet Ihnen eine Option für den letzten Kauf an, sodass Sie auch genug davon kaufen können

  • Führen Sie Ihre gesamte Produktion in den verbleibenden Jahren des Lebenszyklus Ihres eigenen Produkts aus
  • Führen Sie eine ausreichende Produktion aus, damit Sie Zeit für eine Neugestaltung haben
Johan.A
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