Starzenie się podzespołów elektronicznych – problemy i strategie

| Gospodarka Projektowanie i badania

Szybki postęp technologiczny skraca żywotność podzespołów elektronicznych, a reguły rynku ograniczają dostępność przestarzałych komponentów. Stanowi to duży problem szczególnie w przypadku pewnej grupy zastosowań. Chodzi o te branże, w których oczekuje się, że sprzęt elektroniczny będzie w użytku dużo dłużej niż w przypadku urządzeń konsumenckich. W związku z tym wymagają one specjalnego podejścia do zarządzania zaopatrzeniem w starzejące się podzespoły.

Starzenie się podzespołów elektronicznych – problemy i strategie

Komponenty uważane są za przestarzałe, jeżeli nie są już dostępne u ich producentów. Ci ostatni zazwyczaj publikują ostrzeżenia o planowanym zaprzestaniu produkcji danego podzespołu wraz z informacją o dacie jego ostatniej dostępności i możliwościach jego zakupu do tego czasu. Wycofywanie komponentu z produkcji jest ostatnim etapem w cyklu życia. Ten obejmuje kilka faz (rys. 1), których specyfika decyduje o tym, jaka jest dostępność konkretnego podzespołu na każdym z tych etapów.

 
Rys. 1. Cykl życia produktu wg IEC

Co wstrzymuje produkcję?

Na to, jak długo trwają poszczególne fazy cyklu życia komponentu, ma wpływ szereg czynników rynkowych i technicznych. Ważne są oczywiście wyniki sprzedaży, te z kolei zależą od popularności aplikacji i aktualnych trendów w zakresie wykorzystania danego komponentu. Inne ważne czynniki to także: pozycja rynkowa producenta, zachodzące w jego firmie zmiany organizacyjne (podziały, przejęcia, sprzedaż linii produkcyjnych, upadłość) oraz wprowadzanie nowych regulacji głównie dotyczących zgodności środowiskowej, nakazujących wycofywanie bądź przeprojektowywanie pewnych grup produktów. Przykładami takich są dyrektywy: WEEE, RoHS oraz REACH. Na cykl życia produktu mogą również wpływać zdarzenia losowe, jeśli na przykład prowadzą do masowego zamykania zakładów produkcyjnych. Przykładem takich są klęski żywiołowe na masową skalę, jak tsunami czy trzęsienia ziemi. Oczywisty jest również wpływ postępu technologicznego, sprawiającego, że rozwiązania i technologie w przemyśle elektronicznym szybko się starzeją.

Krótki vs. długi czas życia

Chociaż problem starzenia się podzespołów dotyka w jakimś stopniu wszystkich producentów urządzeń elektronicznych, jednak szczególnie problematyczny jest dla wspomnianej we wstępie grupy dostawców sprzętów, w przypadku których wymagana żywotność podzespołów elektronicznych przekracza typowo pięć lat. Takie są oczekiwania m.in. wobec urządzeń elektronicznych, z których korzysta się w: branży lotniczej, obronnej, przemyśle i w sprzęcie medycznym. Przeciwieństwem jest rynek konsumencki. W tym przypadku wobec urządzeń takich, jak na przykład telewizory, smarftony czy gadżety z kategorii elektroniki noszonej, przewidywany czas użytkowania jest krótszy, a głównymi kryteriami projektowymi, zamiast niezawodności i długiej żywotności, są: atrakcyjna cena, krótki czas wprowadzenia na rynek oraz innowacyjna funkcjonalność (tabela 1).

Chociaż oczywiście urządzenia specjalizowane, o dłuższej zakładanej żywotności niż te z grupy elektroniki użytkowej, stanowią ważny segment rynku półprzewodników, ze względu na większe zyski, potencjał oraz tempo rozwoju, to elektronika konsumencka jest w centrum zainteresowania. Biorąc pod uwagę rosnącą popularność elektroniki użytkowej, prawdopodobnie sytuacja ta się nie zmieni, a wręcz dysproporcja ta będzie się jeszcze pogłębiać na korzyść tego zastosowania.

Opłacalność a dostępność

Ponieważ producenci półprzewodników działający w warunkach dużej konkurencji nastawieni są na zysk, tylko bowiem dysponując odpowiednimi środkami finansowymi można rozwijać potencjał produkcyjny i wprowadzać innowacyjne technologie. Nic zatem dziwnego, że klienci niszowi, którzy nie rozwijają się równie dynamicznie (czytaj: nie generują tak dużego popytu), jak elektronika użytkowa, nie są dla producentów półprzewodników priorytetem.

Skutkiem tego jest duża zmienność asortymentu i niekontynuowanie produkcji podzespołów, w przypadku których się to po prostu nie opłaca. Stwarza to problem dla klientów, którzy ich nadal potrzebują, a którzy możliwości zakończenia ich produkcji nie uwzględnili w projekcie urządzenia.

 
Rys. 2. Nowa technologia w starej obudowie to jedno z popularnych rozwiązań problemu niedostępności komponentów

Znalezienie przestarzałej części jest bowiem często niemożliwe, a na pewno trudne, co powoduje opóźnienia w realizacji zamówień w związku z koniecznością przeprojektowania urządzenia lub częściowej modyfikacji projektu. To wszystko generuje dodatkowe koszty.

Co gorsza, starzenie się podzespołów elektronicznych jest też uważane za jeden z głównych czynników sprzyjających wprowadzaniu do sprzedaży przez nieuczciwych dystrybutorów podrobionych komponentów. Fałszywki, szczególnie w urządzeniach specjalizowanych na potrzeby lotnictwa, wojska czy medycyny, mogą powodować nie tylko nieuzyskanie zakładanych parametrów pracy, ale także stanowić zagrożenie, jeżeli z ich powodu sprzęt nie działa poprawnie albo jest zawodny.

Aby tego uniknąć, zgodnie z zasadą mówiącą, że lepiej jest zapobiegać, niż leczyć, warto jest stworzyć plan zarządzania zaopatrywaniem się w starzejące się komponenty. Jest to zadanie trudniejsze niż w przypadku tych aktywnych, jednak z pewnością łatwiejsze, niż ponowne projektowanie urządzenia w pośpiechu i z zaskoczenia.

Podejście reaktywne

W praktyce w zakresie zarządzania przestarzałymi produktami stosuje się jedno z dwóch podejść. Pierwszym z nich jest metoda reaktywna. W tym przypadku działania, w zgodzie z wcześniej ustalonym planem, podejmowane są natychmiast po ogłoszeniu przez producenta podzespołu terminu jego wycofania z produkcji.

Plan postępowania w takim przypadku może obejmować różne działania. Zwykle pierwszym z nich jest skontaktowanie się z dotychczasowym dostawcą w celu określenia oraz weryfikacji dostępności wszystkich zalecanych zamienników. Drugą opcją w tym podejściu jest wyszukanie alternatywnych elementów w ofercie innych producentów. W dalszej kolejności warto rozważyć zmodyfikowanie projektu urządzenia przez użycie funkcjonalnych odpowiedników danego komponentu, licząc się jednak z koniecznością zmiany, zwykle pogorszeniem się, parametrów urządzenia. Ten krok jest czasochłonny. W ostateczności można zdecydować się na dokonanie tzw. ostatniego zakupu lub "zakupu na całe życie", czyli w praktyce na kupienie możliwie największej liczby sztuk danego komponentu (life type buy). Na przeszkodzie w realizacji takiego kroku stoi jednak przeważnie ograniczony budżet. Ponadto zamrażanie środków finansowych w zapasach zawsze jest ryzykowne. W zależności od wolumenu zakupu, specyfiki podzespołu i możliwości firmy, przechowywanie zapasów również może się okazać kosztowne i powodować dodatkowe komplikacje.

Drogą opcją jest kompletne przeprojektowanie urządzenia. Kosztowne i ryzykowne jest również zlecenie zaprojektowania niestandardowego komponentu podobnego do tego wycofanego z produkcji, a potem zatrudnianie wykwalifikowanego producenta do jego produkcji. Bardzo niewiele firm decyduje się na ten krok, choć warto go rozważyć, jeżeli dany podzespół jest kluczowy, produkt finalny bardzo dochodowy, a firma ma kontakt ze sprawdzonymi podwykonawcami.

Strategia predykcyjna

Alternatywą dla podejścia reaktywnego jest podejście predykcyjne. Zakłada ono nieustanne monitorowanie oraz przewidywanie cyklu życia wszystkich podzespołów użytych w danym urządzeniu z dużym wyprzedzeniem, jak też opracowywanie z wyprzedzeniem alternatywnych planów. Te ostatnie mogą przykładowo obejmować określenie drugiego i trzeciego dostawcy dla wszystkich komponentów składowych i posiadanie ich w magazynach w wystarczającej liczbie. Strategia predykcyjna może również być wdrażana już na etapie projektowania urządzenia. W takim przypadku konstruktorom odgórnie narzuca się wymóg wykorzystywania wyłącznie podzespołów, których deklarowana przez producenta żywotność przekracza określony czas, na przykład pięć lat. W ten sposób wykluczając z użytku komponenty, dla których termin wycofania z produkcji już się zbliża, można znacznie zmniejszyć ryzyko, naturalnie z wyłączeniem zdarzeń nieprzewidzianych.

Podsumowanie

Kiedy komponent staje się przestarzały, wraz z upływem czasu możliwości jego zastąpienia niewielkim kosztem ubywa. Dlatego lepiej efekt wycofania podzespołu z produkcji próbować zawczasu zniwelować, czy to reagując natychmiast, tzn. po ogłoszeniu takiej zapowiedzi, czy jeszcze wcześniej się na taką ewentualność w jakikolwiek sposób przygotowując.

 

Monika Jaworowska

Dostępne nowe wydanie
Pobierz bezpłatnie