Conception électronique raisonnée reposant sur des systèmes

Nous avons récemment rencontré le Dr Ed Becze, cofondateur et associé gérant de Pegmatis. Ed a passé sa longue et illustre carrière à travailler sur des conceptions de systèmes très complexes destinés à toutes sortes d'entreprises, qu'il s'agisse de grandes entreprises technologiques emblématiques ou de petites start-ups. Au fil des ans, il a mis en place une équipe polyvalente et extrêmement compétente composée d'ingénieurs qui couvre tous les aspects de la conception des produits de bout en bout. Dans cet entretien, il évoque les aspects essentiels d'une conception véritablement raisonnée et les principaux facteurs qui vous mèneront vers la réussite.

Judy Warner : 
Ed, tout d'abord, je dois vous poser la question suivante : quelle est la signification du nom Pegmatis et quels types de services proposez-vous ?

Ed Becze : 
Pegmatis vient de « Pegmata » qui signifie « assemblage » en latin. Nous sommes une entreprise de R&D très expérimentée, dotée de capacités de développement de produits de bout en bout, réunies sous un seul et même toit.  Nous disposons d'experts en mécanique, en électronique, en radiofréquence, en microprogrammes, en logiciels, en tests et en validation de systèmes, c'est-à-dire dans toutes les disciplines d'ingénierie nécessaires au développement de produits ambitieux et très complexes. 

Nous sommes considérés par nos clients comme un « partenaire » de développement technique, et pas seulement comme un « fournisseur de services » d'ingénierie ; autrement dit, nous offrons à nos clients une valeur ajoutée bien plus importante que les services d'ingénierie ; nous les aidons à aligner leurs activités sur les solutions de produits, à innover et à générer de la propriété intellectuelle pour consolider leur position sur le marché.  Nous sommes en mesure de le faire parce que nous disposons d'une vaste expérience dans la livraison d'une large gamme de produits.  En outre, nous pouvons soit offrir un soutien ciblé pour combler une lacune technique, soit prendre en charge la conception et le développement du produit de bout en bout.

J. Warner :
À votre avis, quelle est la base d'un bon processus de développement de produit ?

Becze : 
Commencez par les exigences au niveau des systèmes : performances, fonction, réglementation, volumes, calendrier, etc. Tous ces éléments doivent s'aligner sur les besoins de l'entreprise et résoudre un problème ou proposer une nouvelle solution sur le marché. Ne sous-estimez pas l'importance des exigences ! 

Lors de l'élaboration des exigences, il faut toujours se demander si le client serait prêt à payer pour une fonctionnalité et à utiliser des données pour définir les exigences. Ne soyez jamais dogmatique concernant les exigences sans fournir de justification solide.

Les éléments à prendre en compte bien avant de commencer à concevoir un circuit imprimé sont les suivants :

• Évaluer les risques techniques et de calendrier afin de mettre en place une stratégie.
• Élaborer un plan de développement réfléchi et atténuer les risques en amont.
• Impliquer les fabricants et les fournisseurs en amont pour déterminer la disponibilité des composants et les capacités des fournisseurs et s'assurer qu'elles sont alignées sur votre produit et votre calendrier de production.

J. Warner : 
Pourquoi cette compréhension du risque est-elle un facteur important ? 

Becze :
Le risque est généralement à l'origine de l'incertitude dans les calendriers de développement de produits et constitue le principal facteur de dépassements des budgets d'ingénierie. L'atténuation des risques techniques vous aidera à élaborer et à comprendre la stratégie de développement et les plans d'urgence en aval. Même si vous avez l'impression d'y consacrer du temps et des moyens supplémentaires couteux, cela permet toujours de réaliser des économies à long terme. Ce que vous ne savez pas vous pénalisera à long terme, alors identifiez vos points faibles en amont et planifiez en conséquence. 

En général, les start-ups qui développent un concept et qui ont la chance d'attirer des investisseurs, ont très souvent tendance à surestimer le concept et à négliger l'atténuation des risques techniques. Lorsque cela fait partie du plan, cela témoigne d'une aptitude et d'une anticipation qui sont appréciées par les investisseurs et la direction.

J. Warner :
Ed, je sais que vous avez travaillé avec de nombreuses start-ups du secteur technologique. Comment font la plupart des start-ups pour se développer et pourquoi sont-elles si nombreuses à échouer ?

Becze :
La plupart des start-ups adoptent un modèle de « développement par la démonstration » et consacrent très peu d'efforts aux exigences en amont. Les changements sont fréquents au niveau des prototypes, car les investisseurs, les groupes de discussion et autres font toujours part de leurs commentaires. Les opinions et les suggestions sont innombrables et très souvent mal fondées, et l'effet en cascade sur la conception (logicielle ou matérielle) est rarement envisagé, si bien qu'une riposte légitime se produit rarement. Lorsqu'une personne expérimentée et bien informée fait partie de l'équipe, il est très facile d'atténuer le risque d'ajout incessant de fonctionnalités lors des discussions initiales.  

En outre, tous les projets obéissent à un calendrier précis et, lorsqu'il s'agit de respecter un délai, il faut faire des concessions, souvent au stade de la validation et des tests, qui sont absolument essentiels. D'après notre expérience, les start-ups omettent souvent de procéder à une évaluation approfondie des risques, ce qui tient souvent à un manque d'expérience en matière de conception de systèmes.  

Dans le domaine de la conception électronique, la plupart des entreprises pensent qu'elles ont un bon (ou un excellent) ingénieur en électronique et qu'elles peuvent gérer la solution complète. Toutefois, même s'il est compétent, le manque d'expérience en matière de développement de systèmes et/ou d'expérience directe avec le produit qu'il conçoit peut engendrer des problèmes majeurs. Il est absolument crucial pour un concepteur de se familiariser avec les moindres détails des règles de conception, notamment les règles liées aux performances, ainsi que des éléments tels que les normes IPC, les contraintes mécaniques et de fabrication, les règles de test et de réglementation qui jouent toutes un rôle essentiel dans le cycle de vie du développement du produit. L'expérience permet d'acquérir un sens intuitif des directives très judicieuses et utiles qu'il convient de respecter, ce qui suppose une pratique répétée dans le temps. 

Je suis sûr que vos auditeurs pourront confirmer que vous pouvez lire les fiches techniques et les notes, mais que seuls 5 % des fournisseurs de chipsets fournissent des règles de conception correctes. Le reste du temps, malheureusement, vous devez apprendre en vous débrouillant tout seul ou trouver quelqu'un capable de vous aider pour y arriver. C'est là que tout se joue, et si tout se passe bien, c'est très instructif.  

Toutefois, supposons que vous soyez dans une situation où vous avez des problèmes avec votre conception initiale, que vous en soyez au stade de la révision suivante et que les choses ne soient toujours pas au point.  Votre expérience vous aidera à descendre dans l'arbre de défaillance et à vous concentrer sur la solution exacte du problème. Vous souvenez-vous de l'importance d'impliquer les fournisseurs en amont ?  Eh bien, si c'est fait, vous serez en mesure de voir s'ils font preuve de bonnes pratiques de fabrication pour s'assurer que votre matériel est fabriqué conformément à l'intention de conception et vous donner une plate-forme de qualité à analyser.  

Nous avons constaté que du matériel défectueux pouvait créer des problèmes inextricables chez certains clients. C'est à ce moment-là qu'ils sont venus vers nous et que nous avons dû examiner la conception ET les pratiques de fabrication. Il est vraiment regrettable de voir des ingénieurs très compétents commencer à remettre en question leurs propres capacités lorsqu'ils recherchent des problèmes et qu'ils ne savent pas s'il s'agit d'un problème lié au matériel, à la conception ou au microprogramme. Je suppose que la solution consiste à faire appel à l'artillerie lourde lorsque l'on se trouve dans une impasse. Il y a de fortes chances que les entreprises chevronnées vous aident très rapidement, même si c'est pour vous mettre sur la bonne voie.
            
J. Warner :
Vous avez mentionné l'importance d'impliquer les fournisseurs et les fabricants avant de prendre des décisions de conception et d'être très clair sur leurs capacités et les accords contractuels. Quel est l'intérêt de faire preuve ce genre de clarté dès le départ ?

Becze :
Une implication en amont vous aidera à comprendre pleinement leurs capacités et à orienter vos choix de conception de manière à les aligner sur leurs capacités et leurs processus. Il est extrêmement important de savoir s'ils disposent de systèmes de test et de validation (par exemple, les solutions de test RF sont très coûteuses). 

Il est également important de savoir s'ils disposent de capacités extraterritoriales susceptibles de contribuer à réduire les coûts, en particulier lorsque vous passez à la production. Peuvent-ils vous aider pour les séries de prototypes comme pour la production ? Peuvent-ils vous aider à concevoir vos produits électriques et vous préparer à les transmettre lorsque vous êtes prêt à passer à la production ? Ont-ils des pratiques de manipulation/processus/fabrication fiables et acceptables sur lesquelles vous pouvez compter pour obtenir un produit matériel de qualité ? Peuvent-ils vous aider à trouver d'autres fournisseurs pour des produits de niveau système, par exemple des fournisseurs spécialisés dans les composants mécaniques ? 

Bon nombre de start-ups manquent de rigueur dans la gestion des opérations et ont besoin d'un soutien supplémentaire. Il est très difficile de trouver des fournisseurs compétents et il est à espérer que le fabricant sous contrat ou l'entreprise de sous-traitance électronique (EMS) avec lequel ou laquelle vous travaillez puisse vous aider dans ce domaine. Tout est une question de réseau d'entraide. De plus, lorsque vous passerez à la production à grande échelle, vous voudrez savoir si vous pouvez tirer parti d'un écart de prix d'achat ? Que diriez-vous de bénéficier d'un soutien à l'étranger ? En outre, peuvent-ils vous aider en termes de feedback sur la qualité et suggérer des améliorations ?  La sélection des fournisseurs est absolument cruciale et doit faire l'objet d'une mûre réflexion.

J. Warner : 
Les pénuries de composants ont mis en lumière l'importance de disposer de partenaires et d'informations fiables sur la chaîne d'approvisionnement. Cependant, pourquoi cet aspect est-il si fondamental, même lorsque nous ne sommes pas en période de pénurie ?

Becze :
De bons partenaires de la chaîne d'approvisionnement vous aideront à résoudre des problèmes concrets et, éventuellement, vous apporteront un soutien en matière d'architecture, au cas où il vous auriez beaucoup de mal à répondre aux exigences du produit. Prenez par exemple les boutons : ils sont très complexes en termes de conception et nécessitent un support efficace. Les informations sur les modules connectés peuvent être un facteur déterminant pour votre prix de base et pour offrir des solutions pour le support des microprogrammes. 

La connaissance des nouvelles technologies émergentes qui stimulent l'innovation et vous aident à atteindre le marché plus rapidement grâce à des solutions uniques (par exemple, nous avons réalisé un produit BLE 5 maillé avec un prototype fonctionnel huit jours avant son annonce au CES). Il y a de fortes chances que les gros fournisseurs proposent une vaste gamme de produits que vous pouvez exploiter et qu'ils vous aident à trouver des solutions professionnelles.  Je conseille vivement à tous les auditeurs de résister à l'envie de rechercher des composants sur AliBaba et autres sites similaires. Cela revient à s'engager sur une voie qui mène presque toujours à de GROS problèmes.

J. Warner :
Vous avez déjà abordé certains de ces points mais, selon vous, quel est le coût d'une conception non raisonnée ?

Becze :
De combien de temps disposez-vous, Judy ? (rires) 

Eh bien, pour faire court :

• Le fait d'être aveuglé par des coûts imprévus en raison du manque de visibilité en aval vis-à-vis des autres parties prenantes et d'un manque de compréhension du coût total réel de fabrication est toujours un problème majeur. 
• Les tests in situ nécessaires, mais non planifiés, peuvent également créer des problèmes importants. 
• Le fait de ne pas préparer sa conception pour les tests a un impact évident sur le coût et le temps de résolution des problèmes, et constitue une mauvaise pratique. 
• Les délais de mise sur le marché sont compromis. 
• Les mauvaises DFA ou DFM entraînent des coûts de fabrication plus élevés ou excessifs.
• L'absence de planification des coûts de transport entraîne une palettisation.
• Certaines situations impliquent d'aborder les processus et les caractéristiques de conception onéreux à un stade ultérieur de la maturité du produit ou de l'entreprise, mais il s'agit d'une décision commerciale qui mérite mûre réflexion.

J. Warner :
Ed, je vous remercie infiniment d’avoir pris le temps de faire part de votre expérience à nos lecteurs. 

Becze :
Tout le plaisir est pour moi, Judy. Je suis toujours ravi de transmettre nos connaissances à d'autres ingénieurs très occupés qui essaient de saisir toute la complexité de la conception matérielle. J'espère épargner à vos lecteurs quelques difficultés en cours de route !