Вопрос о долгосрочной поддержке устаревших конструкций плат

Этот вопрос обобщен из обсуждения в чате StackExchange по электротехнике.
Это воспроизведено здесь в надежде вызвать дискуссию с долгосрочной ценностью

Вопрос для тех, кто имеет опыт разработки продуктов с длительным ( > 30 лет ) жизненным циклом: проектируете
ли вы в целом, имея в виду возможное устаревание / прекращение производства ключевых компонентов в течение жизненного цикла продукта?

В частности, если совместимый по выводам эквивалент для конкретной микросхемы больше не производится, как это планируется? Не каждый производитель полупроводников делает пожизненные уведомления о покупке по пакетам, а некоторые производители просто складываются и исчезают.

В данном контексте речь идет о продукте, для которого в распоряжении моего клиента более 100 тыс. Печатных плат, и более 30 миллионов устройств, развернутых за 30 лет . Несколько ключевых частей, используемых на плате, больше не существуют, и почти все эквиваленты SMT. Все микросхемы на оригинальных платах DIP и с разъемами. Некоторые из рассматриваемых микросхем являются устаревшими частями обработки аналогового непрерывного сигнала, остальные представляют собой цифровую логику и поэтому легко заменяются эквивалентами, ASIC или MCU в зависимости от сложности.

Существует поток работ по ремонту (промышленный продукт, гарантии на исправность от 20 до 30 лет), и есть поток производства (повторные заказы, тысячи плат в год).

Повторное закрепление платы, хотя и является идеальным предложением, в этом случае не подходит, так как отдел закупок конечного потребителя будет рассматривать изменение базовой платы как «новый продукт», что требует оценки конкурирующих поставщиков и пересмотра условий Контракт - это вызовет новый процесс тендера и может привести к потере 10 миллионов долларов в год для моего клиента для конкурента.

Текущие ремонты устройств заказчика на месте выполняются путем ручной доработки на месте, устройство не может быть возвращено в мастерскую. Замена плат действительно происходит, но «новая» плата для замены должна быть абсолютно идентична компоновке печатной платы с заменяемой, так как конечный покупатель не принимает любые изменения.

Рассматриваемое предложение, хотя еще не утвержденное группой по закупкам конечного потребителя , заключается в замене микросхем DIP на небольшие печатные платы идентичного размера с выводами, вставленными в разъемы DIP на основной плате. Это предназначено, чтобы уменьшить риски полевой работы и время.

Итак, вернемся к вопросу: каков практический опыт ЭЭ в планировании жизненных циклов таких продуктов и связанных с ними проблем? Великие идеи для «в следующий раз » также приветствуются.

Я не работал над чем-то, что требовало 30-летнего срока службы, но я работал над продуктами, предназначенными для производства полупроводников, и нуждался в поддержке более 10 лет.

По крайней мере, в тех случаях наш клиент был достаточно здравомыслящим, чтобы понять, что иногда небольшая модернизация является наиболее экономичным и надежным решением.

Не каждый производитель полупроводников делает пожизненные уведомления о покупке по упаковке

Каждый уважаемый производитель полупроводников будет давать уведомления на основе количества деталей. Если есть производитель, который этого не делает, я бы не стал покупать у него ни для одного проекта, не говоря уже о вашем строгом техническом обслуживании.

Авторитетные производители не просто уведомляют об устаревании детали / упаковки, но и сообщают о любых изменениях продукта, которые могут повлиять на качество (в смысле ISO 9000). Например, они уведомляют, если свинцовое покрытие изменяется от оловянного свинца до матового олова. Они уведомляют, перемещается ли процесс упаковки устройства с одного завода на другой.

некоторые производители просто складываются и исчезают

Это, или конечно, ничего не поделаешь. И есть другие подобные риски.

Дэвид упомянул случай, когда пожар на фабрике привел к устареванию продукта без предварительного уведомления. В другом недавнем случае, который я знаю, (крупная и чрезвычайно известная) компания, специализирующаяся на полупроводниках, была вынуждена устареть несколькими линиями продуктов, потому что их поставщик литейных изделий решил закрыть более старую (и уже не достаточно прибыльную) производственную линию. По крайней мере, в этом случае они были в состоянии сделать предварительное уведомление и предусмотреть возможность покупки на весь срок службы ... но их продукты не были транзисторами по 0,05 доллара США, это были сложные микросхемы стоимостью от 20 до 200 долларов США, так что вы можете себе представить инвестиции, необходимые для некоторых покупок на весь срок службы.

Другие риски - регулирование

Еще одна вещь, на которую стоит обратить внимание - это марш экологического регулирования. Европейская директива RoHS и аналогичные законы могут не применяться к вашей продукции, но они влияют на вашу цепочку поставок. RoHS, например, вынудил переработать многие зрелые продукты, сократив объем продаж для многих зрелых компонентов, что, вероятно, привело к некоторому устареванию, поскольку конкретные детали стали убыточными.

Новые версии RoHS ожидаются в течение нескольких лет. Таким образом, вы можете ожидать новую волну устареваний по мере того, как рынок улаживается по отношению к новым правилам.

Другие риски - изменение рыночной конъюнктуры

Если вы разработали изделие 30 лет назад и разработали его полностью с использованием компонентов с несколькими источниками, таких как 2N2904 и 74LS04, вы, вероятно, все еще сможете получить все эти детали сегодня.

Но в последние годы тенденция не связана с компонентами из разных источников. Очень мало новых продуктов тиражируются между производителями. И детали, которые находятся на уровнях сложности, аналогичных тем, что были доступны 30 лет назад - шестигранные логические элементы, отдельные транзисторы и т. Д. Даже такие «простые» устройства, как линейные регуляторы мощности, теперь достаточно сложны, чтобы никто не пытался дублировать дизайн другой компании. точно.

Если вы хотите создать микропроцессор или программируемое логическое устройство, вы просто застряли с компонентом с одним источником, и весь риск для долгосрочной поддержки, который влечет за собой.

Кроме того, как указывал мой анекдот выше, рост компании Fabless Semiconductor также увеличивает риск, поскольку это означает, что ваши производители микросхем могут фактически не контролировать свои собственные производственные ресурсы.

стратегия

Для меня это звучит так, как будто ваша команда по продажам должна стать более жесткой с этим клиентом (конечно, инженеры всегда говорят это).

Один из вариантов - сказать им, что вы можете решить проблему по-своему, но для поддержания этого уровня поддержки цена продукта будет увеличиваться на XX% каждый год в течение оставшейся части срока службы продукта. Вы можете сделать пожизненную покупку этих устаревших продуктов, но вам нужно будет заплатить за техническую оценку требований, техников для управления запасными частями и т. Д., И для этого вам нужен доход от этих продуктов.

Другой способ заключается в том, чтобы призвать их к блефу в процессе повторного тендера - не может быть так много конкурентов, которые могли бы реально поддержать эти требования к пожизненному сроку, и те, кто может, будут соответственно устанавливать цену. Кроме того, ваша команда имеет опыт работы с этим конкретным приложением и подробными требованиями заказчика, что дает вам преимущество, когда дело доходит до предложения цены по проекту. Кто знает, вы можете выйти из повторного тендера с контрактом по значительно более высокой цене продажи.

Обработка компонентов устаревания в течение 30 лет является сложной задачей. Даже 10 лет удивительны для всего, кроме самых простых продуктов.

Проще говоря, поставщики и производители ненадежны в течение 30 лет. Как упоминалось ранее, они прекратят производство чипов без предварительного уведомления или просто прекратят свое существование. Около 6 лет назад был один производитель, у которого произошел пожар на одном из их старых заводов. Вместо того, чтобы восстанавливать и начинать делать эти чипы снова, они просто устарели все чипы, которые были сделаны там.

Несмотря на все благие намерения, запчасти становятся недоступными.

Если повторное использование печатной платы не разрешено, то единственным надежным решением является обеспечение 30-летнего запаса всех деталей. Это сложнее, чем кажется, потому что некоторые детали имеют ограниченный срок годности. Части должны храниться в течение длительного периода времени при хранении с контролем температуры и влажности, и даже в этом случае некоторые детали не будут использоваться в течение 30 лет. Хранение компонентов более 30 лет потребует консультации производителей для определения идеальных условий хранения. Документация о том, как правильно хранить и паять детали, должна быть заархивирована. Например, если перед сборкой требуется выпекание, эти инструкции необходимо сохранить.

Если передышка разрешена, то идеальным решением является архивирование всех проектных данных и создание дополнительной документации для облегчения перепроектирования каждые 4–10 лет. На мой взгляд, это лучшее решение (при условии, что респин разрешен). Это позволяет продукту развиваться с течением времени с учетом новых технологий и новых производственных процессов. Это либо снизит стоимость продукта, либо даст новым версиям новые функции и возможности.

В автомобильной промышленности устаревание является проклятием. Большинство поставщиков не поддерживают более 10 лет (может показаться сумасшедшим для коммерческого / промышленного мира). У нас есть несколько проектов, которые более 10 лет используются в небольших объемах. Даже небольшой компонент может вызвать редизайн, который будет стоить миллионы долларов на разработку и проверку. Когда технология устарела, это еще сложнее. Например: керамическая подложка с устаревшим микроконтроллером.

Есть такие компании, как Rochester Electronics, которые работают со старыми деталями и даже имеют возможность повторно изготавливать детали, которым больше всего лет. Tekmos тоже один из них (они больше работают с Frescale).