Diseño electrónico basado en sistemas llevado a cabo con rigor

Hace poco nos reunimos con el Dr. Ed Becze, cofundador y socio director de Pegmatis. Ed ha pasado su larga e ilustre carrera trabajando en diseños de sistemas muy complejos, para todo tipo de empresas, desde las más emblemáticas en tecnología hasta pequeñas startups. A lo largo de los años, ha creado un equipo de ingeniería multifuncional extremadamente capacitado, que cubre todos los aspectos del diseño de productos de principio a fin. En esta entrevista, nos habla de los aspectos críticos de un diseño verdaderamente reflexivo y de los factores clave que te llevarán al éxito.

Judy Warner: 
Antes que nada, me gustaría preguntarte cuál es el origen del nombre de pegmatis y qué tipos de servicios ofrecéis.

Ed Becze: 
Pegmatis deriva de "Pegmata", que significa "andamio" en latín. Somos una empresa de I+D muy experimentada y con capacidad de desarrollo de productos de principio a fin, todo bajo un mismo techo.  Contamos con expertos en mecánica, electrónica, radiofrecuencia, firmware, software, pruebas a nivel de sistema y validación, es decir, todas las disciplinas de ingeniería necesarias para desarrollar productos exigentes y muy complejos. 

Nuestros clientes nos consideran un "socio" para el desarrollo técnico, y no sólo un "proveedor de servicios" de ingeniería; es decir, aportamos mucho más valor a nuestros clientes aparte de los servicios de ingeniería; les ayudamos a alinear su negocio con las soluciones de producto, y a innovar y generar propiedad intelectual para consolidar su posición en el mercado.  Y somos capaces de hacerlo porque tenemos una gran experiencia en el suministro de una amplia gama de productos.  Podemos desde ofrecer apoyo específico para cerrar una brecha técnica como encargarnos del diseño y desarrollo de un producto de principio a fin.

Warner:
¿Cuál dirías que es la base de un buen proceso de desarrollo de productos?

Becze: 
Es importante empezar con los requerimientos a nivel de sistemas: rendimiento, función, normativa, volúmenes, calendario, etc. Todas estas cosas tienen que alinearse con las necesidades del negocio y abordar un problema o aportar una nueva solución al mercado. ¡No subestimes la importancia de los requerimientos!

Al desarrollar los requerimientos, siempre hay que tener en cuenta si el cliente estará dispuesto a pagar por una característica, antes de definir los requerimientos. No hay que ser dogmático con los requerimientos sin justificaciones sólidas.

Mucho antes de empezar con el diseño de un PCB, hay que empezar por:

• Evaluar los riesgos técnicos y de calendario a la hora de elegir la estrategia
• Elaborar un plan de desarrollo minucioso y mitigar los riesgos desde el principio
• Involucrar a los proveedores y fabricantes desde el principio para conocer los componentes con los que trabajan, su disponibilidad y las capacidades de los proveedores y asegurarse de que están alineados con tu producto y la hoja de ruta de producción

Warner: 
¿Por que es crucial entender los riesgos? 

Becze:
El riesgo es lo que suele provocar la incertidumbre en los calendarios de desarrollo de productos y es el factor clave en los sobrecostes de los presupuestos de ingeniería. Mitigar los riesgos técnicos ayudará a construir y comprender la estrategia de desarrollo y a elaborar planes de contingencia. Puede parecer que se invierte tiempo y esfuerzo adicionales, pero a la larga siempre se ahorra. Lo que no sabes te perjudicará a largo plazo, así que te conviene encontrar tus puntos ciegos con antelación y planificar bien.

Por lo general, cuando las startups desarrollan un concepto y consiguen atraer inversiones, muy a menudo se exagera el concepto y se dedica muy poca estrategia a la mitigación de los riesgos técnicos. Aunque, de hecho, si forma parte del plan, demuestra capacidad y previsión, que son valoradas por los inversores y la dirección.

Warner:
Ed, me consta que has trabajado para muchas startups de tecnología. ¿Cómo enfocan el desarrollo la mayoría de las startups y por qué fracasan tantas?

Becze:
La mayoría de las startups hacen lo que llamamos "desarrollo por demostración", y se dedican muy pocos esfuerzos a establecer las necesidades iniciales. Es habitual que se produzcan cambios a nivel de prototipo, porque los inversores, los focus groups y demás siempre aportan su feedback. Las opiniones y sugerencias son interminables y, a menudo, desinformadas, y rara vez se contempla el efecto en cascada sobre el diseño (software o hardware), por lo que difícilmente tiene lugar una réplica legítima. Si se cuenta con una persona con conocimientos y experiencia, es más fácil reducir el agregado de nuevas características en las conversaciones iniciales.  

Además, todos los proyectos funcionan con calendarios fijos y, cuando se trata de cumplir un plazo, se tiene que ceder en algo, y con frecuencia se acaba haciendo en la fase de validación y prueba, que es absolutamente crítica. Según nuestra experiencia, las empresas de nueva creación no suelen realizar una evaluación de riesgos exhaustiva, lo que a menudo se debe a la falta de experiencia en el diseño de sistemas.  

En el ámbito del diseño electrónico, la mayoría de las empresas creen que tienen un buen (o gran) ingeniero electrónico que puede encargarse de la solución completa. Sin embargo, una exposición limitada al desarrollo a nivel de sistema y/o una experiencia directa en el producto que este está diseñando puede ocasionar algunos puntos ciegos críticos. Es fundamental que el diseñador profundice en los detalles de las normas de diseño, incluidas las relacionadas con el rendimiento, las normas IPC, las limitaciones mecánicas y de fabricación y las normas de ensayo y reglamentarias, que desempeñan un papel esencial en el ciclo de desarrollo del producto. La acumulación de experiencia conduce a un sentido intuitivo de directrices muy sólidas y útiles que se deben seguir; y esto sólo ocurre si se hace repetidamente a lo largo del tiempo. 

Estoy convencido de que tus oyentes darán fe de que siempre puedes leer las hojas de datos y las notas, pero sólo el 5% de los proveedores de conjuntos de chips ofrecen reglas de diseño adecuadas para seguir. El resto del tiempo, desgraciadamente, tienes que aprender por tu cuenta, probando, o bien encontrar a alguien que te asesore y te guíe. Y este es el momento de la verdad. Si las cosas van bien, aprendes mucho.  

Sin embargo, supón que te encuentras en una situación en la que tu diseño inicial tenía problemas, y estás en la siguiente revisión y las cosas siguen sin estar bien.  La experiencia te ayudará a desgranar la estructura de fallos y a centrarte en la solución exacta del problema. ¿Y recuerdas que hemos comentado que el compromiso temprano con el proveedor era fundamental?  Pues supongo que ya entiendes por qué: si lo has hecho, habrás podido ver si este adopta prácticas de fabricación sólidas para garantizar que tu hardware se fabrica de acuerdo con la intención del diseño y te ofrece una plataforma de calidad para analizar.  

Hemos visto cómo un hardware defectuoso creaba un sinfín de problemas a algunos clientes. Y es entonces cuando acuden a nosotros y tenemos que revisar el diseño Y las prácticas de fabricación. Es realmente triste ver cómo ingenieros muy competentes empiezan a cuestionar sus propias capacidades cuando detectan problemas y no saben si se trata de un problema relacionado con el hardware o con el diseño, o si se trata del firmware. El consejo es que recurras a los grandes cuando te encuentres en un callejón sin salida. Lo más probable es que las empresas con experiencia te ayuden muy rápidamente, aunque sea simplemente para encaminarte.
            
Warner:
Has hablado de la importancia de involucrar a los proveedores y fabricantes antes de que se tomen las decisiones de diseño y de tener muy claras sus capacidades y los acuerdos contractuales. ¿Qué beneficios aporta esto?

Becze:
Un compromiso temprano te ayudará a comprender plenamente sus capacidades y a dirigir tus elecciones de diseño de forma que se ajusten a sus capacidades y procesos. Es muy importante saber si disponen de sistemas de prueba y validación, y es que, por ejemplo, las soluciones de prueba de RF son muy caras. 

También es conveniente saber si cuentan con capacidades de deslocalización que puedan ayudar a reducir los costes, sobre todo a medida que se vaya avanzando en la producción. ¿Podrán echarte una mano tanto en la fabricación de prototipos como en la producción? ¿Pueden ayudarte en la puesta a punto de tus productos eléctricos y prepararte para el traspaso cuando estés en condiciones de pasar a la producción? ¿Tienen prácticas de manipulación/proceso/fabricación sólidas y aceptables con las que puedas contar para obtener un producto de hardware de calidad? ¿Pueden apoyarte, junto con otros proveedores, para los productos a nivel de sistema, como proveedores preferentes para los mecánicos? 

Muchas startups carecen de una buena gestión de las operaciones y necesitan un apoyo adicional; es muy difícil encontrar proveedores competentes y es de esperar que tu empresa de CM o EMS pueda ayudarte con esto. Estamos hablando acerca la red de apoyo. Además, cuando pases a la producción a gran escala, querrás saber si puedes aprovechar cualquier variación del precio de compra. ¿Y qué pasa con el soporte offshore? ¿Y pueden apoyarte en términos de retroalimentación sobre la calidad y sugerir mejoras?  La selección del proveedor es absolutamente crítica y se debe evaluar muy cuidadosamente.

Warner: 
La escasez de componentes ha sacado a la luz la importancia de contar con socios fuertes en la cadena de suministro y con información. Sin embargo, incluso cuando no nos encontramos en una época de falta de existencias, ¿por qué sigue siendo esencial?

Becze:
Los buenos socios de la cadena de suministro te ayudarán con cuestiones tangibles y, muy posiblemente, con apoyo arquitectónico en caso de que te resulte muy difícil cumplir con las exigencias del producto. Tomemos el ejemplo de los botones; son un tema muy complejo en términos de diseño y requieren un fuerte apoyo. Contar con información sobre los módulos conectados puede resultar un factor crítico para tu base de costes y para ofrecer soluciones de apoyo a FW. 

Estar al tanto de las nuevas tecnologías que salen al mercado, que generan innovación y te ayudan a llegar al mercado más rápidamente con soluciones únicas (por ejemplo, desarrollamos un producto de malla BLE 5 con un prototipo que funcionaba ocho días antes de que se anunciara en el CES). Lo más probable es que los grandes proveedores tengan una enorme línea de productos que puedes aprovechar y te ayudarán con soluciones profesionales.  Aconsejo encarecidamente a cualquier oyente que se resista al impulso de buscar piezas en AliBaba y similares. Este es un camino que casi siempre conduce a GRANDES problemas.

Warner:
Ya has tocado algunos de estos puntos, pero en tu opinión, ¿cuáles serían las consecuencias de no diseñar cuidadosamente?

Becze:
¿Cuánto tiempo tenemos ? (risas) 

Bueno, en pocas palabras:

• No poder prever los costes debido a la falta de visibilidad de las otras partes interesadas y a la falta de comprensión del verdadero coste total de fabricación es siempre un problema importante. 
• Las pruebas internas que son necesarias pero no han sido planificadas, también pueden suponer inconvenientes significativos 
• Si no te planteas preparar tu diseño para las pruebas, el impacto en el coste y en el tiempo de resolución de problemas es evidente, además de que es una muy mala práctica 
• El tiempo de comercialización se ve afectado negativamente 
• Podemos enfrentarnos a un aumento o exceso de costes de fabricación debido a un mal DFA o DFM,
• No tener en cuenta los costes de transporte, ni la paletización
• Algunas situaciones requieren abordar los procesos de alto coste y las características de diseño más adelante, sobre todo cuando el producto o la empresa están maduros, pero se trata de una decisión empresarial que debe tomarse de forma meditada

Warner:
Ed, muchísimas gracias por dedicarnos tu tiempo y compartir con nuestros lectores tu sabiduría, adquirida con tanto esfuerzo. 

Becze:
Encantado, Judy. Siempre es un placer transmitir lo que uno aprende a otros ingenieros que intentan navegar por este complejo panorama del diseño de hardware. ¡Espero ahorrarles a tus lectores unos cuantos baches en el camino!