Badania i rozwój

Inżynierskie biura projektowe

Wraz z każdą rynkową technologią i rozwiązaniem projektowanie staje się coraz trudniejsze i wymaga więcej doświadczenia i wiedzy. Potrzebna jest orientacja w nowościach, rozwiązaniach wykorzystywanych przez konkurencję czy też wiedza na temat badań i procedur prawnych, dopuszczających formalnie urządzenie na rynek. Współczesne systemy łączą w jednym produkcie wiele technologii, np. komunikację, przetwarzanie cyfrowe sygnału, multimedia, a nawet obwody dużej mocy z niskosygnałowymi czujnikami itd. Układy są złożone od strony sprzętowej i projekty wymagają podziału kompetencji w zespole projektantów. Coraz rzadziej daje się też znać dobrze na wszystkim. O ile w ogóle jest to jeszcze możliwe.

Mniejsze firmy, w tym z reguły większość startupów, szuka na rynku wsparcia w zakresie projektu i prototypowania, a w dalszej kolejności certyfikacji, m.in. u producentów EMS lub w wyspecjalizowanych biurach inżynierskich. W każdym przypadku, a więc projektowania we własnym zakresie lub z wykorzystaniem biura, projekt oznacza spore koszty, które trzeba ponieść na przygotowanie założeń, wykonanie części sprzętowej, przygotowanie oprogramowania, a potem dopiero na prototyp i jego badania.

Niemniej wydaje się, że outsourcing w zakresie projektowania, o ile ma być zrobiony dobrze i szybko, nie może i nie będzie tani. Dzisiaj w tych usługach raczej chodzi o kompetencje, kadrę i doświadczenie, którego szuka się dzisiaj u partnerów zewnętrznych. Klienci oczekują wysokiej jakości usług w rozsądnej cenie i są gotowi zlecać pracę na zewnątrz, aby móc skupić się na rozwoju i sprzedaży samego produktu. To już kolejny etap rozwoju branży, gdyż jeszcze dekadę temu chodziło głównie o oszczędności.

Ocena stopnia specjalizacji firm w projektowaniu

 

Dla prawie 40% firm z tego zestawienia usługi projektowania urządzeń elektronicznych są ważną częścią działalności, często główną i najważniejszą. Dla co trzeciej firmy dalej jest to ważna część aktywności, ale już dołączona do produkcji na zlecenie, działalności naukowej lub jako wsparcie techniczne dla dystrybucji. W porównaniu do innych obszarów tematycznych omawianych w naszych analizach, stopień specjalizacji jest duży.

Nie zawsze skala działalności uzasadnia wydatki

Za projektowanie urządzeń elektronicznych odpowiada również aparatura pomiarowa, posiadane narzędzia oraz specjalistyczne oprogramowanie. Zakup takiego wyposażenia jest kosztowny i nie do końca uzasadniony w przypadku rzadkich i jednorazowych projektów. W takich sytuacjach biura inżynierskie mogą być wartą rozważenia propozycją, oferując kompleksowe usługi związane z projektowaniem urządzeń elektronicznych, często poszerzane o m.in. tworzenie oprogramowania, konstrukcji mechanicznej, projektu obudowy, systemów chłodzenia, właściwego poziomu ochrony elektromagnetycznej i środowiskowej, jak również wzornictwa i projektu plastycznego. Pomoc ekspertów z zewnątrz może być szczególnie przydatna w obszarach wymagających dużej wiedzy specjalistycznej, jak np. szybkie układy analogowe, integralność sygnałowa, przetwarzanie sygnałów cyfrowych, technika mikrofalowa, komunikacja radiowa czy zagadnienia antenowe. Próg wejścia do każdej z tych dziedzin jest bardzo wysoki.

Najważniejsze dla klientów cechy ofert brane pod uwagę przy wyborze usługodawcy

 

W zakresie najbardziej istotnych czynników branych przez klientów pod uwagę przy zlecaniu projektowania liczy się cena usługi, jakość i możliwości projektowe partnera. Czyli żadnego zaskoczenia nie ma, gdyż wymienione kryteria wydają się najbardziej typowe, ale już kolejna pozycja, tj. doświadczenie z poprzedniej współpracy, wskazuje, że współpraca z reguły jest długofalowa i firmy wiążą się współpracą na lata.

Czasy dostaw zmieniają projektowanie

Długie czasy w ostatnich miesiącach dostaw istotnie wydłużają czas iteracji projektowych, zmuszają do wykonywania większej liczby prototypów. Rośnie też nakład pracy związany z przygotowaniem założeń i wytycznych dla urządzeń. Duża świadomość klientów na temat problemów z dostępnością podzespołów elektronicznych sprawia, że praktycznie każda rozmowa zaczyna się od pytań, jak to wpłynie na projekt i czy w ogóle możliwe jest projektowanie elektroniki i produkcja w obecnej sytuacji rynkowej. To dodatkowy wysiłek dla wszystkich. Brak stabilności powoduje, że projekty ulegają raczej skróceniu i rozdrobnieniu, np. zamiast finansować rozbudowany projekt, klienci wolą mniejsze urządzenia, ale z możliwością modularnego rozbudowywania w przyszłości. Bo w ten sposób ponoszą mniejsze ryzyko.

Czynniki sprzyjające zlecaniu projektowania do biur zewnętrznych

 

Za najbardziej istotny czynnik sprzyjający współpracy z zewnętrznymi biurami projektowymi uznano brak kompetencji i odpowiednich specjalistów w zasobach firmy. Na drugim miejscu uplasowały się rosnące koszty działalności, a dalej wzrost złożoności elektroniki i tym samym coraz większa liczba zadań do wykonania, pamiętania i nadzorowania. Warto też zauważyć, że elektronika jest z każdym kolejnym rokiem coraz bardziej specjalistyczna, a wiele tradycyjnych urządzeń w coraz większym stopniu jest elektronizowanych – przykładem może być motoryzacja, która szybkim tempem odchodzi od systemów mechanicznych. Wsparcie się zewnętrznym biurem projektowym jest dla wielu takich przedsiębiorstw naturalnym wyborem.

Pozytywne aspekty pandemii

Wojna, pandemia wywołały zwiększenie zainteresowania pracami R& D w zakresie sprzętu medycznego, a ostatnio także technologii wykorzystywanych w pomiarach środowiska, co sugeruje odczuwanie pewnego zagrożenia, choćby skażeniem. Rośnie liczba projektów wojskowych, w których realizacji zaangażowane są głównie większe firmy.

Pozytywnym zjawiskiem jest ponadto to, że coraz więcej firm chce inwestować w rozwiązania specjalizowane, pojawiają się ciekawe, interdyscyplinarne projekty. Rośnie też świadomość klientów, że cena nie powinna być głównym czynnikiem wyboru firmy realizującej projekt. Ponieważ problemy z łańcuchami dostaw elementów wymuszają przeprojektowywanie urządzeń (optymalizację BOM- ów), ponowne badania, certyfikację, pracy i zleceń jest więcej. Stąd, mimo rynkowych turbulencji, branża radzi sobie raczej dobrze.

Czynniki przeszkadzające w zlecaniu projektowania poza firmę

 

Niezmiennie od lat najwięcej obaw jest o możliwy wyciek własności intelektualnej poza firmę (oprogramowania, szczegółów hardware), a znajdujące się na drugiej pozycji kryterium pt. chęć integracji kompetencji w firmie w praktyce wspiera to pierwsze. Firmy wolą, aby projekt tworzył zespół inżynierów pracujących w firmie, ale potrafią się zmierzyć z tym, że nie jest to cel absolutny. Ostatnie kryterium znajdujące się na samym dole wykresu, a więc brak usług projektowych wysokiej jakości na rynku, to natomiast wielki komplement dla branży, która jest w stanie podejmować się realizacji najbardziej złożonych zagadnień.

Ceny usług rosną

W czasach niedostępności ceny komponentów rosną – to oczywista reguła. Podrożał też znacząco transport, a dodatkowo czas spedycji się wydłużył, bo brakuje kontenerów, obsady pracowniczej w portach, a w przypadku transportu lotniczego w grę wchodzą ograniczenia związane z wojną. Rosną koszty działalności i pracownicze, a więc też ceny usług. Mimo upływu lat nadal duża część klientów nie jest świadoma wysokości kosztów związanych z wdrożeniem urządzenia do produkcji, w tym z wykonaniem projektu, który szczególnie przy małych seriach stanowi znaczący koszt w całym bilansie.

Kłopoty z dostępnością kadry i nasilającą się konkurencją

Od wielu lat problemem rynku usług projektowych w zakresie elektroniki są kłopoty z wykwalifikowaną kadrą inżynieryjną. Jest to zjawisko wielowymiarowe, pozytywne lub negatywne, w zależności od wybranego punktu obserwacji rynku i miejsca, które obserwator zajmuje w branży.

Braki specjalistów u producentów elektroniki oraz duże koszty zatrudnienia takich osób to jeden z czynników odpowiedzialnych za powstawanie zleceń dla firm zewnętrznych. Z punktu widzenia biur inżynierskich można postrzegać to jako czynnik pozytywny, a więc sprzyjający rozwojowi outsourcingu w projektowaniu.

Dla krajowych placówek zajmujących się projektowaniem, braki kadrowe są jednocześnie kłopotem, bo o pracownika muszą one konkurować z dużymi i silnymi graczami zagranicznymi. Firmy takie przejmują wykwalifikowaną kadrę, tworząc konkurencję płacową i nie tylko, tj. zapewniając warunki rozwoju charakterystyczne dla dużych organizacji.

Zlecenia projektowe dotyczą najczęściej

 

Próba oceny, które zlecenia projektowe można uznać za najbardziej typowe i popularne w kraju, zakończyła się remisem bez wskazywania zwycięzcy. Kooperacja w projektowaniu dotyczy zarówno zleceń prostych, jak i złożonych. Sporą częścią są też modernizacje i przeróbki, najczęściej pod nowe elementy: nowsze technologicznie, jak wyświetlacze, mniejsze, jak komponenty pasywne lub alternatywne półprzewodniki – takie które udało się kupić.

Biura inżynierskie zmagają się ponadto z konkurencją ze strony freelancerów, a więc zwykle osób, dla których projektowanie jest działalnością dodatkową, dorywczą i często bez umocowania formalnego w działalności gospodarczej, na przykład w domu po godzinach normalnej pracy zawodowej. Osoby takie tworzą konkurencję kosztową dotkliwą głównie dla małych biur projektowych. Podejmują się z reguły zleceń mniej skomplikowanych oraz adresują swoje usługi zwykle do firm mało związanych z elektroniką jako działalnością główną. Rynek pracy drenują ze specjalistów też duże firmy IT. Przedsiębiorstwa te mają bardzo duże potrzeby kadrowe i zatrudniają właściwie nieograniczoną liczbę inżynierów o profilu IT. Nęcą studentów zarobkami, benefitami, udogodnieniami i gros kandydatów wybiera obecnie kierunki informatyczne często kosztem elektronicznych. Pod ten trend uczelnie tworzą kierunki kształcenia i alokują miejsca, kosztem tych trudniejszych lub mniej popularnych, w tym także elektroniki. Efektem jest to, że nie mamy wielu specjalistów od zaawansowanych technologii, gdyż liczba studentów jest ograniczona.

Modernizacje sprzętu

Z uwagi na to, że duża część krajowego przemysłu elektronicznego w skali małych i średnich przedsiębiorstw jest powiązana w znacznej mierze z przemysłem, czas życia na rynku wielu produktów wytwarzanych przez krajowych producentów jest stosunkowo długi. Wiele aplikacji ma uniwersalny charakter wykorzystywany bez większych zmian przez lata. Stąd nierzadko takie projekty trafiają do zewnętrznych biur konstrukcyjnych na tzw. modernizacje. Jest to często korzystne, bo zespół konstruktorów można skierować do nowych zadań, natomiast starsze urządzenia nie wymagają długotrwałych uzgodnień, przygotowywania prototypów, testowania i ich unowocześnienie przez zewnętrzne biuro projektowe wydaje się naturalnym działaniem.

Modernizacja to zwykle przeprojektowanie płytki drukowanej pod elementy SMD zamiast przewlekanych, nierzadko zmiana wyświetlacza lub integracja nowocześniejszego zasilacza, lepszych złączy i podobne zmiany o ograniczonej głębokości. Przy okazji można dodać nowe funkcjonalności, nawet jeśli będą one tylko usunięciem znanych błędów konstrukcyjnych.

Która część pracy zlecana jest najczęściej?

 

Współpraca z zewnętrzną firmą projektową dotyczy w dwóch trzecich przypadków całości zagadnienia, a więc całego rozwiązania. Kompleksowe rozwiązanie wiąże się z najmniejszym ryzykiem projektowym, bo nie powoduje rozmycia odpowiedzialności. Daje się też łatwiej opisać i można sprecyzować granice, funkcjonalność lub wycenić zakres prac. Z kolei moduł, a więc fragment funkcjonalny to zapewne adekwatne wyjście z problemu braku specjalisty w ramach firmy oraz chęci zachowania kontroli nad projektem.

Zlecający projekty oczekują najbardziej

 

Zlecający projekty elektroniczne patrzą na wybór biura inżynierskiego utylitarnie, zarówno w znaczeniu ekonomicznym, jak i technicznym. W tym drugim liczy się wiedza (kompetencje) i doświadczenie, szybkość realizacji zleceń pozwalająca dotrzymać terminów oraz kompleksowość usług zapewniające współpracę z jednym zewnętrznym partnerem, a więc wyraźnie zarysowanym podziałem obowiązków i zadań. Oczywiście jak to zawsze bywa, oczekiwania są takie, że ma być dobrze, szybko i najlepiej też tanio. Na szczęście zlecający zadowalają się wtedy, gdy uda się "dobrze i szybko".

Modernizacje dzisiaj zyskały na znaczeniu, bo dotyczą także rozwiązywania problemów zaopatrzeniowych. Stworzenie równoległej małej serii bazującej na innych podzespołach (zdobytych), ale równoważnej funkcjonalnie jest częstym zjawiskiem i lektura forów dyskusyjnych przekonuje, że oprócz wersji standardowej (pierwotnej, wolumenowej) w obiegu może być jeszcze nawet 5 innych rozwiązań. Takie mamy czasy i należy tylko mieć nadzieję, że taka "partyzantka" nie wywoła w przyszłości problemów jakościowych (serwisowych, certyfikacyjnych, bezpieczeństwa). Wiadomo, że pośpiech prowadzi do pomyłek.

Sektor przyszłościowy, ale rozwija się powoli

Rozwój rynku usług projektowych przebiega ewolucyjnie, a tempo zmian wyznacza w dużej mierze to, co dzieje się w kraju w zakresie nowych inwestycji, współpracy zagranicznej i ogólnego potencjału rynku od strony technicznej. W ostatnich latach rozwój przyspieszył, co jest zapewne wynikiem pandemii i akceptacji dla działań wykraczających poza firmę (praca, zlecenia) oraz dodatkowych zadań wynikających z problemów w łańcuchu dostaw. Jest to branża z pewnością dla cierpliwych i kompetentnych osób, które mimo trudności mogą wypracować trwałe relacje i grono stałych klientów.

Kto zwykle zleca projektowanie?

 

W dwóch trzecich przypadków projektowanie zlecają małe firmy, gdzie zasoby kadrowe są zbyt szczupłe, aby udźwignąć takie zadanie. Często są to firmy, których główny profil jest słabo powiązany z elektroniką, tymczasem w ostatnich czasach stała się ona niezbędną częścią ich pracy. Połowa odpowiedzi padła też na to, że kooperacja w projektach dotyczy przedsiębiorstw średniej wielkości, bo one prowadzą wiele takich zadań, często różnorodnych i wymagających, więc stowarzyszone biuro pomaga im spiąć pracę w czasie lub skupić się na najważniejszych aspektach.

Projekty z jakich branż są najczęściej zlecane do biur zewnętrznych?

 

W warunkach krajowych najwięcej zleceń projektowych płynie ze strony sektora przemysłowego oraz takich odbiorców, dla których funkcjonalność urządzeń bazuje na komunikacji bezprzewodowej (IoT, AMR, sieci telemetryczne i podobne). Liczą się też medycyna, elektronika konsumencka oraz aparatura i systemy pomiarowe. Otwartych dla firm inżynierskich projektów z obszarów e-mobilności praktycznie nie ma.

Laboratoria badania urządzeń elektronicznych

Badania urządzeń elektronicznych w coraz większym stopniu kojarzą się z zapewnieniem wysokiej jakości produktów, a klienci coraz bardziej zwracają uwagę na dokumenty i certyfikaty potwierdzające zgodność z wymaganiami. Być może jest to trochę spowodowane dużą liczbą nadużyć w procesach oceny zgodności oraz tym, że dla wielu towarów importowanych z Dalekiego Wschodu dokumenty wydają się rozmijać z rzeczywistością. Zapewne powodem jest też chęć ograniczenia ryzyka biznesowego związanego z wycofaniem niezgodnego produktu z rynku i utratą zaufania. Dlatego dokumenty z badań wystawione przez akredytowaną placówkę, będącą tzw. zaufaną stroną, mają obecnie na rynku realną wartość.

Cały czas rośnie świadomość wśród producentów wyrobów elektronicznych i elektrycznych w zakresie konieczności przeprowadzenia badań bezpieczeństwa i badań kompatybilności elektromagnetycznej. Konieczność ta jest uwarunkowana w głównej mierze uregulowaniami prawnymi i aspektami konkurencji rynkowej. Jest to widoczne zwłaszcza na etapie prototypu, gdyż wówczas jest możliwość wprowadzenia korekt konstrukcyjnych bez ponoszenia dużych kosztów. W ostatnich miesiącach rosnące koszty materiałów i długie czasy dostaw sprawiają, że produkcja i testy prototypów stają się coraz droższe, co zmusza do wielu kompromisów. Bez względu na to, badania i kontrole podczas projektowania zyskują na znaczeniu, gdyż tworzenie produktów nie może być oderwane od weryfikacji prototypów. Inaczej osiągnięcie zgodności staje się trudne, kosztowne lub nawet niemożliwe, dlatego wiele większych firm rozbudowuje swój potencjał aparaturowy pod kątem prowadzenia samodzielnego badań kontrolnych, a na pozostałych czeka oferta placówek badawczych. Praktycznie wszystkie z nich umożliwiają prowadzenie badań cząstkowych (inżynierskich, pre-compliance) po to, aby tworzone urządzenie na koniec przeszło przez weryfikację formalną i uzyskało dokumenty w placówce akredytowanej.

Czynniki sprzyjające zlecaniu badań do laboratoriów

 

Na liście czynników, które w największym stopniu sprzyjają zlecaniu badań w placówkach badawczych, wyróżniają się dwie pozycje: wymagania prawne oraz złożoność zagadnień technicznych. Dalsze dwie pozycje to to, że placówki te zatrudniają kompetentnych specjalistów i efekt coraz większej specjalizacji. Konieczna jest wiedza na temat tego, co badać i w jakim zakresie, w jaki sposób mierzyć i jeśli wyniki są złe, to jak można poprawić projekt. To ostatnie zagadnienie staje się coraz istotniejsze, bo elektronika jest coraz bardziej złożona, wymagań prawnych stale przybywa, przepisy nieustannie się zmieniają, a czasu na zgłębianie takich zagadnień jest coraz mniej.

Znaczenie badań inżynierskich zwiększało się wyraźnie w ostatnich latach i dzisiaj osiągnęliśmy stan, w którym taka usługa jest oczywistością. Naturalnie badania przed formalną oceną nie są domeną wyspecjalizowanych placówek badawczych ani też nie są przypisane do tych jednostek, które mogą się wylegitymować akredytacją. Wiele dużych firm ma dzisiaj bardzo często własne laboratoria i proponuje takie usługi. Małe i średnie firmy ze względu na koszt aparatury są zmuszone do korzystania z usług wyspecjalizowanych jednostek przynajmniej w części zagadnień wymagających kontroli.

Liczba wymaganych badań i formalności stale się zwiększa

Z roku na roku przybywa badań składających się na ocenę wyrobu. Jest to efekt wielu procesów, takich jak coraz większa penetracja elektroniki we wszystkich dziedzinach naszego życia, coraz bardziej odpowiedzialne zadania, jakie pełni taki sprzęt, a nawet to, że urządzeń jest coraz więcej, stąd ryzyko pojawienia się zakłóceń się zwiększa. Rośnie skomplikowanie urządzeń elektronicznych, komunikacja bezprzewodowa staje się standardem, maleje pobierana moc, dlatego trzeba kontrolować coraz więcej zagadnień i sprawdzać zgodność z coraz bardziej restrykcyjnymi regulacjami prawnymi.

Liczba zagadnień wymagających kontroli rośnie także dlatego, że pewne zagadnienia są wymuszane w ramach polityki organizacji branżowych, krajów lub wspólnot. Przykładem mogą być normy bezpieczeństwa dla sprzętu medycznego lub też wymagania w zakresie sprawności dla zasilaczy, a także konieczność znakowania produktów specjalnymi etykietami, jak na przykład w oświetleniu ledowym.

Podejście do badań krajowych firm

 

Mimo upływu lat ocena podejścia krajowych firm do badań i obowiązków z nimi się wiążących cały czas nie wygląda najlepiej. Owszem, w stosunku do poprzednich naszych badań widoczny jest mały postęp lub przetasowanie na liście pokazanej na wykresie, ale jakościowego przełomu nie ma. Pole, że firmy podchodzą do badań rzetelnie i kompleksowo, miało 3 lata temu 23%, teraz ma 21% itd. 58% pytanych w ankiecie specjalistów było zdania, że firmy badają swoje produkty tylko w ograniczonym zakresie. Spore wskazania dotyczą też tego, że urządzenia nie są badane w ogóle (42%). Taki rezultat to zapewne wynik tego, że do jednego worka wrzucamy zarówno tych "porządnych", jak i wiele firm importowych z Dalekiego Wschodu, które zwykle ślepo ufają w to, co napisał im chiński dostawca.

Badania są także metodą ograniczania ryzyka biznesowego, bo sprzęt niespełniający wymogów wymaga wycofania z rynku i zapłacenia kary. Nawet jeśli to ryzyko jest niewielkie, wiele firm nie lekceważy go, bo konsekwencje drobnej z punktu widzenia firmy oszczędności może po długim czasie przynieść ogromne straty wizerunkowe i finansowe.

Pełne spektrum badań urządzeń elektronicznych to obszerny katalog testów obejmujący badania związane z kompatybilnością elektromagnetyczną, bezpieczeństwem użytkowania, a w dalszej kolejności klimatyczne, mechaniczne i funkcjonalne (m.in. poziomu hałasu).

Najważniejsze cechy, jakie biorą pod uwagę firmy zlecające badania swoich wyrobów

 

Cztery najważniejsze czynniki, które biorą firmy pod uwagę, zlecając do laboratoriów badania swoich wyrobów, to, aby placówka była akredytowana i mogła w stanie zaoferować pełny zakres badań, a zaraz potem to, aby badania były zrobione szybko i tanio. Ponieważ posiadanie akredytacji jest postrzegane przez pryzmat kompetencji, a ponadto wiele pozostałych kryteriów na wykresie też jest powiązanych merytorycznie z wiedzą inżynierską, można powiedzieć, że klienci oczekują, aby było dobrze, szybko i tanio, "zapominając" że z tego zestawu mogą dostać tylko dwie pozycje.

Takie specjalistyczne obszary to także badania odporności na impulsy HPEM (dużej mocy), badania odporności urządzeń na anomalie występujące w sieciach zasilających m.in. zmiany częstotliwości sieci zasilającej, wahania napięcia, zniekształcenia przebiegu napięcia itp., badania zaburzeń od urządzeń PLC pracujących w liniach niskiego napięcia. Jeszcze bardziej specjalistycznie wyglądają badania fotobiologiczne, temperatury barwowej i wskaźnika oddawania barw, a także oddziaływania fal elektromagnetycznych na organizm ludzki.

Częścią oferty usług badawczych są także okresowe badania aparatury pomiarowej. Takie usługi są wymagane w stosunku do mierników wykorzystywanych do wymaganych prawnie kontroli instalacji związanych z BHP, okresową kontrolą instalacji elektrycznych, kontrolą mierników do badań klimatu itd. Aparatura w takich działaniach musi zapewniać bezdyskusyjny poziom jakości metrologicznej co oznacza jej okresową kalibrację. Te usługi bardzo często świadczą producenci aparatury pomiarowej, bo oni i tak muszą mieć kalibratory do celów realizowanej produkcji więc na ich bazie mogą świadczyć usługi, a poza tym są najlepiej przygotowani merytorycznie do takich działań. Kalibracja aparatury pomiarowej jest też częścią usług posprzedażnych, a więc takich jak serwis gwarancyjny i pogwarancyjny dla dystrybutorów aparatury pomiarowej.

Główne czynniki oddziałujące negatywnie na rozwój rynku usług badawczych

 

Od lat na liście najważniejszych czynników negatywnie oddziałujących na rozwój rynku usług badawczych na górnej pozycji znajduje się wysoki koszt aparatury pomiarowej. Zaawansowane i dokładne przyrządy pomiarowe są kosztowne, to samo dotyczy pokrewnego sprzętu, takiego jak komory, anteny, gdyż są to urządzenia specjalistyczne, precyzyjne i wytwarzane przez nielicznych producentów. Co więcej, aparatura musi być okresowo kontrolowana i kalibrowana, a wyniki badań są porównywane z innymi placówkami, co też wymaga pieniędzy. Prowadzenie badań zaawansowanego sprzętu wymaga posiadania urządzeń z górnej półki zaawansowania, co naturalnie widać też na rachunku. Na dodatek sprzętu pomiarowego trzeba mieć dużo, bo klienci chcą kompleksowości w badaniach, a jest ich wiele. Stąd na pełne wyposażenie stać głównie bogate placówki naukowe i rządowe.

Specjalizacja laboratoriów jest już faktem

Tak samo jak nie da się znać na wszystkim w pracy zawodowej i trzeba się specjalizować w jakiejś dziedzinie, tak samo w zakresie badań trudno zapewnić pełną kompleksowość. Konieczna jest specjalizacja, a więc ukierunkowanie oferty na pewien zakres zagadnień metrologicznych.

Pogłębiająca się specjalizacja to także splot wielu procesów. Pierwszy i chyba najważniejszy to duży koszt niezbędnej aparatury pomiarowej do prowadzenia badań. Im większa złożoność elektroniki, im wyższe częstotliwości pracy, bardziej złożone modulacje itd., tym aparatura musi być lepsza.

Główne czynniki oddziałujące pozytywnie na rozwój rynku usług badawczych

 

Główne pozytywne czynniki sprzyjające rozwojowi rynku usług badawczych w zakresie urządzeń elektronicznych od wielu lat są w zasadzie tylko trzy: większa świadomość rynku co do konieczności badań urządzeń, rosnące wymagania klientów oraz coraz więcej wymagań prawnych wynikających z pojawiających się nowych norm. Podobnie jak w poprzednich naszych badaniach zagrożenie karą i koniecznością wycofania produktu z rynku została oceniona najsłabiej, a więc jako najmniej istotna.

Aby kontrolować jakiś parametr, posiadany przyrząd musi mieć odpowiednią klasę dokładności, np. o rząd wielkości lepszą rozdzielczość, stabilność długo- i krótkoterminową i podobne własności. To w praktyce oznacza koszty, bo aparatura z górnej półki, a na dodatek produkowana w relatywnie małych seriach, jest bardzo droga. Taką aparaturę trzeba utrzymywać w jakości metrologicznej, czyli kalibrować i wzorcować, co w praktyce wymaga kupienia usługi, opłacenia transportu. Im więcej aparatury, tym większe koszty, stąd w praktyce trzeba znaleźć jakiś kompromis między szerokością oferty a ceną usług.

Poza kosztem kupna i utrzymania w ruchu aparatury pomiarowej, który w przypadku wielu badań związanych z np. radiokomunikacją już i tak bywa ogromny, laboratorium musi jeszcze znaleźć środki na opłacenie pracy kompetentnego personelu. Same przyrządy nie tworzą wartości metrologicznej, bo trzeba wiedzieć, co mierzyć, jak mierzyć i jak interpretować wyniki oraz umieć odnieść rezultaty do wymagań normatywnych. Do kosztów pracy należy do dopisać jeszcze opłaty za pogłębianie wiedzy, gdyż co chwila wychodzą jakieś nowe normy lub pojawiają się rewizje starszych regulacji i trzeba się w tym wszystkim orientować, tak samo jak w nowościach technicznych pojawiających się na rynku. Bo jeśli na rynek wchodzi nowy standard komunikacji bezprzewodowej, to zespół musi mieć rozeznanie, jak badać takie produkty.

Które branże/grupy firm zlecają najczęściej badania do placówek?

 

Zestawienie głównych branż i sektorów rynku otwiera jak zwykle sektor automatyki przemysłowej, a więc najbardziej wartościowy w skali kraju obszar, gdzie jednocześnie liczy się jakość, pewność i możliwość bezproblemowego działania urządzeń w trudnych warunkach środowiskowych i obok innego sprzętu. Drugi obszar tworzy aparatura pomiarowa, która często wymaga okresowej kalibracji i sprawdzenia, i tym samym przejścia przez ścieżkę oceny w laboratorium. Trzecia pozycja objęła wojsko, lotnictwo i branże profesjonalne, a więc takie obszary, w których nakładane są dodatkowe wymagania branżowe lub specjalne rygory, które trzeba spełnić.

Ostatnią kwestią w tym temacie jest akredytacja laboratorium. Uzyskanie takiego statusu potwierdzającego kompetencje aparaturowe i merytoryczne nie jest ani proste, ani darmowe. Poza tym akredytacja nie dotyczy całej oferty laboratorium, tylko jakiegoś zakresu badań i nie jest dana na zawsze. Wymaga uaktualniania, a więc przechodzenia przez audyty weryfikujące jakość usług, parametry mierników itp. W jakimś sensie akredytacja staje się więc tożsama ze specjalizacją.

Wiele typów placówek badawczych

Placówki badawcze zaliczają się w większości do jednej z trzech grup profilowych. Pierwszą tworzą jednostki przynależne do uczelni lub instytutu badawczego. Laboratoria takie są znakomicie wyposażone w aparaturę, mają kompetentną kadrę techniczną i w coraz większym stopniu otwierają się na współpracę z przemysłem.

Uczelnie i instytuty naukowe aparaturę do badań sprzętu elektronicznego kupują jako narzędzia do prowadzenia prac naukowych oraz do kształcenia studentów w ramach grantów badawczych lub też korzystają z programów akademickich producentów aparatury i oprogramowania. Pozwalają one zgromadzić niezłe zaplecze pomiarowe, a dodatkowo kadra naukowa jest w stanie zapewnić wysoki poziom kompetencji badawczych. Takich placówek jest najwięcej, bo poza kilkoma politechnikami (m.in. Wrocławska, Łódzka, Gdańska, Rzeszowska, WAT) mamy jeszcze instytuty wchodzące w skład sieci Łukasiewicz oraz ośrodki badawczo- rozwojowe.

Typ przedsiębiorstw najczęściej zlecających badania

 

Głównym klientem dla placówek badawczych w Polsce są średnie przedsiębiorstwa krajowe a w dalszej kolejności firmy duże. Działają one w takiej skali biznesu, że muszą dbać o długofalowe relacje z rynkiem i klientami i rozwój produktowy. Często takie firmy są powiązane z branżami profesjonalnymi (jak przemysł) i zagadnienia jakościowe są dla nich bardzo istotne.

Specjalizacja w dużych placówkach badawczych wynika najczęściej z profilu jednostki macierzystej, np. pomiarami urządzeń radiokomunikacyjnych może się zajmować laboratorium Instytutu Łączności, badaniami sprzętu medycznego, górniczego i systemów wojskowych także powiązane tematycznie instytuty, jak ITAM, WZŁ, WITU, Emag, Komag itp.

Ocena wiedzy firm na temat badań, norm i wymagań

 

Ocena wiedzy firm na tematy związane z badaniami urządzeń elektronicznych przedstawiona na wykresie wskazuje, że z jednej strony nie jest z tym najlepiej, ale z drugiej strony tematyka i zapotrzebowanie na wiedzę jest coraz większe. Tylko co dziesiąte wskazanie padło na to, że firmy dobrze znają zagadnienia badawcze oraz że nie są zainteresowanie takimi informacjami. Te dwie skrajne oceny nie zmieniają wymowy całości skazującej na to, że wiedza na temat badań, wymagań, norm i wynikających z nich obowiązków dla firm jest wartością poszukiwaną.

Drugą grupę tworzą działy badawcze istniejące przy producentach elektroniki, których laboratoria są częścią działalności badawczo-rozwojowej, zapewnienia jakości i kontroli produkcji. Takich działów w kraju mamy wiele, ale tylko część firm jest otwarta na klientów z zewnątrz. Ich oferta badań zwykle jest pochodną działalności produkcyjnej i dotyczy badań bezpieczeństwa, klimatycznych, wzorcowania i kalibracji aparatury pomiarowej i podobnych, np. firma Sonel.

Trzecią grupę tworzą dostawcy produktów związanych z kompatybilnością EMC, dystrybutorzy, którzy mają kompetencje, kontakty oraz wiedzę w tym zakresie oraz będące w zdecydowanej mniejszości laboratoria niezależne. Z reguły są to placówki bez akredytacji, skupiające się na wsparciu dla projektantów.

Zestawy ewaluacyjne, platformy i płytki do urządzeń mobilnych

Projektowanie elektroniki staje się coraz trudniejsze i kosztowne. Projektant musi znaleźć kompromis dla wielu przeciwstawnych zagadnień technicznych, zapewnić spełnienie norm i utrzymać koszty w dostępnym budżecie. To wszystko trzeba zapewnić w jak najkrótszym czasie, przez co swoboda konstrukcyjna jest dzisiaj znacznie mniejsza jak kiedyś. Czas życia układów, rozwiązań, technologii i standardów nieustannie się skraca, przez co w pracach projektowych stale trzeba sięgać po nowości. Nie ma zatem dzisiaj czasu na dogłębną analizę potencjału wszystkich technologii obecnych na rynku, bo tempo rozwoju całej elektroniki rośnie, tak samo jak komplikacja, a dodatkowo jest wiele rozwiązań równoważnych od strony technicznej i technologii podobnych do siebie. Stąd odpowiedź na pytanie, co wybrać, staje się coraz trudniejsza.

Zainteresowanie zestawami projektowymi to pochodna tego, że proces prototypowania staje się bardziej złożony. Miniaturyzacja wymusza użycie zaawansowanego procesu, w tym wysokojakościowych płytek drukowanych, montażu i podzespołów. Do tego dochodzi problem z dostępnością chipów. Generalnie nowe układy wytwarzane są w kilku rodzajach obudowy i nie zawsze ta pożądana może być dostępna w ramach próbek inżynierskich. Wraz z coraz większym znaczeniem elektroniki konsumenckiej na rynku, a więc faktem, że duża część wolumenu produkcyjnego producentów chipów trafia do urządzeń produkowanych masowo, wytwórcy ograniczają liczbę dostępnych obudów.

Ocena problemów z dostępnością komponentów i długim czasem dostaw

 

Długie czasy dostaw są problemem dla co drugiej firmy z tego zestawienia, kolejna co trzecia statystycznie firma także odczuwa problemy z alokacją dostaw, ale nie mają one większego wpływu na prowadzoną działalność. Co dziesiąta firma sygnalizuje, że wiele tygodni oczekiwania na dostawę komplikuje poważnie jej funkcjonowanie. Czyli nie ma jednej uniwersalnej reguły, pod którą podpadają wszyscy dostawcy oraz kategorie produktów. Niemniej większość firm odczuwa negatywnie warunki panujące dzisiaj na rynku. Pocieszające jest to, że w zakresie narzędzi projektowych sytuacja zilustrowana na wykresie i tak jest lepsza niż w innych grupach produktowych.

Aby nie trzeba było czekać na próbki i martwić się o wykonanie prototypu, producenci proponują zestawy startowe. Ich funkcjonalność jest różna i zależy głównie od tego, jakiego układu dotyczą, ale z roku na rok coraz więcej jest wersji zaawansowanych. Dzięki temu, że poza układem aplikacyjnym zostawia się w nich także miejsce na dodanie własnej specyficznej części warstwy sprzętowej, taka płytka jest już w pewnym sensie prototypem i pozwala na szybką weryfikację koncepcji układowej oraz testowanie oprogramowania. Dzięki zestawom deweloperskim prototypowanie jest tym, czym było dawniej, dlatego w praktyce każda premiera nowego istotnego układu powiązana jest z jakąś płytką.

Dla projektantów elektroniki zestawy projektowe mają dużą wartość, bo ograniczają ryzyko błędu i oszczędzają czas. W ten sposób płytka dostarczona przez producenta aspiruje do roli pierwszego prototypu, takiego, gdzie testuje się koncepcję lub sprawdza algorytmy. Oszczędność czasu bywa jeszcze większa, bo dzięki niej kilka etapów składających się na projektowanie można prowadzić równolegle, przede wszystkim pisać oprogramowanie i "szlifować" specyficzną dla aplikacji część hardware.

Wsparcie techniczne w formie "płytki"

Obecnie na rynku funkcjonuje bardzo dużo podobnych produktów i wiele z nich jest do siebie podobnych. Wybór optymalnego rozwiązania staje się niełatwy i czasochłonny, a przecież codziennym kłopotem współczesnego projektanta jest brak czasu. Stale zwiększa się liczba zagadnień technicznych i wymagań, o których trzeba pamiętać. W wyżyłowanych do granic projektach o powodzeniu decydują drobne szczegóły, a często wybiera się nie tyle komponent, co całe środowisko i architekturę, łącznie z oprogramowaniem narzędziowym, zestawami ewaluacyjnymi, a nawet próbkami.

Płytki startowe, zestawy ewaluacyjne, razem ze społecznością inżynierską na forach dyskusyjnych ograniczają zapotrzebowanie na wsparcie techniczne, dlatego producenci i dystrybutorzy wspierają takie działania i bardzo często prowadzą je dla społeczności, a ich specjaliści aktywnie odpowiadają na podające tam pytania. Wiele problemów aplikacyjnych jest wspólnych dla danego zastosowania, stąd jest duża szansa, że temat omówiony na forum okaże się przydatny dla kolejnego użytkownika i nie będzie wymagał kontaktu z inżynierami pomocy technicznej. Gotowa płytka eliminuje ponadto wiele trywialnych błędów projektowych niepowiązanych z tworzoną aplikacją lub też zwykłych pomyłek, które paradoksalnie potrafią być trudne do zauważenia.

Stopień specjalizacji dostawców w zakresie płytek i zestawów projektowych

 

Narzędzia projektowe, takie jak płytki startowe oraz oprogramowanie, nie tworzą wyraźnie wydzielonej grupy produktowej ani też nie są postrzegane jako grupa na tyle wartościowa, aby można było się w takich rozwiązaniach specjalizować. Niemniej 32% firm postrzega je jako istotne dla biznesu, np. wspierające sprzedaż innych komponentów. Znaczenie płytek ewaluacyjnych cały czas rośnie, bo produkty te zapewniają ogromną oszczędność czasu spędzanego nad projektem.

Duża szybkość projektowania i małe ryzyko

W warunkach polskich zjawisko, aby możliwie jak najwięcej robić we własnym zakresie, zawsze było wyraźnie zarysowane. Teraz, przy rosnących kosztach pracy, dużej konkurencji oraz presji rynku na szybkość, odchodzi ono w przeszłość. Podejście to zmienia się też z każdym kolejnym pokoleniem inżynierów pojawiającym się na rynku.

Bardzo szeroki asortyment komponentów powoduje, że trudniej jest poznać szczegóły poszczególnych rozwiązań. Decyzje strategiczne na temat inwestycji w konkretną architekturę, producenta lub rozwiązanie wypracowywane są w ramach długiej analizy, a przekonanie konstruktora wymaga wysiłku, czasu i cierpliwości. Rzeczywisty układ elektroniczny przemawia do inżynierów znacznie silniej niż prezentacja, dlatego zestawy deweloperskie w ostatnich latach stały się orężem w walce o uwagę i zainteresowanie kadry inżynierskiej. Jest to ważny element marketingu technicznego.

Najważniejsze dla klientów cechy ofert

 

Najważniejsze kryterium selekcji produktu w obszarze narzędzi projektowych to łatwość rozpoczęcia pracy i korzystania z danego narzędzia lub zestawu. Jest to efekt widocznego na rynku dużego tempa wydarzeń i pracy, które zabierają inżynierom wiele czasu. Na kolejnych dwóch miejscach znalazły się duże możliwości projektowe oraz to, aby były one dostępne w ramach jednego spójnego środowiska, najlepiej takiego wypróbowanego już wcześniej podczas realizacji innych projektów. Niska cena uplasowała się bardzo nisko, dowodzi to, że koszt narzędzi projektowych nie determinuje wyboru produktu, podobnie zresztą jak popularność w środowisku inżynierskim. Jest to trochę zaskakujące, ale tak wyszło w naszych ankietach.

Zestawy łagodzą dolegliwości z dostępnością

O trudnościach z kupnem podzespołów można pisać bez końca, bo nadal na wiele typów elementów elektronicznych trzeba czekać kilkadziesiąt tygodni. Niestety czas alokacji trwa już ponad rok, a skutki dotykają wszystkich. W wielu przypadkach kupowanie podzespołów elektronicznych zmieniło się w ostatnich miesiącach w zdobywanie, a to oznacza wiele dodatkowych problemów, nie tylko związanych z opóźnieniami. W takiej sytuacji zestaw startowy jest w stanie je złagodzić, gdyż jest dostępny jako komplet i z definicji nie jest kupowany przez działy zakupowe do produkcji. Innymi słowy, nie ma problemu z tym, że ktoś wykupi wszystkie dostępne i dzięki temu przynajmniej prace konstrukcyjne mogą być realizowane normalnie.

Braki oznaczają coraz wyższe koszty komponentów. W takiej sytuacji umiarkowane ceny płytek rozwojowych też są pomocą. Koszty zestawów są z reguły mniejsze niż wartość wchodzących w ich skład elementów liczonych po cenach detalicznych – widać to najbardziej w takich wersjach z drogimi chipami (np. FPGA).

Oprogramowanie - większe zainteresowanie możliwościami, a mniejsze ceną

Nieodłączną częścią platform sprzętowych jest oprogramowanie, które dzisiaj stanowi nierozerwalną część wszystkich systemów komputerowych determinującą funkcjonalność. Tworzenie kodu firmware wymaga posiadania kompilatora języka C/ C++ plus szeregu programów narzędziowych pozwalających na symulację i debugowanie programów, wgrywanie i debugowanie. Bardziej złożone systemy wymagają obecności systemu operacyjnego, systemu czasu rzeczywistego lub stosu do realizacji komunikacji. Coraz częściej projektanci wykorzystują zintegrowane środowiska projektowe zawierające komplet potrzebnych programów połączonych ze sobą w jeden zunifikowany system (IDE – Integrated Design Environment). Są one przeznaczone zwykle do obsługi całej rodziny procesorów o wspólnej architekturze i dostępne u producentów chipów (Microchip MPLAB itd.) oraz w firmach niezależnych, np. Keil. Z uwagi na ogromną popularność procesorów z rdzeniem ARM coraz większe znaczenie na rynku mają właśnie środowiska IDE dla tych chipów. Stąd też konkurencja w zakresie oprogramowania narzędziowego wydaje się największa właśnie w zakresie IDE dla ARM, bo jest to produkt uniwersalny i wykraczający poza jedną firmę i producenta.

Ogólnie, rynek oprogramowania projektowego postrzegany jest jako bardzo rozwojowy z uwagi na rosnące zainteresowanie klientów, stały wzrost skomplikowania, miniaturyzację i wiele innych ogólnych trendów w elektronice. Mimo że mamy coraz więcej dostępnych darmowych narzędzi, bibliotek, rynek uznaje się za nienasycony, a stopień konkurencji nie jest duży. Zmiany idą w takim kierunku, aby najważniejszym problemem do rozwiązania był pomysł na aplikację, a nie budowa układu elektronicznego lub pisanie kodu.

Główne zjawiska pozytywne dla rynku

 

Sprzedaż oraz popularność narzędzi projektowych stymulują ich możliwości projektowe i dobra dostępność. Nowe produkty bazujące na innowacyjnych chipach pozwalają na łatwe przetestowanie koncepcji układowej lub możliwości zastosowania i za tę możliwość są cenione. Za czynnik sprzyjający uznano także szeroki asortyment dostępnych produktów oraz to, że często narzędzia są dotowane przez producentów, którzy traktują je jako element marketingu oraz sposób transferu wiedzy do klientów. Zestawy projektowe ograniczają też ryzyko błędu, bo dają do ręki projektantowi układ, który działa i może być w dalszym kroku adaptowany do specyficznej architektury lub rozwiązania.

Aplikacje low-code - czy się przyjmą?

Wiele aplikacji mobilnych nastawionych jest z definicji na współpracę ze smartfonem. Z użyciem Bluetooth lub Wi-Fi umożliwiają one programowanie, wizualizację staniu, sterowanie i podobne udogodnienia w powiązaniu z odpowiednią aplikacją. Jej przygotowanie obecnie jest też coraz łatwiejsze i dostępne dla mniej zaawansowanych użytkowników, dzięki narzędziom ograniczającym szczegółowość programowania (low-code) lub nawet eliminujących taką potrzebę (no-code). W tym drugim przypadku tworzy się ją za pomocą wyspecjalizowanego kreatora, komponując z bloków funkcjonalnych. Z punktu widzenia platform IoT dostępność takich narzędzi online jest cenna, bo jeszcze bardziej ułatwia i przyspiesza realizację projektów.

Rola platform open source takich jak arduino i raspberry pie

Arduino i Raspberry Pi coraz bardziej nadają się do zastosowań półprofesjonalnych. Nowe płytki z 32-bitowymi układami mają naprawdę niezłe możliwości i spore zasoby, aby przechodzić koło nich obojętnie. Coraz więcej producentów mikrokontrolerów wspiera mniej lub bardziej rozwój Arduino. Nawet jeśli nie po to, aby zapewnić sobie większą sprzedaż chipów, to może zapewne dlatego, aby promować je w środowisku inżynierskim i tym samym mieć w nich element marketingowy. Zestawy te bezsprzecznie edukują rynek, pokazują, że można szybko osiągnąć cel na bazie dorobku społeczności.

Najważniejsze czynniki negatywne dla rynku

 

W rozwoju rynku przeszkadzają przede wszystkim długie czasy dostaw ograniczające możliwość efektywnego prowadzenia dystrybucji. Jak zwykle problemem jest mocno konkurencyjny rynek, niemniej trzeba odnotować, że wpływ importu indywidualnego z użyciem platform takich jak Aliexpress został ograniczony. Do niedawna można było tam kupować bez płacenia podatków i z darmową wysyłką (dotowaną), co psuło relacje z normalnymi firmami. Teraz to się wyrównało i na tapecie został jedynie problem jakości/podróbek i kiepskich zamienników. Dotyczy to przede wszystkim tanich płytek ewaluacyjnych, zwłaszcza tych standardowych o podstawowych możliwościach lub też bardzo popularnych i bazujących na otwartej architekturze – przykładem może być Arduino.

Płytki chińskie - tanie niemniej często kiepskie

Popularne rozwiązania sprzętowe do projektowania i platformy open source, w tym programatory, interfejsy, moduły komunikacyjne Arduino, ESP, zestawy startowe dla popularnych mikrokontrolerów i dziesiątki innych układów tego typu są wytwarzane przez firmy chińskie i sprzedawane przez tamtejsze sklepy.

W zakresie rozwiązań otwartych ich ceny są konkurencyjne, bo tamtejsze firmy dość swobodnie podchodzą do praw autorskich i sporo płytek jest po prostu podróbkami. Oznacza to, że dystrybucja narzędzi projektowych jest od strony biznesowej trudna z uwagi na konkurencję ze strony prywatnych importerów, którzy sprzedaż realizują najczęściej przez portale aukcyjne i sklepy internetowe.

Równowagę zapewnia jedynie to, że rozwój rynku w zakresie płytek rozwojowych jest na tyle szybki, że starsze rozwiązania szybko wypadają na margines. Czas życia układów, rozwiązań, technologii i standardów nieustannie się skraca, przez co w pracach projektowych nierzadko trzeba sięgać po to, co dopiero wejdzie na rynek lub właśnie się pojawiło.

Istotne znaczenie na rynku płytek projektowych mają

 

Najpopularniejsze zestawy projektowe z reguły dotyczą rozwiązań komunikacyjnych, w tym mikrokontrolerów z modułem komunikacyjnym lub lokalizacyjnym. One stanowią bazę do projektowania aplikacji IoT, inteligentnych rozwiązań obsługiwanych z poziomu smartfona lub podłączanych do chmury/Internetu. Silną pozycję na rynku tworzą ponadto rodziny produktów związanych z Raspberry Pi oraz Arduino.

Komunikacja bezprzewodowa i IoT

Ważną częścią narzędzi i zestawów projektowych są te powiązane z komunikacją bezprzewodową. Zapewnienie bezobsługowości obsługi, możliwości aktualizacji oprogramowania drogą radiową, monitorowania stanu, diagnozowania działania, wysyłania danych do chmury jest główną funkcjonalnością wielu innowacji i sensem bytu IoT.

Nietrudno dostrzec, że w obszarze IoT mamy do dyspozycji coraz bardziej uniwersalne, zaawansowane platformy sprzętowe, które wymagają jedynie konfiguracji, niewielkiej integracji (obudowa, zasilanie, podłączenie czujnika) i tym samym wysiłek projektanta kieruje się w stronę aplikacyjną, integracyjną oraz związaną z analityką danych.

Wraz z postępującym znaczeniem aplikacji IoT, technologii mobilnych na rynku jest coraz więcej rozwiązań, które nadają się do realizacji aplikacji z tego obszaru praktycznie bez konieczności dodawania czegokolwiek z zewnątrz. Nierzadko platforma dostępna w postaci płytki ma na tyle uniwersalne właściwości, że wymaga jedynie wgrania oprogramowania.

Najważniejsze cechy brane pod uwagę przy kupnie oprogramowania projektowego

 

Zdecydowanie ponad wszystkie inne kryteria na czoło wybijają się duże możliwości projektowe, cała reszta, taka jak cena, dostępność aktualizacji, wsparcie techniczne jest na dalszych pozycjach. Czyli w oprogramowaniu inżynierowie oczekują możliwości i potencjału i są w stanie ponieść związane z tym koszty. Można też powiedzieć, że na rynku liczy się najlepszy stosunek możliwości projektowych do ceny, z tym że dawniej kupujący najpierw patrzyli na cenę, a potem analizowali możliwości, a teraz jest odwrotnie.

Mikrokontrolery są kluczowym komponentem zestawów

Ogromna część rynku narzędzi projektowych jest nierozerwalnie związana z mikrokontrolerami, gdyż oparcie funkcjonalności urządzenia na elementach programowalnych daje konstruktorom największą elastyczność i bezpieczeństwo pracy. Projekty elektroniki są coraz bardziej złożone, czas, jaki można poświęcić na ich realizację, stale maleje, dlatego rozwiązania, które dają możliwość wygodnego poprawiania nieuchronnych błędów, są w naturalny sposób preferowane. Im więcej oprogramowania, więcej funkcji realizowanych w czasie rzeczywistym, im większa szybkość działania i liczne operacje na znacznych ilościach danych, tym znaczenie posiadania przez zespół dobrych i wydajnych narzędzi projektowych staje się coraz ważniejszym czynnikiem w pracy projektowej. Silny rozwój rynku mikrokontrolerów sprzyja zatem w największym stopniu popularyzacji rozwiązań i technologii z nimi związanych i jest silnym impulsem rozwojowym dla rynku narzędzi.

Oprogramowanie projektowe zawsze jest poszukiwane

Im bardziej złożona elektronika, tym większe wymagania i potrzeba posiadania zaawansowanego oprogramowania projektowego EDA/ CAD. Z każdym kolejnym rokiem i nową wersją funkcjonalność się zwiększa i obejmuje coraz więcej zagadnień i etapów. Tendencje są takie, aby projektowanie nie kończyło się w momencie przygotowania schematu i zaprojektowania płytki, ale objęło też wirtualne przygotowanie prototypu i poddanie go symulacji. Podstawą do tych zmian jest rozbudowa części wizualizacyjnej i symulacyjnej pakietów oprogramowania EDA oraz szybki rozwój osobnych, specjalizowanych pakietów oraz modułów oprogramowania przeznaczonych do symulacji: elektromagnetycznych, termicznych, integralności sygnałowej i innych. Środowisko projektowe zapewnia obecnie wizualizację płytki w trzech wymiarach, projektowanie mechaniczne obudowy i rozwiązań połączeniowych z możliwością złożenia całości ze sobą (płytki, obudowy, wiązki).

Ważne i poszukiwane funkcjonalności w oprogramowaniu projektowym

 

Różnice pomiędzy poszukiwanymi funkcjami w oprogramowaniu projektowym nie są duże i w zasadzie można powiedzieć, że wszystko jest istotne, a więc łatwość korzystania, duże możliwości projektowe, dostępność narzędzia jako zintegrowane środowisko "wszystko w jednym pakiecie", popularne i uniwersalne.

Liczba narzędzi symulacyjnych szybko rośnie i patrząc na to, co dzieje się na rynku, należy oczekiwać, że tempo to jeszcze bardziej wzrośnie w kolejnej dekadzie. Wiele firm znanych z rynku EDA/ CAM kupuje mniejszych graczy po to, aby włączać do swoich pakietów ich oprogramowanie jako moduły funkcjonalne, które dokupuje się za pomocą licencji lub abonamentu. Rozwój symulatorów i zaawansowanych pakietów przyspieszył wraz z popularyzacją przetwarzania danych w chmurze (cloud computing), gdyż umożliwi to uzyskanie dużej mocy obliczeniowej niezbędnej do szybkich obliczeń złożonych matematycznie zagadnień.

Rozwój oprogramowania symulacyjnego przyspieszył w ostatnich latach, bo okazało się, że symulacje pozwalają przygotować projekt szybciej i taniej niż tradycyjnie było to realizowane przez szereg kolejnych iteracji z doskonaleniem prototypów. Najbardziej znaczący postęp dotyczy zapewne kompatybilności elektromagnetycznej i symulacji cieplnych (rozkładu temperatury, chłodzenia na poziomie systemu). W tych dziedzinach symulacja przynosi bardzo spektakularne efekty. Rozwijają się też zagadnienia łączenia symulacji z rzeczywistymi pomiarami i modelowanie fragmentu sprzętowego jeszcze niedostępnego (m.in. HIL, hardware in the loop).