Défis dans la fabrication de prototypes critiques

Le développement du matériel et de l’électronique fait face à de nouveaux défis que les processus de fabrication traditionnels ne sont pas bien équipés pour relever.

Par: Brady O. Bruce, responsable du marketing, Tempo Automation

La pandémie a compliqué de nombreuses composantes de nos vies, et le processus de développement de matériel et de prototypage n’est pas à l’abri. Il existe des dizaines de facteurs qui contribuent à la complexité de la nouvelle norme – du travail à distance et des commandes au domicile, aux restrictions de voyage et commerciales perturbatrices, en passant par la chaîne d’approvisionnement des composants.

Lorsque la pandémie s’est installée pour la première fois en mars 2020, la chaîne de valeur de la fabrication de produits électroniques a été confrontée à de nombreuses complications; un rapport de mars 2020 de Deloitte prédit avec précision que «les approvisionnements en matières premières telles que l’aluminium, le cuivre et les produits chimiques sont affectés par les perturbations, les retards de livraison et un impact sur les stocks futurs, ainsi que par les pénuries d’autres composants à l’étranger qui ont créé des points d’étranglement pour la fabrication de cartes et de systèmes.» Le rapport a également averti que les nouveaux calendriers de produits pourraient être retardés et que les stratégies de commercialisation des produits pourraient devoir être modifiées pour répondre à la vitesse de la chaîne de valeur.

Aujourd’hui plus que jamais, il est plus que jamais nécessaire de réduire les risques pour les premières constructions à rotation rapide, en particulier dans les entreprises essentielles et très complexes telles que la technologie médicale, les semi-conducteurs et d’autres où il y a un coût élevé pour se tromper. . Alors que les entreprises reviennent en ligne et développent des stratégies tournées vers l’avenir pour 2021 et au-delà, les équipes d’ingénierie ont besoin de moyens créatifs et efficaces pour résoudre ces problèmes et développer des builds plus rapidement, tout en veillant à ce que la qualité ne passe pas au second plan.

Évaluation de l’impact sur les industries essentielles

Fabriquer des prototypes très complexes à des vitesses élevées tout en atténuant les risques pour maintenir les plus hauts niveaux de qualité a toujours été une priorité pour les concepteurs et les ingénieurs; Cependant, dans un monde touché par les coronavirus, la réduction des risques pour la fabrication critique est plus importante que jamais. La visibilité réduite des opérations de fabrication, résultant de moins de déplacements et de main-d’œuvre plus éloignée, offre moins de visibilité sur les opérations de fabrication et limite les capacités de débogage et de test.

Un exemple récent et pertinent se trouve dans l’industrie des dispositifs médicaux et des technologies, qui a fait face à un besoin croissant de solutions innovantes qui répondent à l’éventail de besoins que le virus a engendrés, y compris la demande croissante de ventilateurs, d’EPI et de diagnostics, chirurgicaux et dispositifs liés au traitement. Compte tenu de l’urgence et de la demande de ces technologies vitales pour arriver sur le marché, et des cas de virus qui continuent d’augmenter dans le monde entier, il est essentiel que la fabrication du prototype soit achevée sans aucune incertitude concernant la précision, le processus et le calendrier. Les ingénieurs et les concepteurs de produits travaillant sur ces dispositifs médicaux critiques ne peuvent pas se permettre d’ajouter du temps au cycle du produit ou des itérations supplémentaires.

Désormais, même les entreprises non essentielles sont revenues en ligne et reprennent le statu quo, dans la perspective de développer une stratégie de continuité des activités pour 2021 et au-delà qui les aidera à réussir face à des défis inattendus en matière de produits et de fabrication.

En fait, le rapport Deloitte de mars 2020 mentionné plus haut dans cet article indiquait également que, «contrairement à la pénurie de pièces et à l’imprévisibilité des chaînes d’approvisionnement qui ralentissent l’industrie, le logiciel est un catalyseur de croissance», soutenant une approche logicielle d’abord pour la fabrication électronique. .

Une approche logicielle pour une première fabrication correcte

Dans le processus de fabrication traditionnel, en particulier dans l’industrie électronique, le processus est lent, opaque et souvent de mauvaise qualité. Cela est dû en partie au fait que les machines et les personnes sont toutes analogiques et déconnectées, ce qui fait des usines des îlots de technologie isolée. Sans une sorte d’IIoT ou de systèmes logiciels, les usines ne peuvent pas fournir aux ingénieurs un aperçu du résultat de leurs conceptions avant la fabrication.

La norme de l’industrie pour la fabrication d’assemblages de circuits imprimés (PCBA) prototypes est la déconstruction et la reconstruction des données, avec des hypothèses d’intention de conception par différentes personnes à toutes les étapes et sans communication claire entre les parties. Cette déconnexion peut souvent entraîner des erreurs entre chaque construction / reconstruction et gestion de version. L’échec critique de ce modèle est que la norme de données utilisée par l’ingénieur est incroyablement limitée – il y a tellement de choses que les outils eCAD peuvent faire qui ne peuvent pas être traduites dans les types de fichiers et les outils Gerber traditionnels. Les ingénieurs et les développeurs ont besoin d’un format de données plus riche qui inclut et communique l’intention de conception. Les normes récentes, telles que IPC-2581, sont un bon premier pas. Les logiciels et systèmes propriétaires développés par les principaux fabricants sous contrat améliorent la transmission des données de conception et de l’intention, en les utilisant pour programmer automatiquement l’usine dans laquelle le produit est construit.

En tirant parti des logiciels dans le processus de fabrication des PCBA, les fabricants sous contrat peuvent offrir les éléments les plus importants de l’expérience client – transparence, précision, rapidité et personnalisation – tout en créant des prototypes et des produits de qualité «parfaits du premier coup». L’automatisation logicielle répond également aux nouvelles complexités de la chaîne d’approvisionnement et peut être utilisée pour fournir un suivi des fournisseurs en temps réel, identifier des alternatives matérielles, etc.

Au cours de la phase de prototypage du développement du produit, la capacité de visualiser et de modifier en permanence la conception jusqu’à ce que la carte de la plus haute qualité soit obtenue est essentielle pour réduire les erreurs et fournir un produit avec moins de risques. Contrairement aux processus de fabrication électronique traditionnels, dans lesquels les cycles d’itération peuvent prendre des semaines, voire des mois en raison de processus manuels et lents, la fabrication basée sur des logiciels utilise l’automatisation logicielle de bout en bout pour accélérer le processus de construction, ce qui permet aux ingénieurs d’économiser du temps, de l’argent et Ressources.

En l’absence de fin claire en vue de la pandémie, les fabricants d’électronique dans un large éventail d’industries sont confrontés à la nécessité de faire pivoter leur stratégie de développement de produits et d’améliorer l’efficacité autour des coûts, des ressources, etc. Tirer parti d’une stratégie de fabrication en sous-traitance logicielle est une méthode éprouvée pour éliminer les risques généralement associés au prototypage électronique et aider à mettre plus rapidement sur le marché des innovations vitales.

À propos de l’auteur:
Brady O. Bruce est responsable du marketing chez Tempo Automation. Au service depuis plus de 25 ans dans le marketing, la gestion de produits et les ventes auprès de sociétés mondiales B2B et de technologies grand public, l’expérience et la perspective de Brady couvrent de nombreux secteurs et zones géographiques. Au niveau des startups et des redressements, il a bâti un record avec des produits logiciels et matériels, des solutions basées sur le cloud et des services, dans une gamme de marchés verticaux.

Avant Tempo, Brady était directeur du marketing pour InFocus Corporation, un fabricant leader de solutions de collaboration et d’apprentissage. Il a également été vice-président du marketing et des alliances stratégiques chez Jupiter Systems et a occupé des postes de direction chez Promptu, PRISMIQ, NightFire Software, Radius et VTEL Corp. Brady était également le fondateur et PDG de RedDotBlue et fatBubble. Son bilan de création de valeur comprend une introduction en bourse, cinq acquisitions réussies et la levée de plus de 200 millions de dollars en financement de capital-risque.