Состояние электронной промышленности в 2021 году

Когда вызовы 2020 года остались позади, какие сложности и возможности ждут проектировщиков в 2021 году? В этой статье, Винс Мейзур, инженер отдела технического маркетинга Altium, рассматривает три новые тенденции отрасли и способы их успешного решения в этом году.

Введение

Было бы преуменьшением сказать, что 2020 год мы забудем не скоро. Прошлый год бросил множество новых вызовов перед всеми нами, особенно перед разработчиками электроники. В настоящее время дела улучшаются с появлением вакцин и снижением количества госпитализаций. Однако на 2021 год, вероятно, будут по-прежнему влиять те же тенденции, что и на 2020 год. Кроме того, в 2021 году динамично развивающийся бизнес электроники по-прежнему будет подвержен серьезным проблемам проектирования из-за внешних для отрасли причин.

В этой статье мы рассмотрим решение трех задач с точки зрения проектирования электроники. К этим задачам относятся работа из дома, дефицит электронных компонентов и виртуальное обучение. В каждом разделе перечислены возможные способы решения этих задач, а в конце приведено общее заключение.

Работа из дома

Проектирование электроники — это командная игра. Даже тем, кто проектируют электронику самостоятельно, необходимо сотрудничать с различными людьми и компаниями, такими как представители производителей, инженеры по применению, контрактные производители, возможные независимые подрядчики и т.д. В то же время, даже при нормальном стечении обстоятельств проектирование электроники сопряжено с затруднениями, вызовами и рисками. И это естественно для мира проектирования электроники. Хотя у работы из дома есть некоторые преимущества, невозможность личного сотрудничества продолжает оставаться проблемой.

Для средний и крупных организаций ситуация еще сложнее. Такие организации могут находиться как в одном расположении, так и быть глобально распределенной сетью подразделений. За некоторыми исключениями, главным способом коммуникации было личное взаимодействие, с использованием видеоконференций между удаленными и глобальными расположениями по мере необходимости. Разрозненность проектных групп, ответственных за определенные ключевые области продукта или системы, естественным образом ведет к несогласованности. Сотрудничество проектных групп и тесное взаимодействие между областями проектирования, такими как ECAD и MCAD, крайне важны для успешного завершения работ. Достичь этого было сложно до пандемии, и физическое распределение команд сделало это еще более сложным. Кроме того, могут возникнуть проблемы из-за отсутствия доступа к лабораториям предприятий, где может находиться испытательное и измерительное оборудование на миллионы долларов.

В то время как в некоторых сферах работа из дома стала применяться сразу (на ум приходит отдел продаж), в области проектирования электроники она не нашла широкого распространения из-за необходимости в лабораторном оборудовании и совместной работе. Переход многих производителей электроники из централизованных офисов к индивидуальной работе из дома создал дополнительные проблемы. Проектировщики, которые привыкли к совместной работе в команде, оказались изолированными на домашних рабочих местах. К счастью, быстрый переход на использование облачных средств, таких как Zoom, Dropbox, Google Drive и другие, позволил командам оставаться на связи. Компания Altium выпустила новую облачную платформу Altium 365, которая стала первой в своем роде и которая теперь позволяет проектировщиками без особых усилий разрабатывать электронику везде, где есть подключение к Интернету. В итоге вы видите из дома те же данные, как это было в офисе.

Даже когда проектировщики начнут возвращаться в офисы, рабочая среда, вероятно, будет значительно отличаться от той, что была перед пандемией, особенно в части личной коммуникации. Дистанцирование, скорее всего, останется в приоритете, и совместная работа не будет так эффективна из-за мер предосторожности.

Шаги, которые вы можете предпринять

Далее приведены некоторые шаги, которые вы можете предпринять уже сегодня, чтобы оптимизировать свою работу из дома:

1. Соберите стандартный набор инструментов, настроенный на уникальные потребности проектирования и совместной работы в области электроники, в том числе средства проведения виртуальных конференций, средства добавления комментариев и пометок, такие как Slack, создания проектов и конструирования плат, централизованная библиотека компонентов и общий репозиторий проектных данных. Ключевым моментом здесь является обеспечение того, чтобы все в вашей команде использовали одни и те же данные. По возвращении сотрудников в офис, все рабочие и связанные с ними данные, созданные из дома, можно перенести обратно в уже существующую корпоративную систему без какой-либо несогласованности.
2. Если отсутствие доступа к лабораторному оборудованию является проблемой, следует рассмотреть перенос оборудования компании домой или аренду испытательного оборудования для домашней среды. Также следует рассмотреть более широкое использование средств моделирования. На сегодняшний день доступно множество инструментов моделирования прямо при создании схем, и они включают в себя множество возможностей, необходимых для виртуальных испытаний и измерений, что может оказаться крайне полезным.
3. Если вы участвуете в разработке встроенного программного обеспечения, рассмотрите возможность моделирования кода в процессе его разработки. Такое моделирование доступно во многих передовых средах разработки, таких как MPLABⓇ X от Microchip. Если вашей команде, разрабатывающей встроенное ПО, обычно требуется целевое оборудование, рассмотрите возможность абстрагирования от архитектуры в поведенческий код, который может имитировать целевое оборудование. Возможно, такой подход не будет идеальной заменой целевого оборудования. Тем не менее, такой подход, несомненно, будет способствовать прогрессу в разработке нужного программного обеспечения, так что когда интеграция аппаратного и программного обеспечения выполняется в лаборатории, программное обеспечение будет намного ближе к нужным характеристикам.
4. Не игнорируйте потребность в социальном взаимодействии. Мы социальны по своей натуре, и у всех нас были взлеты и падения за это время. По этой теме были написаны полезные материалы, такие как эта статья https://newsnetwork.mayoclinic.org/discussion/teleworking-tips-for-coping-during-covid-19/

Дефицит компонентов

Пандемия в сочетании с невыполненными заказами вызвала значительную нехватку компонентов в 2021 году. Отчеты показывают, что нескольким автопроизводителям пришлось закрыть сборочные линии из-за отсутствия основных электронных компонентов, необходимых для производства. Небольшим компаниям остается конкурировать за запас компонентов с более крупными компаниями. Если не случится ничего непредвиденного, из-за текущего дефицита будет расти тенденция пагубных задержек производства. В свою очередь, такая ситуация может вынудить компании принимать рискованные решения о закупках компонентов, которые оказываются поддельными. По оценкам, одни только контрафактные компоненты ежегодно обходятся производителям в 7,5 миллиардов долларов недополученной прибыли. На этом фоне учтите, что IHS MarkitⓇ, самый точный в мире источник сведений о компонентах, сообщает, что в среднем каждый день выдается 15 уведомлений об окончании срока службы (EOL) электронных компонентов. Здесь стоит отметить, что IHS Markit доступен как часть плана Pro подписки Altium Subscription.

Управление затратами на состав изделия и выбор компонентов или их альтернатив на сегодняшний день является более сложным, чем когда-либо, поскольку продолжает происходить устаревание, изменение уровней запасов, фальсификация и несоблюдение экологических требований. Крайне важно, чтобы компоненты, необходимые для производства, были доступны перед отправкой работы. В противном случае, будет запущена цепочка неприятных событий, которые могут привести к ненужным задержкам производства. Компаниям сложно оградить себя от всех рисков, связанных с компонентами, но многих из них можно избежать с помощью надлежащего планирования действий в чрезвычайных ситуациях.

Шаги, которые вы можете предпринять

1. Заранее создавайте резервы на случай непредвиденных обстоятельств. Перед сохранением компонентов в библиотеке убедитесь, что есть по крайней мере три артикула компонентов от производителей, которые соответствуют характеристикам этого компонента. Ранжируйте артикулы компонентов исходя из факторов, важных для вашего проекта, такие как цена, допуски, рабочее напряжение.
2. Ключевым моментом является наличие квалифицированных, смоделированных или даже испытанных в лабораторных условиях альтернатив, назначенных перед использованием новых компонентов. Если у вас уже есть библиотека, укажите альтернативные варианты выбора для всех компонентов. Многие агрегаторы, такие как Octopart, позволяют быстро найти похожие компоненты и получить информацию о текущих складских запасах.
3. Для существующих проектов в производстве и проектов на стадии разработки чаще проверяйте и приводите в порядок состав изделия для раннего выявления каких-либо проблем. Хотя такие инструменты, как ActiveBOM от Altium, делают это автоматически, вы также можете подстраховать себя, потратив время на выполнение этого вручную в электронных таблицах, и это окупит себя.
4. Проектируйте с учетом замен и, соответственно, максимальной доступности. Нелогично реализовывать участки схемы дискретными компонентами, если имеется хорошая микросхема для выполнения той же функции. Но если нет надежных запасов этой микросхемы, использование дискретных компонентов в проекте может обеспечить более высокую гибкость и уверенность в том, что проект может быть изготовлен. Зачастую решения на дискретных компонентах обходятся дешевле, чем их варианты на микросхемах, но это зависит от конкретного случая.
5. Создайте аварийный запас основных элементов. Бывают случаи, когда в конструкции необходимо использовать устройство, необходимое для достижения нужных технических характеристик и целевых затрат. Для таких случаев купите лишние упаковки компонентов и держите их под рукой для страховки. Нередко можно увидеть задержку производства из-за компонента стоимостью 4 цента. Такой подход может стать самой дешевой страховкой из возможных.
6. Принимайте взвешенные и своевременные решения на основе исчерпывающих динамических данных о компонентах, когда это возможно. Такие сайты, как Octopart, предлагают бесплатный доступ к данным о компонентах, которые очень полезны для таких целей. Коммерческие платформы, такие как Altium 365, восполняют этот пробел еще больше, и когда они дополнены интеллектуальными функциями цепочки поставок электронных компонентов IHS MarkitⓇ, они предоставляют доступ к информации уровня "Форчун-100" для небольших организациям и даже отдельных разработчиков.

Виртуальные курсы и мероприятия

Непрерывное обучение уже давно является частью электронной промышленности. Электроника всегда развивалась гораздо быстрее, чем большинство других областей, и скорость изменений продолжает нарастать со временем. Одно из неявных требований этой области — это постоянно быть в курсе современных технологий и связанных с ними задач. Вы останетесь за бортом, если не будете оставаться в курсе современных тенденций и применять новейшие передовые практики.

Такие мероприятия, как мастер-классы, семинары, конференции и выставки, были обычным способом быть в курсе новых разработок, проблем и их решений. Эти традиционные источники образования и обмена информацией были отменены либо отложены на постковидную эпоху. Вместо них появилось множество виртуальных мероприятий, вебинаров и онлайн-курсов. Проектировщики всегда проводили много часов перед экраном, и замена выставок и ежедневных личных встреч на виртуальную коммуникацию сильно сместила баланс экранного времени, что вызывает у проектировщиков усталость от экрана и цифровое выгорание.

Очное обучение и участие в мероприятиях предлагают множество преимуществ по сравнению со своими виртуальными аналогами. Живые мероприятия и курсы часто приносят долгожданную смену обстановки и столь необходимое время вдали от экранов компьютеров. Выездные мероприятия позволяют инженерам-конструкторам сосредоточиться на профессиональном развитии. Кроме того, руководители инженерных групп могут поделиться полученными знаниями и ресурсами со своими командами. Внешние площадки для мероприятий предлагают бесценные возможности для групповых дискуссий и неформального общения.

С практической точки зрения, в виртуальных условиях доступны сопоставимые преимущества. Несмотря на то, что облака и онлайн-мероприятия предоставляют доступ к обширным ресурсам, это мало помогает справиться с усталостью экрана, отвлекающими факторами дома и стрессовыми факторами, возникающими в результате изоляции и постоянного нахождения на рабочем месте.

Шаги, которые вы можете предпринять

1. Создайте или настройте под себя свое учебное пространство. Вместо того, чтобы быть привязанным к одному и тому же столу домашнего офиса для виртуальных мероприятий, подумайте об использовании другой комнаты или другого места. Смена местоположения поможет немного ослабить чувство изолированности и сменить обстановку. Если другого пространства нет, отключите электронную почту и другие рабочие приложения и оставьте только те средства, которые необходимы для участия в мероприятии. Если необходимо, отключите звук телефона. Используйте Smart TV или Google Chromecast для просмотра виртуального курса или мероприятия на телевизоре. Используйте любые подходящие средства, но главное — свести к минимуму отвлекающие факторы и максимально сосредоточиться. Иногда великие дела происходят при смене обстановки.
2. Перед тем, как принять участие, определите свои цели и ожидания. Обозначьте, что вы хотите получить от мероприятия. Есть ли определенные вопросы, на которые вы хотели бы получить ответы? Нужно ли получить доступ к определенным ресурсам? Хотите ли вы наладить определенные связи? Обозначив ключевые моменты, которые определят успешное участие в мероприятии, вы сможете гарантировать, что оно принесет вам пользу.
3. Делайте записи. Будь то обычный блокнот или текстовый редактор на компьютере, постарайтесь делать осмысленные заметки. Обсуждается ли что-то, что имеет отношение к вашему текущему проекту? Можете ли вы записать это? Зажигает ли в вас творческую искру что-то, что вы услышали? Запишите это и применяйте всё, что вы обычно используете на очных мероприятиях.
4. Если возможно, принимайте участие в мероприятиях, которые можно посетить вне рабочего времени или доступны по запросу. Таким образом, вы сможете принять участие в то время, которое соответствует вашему образу жизни и предпочтениям. Однако имейте в виду, что многие живые мероприятия предлагают взаимодействие с экспертами и вопросы и ответы, что недоступно для мероприятий по запросу.
5. Не упускайте возможность поучаствовать. Принимайте участие в виртуальных конференциях, чатах, сессиях вопросов и ответов. Вербальное и визуальное взаимодействие с коллегами и другими участниками позволит получить полезную информацию и восполнить некоторые пробелы, созданные физической изоляцией. Участие также имеет второстепенное преимущество — поддержание профессиональной социализации по возвращении к нормальной жизни!

Заключение

В этой статье были рассмотрены некоторые текущие проблемы, с которыми столкнутся разработчики электроники в 2021 году, когда пандемия, как мы надеемся, пройдет. Эти проблемы включают в себя продолжение работы из дома, текущий дефицит электронных компонентов и получение максимальной отдачи от виртуального образования и мероприятий. Были предложены несколько шагов, которые могут помочь решить каждую из этих проблем. Надеемся, что эта информация оказалась для вас полезной и что она поможет вам в дальнейшей профессиональной деятельности.

Хотя 2020 год стал источником множества вызовов, компании и отдельные люди, которые продолжают их преодолевать, поднялись, чтобы противостоять им, и стали более адаптируемыми и устойчивыми. По мере того, как 2021 год набирает обороты, я верю, что тяжело усвоенные уроки 2020 года, а также гибкость и стойкость будут по-прежнему приносить пользу вашей карьере и компании.