Top Banner
Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten Citation for published version (APA): Putten, van der, P. H. A. (1993). Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten. (EUT report. E, Fac. of Electrical Engineering; Vol. 93-E-269). Eindhoven University of Technology. Document status and date: Gepubliceerd: 01/01/1993 Document Version: Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record Please check the document version of this publication: • A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can be important differences between the submitted version and the official published version of record. People interested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit the DOI to the publisher's website. • The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review. • The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and page numbers. Link to publication General rights Copyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright owners and it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights. • Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain • You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal. If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, please follow below link for the End User Agreement: www.tue.nl/taverne Take down policy If you believe that this document breaches copyright please contact us at: [email protected] providing details and we will investigate your claim. Download date: 16. May. 2021
118

Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Jan 02, 2021

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Multidisciplinair specificeren en ontwerpen vanmicroelektronica in produktenCitation for published version (APA):Putten, van der, P. H. A. (1993). Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten.(EUT report. E, Fac. of Electrical Engineering; Vol. 93-E-269). Eindhoven University of Technology.

Document status and date:Gepubliceerd: 01/01/1993

Document Version:Uitgevers PDF, ook bekend als Version of Record

Please check the document version of this publication:

• A submitted manuscript is the version of the article upon submission and before peer-review. There can beimportant differences between the submitted version and the official published version of record. Peopleinterested in the research are advised to contact the author for the final version of the publication, or visit theDOI to the publisher's website.• The final author version and the galley proof are versions of the publication after peer review.• The final published version features the final layout of the paper including the volume, issue and pagenumbers.Link to publication

General rightsCopyright and moral rights for the publications made accessible in the public portal are retained by the authors and/or other copyright ownersand it is a condition of accessing publications that users recognise and abide by the legal requirements associated with these rights.

• Users may download and print one copy of any publication from the public portal for the purpose of private study or research. • You may not further distribute the material or use it for any profit-making activity or commercial gain • You may freely distribute the URL identifying the publication in the public portal.

If the publication is distributed under the terms of Article 25fa of the Dutch Copyright Act, indicated by the “Taverne” license above, pleasefollow below link for the End User Agreement:www.tue.nl/taverne

Take down policyIf you believe that this document breaches copyright please contact us at:[email protected] details and we will investigate your claim.

Download date: 16. May. 2021

Page 2: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Multidisciplinair Specificeren en Ontwerpen van Microelektronica in Produkten

door P.H.A. van der Pullen

EUT Report 93-E-269 ISBN 90-6144-269-9 januari 1993

Page 3: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

ISSN 0167-9708

Eindhoven University of Technology Research Reports

EINDHOVEN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Faculty of Electrical Engineering Eindhoven, The Netherlands

Multidisciplinair Specificeren en Ontwerpen van Microelektronica in Produkten

door

P.R-A. van der Putten

EUT Report 93-E-269 ISBN 90-6144-269-9

Eindhoven Januari 1993

Coden: TEUEDE

Page 4: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Ondanks aile aan de samenstelling van de tekst bestede zorg kan de auteur geen aansprakelijkheid aanvaarden voor eventuele schade, die zou voortvloeien uit enigerlei fout, die in deze publikatie zou kunnen voorkomen.

Behoudens uitzonderingen door de wet gesteld, mag zonder schriftelijke toestemming van de rechthebbende(n) op het auteursrecht, cq. de uitgever van deze uitgave, door de rechthebbende(n) gemachtigd namens hem op te treden, niets uit deze uitgave worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie,microfilm of anderszins, hetgeen ook van toepassing is op de gehele of gedeeltelijke bewerking.

CIP-GEGEVENS KONINKLUKE BIBLIOTHEEK, DEN HAAG

Putten, P.H.A. van der

Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten I door P. H. A. van der Putten. - Eindhoven: Eindhoven University of Technology, Faculty of Electrical Engineering. - Fig. - (EUT report, ISSN 0167-9708 ; 93-E-269) Met lit. opg., reg. - Met samenvatting in het Engels. ISBN 90-6144-269-9 NUGI 832 Trefw.: multidisciplinair ontwerpen ; micro-elektronica.

Page 5: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Multidisciplinary Specification and Design of Microelectronics in Products. P.H.A. van der Putten

SAMENV A TfING

De specificatie van produkten, waarin informatie technologie is verwerkt, vraagt om een multidisciplinaire aanpak. Het maken van een complete specificatie is wellicht kostbaar, maar het verminderen van het aantal iteraties in het ontwerpproces kan deze kosten ruimschoots compenseren. Er is geprobeerd om de raakvlakken met andere disciplines, aan de hand van voorbeelden, te tonen, gezien vanuit het standpunt van de ontwikkeling van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren en ontwerpen van produkten te verbeteren.

ABSTRACT

The specification of products, incorporating information technology, requires the interaction with various disciplines. Complete specification may seem to be expensive, but it can reduce the number of iterations in the product development process. From the point of view of digital electronic design, interacting disciplines are shown, illustrated with examples. This report can be used as a source of ideas to improve the specification and design process.

Van der Putten, P.H.A. Multidisciplinary Specification and Design of Microelectronics in Products. In Dutch. Eindhoven: Faculty of Electrical Engineering, Eindhoven University of Technology, 1993. EUT Report 93-E-269, ISBN 90-6144-269-9

Address of the author: Ing. P.H.A. van der Putten, Eindhoven University of Technology Faculty of Electric:aI Engineering Section of Digital Information Systems Office: EH 11.28 P.O.Box: 513 NL 5600 MB Eindhoven The Netherlands Tel: (040) 474267 Fax: (040) 448375 E-mail: [email protected]

III

Page 6: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Inhoudsopgave pag.

Inhoudsopgave . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. IV

Figurenlijst . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. VIII

Dankwoord . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. IX

I Inleiding .............................................. I

2 Probleemstelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 3 2.1 Aigemeen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 3 2.2 Doel ........................................... 4

3 Gevolgde werkwijze ....................................... 4 3.1 Aanpak ......................................... 4 3.2 Relatie met andere activiteiten ........................... 5

4 Domein beschri jving ....................................... 6 4.1 Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 6 4.2 Elektronisch ontwerpen . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 6 4.3 Raakvlakken van andere bedrijfsprocessen en disciplines met

elektronisch ontwerpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 7 4.3.1 Marketing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 7 4.3.2 I..ogistiek, inkoop .............. . . . . . . . . . . . . . .. 7 4.3.3 Infrastructuur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 7 4.3.4 De organisatie .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 7 4.3.5 Menselijke factoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 8 4.3.6 Ergonomie ................................. 8 4.3.7 Kwaliteitsaspecten produkt ....................... 8 4.3.8 Interactie met het mechanisch ontwerpen . . . . . . . . . . . . . .. 8 4.3.9 De interactie met de informatietechniek . . . . . . . . . . . . . . .. 9 4.3.10 Produceerbaarheid ............................ 9 4.3.11 Standaardisatie bij ontwerpen en automatiseren .......... . 4.3.12 Iuridische aspecten ........................... . 4.3.13 Branche-specifieke technologie .................... .

9 9 9

5 Het ontwerptraject van elektronische systemen ...................... 10

IV

5.1 Diverse ontwerptrajecten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10 5.1.1 Het ontwerp van een elektronisch systeem uit discrete

componenten ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10 5.1.2 Het ontwerp van een elektronisch systeem dat hardware en

software integreert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11 5.1.3 Het on twerp van een ASIC of UPLD ................ 11

5.2 Samenhangende automatisering van het ontwerpen . . . . . . . . . . . . .. 14 5.3 De studiefase .................................... 15 5.4 Specificatiefase ................................... 15 5.5 De systeemontwerpfase .............................. 16

Page 7: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

5.6 De realisatiefase .................................. 17 5.7 De integratie- en testfase ............................. 17 5.8 Planning en management ............................. 18 5.9 Diverse soorten simulaties en bibliotheken . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 18 5.10 Produktie ...................................... 19

6 Marketing ............................................ 20 6.1 Inleiding ....................................... 20 6.2 Marketing en produkt-ideeen genereren .................... 20 6.3 Marktonderzoek en haaIbaarheidsonderzoek . . . . . . . . . . . . . . . . .. 21 6.4 Marketing-mix en specificatie .......................... 23

7 Logistiek, inkoop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 26 7.1 Inleiding ....................................... 26 7.2 Inkopen, zelf produceren, co-development ................. " 26 7.3 Relatie inkoop en produktontwikkeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 27 7.4 Industrieel inkopen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 29

8 Infrastructuur .......................................... 30 8.1 Inleiding ....................................... 30 8.2 Faciliteiten R&D en produktontwikkeling ................... 31 8.3 Gespecialiseerde kennis en laboratoria ..................... 32

9 De organisatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 32 9.1 Inleiding ....................................... 32 9.2 Ben aangepaste en flexibele organisatie .................... 33 9.3 De organisatie rond produktontwikkeling en innovatie ........... 34

9.3.1 Idee-selectie, specificatie en haaIbaarheidsstudie . . . . . . . . .. 34 9.3.2 Gereedschappen ............................. 34 9.3.3 Design review. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 35 9.3.4 Prototyping ................................ 35 9.3.5 Contracten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 35 9.3.6 Anticiperen op kopersstaking ..................... 35

9.4 Kwaliteit van de organisatie ........................... 36 9.4.1 Interfaces van de organisatie .................... " 36 9.4.2 Kwaliteitssystemen .......................... " 36 9.4.3 ISO 9001 en produktontwikkeling . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 38

9.5 Terugkoppelingen formaliseren in overlegvormen .............. 39 9.6 Automatisering en geintegreerde bedrijfsautomatisering . . . . . . . . . .. 40

9.6.1 Automatisering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " 40 9.6.2 Integratie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 41 9.6.3 Elektronische communicatie ...................... 42

10 Menselijke factoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 43 10.1 Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 43 10.2 Menselijke aspecten, samenstellen projectteam . . . . . . . . . . . . . . .. 43 10.3 Opleidingen, specialismen, kennis en inleren . . . . . . . . . . . . . . . .. 44 10.4 Mensen en kwaliteit van de organisatie .................... 46

v

Page 8: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

10.5 Produktiviteit en werkomgeving . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 46 10.6 Beveiliging ..................................... 47

11 Ergonomie ........................................... 47 11.1 Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 47 11.2 Ergonomie en gebruikersinterfaces ..................... .. 48 11.3 Ergonomie en produktontwikkeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 49

12 Kwaliteitsaspecten van het produkt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 50 12.1 Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 50 12.2 Testen, testbaarheid en kwaliteit ........................ 51

12.2.1 Testen van ingekochte componenten ................ 51 12.2.2 Functioneel testen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 52 12.2.3 Structureel testen ............................ 53 12.2.4 Veiligheidstesten ............................ 54 12.2.5 Andere vormen van testen ..................... , 55

12.3 Veiligheid .................................... .. 55 12.3.1 Elektrische veiligheid ......................... 56 12.3.2 Brandveiligheid en explosieveiligheid . . . . . . . . . . . . . . .. 56 12.3.3 Chemische en mechanische veiligheid ............... 57 12.3.4 Produktiemiddelen en veiligheid . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 57 12.3.5 Veiligheid en service . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 57 12.3.6 ESD veiligheid ............................. 57

12.4 Elektromagnetische compatibiliteit ....................... 58 12.5 Milieuaspecten ................................... 58 12.6 Onderhoudbaarheid van het produkt ...................... 59 12.7 Betrouwbaarheid ...... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 60 12.8 Documentatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 62

13 Interactie met het mechanisch ontwerpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 64 13.1 Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 64 13.2 Mechatronica .............. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 64 13.3 Vormgeving . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 65 13.4 Eigenschappen van mechanische systeemdelen . . . . . . . . . . . . . . .. 65 13.5 Mechanisch ontwerp en veiligheid ....................... 66

14 De interactie met de informatietechniek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 66 14.1 Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 66 14.2 Systeemontwerpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 67 14.3 Gegevensbestanden en transport van gegevens ................ 69

15 Produceerbaarheid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 70 15.1 Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 70 15.2 Logistieke aspecten ................................ 70 15.3 Produceerbaarheid van elektronica ....................... 71 15.4 Produktieautomatisering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 72 15.5 Automatisering van het ontwerpen in relatie met produktie ........ 73

VI

Page 9: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

16 Standaardisatie bij ontwerpen en automatiseren ..................... 74 16.1 Inleiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 74 16.2 Standaardisatie en produkten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 75 16.3 Standaardisatie en ontwerpen .......................... 76 16.4 Standaardisatie en communicatie ........................ 78 16.5 Standaardisatie en produktieautomatisering .................. 80

17 luridische aspecten ...................................... 81 17.1 Inleiding " . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 81 17.2 Aansprakelijkheid ................................. 82 17.3 Patenten, Iicenties en merken .......................... 83 17.4 Contracten .................................... " 84

18 Branche-specifieke technologie ............................... 84

19 Ontwerpregels ......................................... 85

20 Conclusies en aanbevelingen ................................ 88

Literatuur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 90

Lijst van geconsulteerde person en ............................... 91

Adressenlij sl ............................................ 92

Lij st van afkortingen ....................................... 94

Index. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 96

VII

Page 10: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Figurenlijst

Fig. 1 Multidisciplinair elektronisch ontwerpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 8 Fig.2 Ontwerp met discrete componenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10 Fig.3 Elektronisch ontwerp met integratie van hard- en software ........... 11 Fig.4 ASIC ontwerp traject .................................. 12 Fig.S Integraal elektronisch systeem ontwerp ....................... 13 Fig.6 Systeem benadering op abstract niveau ....................... 15 Fig.7 De produktlevenscycius . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 22 Fig.8 Inkoopfunctie en ontwerp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 28 Fig.9 De kwaiiteitskringioop ................................. 37 Fig.lO Kwaiiteitssystemen ISO 9000 / 9004 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 38 Fig.ll CIM, Hierarchische besturingslagen ........................ 41 Fig.12 Functioneie iagen ISO-OSI model .......................... 79

VIII

Page 11: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Dankwoord

Het schrijven van een rapport over het brede gebied van het elektronisch ontwerpen in relatie met allerlei randgebieden is niet mogeJijk zonder de steun van velen. In de initiatieffase en later voor afstemming met de doelstelling is vooral gesproken met prof. M.P.J. Stevens (TUE, vakgroep digitale systemen en ir. G.J. Demeurisse (!PL, TUElTNO). Bij het verzamelen van gegevens over allerlei disciplines rondom het elektrotechnisch ontwerpen en voor het toetsen van ideeen aan de praktijk van het bedrijfsleven is gesproken met Ing. Theo Gransier (lPL, TUElTNO), Ir.P.M.C.M. van den Eijnden (Development manager test systems, Philips, Industrial & Electronics, Eindhoven), J.D. de Jong (Ingenieursbureau Van Dronen & van Dalen, Dronen), Ing. C.H.T.J. Verburg (Technisch directeur Moba B.V., Staa1kat, Aweta), H. Duenk B.T.W (manager Development Department Staa1kat, Moba B.V.), A.L.J. Hopstaken (Directeur Hopstaken Consultant, v.o.f.), Ir. J. Ruules (Vakgroep Organisatiekunde, Fac. Bedrijfskunde TUE), Ir. M.J. Newby en Ir. L. Monhemius (Frits Philips Institute for Quality Management, TUE). W. Brant, (TUE, vakgroep digitale systemen). In de met dit rapport afgesloten periode van verkennen van de randgebieden van het eigen vakgebied heb ik met zeer veel genoegen gewerkt. Vooral het uitermate plezierige contact met aile genoemde personen was steeds een stimulans om door te gaan, verder te zoeken, verbanden te leggen en door hen aanbevolen literatuur te verwerken. Ik wil allen dan ook hartelijk danken voor hun medewerking. Daarin wi! ik ook betrekken mijn collegae Q. Laarhoven en A. Chambone voor hun ondersteuning bij het vervaardigen van de tekeningen en tenslotte ir. H. Burghoom voor het kritisch doomemen van de gehele tekst.

Piet van der Putten, september 1991

IX

Page 12: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

x

Page 13: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

1 Inleiding

Door de toenemende mogelijkheden van de microelektronica zijn er grote kansen voor bedrijven die nieuwe produkten willen ontwikkelen en produceren. Wie deze kansen wi! benutten moet of beschikken over een grote hoeveelheid kennis en / of volgens een goed gekozen strategie samenwerken of uitbesteden. Naarmate de complexiteit van produkten groter wordt en de kennis uit meer disciplines verenigd moet worden, is het moeilijker om zelf aile expertise in huis te hebben. Met name voor het MKB (Midden- en KJeinbedrijf) is dit een groot probleem.

Een aantal instellingen en bedrijven richten zich op het ondersteunen en stimuleren van het ontwikkelen van produkten die elektronica bevatten. Er is een groeiend besef dat de toepassingsmogelijkheden (produktideeen) van elektronica niet in de eerste plaats binnen de elektrotechnische branche zelf gezocht moeten worden. De groei van de elektronica­toepassingen in tal van branches in produkten wordt echter pas mogelijk als potentiele toepassers kennis krijgen van mogelijkheden, het ontwerptraject en de aanbieders van elektronica in de mark!.

In dit kader werken de Innovatie Centra, de Centra voor Micro Elektronica, het Ministerie van Economische Zaken, Nehem, Universiteiten en Hogescholen, het Middelbaar technisch onderwijs, TNO, Ingenieursbureau's, Ontwerphuizen, Brancheverenigingen, toeleveranciers, etc. etc. in verschillende samenstellingen aan allerlei stimuleringsaktiviteiten.

Het plan voor dit onderzoek is tot stand gekomen door contact tussen de vakgroep Digitale Systemen van de Technische Universiteit Eindhoven (TUE) en het Instituut voor Produktieautomatisering en Logistiek (IPL), een joint venture van de TUE en TNO. In dit contact is gesproken over de grote behoefte die er is aan het integreren van kennis en onderzoek- activiteiten op het gebied van de elektronica, mechanica, ontwerp- en produktieautomatisering en computemetwerken.

De vakgroep Digitale systemen van de TUE heeft expertise op het gebied van het ontwikkelen van complexe digitale systemen, computers, geintegreerde schakelingen (ASIC's) en computemetwerken.

Vanuit de invalshoek van de digitale elektronica is een onderzoek verricht naar de samenhang van het (automatisch) ontwerpen van elektronica in produkten met de vele andere disciplines, die een interactie hiermee hebben. Het onbevredigende is dat het niet mogelijk is om binnen het bestek van dit onderzoek overa! voldoende diep te rapporteren omdat op ieder deelgebied wveel gebeurt. Dit rapport za1 de expert in een bepaald deelgebied dan ook weinig nieuws brengen over dat specifieke gebied.

In dit rapport is het ontwerpen van digitale elektronica gekozen als centrum voor het zoeken naar verbanden. Iedere ander gebied had ook als centrum gekozen kunnen

I

Page 14: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

worden. Toch is het wellicht interessant voor velen. Zij kunnen de eigen visie op relaties tussen disciplines uitbreiden, met de beschreven relaties.

Samengevat heeft het beschikbaar stellen van de resultaten van dit onderzoek door de Vakgroep Digitale Systemen van T.U. Eindhoven de volgende doelstellingen:

2

Ten eerste het verschaffen van enig inzicht in het proces van het computer ondersteund (digitaal) elektronisch ontwerpen aan potentiele toepassers van elektronica.

Het leveren van een beschrijving van de rol die de omringende (niet elek­trotechnische) disciplines bij het specificeren, ontwerpen en produceren van elektronische produkten spelen of zouden moeten spelen.

Het verschaffen van discussiemateriaal dat gebruikt kan worden bij het selecteren van aandachtsgebieden die versterking behoeven binnen bedrijven of voor de selectie van onderzoeksactiviteiten in het multidisciplinaire veld van prod uk­tontwikkeling en produktieautomatisering.

Page 15: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

2 Probleemstelling

2.1 Aigemeen

Behalve de toenemende complexiteit van de produkten zelf zijn er een aantal verschijnse1en die het ontwerpen, produceren en op de markt brengen van (elektronische) produkten moeilijker maken:

1- De economische levensduur van een ontwikkeld produkt wordt korter. Er dient dus rekening gehouden te worden met een kortere terugverdientijd en de noodzaak tot het sneller ontwikkelen van nieuwe produkten.

2- De toenemende eisen op het gebied van functionaliteit, kwaliteit, veiligheid en milieu aan het produkt.

3- De toenemende eisen op het gebied van kwaliteit, veiligheid en milieu aan het bedrijf zelf en de procedures binnen het bedrijf. (Denk aan ISO 9(00)

4- De toenemende eisen van afnemers: snelle en nauwkeurige aflevering en service en met name in de industriele markt het doorberekenen van verliesposten bij het niet voldoen aan kontrakteisen.

5- De toenemende (buitenlandse) concurrentie. Hierdoor ontstaat de eis van optimaal en goedkoper te moeten produceren, hetgeen meestal meer grootschalige en automatische produktie inhoudt.

6- De eis van een sneller reactievermogen op veranderingen in de markt. Dit vraagt om het ontwikkelen van flexibele produkten. Voor de organisatie betekent het de eis van het snel beschikbaar zijn van gegevens over de status van allerlei processen in en buiten het bedrijf. Zoveel mogeJijk geintegreerde automatische informatieverwerking is hier het antwoord.

7- De noodzaak van het stapsgewijs invoeren van automatisering van het ontwerptraject, de logistiek, de marketing, de produktie, etc, heeft diverse gevolgen voor de organisatie. Er is behoefte aan personeel met kennis en kunde op het gebied van computers, programmatuur en computemetwerken. Werkwijze en overlegstructuren veranderen ingrijpend.

Om winstgevend te opereren moet in voldoende mate aandacht besteedt worden aan al deze punten gelijktijdig. In ieder geval voldoende goed ten opzichte van de concurrentie. De genoemde geJijktijdigheid is juist het managementprobleem waar de bedrijven voor staan. Een goede planning en een gestructureerde communicatie tussen alle delen van het bcdrijf en met aile partners builen het bcdrijf moet leiden tot het efficient parallel functioneren van alle activiteiten.

3

Page 16: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

2.2 Doel

Het doel van het onderzoek is het in kaart brengen van aspecten van de bedrijfsvoering, die te maken hebben met: 1- Het ontwerpen van de (micro)elektronica in produkten. 2- Het automatiseren van het ontwerptraject

Het bedrijf (en zijn co-makers, en toeleveranciers) wordt daarbij gezien als een verzameling van kenniscentra die allen expertise kunnen leveren. Deze moet op het juiste moment, namelijk bij het nemen van ontwerpbeslissingen, beschikbaar zijn. Een verder liggend doel is vervolgens aanwijzen waar, door het formaliseren van de verkregen informatie, ontwerpregels gevonden zouden kunnen worden.

De aanbevelingen voor vervolgonderzoek dat kan leiden tot het ontwikkelen en formaliseren van methoden en ontwerpregels hebben een tweeledig doe!. De toepassing van de resultaten dient te leiden tot een hogere kwaliteit van de produkten en een betere organisatie van de produktontwikkeling en innovatie. Maar bovenal kan vervolgonderzoek de basis vormen voor toekomstige verdergaande automatisering, die niet kan beginnen zander formele beschrijving van methoden en werkwijzen en ontwerpregels.

Tenslotte is getracht aan te duiden wat de gevolgen van deze benadering voor de organisatie en de overlegstructuren in het bedrijf kunnen zijn.

3 Gevolgde werkwijze

3.1 Aanpak

Om de beschikbare universitaire kennis omtrent het ontwerpen van diverse vormen van digitale systemen te plaatsen binnen de realiteit van industriele produktontwikkeling is een aantal interviews afgenomen. De bedrijven en instellingen die daaraan meegewerkt hebben zijn:

TNO-IPL Staalkat Moba B.V. Philips I&E Hopstaken Consultants Ingenieursbureau Van Drunen & van Dalen Frits Philips Institute for Quality Management

V oor het verkrijgen van informatie over specialistische onderwerpen is contact gezocht met diverse deskundigen. Een opsomming van allen die meegewerkt hebben is te vinden in de lijst van geinterviewden en in de adressenlijst. Aan de hand van aanbevolen literatuur of ter beschikking gesteld materiaal is tenslotte een grote hoeveelheid informatie

4

Page 17: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

verwerkt. Er is ook gebruik gemaakt van brochures en kleinere publikaties van alleriei instellingen, de adressen zijn vermeld in de adressenlijst, het materiaaJ is echter niet opgesomd in de Iiteratuuriijst, die veelal beperkt is tot de omvangrijkere beschikbare publikaties en boeken.

3.2 Relatie met andere activiteiten

Dit rapport is bedoeld als vertrekpunt voor al dan niet gezamenlijke nieuwe activiteiten van IPL (TUEiTNO) en de vakgroep DigitaJe Systemen (TUE). Door de vele relaties die de vakgroep en de schrijver onderhouden met instellingen en bedrijven die werkzaam zijn op het gebied van het bevorderen van en het kennis uitdragen over het digitaJe systeemontwerpen zijn er vele goede mogelijkheden om ook in ander verband door te werken. Ben aantaJ reeds lopende activiteiten van diverse organisaties en instellingen worden nu genoemd:

Centra voor Micro Elektronica (CME's) Adviezen, cursussen en publikaties op het gebied van elektronica.

HBO: PICO-plan Het reaJiseren van het onderwijs op hogescholen op het gebied van IC ontwerpen.

Holland Elektronika: Onderwijsgroep en diverse activiteiten gericht op bevordering van toepassing van elektronica.

NEHEM: Algemene introductiecursus Micro-elektronica in produkten ReaJisatie van een cursus over produktinnovatie m. b. v. elektronica.

Ministerie van Economische Zaken: ReaJiseren van stimulering van de toepassing van micro elektronica met behulp van diverse subsidie mogelijkheden en initiatieven.

Pedagogisch Technische Hogeschool Vernieuwing onderwijs, regulier en post-PTH onderwijs.

Vakgroep DigitaJe Systemen, Technische universiteit Eindhoven: Onderwijs en onderzoek op gebied van informatie en communicatietechniek. Ontwikkeling van computergereedschappen en methodieken. Diverse cursussen op het gebied van IC-ontwerpen, ASIC's en Programmeerbare Logica (UPL), Nascholing docenten HBO en MTO.

VMTS: PICO-MTO Activiteiten op het gebied van het vernieuwen van het MTS-onderwijs, D.w.z. een vertaJing van PICO naar MTO niveau.

5

Page 18: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

4 Domein beschrijving

4.1 Inleiding

Voor het uitvoeren van het onderzoek naar de samenhang van het elektronisch ontwerpen met de andere bedrijfsprocessen en disciplines is nodig om eerst een gebied af te bakenen.

1- Ret definieren van het begrip elektronisch ontwerpen.

2- Ret opsommen van de andere bedrijfsprocessen en disciplines die in relatie geb:racht zullen worden met het elektronisch ontwerpen.

4.2 Elektronisch ontwerpen

De nu volgende definitie van het begrip elektronica is overgenomen uit het 'Werkplan microelektronica in Nederland'

Elektronica: Al1e discrete of geintegreerde componenten en systemen die kunnen worden gebruikt voor invoer, uitvoer, opslag, transport, verwerking, bewerking of versterking van elektrische signalen.

Elektronische systemen worden meestal gerealiseerd als PCB (pCB = Printed Circuit Board) waarop discrete of geintegreerde componenten gemonteerd zijn. Complexe systemen worden opgebouwd als rekken met meerdere printpanelen. De communicatie tussen de borden wordt verzorgd door een achterpaneel (systeembus) of door een verbinding in de vorm van kabel of glasvezel.

De componenten kunnen standaard verkrijgbare componenten waaronder ic's zijn (IC = Integrated Circuit), of voor de toepassing ontwikkelde IC's. Deze laatste worden ASIC's genoemd ( ASIC = Application Specific IC). Tot de standaard componenten worden ook gerekend de programmeerbare componenten zoa1s de diverse processortypen en d'e UPLD's. (UPLD = User Programmable Logic Devices). De ASIC's zijn onder be verdelen in Gate Array's, Standard Cel1's en Ful1 Custom IC's, Lineaire Array's en hybride rea1isaties. Veel elektronische produkten bevatten ook software of zogenaamde firmware die op een flexibele wijze functionaliteit rea1iseert door toepassing van programmeertechnieken.

Ret realiseren van elektronische systemen inc1usief eventuele software kan in hoge mate ondersteund worden door computerprogramma's, wgenaamde EDA (Electronic Design Automation) rools.

6

Page 19: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

4.3 Raakvlakken van andere bedrijfsprocessen en disciplines met elektronisch ontwerpen

De raakvlakken zijn te ontdekken door het zoeken naar aile aspecten en eigenschappen van een produkt, die beschreven kunnen worden in een volledige produkt­specificatie. In de vonn van vragen wordt gezocht naar deze samenhang. Met deze vragen wordt het domein afgebakend. Bovendien geven ze een indruk van de werkwijze omdat deze vragen ook zijn gesteld in de interviews.

4.3.1 Marketing

Wat is de rol van de marketing afdeling om te komen aan ideeen en vervolgens aan een produktspecificatie? Wat is de rol van marktonderzoek? Wat is de relatie van de zogenaamde marketing mix met de produktspecificatie? Wat is daarin de servicestrategie?

4.3.2 Logistiek, inkoop

Hoe worden de afwegingen gemaakt voor inkopen of zelf produceren, of co-development? Heeft inkoop een relatie met specificatie en ontwerp? Wat zijn de specifieke problemen bij het industrieel inkopen?

4.3.3 Infrastructuur

In hoeverre wordt de produkt ontwikkeling beinvloed door de faciliteiten in de R&D omgeving en de produktontwikkelomgeving? Is er sprake van gespecialiseerde kennis en speciale laboratoria?

4.3.4 De organisatie

Waar beinvloed de organisatie de produktontwikkeling, wat is de organisatie rond produktontwikkeling en innovatie? Welke terugkoppelingen zijn in overlegvormen gefonnaliseerd? Wat is de rol van de kwaliteit van de organisatie in de produktontwikkeling? Welke gevolgen heeft de ontwerpautomatisering en geintegreerde bedrijfsautomatisering voor de organisatie?

7

Page 20: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

4.3.5 Menselijke factoren

Hoe wordt omgegaan met de menselijke aspecten zoals het samenstellen van een projectteam, de zorg voor opleidingen, uitbouw van specialismen in het eigen bedrijf, verspreiden van kennis en aanieren van nieuwe methoden en technieken?

4.3.6 Ergonomie

Wat is de rol van de ergonomie en de zogenaamde gebruikersinterfaces?

4.3.7 Kwaliteitsaspecten produkt

Worden de volgende aspecten opgenomen in de produktspecificatie en wat is hun invioed op het ontwerp? a- Testen en testbaarheid b- Veiligheid c- Milieuaspecten d- Onderhoudbaarheid e- Betrouwbaarheid f- Documentatie

4.3.8 Interactie met het mechanisch ontwerpen

Wat is de interactie tussen elektronisch ontwerp en vormgeving? Wordt de af­weging mechanische- en elektronische functionaliteit en de opdeling in hard- en software op abstract niveau gemaakt?

8

I ma~.ling I B Infraslrucluur I organisaliol R t D

branche specifi,ko technologie

lurldlsche aspect.n

slandardlsalle /;

produklie

eleldronlsch

sysleom

onlworpen

Informall. -lechniek

-[:::J ~~'Iil'ilS

L:ecten

mechanlsch onfwerp

Fig.1 Muitidisciplinair elektronisch ontwerpen

Page 21: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

4.3.9 De interactie met de informatietechniek

Hoe wordt de combinatie elektronica en software in het ontwerptraject efficient gereaiiseerd? Wat zijn de integratie en testproblemen?

4.3.10 Produceerbaarheid

In hoeverre speelt de produceerbaarheid van het produkt een rol bij de specificatie en wat is het gewicht daarbij van de volgende aspecten?:

Logistieke aspecten Produceerbaarheid van elektronica Produktieautomatisering Automatisering van het ontwerpen in relatie met produktie

4.3.11 Standaardisatie bij ontwerpen en automatiseren

Speelt standaardisatie een rol bij het ontwerpen? In hoeverre wordt er gebruik gemaakt van standaardisatie in de produktieautomatisering?

4.3.12 Juridische aspecten

Op welke wijze wordt er rekening gehouden met produktaansprakeJijkbeid, bestaande en/of nieuwe patenten en Iicenties? Welke rol spelen contracten en welke vormen zijn er van belang voor produktontwikkeIing?

4.3.13 Branche-specifieke technologie

Iedere branche of bedrijf beschikt over eigen expertise of technologie waarmee zij zich onderscheidt. Het karakteriseren van deze verschiIIen valt buiten het bestek van dit onderzoek.

9

Page 22: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

5 Het ontwerptraject van elektronische systemen

5.1 Diverse antwerptrajecten

Het ontwerptraject kan ingedeeld worden in fasen (stappen), waarbij atbankc!lijk van de rea1isatievorrnen en integratievorrnen verschillen optreden. Voordat deze stappen in detail worden beschreven, wordt kort en schematisch het verschil geschetst tussen ontwerpen met aileen discrete componenten, met combinatie soft- en hardware en met integratie van een deel van het systeem in een asic.

5.1.1 Het antwerp van een elektronisch systeem uit discrete componenten

Figuur 2 Toont het ver­eenvoudigde ontwerptraject voor het ontwerp met discrete componenten. Na de specifi­catie en systeemontwerpfase wordt een keuze gemaakt uit kant en klaar verkrijgbare componenten voor de implementatie. am simulatie toe te kunnen passen is een bibliotheek nodig van discrete componenten. Deze gegevens, gecombineerd met een struk­tuurbeschrijving van het ontwerp maken verificatie van het ontwerp m.b.v. simulatie mogelijk.

l ... J Ifomponenten I processoren II ASIC CI~ speciflcatie bibliotheek compilers bibliolb.eek

Voor realisatie en test is de keuze van de componenten­drager bepalend voor het verder af te leggen ontwerp­traject. In de integratie- en testfase worden de elektronische deelsystemen verenigd tot een geheel, het elektronische deel van het produkt.

10

, , systeem Ii antwerp decomnositie antwerp

elektronische modellen

I simulatie

I lealisatie en test

I systeem integratie en test (prototype) I . Fig.2 antwerp met discrete componenten

Page 23: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

5.1.2 Het ontwerp van een elektronisch systeem dat hardware en software integreert

Het on twerp traject voor systemen met processoren is complexer dan dat van elektronische systemen die aileen bestaan uit discrete componenten, omdat nu ook

specificatie componenten bibliotheek

sysi.eem- It onbrerp decompositie elektr0ni8ch

module onbrerp

simuIatie

realisatie en test

~

I processoren I I ASIC compilers biblio

I

+ software

r-'" module onbrerp

-----'--, I

----- _-1

compilatie en test

+ emulatie I

Cel theek

I systeem integratie en test (prototype) I

software nodig is om de functionaliteit te realiseren. In de fase van de decompositie moet gekozen worden voor het implementeren van functies in hard- of software. Zie figuur 3. Flexibiliteit , ontwikkeltijd, snelheid, en prijs spelen een rol bij het afwegen van de keuzemogelijkheden. Ais gebruik gemaakt wordt van geavanceerde ontwerpgereed­schappen dan is geintegreerde simulatie van hard- en softwaremodulen mogelijk. Ais een prototype qua hardware gereaiiseerd is dan kan het gedetailleerd testen van de software ondersteund worden door middel van emulatie. Met behulp van 'speciale apparatuur' kan daarbij het vlak van interactie van hard­en software nauwkeurig geobserveerd worden, wals interne gegevens in de Fig.3 Elektronisch ontwerp met integratie van hard- en

software processor.

5.1.3 Het ontwerp van een ASIC of UPLD

Ais vanuit de decompositie van het systeem en een haalbaarheidsstudie blijkt dat een deelsysteem geintegreerd kan worden in een ASIC, dan moet er een relatief ingewikkeld ontwerptraject afgeJegd worden, bij voorkeur parallel aan de ontwikkeling van de overige delen van het systeem. Voor een complexe ASIC begint het pad van systeemontwerp en decompositie bij de ASIC-specificatie als een hierarchische voortzetting van de systeemdecompositie. Zie figuur 5. Door het eventuele gebruik van een abstracte beschrijving in een hogere programmeertaa1 (HDL) kan het gedrag van het systeem gesimuleerd worden.Om het ontwerpproces te versnellen moet wveel mogelijk gebruik gemaakt worden van bibliotheekmodellen. Zie figuur 4. In de globale architectuur moeten, indien nodig, extra functionele blokken opgenomen worden om het ontwerp testbaar te maken. Voor digitale ASIC's voigt nu de logische ontwerpfase. Hierin maakt

11

Page 24: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

men gebruik van beschrijvings­methoden die dichter aansluiten bij gekozen implementatievormen, maar blijft in zoverre nog realisatie­onafhankelijk dat automatische minimalisatie uitgevoerd kan worden voordat de definitieve realisatiestruktuur vastgelegd wordt. Zoals na iedere ontwerpstap vindt, ook na het logisch ontwerp, verificatie door simulatie plaats. Na een globale timinganalyse, die na routering van de layout nog verfijnd moet worden, en een testbaarheidsanalyse, die beiden nog kunnen leiden tot veranderingen in de architectuur of de schakelingen, voigt de fabricagevoorbereiding van de chip.

Vaak wordt de stap van

fuJI cwm en

cell ontwerp

simuLalie 3 ,erifie,tie io«isch- . "

produclie d.ta Ic~,e~e;~fu.;;;;t:~ifi;; ~ layout Verifi"'~i.

'-::::-:7C •. rliogisch, eieldrisch to full custom production geometrisch, limine

plaatsing en routering (de Fig.4 ASIC on twerp traject layout) van de componenten in het IC uitbesteed aan de IC-fabrikant. Voor UPLD's zoals de programmeerbare Gate Array's is betaalbare software voorhanden om de layout zelf te doen. Ais de extra signaaivertraging ten gevolge van layout bekend is kan pas een reele timinganalyse gedaan worden. Na de layoutfase zijn aile gegevens bekend voor de produktie van de chip. Zowel produktie als testgegevens worden normaliter overgedragen aan de chip fabrikant. (UPLD's daarentegen kunnen in eigen beheer geprogrammeerd en getest worden). Bij dit ontwerptraject is uitgegaan van het ontwerpen met behulp van standaard cellen uit bibliotheken. In de praktijk zal het nogal eens voorkomen dat ASIC ontwerpen gedeeltelijk full custom zijn. Full custom ontwerpen is nodig bij het ontbreken van bepaa1de bibliotheekeiementen of bij een gemengd analoog digitaal ontwerp of bij een volledig analoge ontwerp. In figuur 4 is het full custom of cel-ontwerp aangegeven. Het layoutontwerp moet nu tot op transisbor-­niveau gebeuren. Dit vraagt wezenlijk meer kennis van de technologie en de speciale computergereedschappen. Simulaties die ook kijken naar elektrische eigenschappen en parameters moeten nu de nodige zekerheid verschaffen over de reaiiseerbaarheid van de schakeling binnen de specificaties. Het terugverta1en van layout naar schakeling is. ook een extra controle die bij full custom ontwerp altijd dient te gebeuren.

12

Page 25: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

~ marketin« ~ klanten I R&D I specifieke technologie

inbreD« Diel elektronische disciplines idee

componenten en software

1l 1[ JL bibliolheek processoren ASIC

~~ specificatie componenten + assemblers UPID schakelingen compilers bibliotheken

J(

systeemontnrp he JL JL , decompositie ontwerp ontwerp ontwerp • architecluur elektronische software ASIC ,

module module UPID I I I JL ~ ~ ~ • • PCB software ASIC • ontwerp, mel t eleklronische ontwerp onlwikkel ontwerp , snteem delen sntemen snteem Slsteem

JL JL JL JL

L functionale simulolia, fouf simulolie, timing simulotia, layout verificatie , • J[ JL JL JL I I realisatie Ie test realisatie & test realisaUe & test reaIisatie & test t documeniatie PCB's rekken I rrtware e) ASIC's • t mechanica, etc. verbindinren intemtie UPLD's I • .-X -JL K JL

systeem integraUe en test van prototypen

JL produktie voorbereidiD« en veelvoudi«e produldie en test

Fig.S Integraal elektronisch systeem ontwerp

13

Page 26: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

5.2 Samenhangende automatisering van het ontwerpen

Bij het ontwerpen van een complex elektronisch produkt zuBen de in de vorige paragraaf getoonde trajecten in het algemeen verenigd moeten worden. Figuur 5 tclOnt de samenhang wanneer met geavanceerde gereedschappen wordt gewerkt, die alle activiteiten simultaan kunnen ondersteunen en geintegreerde simulatie mogelijk maken.

De volgende stappen, die ook in figuur 4 gedeeltelijk zijn terug te vinden, komen als ontwerpfasen onafhankelijk van het gekozen realisatiepad steeds terug:

• Studiefase Ideci!n voor produkten genereren

Uit Technologie en research Uit marketing studie Opdrachten

Opstellen lijst van eisen Haalbaarheidsstudie

• Specificatiefase Systeemeisen formaliseren Testeisen Globale Architectuur

• Systeem ontwerp fase Systeem architectuur Systeem modelleren Simulatie en verificatie Realisatiekeuze en planning van de fysische afmetingen Modules ontwerpen Functionele testpatroongeneratie Timingsimulatie Floorplanning

• Realisatiefase (implementatiefase) Afbeelding op fysische werkelijkheid Modulerealisatie Moduletest Foutsimulatie en testpatroongeneratie

• Integratiefase Verenigen deelsystemen Test en validatie van complete produkt

• Produktievoorbereidingsfase

• Fase van veelvoudige produktie en kwaliteitsbeheersing

14

Page 27: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Het elektronisch ontwerpen kan in vrijwe1 alle fasen ondersteund worden door zogenaamde EDA (EDA = Electronic Design Automation) programma's. Er voigt nu een korte omschrijving van deze ondersteuning per fase.

5.3 De studiefase

Bij de automatiseringsgereedschappen in deze fase gaat het niet om de tekstverwerker voor het opstellen van eisen, maar vooral om de mogelijkbeden om ook informatie te verzamelen via netwerken en databases.

Hier gaat het om toegang tot: • De marketing gegevens van het interne bedrijfsinformatiesysteem • Gegevens van reeds bestaande eigen produkten • Gegevens van eventueel in te kopen produkten • Alle mogeJijke externe Databases en Bulletinboards

De 'desk research' kan met behulp van het beeldscherm gebeuren als de infrastructuur daarvoor voorhanden is. Een vereiste is kennis en ervaring van het gebruik van elektronische communicatie. Doordat werkstations de zichtbare tekst veelal kunnen verplaatsen naar eigen bestanden is het mogeJijk om zeer tijdbesparend informatie in een document te verzamelen of op te slaan voor later gebruik binnen het bedrijf. Ook de compact disk als datadrager zal in steeds grotere mate integreerbare informatie aandragen.

5.4 Specificatiefase gebruikefli interrace

--""" invoer

---;0 gegeveJlll

---;0 uiboer

verwerkilll Irandormatie verwerkilll

processing Lb.v. test en belroulI'baarheid

Structured Analysis en Structured Design technieken kunnen ondersteuning bieden bij het formeel specificeren van hard en software van een te ontwerpen produkt. Deze methoden ondersteunen ook het specificeren van 'real time systemen' door een gecombineerde methode (grafische representatie en tekstvorm, zie bijvoorbeeld Fig.6 Systeem benadering op abstract niveau

[Lit.1]), die scheiding maakt tussen dataverwerking en besturing.

;--""

Ais eerste benadering kan een systeem gezien worden zoals weergegeven in figuur 6. Het blok gegevens-transformatie representeert nu het feiteJijke functionele gedrag en kan zelfs op dit niveau al gehee\ gedecomponeerd worden tot parallelle processen, waarvan het gedrag in detail gemodelleerd kan worden. Een gevaar in het gebruik van deze geavanceerde computergereedschappen is het afleiden van de gebruiker van het echte doel

15

Page 28: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

n1.: op tijd een specificatie leveren. Het gaat namelijk om hierarchisch methoden, 'Naarbij het vrij is om te kiezen hoeveel niveaus dat er gehanteerd worden en tot welke ma te van detaillering men gaat. Een tussenvorm kan zijn om een slechts een deel te specific::ren met een dergelijke methode b.v. complexe functies. Een groot gebrek bij aile bestillilde methodieken is dat deze zich beperken tot functionele specificatie, terwijl een spec ificatie aile mogelijke aspecten van een produkt rou moeten dekken.

5.5 De systeemontwerpfase

In de systeemontwerpfase gaat het erom om een (nog roveel mogelijk implementatieonafhankelijk) model te maken van het systeem dat geverifieerd kan worden. De implementatieonafhankelijkheid is in deze fase van belang om ro lang mogelijk vrijheid te houden om te kiezen voor de meest economische oplossing. Ret systeemontwerpproces begint met de decompositie. (Decompositie = het verdelen van een systeem in blokken of parailelle processen die bij elkaar behorende functies groep<;!ren). Door roveel mogelijk abstractie te handhaven wordt overzicht behouden. Een hogere beschrijvingstaal, een HDL (HDL = High Level description Language) stelt de ontwerper in staat om een systeem hierarchisch te beschrijven en te simuleren. De software in de hogere prijskJasse is in staat om modellen van diverse hierarchisch niveaus samen te simuleren. Dus bijvoorbeeld een combinatie van HDL modellen, elektrische schema's, UPLD's en zelfs fysische hardwaremodulen. De voordelen in een groot project zijn evident. Onafhankelijk van de fase van voltooiing van diverse modulen kan de samenwerking ervan geverifieerd worden. Een sterk opkomende HDL is VHDL (VHDL = VHSIC Hardware Description Language), (VHSIC = Very High Speed IC). De taaJ VHDL is erkend als IEEE Standaard 1076-1987. Structuur beschrijving is in VHDL mogelijk in de taaJ zelf, zodat schema's in principe gemist kunnen worden. In de praktijk van het systeem ontwerpen wordt echter nog veelvuldig gebruik gemaakt van schf.ma­invoer eventueel samen met HDL modellen. In de systeemontwerpfase worden belangrijke ontwerpbeslissingen genomen die bij wijziging later grote consequenties hebben door: • De verdeling van functies in groepen (decompositie naar blokken of modules) • Floorplanning (Floorplanning = het inschatten van de plaatsbaarheid van die

systeemdelen op een oppervlak). • De architectuur keuze voor het bereiken van testbaarheid. • De architectuur keuze voor het bereiken van betrouwbaarheid.

Er is een grote keuze aan gereedschappen voor het ondersteunen van het elektroni sch ontwerpen. Zij maken het controleren van de genomen ontwerpbeslissingen mogeUjk aan de hand van modellen. Daarbij blijft echter het eigenlijke ontwerpproces nog steeds de taak van de ontwerper, namelijk de kunst van het creeren van een architectuur. De ontwikkelingen op het gebied van Silicon Compilers voor IC-ontwerp lijken ook .:en dee) van dit proces over te gaan nemen. Nu kunnen reeds diverse typen architecturen automatisch gegenereerd worden uit een HDL beschrijving. We spreken van Silicon Compilatie als het gehele pad naar layout en IC-produktie dan verder automatisch verloopt. Een nadeel van beschikbare technieken zal voorlopig nog zijn dat er weinig interactief ingrijpen mogelijk is, zodat een oplossing, die niet optimaal is voor ee!l bepaald aspect, niet altijd gewijzigd kan worden.

16

Page 29: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

5.6 De realisatiefase

In de realisatiefase wordt gewerkt naar het vervaardigen en testen van de diverse modulen in de gekozen implementatietechniek.

Voor digitale systemen moet een 'Iogisch ontwerp' gemaakt worden van poorten of meer complexe bibliotheek-componenten of schema's (zogenaamde cell en of macro's). UPLD's en ASIC's kunnen relatief snel gerealiseerd worden vanuit schema's, HDL­beschrijvingen, statemachine beschrijvingen, waarheidstabellen of logische vergelijkingen. Deze beschrijvingen kunnen veelal door elkaar gebruikt worden. Het automatisch genereren van een digitale schakeling uit een verzameling beschrijvingen heet automatische logische synthese. Automatische testpatroon generatie voor digitale (sequentiele en combinatorische) systemen is beschikbaar. Ook testpatroongeneratie voor PLA's en geheugens is niet altijd voorhanden, zij vragen een eigen teststrategie.

He! analoog ontwerpen is minder ver geautomatiseerd. De eigenschappen van analoge schakelingen worden in hoge mate bepaald door de begrenzingen van de componenten, zoals onnauwkeurigheid, ruis, traagheid, niet-lineariteit, spanning-, stroom- en vermogensgrenzen. Gelukkig is er wei ondersteuning voorhanden in de vorm van software die simulaties en analyses kan uitvoeren. Voorbeelden zijn: functionele simulatie, ruisanalyse, fourieranalyse, DC-analyse, gevoeligheidsanalyse, AC-analyse, transientanalyse en Monte-Carlo analyse.

Door goed gebruik van al deze gereedschappen kan nu een verantwoorde componentenkeuze plaats vinden. Het ontwerpen van de drager van de elektronische componenten, PCB of Hybride, wordt ondersteund door pcb ontwerp- en simulatie­software. De mogelijkheden om volledige simulaties uit te voeren hangt af van de beschikbaarheid van componenten-modellen-bibliotheken en de mogelijkheden om bijvoorbeeld microprocessoren (met bijbehorende software), ASIC's en UPLD's mee te simuleren. Van grote componenten moeten simulatiemodellen vaak apart gekocht worden. Voor omvangrijke tijdrovende simulaties zijn ook Hardware simulatie accellerators (versnellers) verkrijgbaar. Door simulatie kan grote tijdwinst en kostenreduktie bereikt worden bij de vervaardiging van de nulserie of prototypes. Bovendien wordt bij deze werkwijze goede, bruikbare en overdraagbare documentatie afgeleverd.

5.7 De integratie- en testfase

In deze fase worden alle gerealiseerde modules bijeengevoegd. De systeemontwerp benadering met gebruik van simulatie en verificatie moeten mogelijk maken dat meteen een werkend systeem ontstaat (prototype). Het vergelijken van het totale gerealiseerde produkt met het uitgangspunt, de specificatie, wordt validatie genoemd. Het testen van het prototype moet voorbereid zijn in de vorige fasen. Hierbij worden testvectoren en testprogramma's voor verschillende soorten tests toegepast, zoals functionele test, elektrische test en produktietest of go/nogo-test. Bij de functionele test gaat het om het valideren van de gespecificeerde functionaliteit van het produkt. De e1ektrische test omvat het meten van allerlei elektrische parameters en elektrische eigenschappen van het produkt. Deze gegevens kunnen ook gebruikt worden

17

Page 30: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

om het produkt te karakteriseren en te specificeren naar de klant. De produktietest is bedoeld om met een minimale inspanning en een zo hoog mogelijke scoringskans vast te stellen of een produkt goedgekeurd of afgekeurd moet worden voor overdracht naar de volgende bedrijfsprocessen (bijv. assemblage of verpakking). Vaak wordt hiervoor een autornatisch gegenereerde test met een hoge dekkingsgraad toegepast. Deze test is -/aak afgeleid van de structuur van het produkt en heet dan structurele test. Deze test is meestal niet geschikt om een foutoorzaak te lokaliseren. Daarvoor is vaak een combinatie en analyse nodig van alle beschikbare testresultaten. Het lokaliseren van problemen h belangrijk in de prototype fase en bij service of reparatie.

Naast de hier besproken test zijn er nog andere tests die uitgevoerd moeten wordell. Deze test worden besproken in het hoofdstuk over kwaliteit. Ben aantal tests wordt besproken in paragraaf 12.2.

5.S Planning en management

Behalve de beschikbare algemeen bruikbare software voor planning van bedrijfsprocessen en projecten is er in het EDA traject behoefte aan speciale hulpmiddelen. V ooral als meerdere medewerkers of toeleveranciers in een projecl samen werken ontstaat er een grote hoeveelheid informatie die beheerd moet worden. De data, die in een database of in een boomstructuur van files verenigd wordt, moet qua wrsies, mate van voltooiing en modificaties nauwkeurig geadministreerd worden. Zogenaamde Fran.leworks waarin alle beschikbare software gestructureerd kan worden kunnen een ondersteuning bieden voor het management. Deze management ondersteuningsfuncties worden bijvoorbeeld op de markt gebra,;ht onder namen als: Design Management Environment, Decision Support System, Design Database Management System. (Voorbeelden ontleend aan Falcon framework varl Mentor Graphics)

De planning een produktontwikkeling wat betreft personeel, uren en budget lean ondersteund worden met gespecialiseerde tools. Er is meestal geen geautomatisee.rde relatie met de EDA tools en ook niet met het bedrijfsinformatiesysteem dat de fillanciele administratie bevat. Dit betekent helaas het weer opnieuw invoeren van gegeven~: die elders binnen het bedrijf al in een computer ingevoerd zijn.

5.9 Diverse soorten simulaties en bibliotheken

Tijdens de interviews bleek dat in de huidige bedrijfspraktijk standaardoplossingen vaak niet gesimuleerd worden. Wei delen van het ontwerp waar problemen te verwachten zijn. Zo probeert men te optimaliseren tussen tijd en risico. Buiten kijf staat dat door simulatie tientallen procenten besparingen behaald kunnen worden vooral door v.!rkorten van de ontwerptijd, het verminderen van het aantal prototypen, en het verkrijgeT; van meer kwaliteit.

18

Page 31: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Het ontwikkelen van gedragsbeschrijvingen is inderdaad tijdrovend en dit kan kritisch afgewogen worden tegen de conventionele ontwerpmethode. Als de complexiteit van een te ontwerpen systeem niet meer te overzien is wordt computer ondersteuning voor gedragssimulatie op abstract niveau een noodzaak. Een combinatie van schema's en gedragsbeschrijvingen maakt het mogelijk om altematieve architecturen te ontwikkelen en te beoordelen. Bibliotheken met HDL modellen kunnen dit traject aanmerkelijk versnellen.

Bij het elektronisch ontwerpen in de industrie hebben de elektrische schema's als representatievorm nog vaak de voorkeur hoven de nu beschikbare hoog niveau beschrijvingstalen, zoals VHDL. Het reeds beschreven ontwerptraject omvat in de praktijk vele stappen en verificatiemomenten. Er zijn diverse al dan niet geintegreerde bibliotheken nodig om alle soorten gegevens beschikbaar te hebben voor de programma's die het ontwerptraject ondersteunen. Soorten bibliotheken: • component symbolen • component behuizingen • HDL modellen • Logische modellen • Fout modellen • Architectuurmodellen, schema's, macro's • Layout modellen • Vervangingsmodellen • Standaard cellen • Timingmodellen Alle mogelijke parameters en waarden die componenten karakteriseren kunnen afhankelijk van de software op diverse niveaus in bibliotheken of databases in de vorm van lijsten van zogenaamde attributen beschikbaar zijn of aangebracht worden.

5.10 Produktie

Het probleemloos overdragen van alle noodzakelijke gegevens naar de produktie is alleen mogelijk door gedurende het gehele ontwerptraject produktiedeskundigen te betrekken bij de ontwikkeling van het prototype. Men kan dan anticiperen op realiseerbaarheid, efficiency en het beperken van uitval. Men moet rekening houden met de mogelijkheden van beschikbare produktieautomaten. In het hoofdstuk over produceerbaarheid wordt hier verder op in gegaan. De produktievoorbereiding en planning valt buiten het bestek van dit rapport. Produktiedata wordt overgedragen in de vereiste dataformaten. Vooral software, die conversies van formaten realiseert, blijkt vaak niet onder alle omstandigheden te werken. In het produktievoorbereidingstraject moet hier dan ook veel aandacht aan besteed worden. Met name bij nieuwe investeringen moet gelet worden op het zoveel mogelijk voldoen aan standaarden en het op elkaar passen van ontwikkel- en produktiefaciliteiten. Binnen het bedrijf zelf kan uiteraard ook gestandaardiseerd worden op bepaalde protocollen. Tenslotte moet rekening gehouden worden met investeringen in protocoIconverters indien er geen andere oplossing is.

19

Page 32: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

6 Marketing

6.1 Inleiding

In hoofdstuk 4, de domeinbeschrijving zijn over de samenhang tussen elektronisch ontwerpen en marketing de volgende vragen geformuleerd:

• Wat is de rol van de marketing afdeJing om te komen tot ideeen en vervolgens tot een produktspecificatie?

• Wat is de rol van marktonderzoek?

• Wat is de relatie van de zogenaamde marketing mix met de produktspecific'atie?

• Wat is daarin de servicestrategie?

Uit het brede gebied van de marketing kon slechts een beperkt aantal aspecten oPI:enomen worden. Dit hoofdstuk is verdeeld in de volgende drie paragrafen:

1- Marketing en produkt ideeen genereren 2- Marktonderzoek en haalbaarheidsonderzoek 3- Marketing mix en specificatie

6.2 Marketing en produkt-ideeiin genereren

Het produceren van ideeen voor nieuwe produkten is een voortdurend aanwezig probleem. Met ideeen wordt hier bedoeld zowel ideeen voor nieuwe produkten al!; voor wijzigingen van produkten. Ais het dan gaat om rendement dan worden bijvoorbedd aanta1len genoemd van slechts 1 goed idee op 300 onbruikbare. Dit betekent dus dat zeer veel ideeen geevalueerd moeten worden om "het idee" te vinden. Daarom dienen ,roveel mogeJijk mensen in een organisatie mee te denken om ideeen te genereren. In figllur 5 zien we als bron voor ideeen de marketingafdeJing met de konta1cten naar de klanten. Uiteraard komen ook produktideeen uit de niet elektrotechnische disciplines die bijdragen aan de produktontwikkeling. Naast marketing en klanten staan blokken die in de r raktijk vaak de ideeen leveren: Research en Development afdeJing of ontwikkelingen van buiten in de specifieke technologie die in een produkt verwerkt is. We spreken dan van 'Technology Push'.

In de praktijk van de elektronica toepassende bedrijven wordt deze kracht als de grootste genoemd. Vaak gaat het dan over nieuwe ontwikkelingen op basis van bestaande produkten. De rol van marketing is dan het verkennen van de markt voor zo'n nieuwe produktvariant. Cok het verzarnelen van informatie over de activiteiten en plannen van de concurrenten wordt genoemd. Verder bestaan er marketing technieken als brainsoc.rmen, enqu~tes, panels van deskundigen of klanten, desk- research etc, om aan nieuw materiaal te komen.

20

Page 33: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

De rol van marketing bij het genereren van produktideeen, men spreekt van 'Market Pull' als de ideeen uit de marldvraag afgeleid kunnen worden, zou belangrijk vergroot kunnen worden indien de houding en kennis van de marketiers meer innovatie-gericht zou worden. In gesprekken met verkopers, met name van hoogwaardige technische produkten die elektronica en of software bevatten, is vaak een gemis merkbaar aan systeemdenken. Toch zijn zij belangrijke voelhorens van het bedrijf in de markt. Bij het analyseren en formuleren van toekomstige markteisen is het nodig om gestructureerd te denken over de bestaande produkten en met afnemers te communiceren over nieuwe functionaliteit. Figuur 6 toont een zeer globale systeembenadering. De aspecten als gebruikersinterface, input en output eisen (met eventuele bijbehorende standaardisatie eisen), onderhoudseisen kunnen via zo'n benadering gestructureerd besproken en in kaart gebracht worden, overa! waar dit maar enigszins mogelijk en zinvol is. Meestal beperkt de kennis en informatieoverdracht zich ten onrechte tot prijs en globale functionaliteit. Men is vaak niet eens in staat een blokschema te tekenen van de functionaliteit van het produkt, en kan niet formuleren welke interfaces er zijn naar andere produkten. Dit heeft waarschijnlijk ook te maken met een gebrek aan systeemdenken bij de afnemers.

Wei wordt onderkend, dat een keuze maken uit complexe produkten steeds moeilijker geworden is. Kortom, er is een pleidooi nodig voor opleiding en bijscholing van commercieel personeel. De extra eisen zouden zo geformuleerd moeten worden dat men in staat is produkten binnen hun toekomstige omgeving te zien als systeem. Men moet kunnen inschatten en de klant overtuigen dat een produkt een passende oplossing is voor het probleem van de klant. Bij modeme communicerende elektronische produkten betekent dit kennis van interfaces, standaarden, compatibiliteit en overdraagbaarheid naast functionaiiteit. Ook moet men gevoel ontwikkelen voor de mogelijkheden van beschikbare technologie. Er kan relatief goedkoop en flexibel veel meer functionaliteit in elektronica gereaiiseerd worden dan men vermoed. Tenslotte is het goed om mogelijkheden te zien van nieuwe beschikbare technologie in een ongebruikelijk toepassingsgebied' wanneer er gedacht wordt aan diversificatie.

6.3 Marktonderzoek en haalbaarheidsonderzoek

Met name echt nieuwe produktideeen brengen grote risico's binnen een bedrijf. V oora! als het gaat om relatief grote investeringen om het produkt en de markt ervoor te ontwikkelen. Ben grondig haaibaarheidsonderzoek en daarbij hoort uiteraard marktonderzoek blijkt de succeskans voor een nieuwe ontwikkeling aanmerkelijk te vergroten.

Marktonderzoek is specialistisch werk dat vaak uitbesteed wordt. Indien gedegen uitgevoerd kan het een zeer grote kostenbesparingen opleveren in het on twerp en produktie traject en een veel grotere kans op succes. Ben juist geschat produktievolume en de bijbehorende kostprijs, heeft zeer grote invloed op ontwerpkeuzen (Ook inkoopmogelijkheden moeten hier aI een rol spelen, hier wordt later op terug gekomen). De keuze voor een bepaaide reaiisatietechniek, bijvoorbeeld een ASIC of een discrete oplossing, is aileen met behulp van marktgegevens verantwoord te maken. De eenmalige NRE-costs (NRE costs= Non Recurring Engineering costs) kunnen in de grootte orde van tientallen duizenden tot honderdduizenden guldens liggen. Deze kosten moeten

21

Page 34: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

terugverdiend kunnen worden op een redelijk aantal produkten op een niet te lange tennijn.

Marktonderzoek kan antwoorden geven op de volgende vragen: 1- V oor welk marktsegment is het produkt bedoeld? 2- Wat is het totale volume van de markt? (ook export?) 3- Hoeveel produkten kunnen wij in deze markt afzetten? 4- Wat mag het produkt dan kosten? 5- Is het distributie apparaat geschikt voor de marketing van dit produkt'1 6- Wat is de slagkracht van de concurrenten? 7- Wanneer moet een produkt uiterlijk op de markt komen? 8- Hoe is de geplande produkt-life-cyc1e?

I!lIlntallen inkolDBten

l onhill:.Ung lntrodueti~

verUes

Flg.7 De produktlevenscyclus

grool

~----- ...... "- , product­VIIIrniatlwing

--_0 tijd

Met name de toepassing van ASIC's is vaak pas rendabel bij het afnemen van grote aanta11en. (Het produceren met dure matrijzen is een analoog werktuigbouwkundig voorbeeld.) Daarom moet men ramen hoe lang een produkt verkocht za1 kunnen worden. De raming van de produktlevenscyclus (Product-Iife-cyc1e) betekent het schatten van de totale verkoop vanaf de introductie tot vervalfase van het produkt. De elkaar snel opvolgende veranderingen in de chiptechnologie kunnen er toe leiden dat een chip na enige tijd niet meer leverbaar is volgens de oude specificaties. Ook hiertegen kan men zich indekken door een voorraad aan te leggen. De risico's zijn duidelijk. De trend is dat de levensduur van een produkt vaak onverwacht korter wordt dan geraamd. Men blijft dan zitlen met onverkoopbare voorraden.

Bij het vastJeggen van een gebruikersinterface kan "Fast prototyping" gebruikt worden om de gebruikersinterface van het te ontwerpen produkt te toetsen aan de wensen var_ afnemers en deskundigen op het gebied van marketing en ergonomie.

22

Page 35: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Ook de mogeJijke kwaIiteitseisen, onderhoudbaarheidseisen, omgevingseisen en functionele eisen moeten geinventariseerd worden. Het opstellen van de produkt­specificatie en het verrichten van haaIbaarheidsstudie en marktonderzoek is niet van elkaar te scheiden. Een goede samenwerking moet leiden tot een haaIbare specificatie voor een commercieel optimaaI produkt. De complete haaIbaarheidsstudie beperkt rich niet tot de hier genoemde door marketing te formuleren commerciele eisen maar richt zich natuurIijk ook sterk op de technische haaIbaarheid in relatie met ontwikkeltijd en kosten.

In figuur 7 is de produktIevenscyclus afgebeeld. Merk op dat de terugverdienkansen aIleen optimaaI zijn in de beginfase van de levenscyclus. Dit wi] zeggen dat een produkt snel op de markt moet zijn. Liefst sneller dan de concurrenten. Het inschatten van de technische haaIbaarheid en de ontwikkeltijd zijn dan ook van groot commercieel belang. Yerderop in dit hoofdstuk wordt besproken wat dit betekent voor de specificatie van een produkt.

Overigens moet de doelstelling van het marktonderzoek niet te eng opgevat worden. De vraag die in feite gesteld moet worden is of het produktidee opgepakt moet worden door het bedrijf als geheel, ja of nee. Daarbij speeIt dan niet aIleen de vraag of een produkt winst kan brengen. De vraag moet verruimd worden tot: past dit produktidee bij ons bedrijf. Daarbij moet getoetst worden of het produkt past bij de missie en de strategie van de organisatie? Past het produkt bij het bestaande of gewenste imago, en biedt het voldoende toekomstperspectief?

De haaIbaarheidsstudie bestudeert tenslotte nog een grote hoeveelheid extra aspecten, die bekend moeten zijn voordat men groen licht mag geven. Naast commerciele vragen zijn er aItijd technische vragen in samenhang met de kosten en investeringen, die eventueel nodig zij n. Hier moet ook de relatie gelegd worden met de produceerbaarheid en automatiseerbaarheid van de produktie. De mate van automatisering van de produktie heeft grote invloed op de produceerbaarheid van een ontworpen produkt. Het is de geraamde seriegrootte die zaI bepaIen of er sprake zaI zijn van massaproduktie of dat er gebruik gemaakt moet worden van flexibele produktiemiddelen voor kleine series. Dat dit aIles grote consequenties heeft voor de planning, inkoop en instaIlatie van produktiemiddelen is duideJijk. Afuankelijk van de produktiemiddelen worden eisen gesteld aan het ontwerp van de produkten. AI deze aspecten samen hebben grote invloed op de kostprijs van het produkt en dus de haaIbaarheid om het produktidee tot een succesvol produkt te maken.

6.4 Marketing-mix en specificatie

Na het vergaren van aIlerlei informatie van binnen en buiten het bedrijf komt er een moment waarop de specificatie voor het produkt vastgelegd gaat worden. Dit is hierooven besproken. Parallel aan de produktontwikkeJing moet echter een grote hoeveelheid marketingwerk verzet worden. De instrumenten die een organisatie kan gebruiken bij de marketing van haar produkten wordt 'marketing mix' genoemd. Het vroegtijdig bepaIen van een marketing mix strategie is nuttig. Een aantaI aspecten heeft

23

Page 36: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

invloed op de specificatie. De volgende marketing mix aspecten worden nu achtereenvolgens besproken in hun relatie met de specificatie:

• Produkt • Prijs • Promotie • Distributie • Service • Personeel

ProdUkt: Er is al gesproken over het formuleren van de eigenschappen van het produkt zelf. Deze moeten echter getoetst worden aan hun plaats binnen het assortiment. Hierdoor kunnen eisen als te luxe of juist als onvoldoende herkend worden. Ook kan gekozen worden voor ingebouwde flexibiliteit voor produktvarianten. De kwaliteitscriteria bepalen of in de produkteisen al dan niet eisen zijn opgenomen over ingebouwde faciliteiten om te testen, te repareren of fouten te melden aan de gebruiker. Deze dsen zullen voor wegwerpprodukten heel anders liggen dan voor duurzame investeringsgoederen. Andere zaken die een ro1 spelen zijn merkenpolitiek, vormgl~ving, verpakking, gebruiksaanwijzing, begeleidende cursussen, etc. Met name vormgevbg kan belangrijke invloed op specificatie en ontwerp hebben, denk bijvoorbeeld aan miniaturisatie. In de transactieprijs van complexe produkten kunnen ook cursussen voor gebruikers en onderhoudspersoneel begrepen zijn. Het cursusmateriaal moet dan uiteraard ook gespecificeerd en ontwikkeld worden. Ben goed beleid op dit gebied kan veel problemen en vragen van afnemers en zelfs schade voorkomen. Het is dus zeker (10k een strategisch onderdeel in het totale kostenplaatje en de produktfilosofie.

Prijs: Het gehele beleid ten aanzien van prijs, marges, kortingen en financiering bepaalt samen met de verwachte seriegrootte en de financiele draagkracht van de organisatie wat de mogelijke investeringen en risico's zijn bij de produktontwikkeling. Zoals reed! betoogd heeft dit grote invloed op ontwerpbeslissingen die grote NRE kosten meebrengen. Bij produkten die tijdens het gebruik ook tot kosten voor de afnemer lei den is het van belang om een strategie te kiezen voor de verhouding transactieprijs (aanschafprij:.) I exploitatieprijs (bijvoorbeeld onderhoudsprijs). Ben lage marge op de verkoopprijs kan bijvoorbeeld acceptabel zijn als deze gecompenseerd worden door het verkrijgen van lucratieve onderhoudscontracten. Of deze lucratief kunnen zijn hangt af van de servicestrategie die al begint in de produktspecificatie. In de produktspecificatie wordt dan een keuze gemaakt voor de extra voonieningen voor betrouwbaarheid en repareerbaarheid. Deze kunnen echter ook de verkoopprijs aanmerkelijk verhogen en daardoor het produkt onverkoopbaar maken. Vandaar dat er zorgvuldig een strategie gekozen moet worden. Het opzetten en onderhouden van een snel en betrouwbw' service apparaat kan hoge kosten met zich mee brengen. De prijs die dit moet kosten kan voor de afnemer het accent van de kosten verschuiven van de aanschafkosten naar de exploitatiekosten. Vanuit het standpunt van concurrentie moet een produkt liefst op zowel de aanschafprijs als de exploitatieprijs beter scoren dan anderen.

Promotie: De promotie-activiteiten staan veelal los van de produktontwikkeling. Behter de eis om op een bepaalde manifestatie (beurs) een produkt te introduceren kan leiden tot een keiharde deadline, die bepaalde technische keuzen (met een langer

24

Page 37: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

ontwikkeltraject) onmogelijk maken. Het ontwikkeltnYect lean dan zelfs vaak over twee paden lopen, een haastige weg naar een minder optimaal prototype en een tweede weg naar een economisch optimaai produkt. Op de tweede weg lean uiteraard dankbaar gebruik gemaakt worden van de eerste ervaringen met het prototype. Zo bieden bijvoorbeeld UPLD's en microprocessoren goede mogelijkbeden voor flexibele prototyping zelfs als al bekend is dat er een ASIC realisatie komI. Sommige UPLD's, de rogenaarnde PGA's (pGA = Programmeerbare Gate Array), !runnen, nadat het ontwerp gerealiseerd is in een UPLD, door dezelfde fabrileant aan de hand van het bestaande ontwerp in een ASIC gerealiseerd worden. Grote bedrijven ontwikkelen zelfs IC's in stappen van minder optimaai in oppervlak, maar snel op de markt, naar meer optimaai in een latere fase. Een voorbeeld is de ontwikkeJing van IC's voor een relatief duur consumentenartikel, wals HDTV (HDTV = High Definition Television), dat onder grote tijdsdruk ontwikkeld moet worden en waarvoor een grote markt voorzien wordt.

Distributie: Bij complexe produkten die vee! aandacht vragen qua service en voorlichting is een extra goede distributiestrategie noodzakeJijk. De bestaande strategie van een bedrijf ten aanzien van distributie zal men niet direct wensen te wijzigen. Voorai bij het introduceren van complexe produkten dient men in het distributie leanaai over voldoende kennis te beschikken om dit te !runnen. In de haaibaarheidsstudie moet bier al aandacht aan besteed worden. Indien er een duideJijke breuk met het verleden optreedt lean herbezinning op de distributiestrategie nodig zijn, het produkt moet passen bij de verkooporganisatie. De gemaakte keuzen hebben invloed op kostprijs, marges en serviceveriening. Voorbeelden van dergeJijke kostenfactoren: het opleiden van commercieel personeel, het wijzigen van de distributie structuur, of het overgaan tot export om massaproduktie te !runnen rechtvaardigen. Als het beschikken over een eigen verkoopapparaat te duur is, wat voor het MKB (MKB = Midden- en Kleinbedrijf) nogal eens het geval kan zijn, dan kan dit dus consequenties voor de haaibaarheid van een gespecificeerd produkt.

Service: Het kiezen van een servicestrategie heeft in de eerste plaats te maken met het 800rt produkt. Het maakt een groot verschil of we te maken hebben met wegwerpartikelen, consumentenartikelen, duurzame goederen of duurzarne produktiemiddelen met zeer hoge veiligheidseisen en betrouwbaarheidseisen. De service die een leverancier kan bieden kan varieren van vervanging van wegwerpartikelen tijdens de garantieperiode tot gegarandeerde reparatie binnen enkele uren. De moderne techniek biedt zeer veel technische oplossingen om produkten betrouwbaarder en repareerbaar te maken. In duurdere auto's zien we bijvoorbeeld dat gevaar mondeJing gemeld wordt door elektronica die lean spreken. Het is mogelijk om via een telefoonlijn een apparaat te testen en fouten te lokaiiseren ("remote diagnostics"). Apparatuur kan zichzelf voorlopig repareren en dit melden zodat een definitieve reparatie uitgevoerd kan worden. Het is mogeJijk om intern de opgetreden fouten en de bijbehorende status van het systeem bij te houden (errorlogging en statuslogging). De gekozen technische oplossing bepaaIt mede de kosten van de service en de kostprijs van het produkt. De strategie t.a.v. transactieprijs I exploitatieprijs zal hier bepalen hoe de specificatie van het produkt ten aanzien van deze aspecten eruit ziet. In het hoofdstuk over kwaliteit wordt hierop ingegaan. Er wordt nu verder niet ingegaan op alle denkbare varianten van eigen serviceorganisatie tot reparatie door de klant of de distributeur.

25

Page 38: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Personeel: Produkten die elektronica en software bevatten kunnen zodanig complex zijn dat er hogere eisen gesteld moeten worden aan het personeel dat de marketing verzorgt. In paragraaf 6.1 is al betoogd dat er een verandering naar systeemdenken plaats moet vinden. Met name bij industriele verkopers en inkopers is her- en bijscholing aan de orde. Als het produkt dat men wil verkopen in feite een dienst is dan is personeel een van de belangrijkste aandachtspunten.

7 Logistiek. inkoop

7.1 lnleiding

De rol van de inkoopfunctie in het produktieproces is goed bekend. Door de aandacht voor de logistiek en toepassing van betere en kostenbesparende methoden, zoals bijvoorbeeld 'Just in time' , is er veel bereikt voor economisch produceren. Het ontwerptraject en specificatietraject heeft ook te maken met inkoop. Het betrekken van de inkoopspecialisten in de eerste fase van de produktontwikkeling is een van de vele mogelijkheden voor parallel en kostenbesparend werken. Betoogd zal worden dat een goed begrip voor elkaars mogelijkheden, problemen en werkwijze het contact tussen ontwikkelaars en inkopers kan bevorderen.

De vragen die in de domeinbeschrijving gesteld zijn staan hier nog eens opgesomd: • Hoe worden de afwegingen gemaakt voor inkopen of zelf produceren, of C(Jo­

development? • Heeft inkoop een relatie met specificatie en ontwerp? • Wat zijn de specifieke problemen bij het industrieel inkopen?

Het zal blijken dat er een belangrijk verschil is tussen het conventionele inkopen en het inkopen van complexe produkten in het kader van produktontwikkeling met moderne elektronica. Er is bijna altijd sprake van het inkopen van een combinatie van produkten en diensten. Dit vraagt een geheel andere aanpak, want in feite is het inkopen van produkten nu automatisch ook een uitbesteding geworden. In hoofdstuk 9 over de organisatie wordt hierop teruggekomen.

7.2 Inkopen. zelf produceren. co-development

Het ontwerpen en produceren van complexe produkten voor een concurrerende prijs betekent bijna altijd dat men ook te maken heeft met het inkopen van allerlei halffabrikaten en systeemdelen, ontwikkelgereedschappen en testapparatuur. Daamaast kunnen investeringen in produktiemachines nodig zijn.

Bij grote en middelgrote bedrijven is een trend waameembaar naar het uitbesteden van zaken, die andere bedrijven beter en goedkoper kunnen. Het vergelijken van de interne kostprijs met een prijs op basis van offertes van toeleveranciers is niet altijd voldoende

26

Page 39: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

informatie om verantwoorde beslissingen te nemen ten aanzien van uitbesteden. Het daadwerkelijk uitbesteden van werkzaamheden geeft een meer realistisch beeld omdat nu ook de kwaliteit en stiptheid van de levering in de vergelijking meegenomen kunnen worden. Een periode waarin men kampt met gebrek aan eigen produktiecapaciteit is een goede gelegenheid om te 'experimenteren' met uitbesteding.

Voor nieuwe activiteiten kan geen gebruik gemaakt worden van het vergelijken met bestaande gegevens. Vele zaken liggen in de beginfase nog niet vast. Vaak zoekt men ook nog naar kennis via leveranciers. Naast co-makership spreekt man van co-development. De vaak bestaande wens om nieuwe activiteiten geheim te houden maakt dat men huiverig is voor uitbesteden. Men maakt namelijk aan anderen zichtbaar waar men mee bezig is. Overdreven voorzichtigheid of wantrouwen, al dan niet samenhangend met de volksaard van een handelsnatie, kan in deze nadelig werken. Liever goede contracten, waarna men naar buiten kan treden, dan dure beslissingen om alles zelf te doen. In het hoofdstuk over juridische aspecten wordt hier nog op teruggekomen.

De rol van de inkoop, bij het afwegen van uitbesteden of zelf doen, kan velerlei zijn. De rol van de kostprijs heeft aan belang verloren ten opzichte van zaken als soliditeit, continuiteit, leverbetrouwbaarheid, levertijd en constante produktkwaliteit.

Zo kan een goede inkoopafdeling potentiele partners en toeleveranciers doorlichten op hun financiele stabiliteit. Een goede samenwerking met de marketingafdeling, die ·wel eens wat hoort" (en al over veel informatie behoort te beschikken), is belangrijk. Met name omdat doorlichten vanwege de kosten niet te vaak kan gebeuren. Wanneer duurzaamheid van industriele relaties zwaarder gaat tellen, is een zorgvuldige keuze van partners geboden. Een gedwongen omschakeling naar een andere partner voor ontwikkeling of toelevering kan veel verliezen opleveren, soms zelfs nieuwe investeringen in de produktie nodig maken.

7.3 Relatie inkoop en produktontwikkeling

De visie dat ontwerpers en inkopers een eigen aanvullende taak hebben op het gehele traject van specificatie naar produktie is geTIlustreerd in figuur 8.

In de specificatiefase zijn ontwerpers al bezig met analyse en decompositie tot zover dat een zinvolle haalbaarheidsstudie verricht kan worden. Ook al maakt men de definitieve keuze voor de diverse implementaties liefst pas aan het einde van de systeemontwerpfase, het bestuderen van alternatieven begint in deze vroege fase. De rol van inkoop is nu gelegen in het meezoeken naar know-how, produkten en informatie bij mogeJijke toeleveranciers of partners. Met name voor het bepalen van de financiele haalbaarheid kan inkoop veel gegevens verzamelen. Ais inkoop samples en monsters aanvraagt dan kunnen zaken 'in de week' gelegd worden bij toeleveranciers. Ook de inkoop van ondersteunende ontwikkelgereedschappen samenhangend met bepaalde technologiekeuzen moet in deze fase gerealiseerd worden. Het kan hierbij gaan om dure en complexe computertools waarbij leverancierskeuze en produktkeuze in een team geschiedt, waarvan inkoop deel uit maakt.

27

Page 40: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

De systeemontwerpfase wordt gekenmerkt door het diepgaand evalueren van alternatieve arcbitecturen en ontwerpkeuzen. ZoaJs ook op andere plaatsen reeds betoogd moet bier een sterke wisselwerking gezocht worden met vele andere disciplines. Met name de produceerbaarheid (op lange termijn) is belangrijk. Bij componenten­keuzen kunnen behoorlijke optimalisaties bereikt worden door het aantaJ leveranciers (tot voorkeurs­leveranciers) te beperken, en rekening te houden met bijvoorbeeld

O!lT1l1l:RPlRS

opeolflcaUe

o,.teem ant_rp

prala1~ reallaa

praerpradUldie

praduklle

Fig.8 Inkoopfunctie en ontwerp

INKDPERS

lDIa ...... Ue aan"""",D moalter. e.e.nnacea Ioolll InkopeD

... 180118-OIIdenlelll1i"l prijll efllpraloon

• .,.,1Ie Inkoap ImpraY\aaUe

aantallen IDkopen .... I ... lle derln1Ue ... ",,"praken

Inkopen o&J!"nnInc kmoten ap u..ren

assembleerbaarheid en soldeerbaarheid met beschikbare automaten ed. Inkoop kan bijdragen in het selectieproces en zoveel mogelijk extra criteria bewaken waarvoor de ontwerper vaak geen aandacht (tijd) heeft. Het bestaan van een tweede leverancier (second source), ervaringen met betrouwbaarheid in levertijd en con stante kwaliteit moeten de keuzen beinvloeden. Het is daarom beter dat ontwerpers hier de inkopers een maximaJe vrijheid laten en aileen dat specificeren wat absoluut nodig is voor het functioneel en elektrisch gedrag. Oit vraagt een houding van beiden waarbij men zich bewust is van het gemeenschappelijke doe!. Dit is tevens de fase waarin inkoop aI zaJ proberen voorlopige prijsafspraken te maken.

In de prototypefase zijn de stuklijsten bekend en gaat het om het snel reaJiseren van het eerste prototype. Oit is ook de fase waarin nog dingen veranderen naar aanleiding van gesignaleerde problemen in het prototype. Een goede samenwerking is nu essentieel. Inkoop moet zorgen voor zeer snelle levering van aile componenten en bijbehorende nieuwe informatie. Parallel moet weer gekeken worden naar second suppliers, levertijd, betrouwbaarheid, kwaliteit, etc, maar nu onder nog grotere tijdsdruk. In de praktijk

28

Page 41: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

betekent dit vaak improviseren en gebruik maken van aile mogelijkheden van de bestaande relatienetwerken. Afuankelijk van levertijden worden nu ook aI bestellingen geplaatst voor de proefproduktie (nulserie, piIotproduktie) eventueel met het risico van incourante voorraden, want de tests onder veldcondities en extreme condities kunnen nog veranderingen aan het prototype opleveren. Bij het ontwikkelen van ASIC's moet meestaI een contract afgesloten worden met de producent van de IC's. Hierin kan de inkoopfunctie weer een rol spelen. De risico's van een eventueel redesign (het wijzigen en opnieuw produceren van een IC) zijn niet denkbeeldig. Oaarom moeten goede afspraken gemaakt worden over prijs en verantwoordelijkheid. Zie ook hoofdstuk 17 over juridische aspecten.

De proefproduktie toont of er in de voorbereidende fasen voldoende rekening gehouden is met de produceerbaarheid en testbaarheid. De problemen, die nu eventueel zichtbaar worden, kunnen nog leiden tot verandering van de stuklijsten. Inkoop van componenten in het groot dient nu te geschieden, rekening houdend met de te verwachten verkoop van het produkt. ASIC's vragen een eigen strategie. Vaak kan men er niet aan ontkomen om deze voor langere tijd op voorraad te nemen, omdat de hoge proceskosten dan verdeeld kunnen worden over een groot aantaI chips. Oit brengt echter ook risico's met zich mee, temeer omdat de produktlevenscyclus de neiging heeft korter te zijn dan voorzien.

In de produktiefase zaI in een modem geleid bedrijf veel contact blijven tussen produktontwikkelaars en de produktie. De inkoop gaat in de produktiefase op planning en in grotere aantaIlen. Het accent voor allen die betrokken zijn komt nu te Iiggen op efficiency en kostenbeheersing. Buiten de routinematige inkoop kunnen zich echter weer opnieuw toeleveringsproblemen of produktwijzigingen voordoen, die weer in goed overleg en met grote spoed opgelost moeten worden. Het nabestellen van ASIC's in het bijzonder kan problemen opleveren omdat toeleveranciers hun technologie (produktieproces voor IC's) regelmatig moeten aanpassen aan de nieuwste eisen (oppervlak en snelheid). Het is van het grootste belang dat erop toegezien wordt dat er sluitende afspraken zijn met de leverancier dat deze op tijd de kans geeft om een laatste order te plaatsen. Oit moet in een contract zijn vastgelegd. Gewijzigde eigenschappen van IC's tengevolge van een gewijzigd proces kunnen namelijk grote problemen veroorzaken.

7.4 Industrieel inkopen

Naarmate de complexiteit van produkten toeneemt verandert ook het koopgedrag van organisaties. Steeds meer is men gedwongen gebruik te maken van teamwork. Men onderscheidt dan in zo'n team de gebruikers, beinvloeders, kopers, beslissers en "gate keepers". Bij de opeenvolgende activiteiten, zoals: probleemidentificatie en -specificatie, koopaltematieven identificeren en evalueren, en tenslotte het selecteren van een leverancier zijn een groot aantaI onzekerheden te overwinnen. De ontwerpers zullen zich vooral richten op de specificatie en het aangeven wat noodzaak is en wat franje. Bij het inschatten van een potentiele toeleverancier op zijn mogelijkheden om een transactie tot een goed einde te brengen kan inkoop een bijdrage leveren, hoewel ook hier puur technische argumenten vaak een hoofdrol spelen. Tenslotte is er de onzekerheid van de markt. Concurrerende aanbiedingen moeten geevalueerd worden, maar er is ook een trend

29

Page 42: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

waarneembaar naar het toekennen van een groter belang aan goede duurzame relaties, waarbij kostprijs slechts een van de argumenten is.

Bijna alle produkten die te maken hebben met het ondersteunen en automatiseren van de ontwikkeling en de produktie omvatten ook computers en programma's. Dit betekent dat goede ondersteuning door de leverancier een van de belangrijkste aandachtspunten moet zijn bij selectie. Dat de leveranciers dit ook door hebben blijkt uit de niet geringe bedragen die soms voor ondersteuning betaa1d moeten worden. Bij de keuze van een leverancier is het daarom zeer interessant om te analyseren wat de strategie is die gevolgd wordt ten aanzien van transactieprijs en exploitatieprijs.

Omdat industrieel inkopen complexer wordt kan ook overwogen worden om het inkopen zelf uit te besteden. Een voorbeeld is het uitbesteden van het produceren van PCB's met Surface Mounting technologie. De inkoop van de componenten luistert zeer nauw in verband met de beperkingen in de mogelijkheden van de produktieautomaten voor bestiicken, solderen en testen. Er zijn voorbeelden die tonen dat het uitbesteden van de inkoop van de componenten tezamen met het ontwerpen van de bedrading en de testaansluitingen aan een producent van de printpanelen tot lagere kosten voert.

Tenslotte de relatie tussen inkoop en kwaliteit. In paragraaf 12-2-1 wordt nader ingegaan op kwaliteitscertificatie voor bedrijven die elektronische produkten produceren en distribueren (volgens CECC - richtlijnen). Het inkopen via een gecertificeerd kanaal betekent een sterk verminderde kans dat ingekochte produkten onderweg schade oplopen. Ook procedures voor klachtenbehandeling en de gehele communicatie met een leverancier in het algemeen zullen het beste verlopen met bedrijven die bezig zijn met de kwaliteit van hun organisatie (bij voorkeur reeds gecertificeerd).

8 Infrastructuur

8.1 Inleiding

In de domeinbeschrijving (hoofdstuk 4) zijn ten aanzien van infrastructuur de volgende vragen gesteld: In hoeverre wordt de produkt ontwikkeling beinvloed door de faciliteiten in de R&D omgeving en de produktontwikkelomgeving? Is er sprake van gespecialiseerde kennis en speciale laboratoria?

Ook bij de beantwoording van deze vragen zal weer blijken dat we niet met een op zichzelf staand onderwerp te maken hebben.

30

Page 43: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

8.2 Faciliteiten R&D en produktontwikkeling

De keuzen die gemaakt worden in de systeemontwerpfase hebben directe gevolgen voor de eisen die gesteld moeten worden aan de ontwikkelomgeving. Economische eisen zullen dan ook vaak de minder realistische plannen moeten terugbrengen tot het haalbare met de beschikbare hulpmiddelen.

Faciliteiten die onder de naam EDA gereedschappen (EDA = Electronic Design Automation) of CAE gereedschappen (CAE = Computer Aided Engineering) vragen relatief grote investeringen ten opzichte van het ontwikkelbudget van de kleinere bedrijven. Toch worden ook zij geconfronteerd met de eis van een korte ontwikkeltijd en een hogere kwaliteit van de produkten. Hier moet dan ook de relatie gelegd worden met het beleid ten aanzien van uitbesteden. Als men een duidelijk plan heeft voor de toekomstige infrastructuur van de R&D afdeling (R&D = Research en Development) en ontwikkelafdeling dan is het vaak mogelijk het einddoel gefaseerd te bereiken door opvolgende investeringen. De gereedschappen moeten dan meestal weI over meerdere projecten afgeschreven worden. Oit stelt op zich al extra eisen op het gebied van flexibiliteit. Het uitbesteden van een deel van het ontwikkelwerk kan een tactisch middel zijn om meerdere doelen tegelijkertijd na te streven. Er is namelijk niet alleen het probleem van de ontbrekende infrastructuur maar ook meestal het probleem van het gebrek aan kennis en vaardigheid met de gereedschappen. Er zijn zgn. Design Houses die faciliteiten bieden in de vorm van werkstations en CAE software, gecombineerd met begeleiding door ervaren ontwerpers. De eigen ontwerpers van de afnemer kunnen nu over faciliteiten beschikken zonder grote investeringen en bovendien inleren, inzicht krijgen in de mogelijkbeden en onmogelijkbeden van pakketten etc. Dit laatste is van groot belang bij de uiteindelijke keuze en aankoop van eigen ondersteunende gereedschappen. De delen van het ontwikkeltraject die uitbesteed worden moeten afgestemd worden met de opeenvolgende investeringen. Daarbij kunnen sommige werkzaamheden volledig uitbesteed worden en andere in de samenwerkingsformule zoals hierboven geschetst.

Bij een concretere beschouwing kunnen we onderscheid maken tussen allerlei soorten ondersteunende ontwikkelgereedschappen. 1- ASIC ontwikkelgereedschappen. 2- UPLD ontwikkelgereedschappen. 3- PCB ontwikkelgereedschappen. 4- Full custom ontwikkelgereedschappen. 5- Microprocessor ontwikkelgereedschappen. 6- Software ontwikkelgereedschappen. 7- Ontwikkelhardware en meetapparatuur. 8- Testgereedschappen.

De keuze om te investeren in bepaalde apparatuur en software in het ontwikkeltraject legt de ontwerpers vast voor langere tijd. Hier komen ook de menselijke aspecten om de hoek kijken, die in hoofdstuk 10 nader uitgediept zullen worden. Ontwerpers hebben de neiging om te willen werken met het allernieuwste en mooiste wat verkrijgbaar is. Dat dit niet altijd economisch verantwoord is moge duidelijk zijn. In de interviews kwam deze problematiek ook naar voren. De keuze om te ontwikkelen met een bepaalde

31

Page 44: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

microprocessor familie wordt terecht niet w maar verlaten. Ook allijkt een andere fabrikant (vaak tijdelijk) hogere ogen te gooien met de nieuwste processor.

Behalve de functionele eisen aan ontwikkelomgevingen en de aansluiting aan de ontwerpfilosofie die men wenst te hanteren, is de aansluiting van de uitvoer naar de produktie faciliteiten van groot belang. Sommige bedrijven besteden weI wat veel tijd en geld aan allerlei interfaces, die wellicht niet nodig waren geweest bij een andere keuze van de automatiseringsgereedschappen en machines. In dit verband moet ook gewezen worden op de eisen die afnemers voortdurend moeten stellen op het gebied van standaardisatie van interfaces en protocollen.

De relatie tussen specificatie en ontwikkelgereedschappen is er ook. Als bekend is welke gereedschappen er toegepast kunnen en mogen worden dan moet er rekening gehouden worden met de toegankelijkheid van het produkt voor die gereedschappen. In de praktijk betekent dit bijvoorbeeld dat er ruimte gespecificeerd is om ontwikkelapparatuur aan te sluiten. Met name complexe analysers, emulatoren en testapparatuur maken soms gebruik van speciale connectoren die niet pas sen als het ontwerp er niet op gemaakt is. De meetapparatuur heeft beperkingen t.a. v. de lengte en de flexibiliteit van meetkabels en verbindingsstekers. Eisen voor de maakbaarheid en de testbaarheid bij de produktie kunnen tegenstrijdig zijn aan de eisen voor de toegankelijkheid voor meetapparatuur in de ontwikkelfase en bij service . Hier kan bijvoorbeeld een compromis nodig zijn bij de opstelling van componenten op het bordo

8.3 Gespecialiseerde kennis en laboratoria

Uiteraard valt niet alles wat bij R&D te pas komt te vangen in een algemeen verhaa1 zoa1s hierboven geformuleerd. Binnen het bestek van dit rapport is het uiteraard onmogelijk om allerlei gespecialiseerde eisen aan laboratorium faciliteiten te beschrijven in relatie met specificeren en ontwerpen. De eisen die gesteld moeten worden liggen nu juist op het expertisegebied van het bedrijf. Toch zijn er weI aspecten aan te geven die getoetst moeten worden. Met name de verhoogde eisen op het gebied van veiligheid en milieu vragen vaak herbezinning.

9 De organisatie

9.1 Inleiding

In de domeinbeschrijving zijn de volgende vragen geformuleerd: Waar beinvloed de organisatie de produktontwikkeling, wat is de organisatie rond produktontwikkeling en innovatie? Welke terugkoppelingen zijn in overlegvormen geformaliseerd? Wat is de rol van de kwaliteit van de organisatie in de produktontwikkeling? Welke gevolgen heeft de ontwerpautomatisering en geintegreerde

32

Page 45: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

bedrijfsautomatisering voor de organisatie? Aan de hand van deze vragen wordt de relatie elektronisch ontwerpen en de organisatie behandeld in dit hoofdstuk.

9.2 Een aangepaste en flexibele organisatie

Ben para1lelle werkwijze om specificeren, ontwikkelen en produceren van produkten te versnellen vraagt een intensieve samenwerking tussen aile delen van de organisatie. De topleiding moet honderd procent achter nieuwe ontwikkelingen staan en de voorwaarden scheppen waaronder goede onderlinge communicatie mogelijk is. Zoa1s in andere delen van dit rapport aI geschetst is gaat het hier om echte samenwerking van aile afdelingen in een bedrijf: marketing, fabricage, inkoop, financien, directie, ontwikke\ing, R&D. Het is gewenst maar niet eenvoudig om in de geraamde tijd met een voldoende volledige specificatie te komen. De functionele mogelijkbeden van elektronica in produkten zijn in principe oneindig groot. Het specificatieprobleem zit dan ook meestaJ niet in een functionele beperking van de elektronica. Ons gebrek aan fantasie en de veelheid van parameters, die bepaJen wat economisch wenselijk en haa1baar is, veroorzaken juist het probleem. Het opofferen van tijd in deze fase en het bewust doorwerken naar een voldragen specificatie en haalbaarheidsstudie zaJ per saJdo winst opleveren in de fasen die later volgen.

Ben keuze voor een bepaaJde technologie zaJ vaak leiden tot het invoeren van voor het bedrijf nieuwe werkmethoden. Het is vaak goed om dan de projectvorm te kiezen. Het leren omgaan met nieuwe gereedschappen, bijvoorbeeld voor het ontwerpen van ASIC's vraagt relatief veel tijd en liefst mogelijkbeden voor discussie met collegae die diepgaand met hetzelfde bezig zijn. De bedrijfsorganisatie moet dit mogelijk maken.

Ben echt economisch handelen vraagt ook om met geselecteerde externe partners samen te werken. Ook hier draait het weer om goede communicatie. Het streven moet zijn om een organisatiestructuur te bereiken die allen motiveert. Bovendien is er behoefte aan speelruimte en waardering. Binnen een dergelijk klimaat is het mogelijk om ook de nodige veranderingen in de organisatie door te voeren. Deze zijn nodig door het voortdurend en sneller veranderen van de eisen die de buitenwereld stelt. Bij het verder professionaliseren van de organisatie moeten een aantaJ aspecten van de bedrijfsvoering voortdurend ter discussie staan: • Wat is ons doel en voIgt ons bedrijf juiste strategie'l • Past de interne structuur nog bij de doelstellingen en strategieen. • Hoe is de samenwerking binnen en naar buiten en hoe kan die nog verbeterd

worden? • Moeten wij wat we zelf doen, bIijven doen of gaan uitbesteden.

Omdat de aanpak om tot betere organisatie te komen op dit moment vooraJ via de invalshoek van kwaliteit in de belangstelling staat gaat paragraaf 9.4 daar op in.

33

Page 46: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

9.3 De organisatie rond produktontwikkeling en innovatie

Omdat er zoveel speciaiisten van binnen en van buiten betrokken zijn bij produktinnovatie en specificatie, ontstaan er organisatorische problemen bij het kana1iseren van aile contacten. Niet iedereen kan met behoud van efficiency met iedereen praten. Gesprekspartners en overlegvormen moeten dus steeds bewust geselecteerd worden. Indien de projectvorm gekozen wordt dan moet de projectmanager voorai ook delegeren. D. W.z. organiseren dat in de eerste anaiysefase die deel uitmaakt van de specificatie- en haaibaarheidsfase zijn medewerkers gericht contact zoeken met diverse specia1isten en daarover rapporteren. De beschikbaarheid van specialisten in huis hangt samen met de omvang van een bedrijf. We spreken daarom wei van een kritische massa die nodig is om projecten die complex zijn aan te kunnen. Om de kosten en de ontwikkeltijd te beheersen moeten voldoende meetpunten (mijlpa1en) in het ontwerptraject ingebouwd zijn waarbij een fiat vereist wordt van aile betrokken managers aivorens verder te gaan. Ben fasering van het ontwerptraject en eventuele vaste procedures, die beschrijven welke managers en speciaiisten geraadp\eegd moeten worden in welke fase, is aan te bevelen.

9.3.1 Idee-selectie, specificatie en haalbaarheidsstudie

De rode draad door dit rapport moet ook de rode draad zijn van dit proces. Pas op voor het moeilijke traject van produkten uitbrengen die overdreven gebaseerd zijn op het "technology push" beginsel. Marketing moet een zware rol spelen in deze fase. Betrek iedereen die ideeen kan leveren bij het creatieve beginproces. Er kunnen creativiteits­stimuleringstechnieken gebruikt worden. De soort inbreng die andere disciplines kunnen hebben wordt besproken per onderwerp in de diverse hoofdstukken van dit rapport. De uitdaging waar de manager voor staat is het optimaai organiseren van aile overleg met ais einddoel om zo snel mogelijk een haaibare specificatie op tafel te hebben.

In de bedrijfspraktijk van bet ontwikkelen van 'nieuwe', elkaar opvolgende, produkten wordt vaak uitgegaan van een aanwezige consensus en traditie omtrent ailerlei veronderstelde, niet expliciet gespecificeerde, aspecten aan een bestaand produkt. Ben echte (volledige) specificatie wordt dan niet gemaakt. Het tach eenmaai doen van de inspanning van een uitgebreide specificatie, in deze situatie, levert de mogeJijkbeid om bij volgende vergelijkbare produkten de gehele lijst van eisen over te nemen en nog eens kritisch na te lopen. Daarbij komen beslist aspecten naar voren die eerder problemen opleverden. Zij werden over het hoofd gezien omdat de specificatie te beperkt was. Voorai het kritisch afwegen van aiternatieven voor oude ontwerpkeuzen, die in eerste instantie niet ter discussie staan omdat ze niet te maken bebben met de nieuwe kenmerken van een vernieuwd produkt, kan ook belangrijk blijken.

9.3.2 Gereedschappen

Voor de ontwerpfase begint moeten de juiste ontwikkelgereedschappen ai voorhanden zijn. Als deze nog niet voorhanden zijn, dan betekent dit het organiseren van de selectie van produkt en leverancier, veelai door een team. Bij uitbesteding moet voldoende expertise verzarneld zijn om goed te communiceren met de toeleverancier. Ook

34

Page 47: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

hier dus weer selectieaktiviteiten, maar wat veel belangrijker is, het scheppen van een goede uitgangssituatie qua kennis en vaardigheden. Dit betekent eventueel het organiseren van tijdige deelname aan cursussen.

9.3.3 Design review

Het gebruik maken van discussie met deskundigen die een on twerp doorlichten door het organiseren van een zogenaamd "design review" is ook een goed middel om halverwege met een frisse kijk nog verbeteringen te bereiken. Zoals ook blijkt in [Lit. 2]: ASIC's invoeringservaringen, kan dit grote besparingen opleveren. De ontwerpers zijn vaak een lange periode bezig met een ontwerp en worden blind voor fouten of eenvoudige alternatieve oplossingen. In de praktijk blijkt een deskundige die het ontwerp voor het eerst ziet en daar vragen over stelt, samen met de ontwerpers tot frappante verbeteringen te kunnen komen. Vooral bij ASIC's is het in hoge mate kostenbesparend als men wijzigingen na de eerste produktie kan voorkomen, vanwege de dan weer optredende hoge masker- en produktiekosten.

9.3.4 Prototyping

Bij de ontwikkeling van PCB's en ASIC's spreekt men over het overslaan van de prototype fase. Hier wordt bedoeld dat de tussen-prototypen die vroeger via trial and error tot het uiteindelijk prototype leidden nu niet meer nodig zijn. Simulatie technieken blijken zeer kostenbesparend te zijn in dit deel van het traject. Uiteindelijk moeten er echter toch de eerste fysieke exemplaren van een produkt komen. De organisatie van aile activiteiten die daaraan voorafgaan wordt ingewikkelder naarmate er meer verschillende technieken verwerkt zijn in het ontwerp. Ergonomische-, vormgevings-, veiligheids-, milieu-, kwaliteits-, produceerbaarheidseisen, etc, etc, moeten nu gevalideerd worden.

Zogenaamde 'fast prototyping' kan voor het beoordelen van het produkt in de fase dat het nog een computermodel is de mogelijkheid bieden het produkt te zien op een beeldscherm en er ook aI mee te 'spelen'. De gebruikersinterface kan namelijk aI gesimuleerd werken als nog niet aile interne functies van een ontwerp volledig zijn gemodelleerd.

9.3.5 Contracten

In de organisatie van de produktontwikkeling moeten contracten aI in een vroege fase aandacht krijgen. Het opbouwen en behouden van goede relaties met toeleveranciers van kennis, diensten of materialen moet ondersteund worden door contracten die de verantwoordelijkheden van betrokken partijen regelen. Door goede contracten kunnen sommige financiele risico's afgedekt worden. Zaken die in een contract geregeld kunnen worden zijn bijvoorbeeld levertermijnen, geheimhouding, patenten, licenties, prijzen, prestaties, kwaliteitseisen, etc. In het hoofdstuk over juridische aspecten wordt hier nader op in gegaan.

9.3.6 Anticiperen op kopersstaking

Nog niet belicht zijn de gevolgen die aankondiging van nieuwe ontwikkelingen hebben voor de verkoop van bestaande produkten. Een zogenaamde kopers-staking is een

35

Page 48: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

gevreesd verschijnsel. Hoewel dit onderwerp misschien thuishoort in het hoofdstuk over marketing wordt het met opzet hier genoemd. Een goede afstemming van maatregelen tegen dit risico met marketing en produktie is namelijk een organisatorisch probleem. De timing van diverse activiteiten luistert nauw. Tot het gekozen tijdstip, waarop het naar buiten brengen van informatie gewenst is, dient geheimhouding bewaart te worden, ook door partners. Het feit dat informatie van concurrenten soms via marketing kanalen binnengehaald kan worden bewijst echter dat geheimhouding niet simpel is te bereiken. 'Het gebeim' zit in goede organisatie en discipline. Hier kan ook de relatie gelegd worden met beveiliging van de informatiesystemen en computernetwerken van het bedrijf. Ook via deze weg kan een lek ontstaan van strategische informatie. Ook hier blijken goede organisatorische maatregelen en discipline vaak nog belangrijker dan de technische beveiligingsmogelijkheden.

9.4 Kwaliteit van de organisatie

9.4.1 Interfaces van de organisatie

De organisatie heeft ingangen naar leveranciers en uitgangen naar afnemers. Aan beide zijden zijn dus interfaces waaraan eisen gesteld worden. De steeds grotere afhankelijkheid, die organisaties onderling hebben, wordt veroorzaakt door de noodzaak om voorraden minimaal te houden en op tijd te leveren (Just in Time programma's). Het vermogen om te kunnen leveren tegen de afgesproken prijs met de juiste kwaliteit en op het afgesproken tijdstip is iets wat voortaan aangetoond moet kunnen worden. Zogenaamde kwaliteitsborging vind plaats door het toepassen van een kwaliteitssysteem. De kwaliteitssystemen van afnemer en producent moeten op elkaar passen en dit kan verkregen worden door volgens de norm ISO 9000 te werken. Voor het verkrijgen van een certificaat volgens ISO 9000 norm is een inspanning nodig van enkele jaren en een behoorlijke investering. Na volledige invoering zuHen de besparingen voor het bedrij f normaliter in de grootte orde liggen van 10 a 15 %. Omdat de inspanningen en de kosten om een dergelijk kwaliteitssysteem in de organisatie te implementeren niet gering zijn, blijken bedrijven de stap naar invoering vaak af te laten hangen van de vraag van een grote klant. Omdat echter het invoeren van een kwaliteitsborgingssysteem veel tijd in beslag neemt kan het gevaarlijk zijn om te lang te wachten met het nemen van initiatieven in die richting. Steeds meer afnemers zullen in de nabije toekomst eisen dat een toeleverancier gecertificeerd is. Daarom kunnen in de toekomst orders gemist worden indien men niet op tijd werkt aan het voldoen aan de gestelde eisen.

9.4.2 Kwaliteitssystemen

Ook a1 ontbreekt de vraag nog bij de afnemers, dan nog er zijn argumenten aan te voeren om een systeem voor kwaliteitsborging reeds in te voeren. De efficiency van het bedrijf kan er belangrijk door opgevoerd worden. Het is een goede methode om de communicatie binnen het bedrijf sterk te stroomlijnen, het kwaliteitsborgingssysteem zorgt namelijk dat er goede procedures komen voor de functies (activiteiten) binnen een bedrijf. Dit omvat ook afhandeling van klachten en problemen op alle niveaus in de organisatie.

36

Page 49: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Het kunnen motiveren en betrekken van iedereen in de veranderingen, die organisaties tach steeds moeten doorstaan, is ook een groot voordeel en logisch voortvloeisel uit het implementeren van een kwaliteitssysteem. Zie over dit onderwerp ook hoofdstuk 10: Menselijke factoren. Dat aandacht voor

Marketing en marktonderzoek --------,

Opruiming nil. gebruik ----..

Technische ondersteuning en onderhoud

Inslflllatie en imrerkstelling

Verkoop en _--', distrlbutie

Verpakking en ___ --' opslag

kwaliteit de gehele Fig.9 De kwaliteitskringloop organisatie raakt wordt ook

ontwerpjopstellen van speci1icaties

-----en product ontwikkeling

Inkoop

Planning en ontwikkeling van processen

./---Vervaardiging

'--___ Keuring. beproeving en onderzoek

weergegeven in figuur 9. De zogenaamde kwaliteitskringloop toont een afbeelding van de activiteiten in een bedrijf op een cirke1. De levensloop van een produkt wordt begeleid door al de activiteiten. Te beginnen bovenaan bij de eerste ideeen en de toetsing door marktonderzoek tot aan het opruimen van het produkt aan het eind van de levensduur. Ben kwaliteitssysteem zorgt ervoor dat aIle activiteiten volgens doordachte procedures verJopen en dat deze procedures steeds gecontroleerd en verbeterd worden.

Bij nadere bestudering van de mogeJijkheden die er zijn om een erkende certificering te behalen volgens de standaard ISO 9000 / 9004 blijkt dat er voor bedrijven die produkten ontwikkelen een zekere keuze-vrijheid is. De standaarden vallen namelijk uiteen in 900 1, 9002, 9003 en 9004. Figuur 10 toont schematisch de verschillen in inhoud van de diverse normen. Bij ISO 9001 wordt het produktontwikkeltraject meegenomen in het kwaliteits­systeem. De bedoelde keuzevrijheid is dat een bedrijf kan kiezen om in een eerste fase een beperkt kwaliteitssysteem in te voeren bijvoorbeeld volgens ISO 9002. Onafhankelijk van de keuze dient 9004 altijd mee ingevoerd te worden omdat deze norm de basiselementen omvat waarmee een systeem van kwaliteitszorg ontwikkeld en ingevoerd kan worden. ISO 9003 is een beperkte norm die zich allen richt op eindkeuring beproeving en afievering. Tenslotte beschrijft ISO 9004-2 de norm voor kwaliteit van dienstveriening. Deze dienstverlening kan ook betekenen service en onderhoud van elektronica bevattende produkten en is dus ook vaak van toepassing voor de doelgroep waarop dit rapport zich richt. Na het invoeren van een kwaliteitssysteem moet de continuiteit van de kwaliteit gewaarborgd worden door voortdurende audits, zodat de organisatie alert bJijft. AIleen goede kwaliteit van de organisatie aan de eigen kant za1 stellen van kwaliteitseisen aan de zakenpartners kunnen rechtvaardigen. Zeker na invoering van een kwaliteitssysteem maar ook in het algemeen moet daarom gesteld

37

Page 50: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

worden dat het onderwerp kwaliteit in iedere bespreking op de agenda moet staan. De 9001 9002 9003 9004 9004-2

resultaten van overleg zuHen lIarket~ en 0 0 0 0 0 dan hun weg vinden ten markton enoek

behoeve van een voortdurende SpeciIicatie,ontwerp 0 0 0

verbetering van produkt en productontldkkeling

organisatie. Jnkoop 0 0 0 0

Door de bescbrijving van de Planning 0 0 0 0 mogelijkbeden van ISO 9000 procesonhrikkeling

is we11icht de indruk gewekt Vervaardiging 0 0 0 0 dat in de normen beschreven staat wat de inhoud van Beproevin&test 0 0 0 0 0 procedures binnen een bedrijf keuring

moet zijn. Dit is echter niet Verpakking,opelag 0 0 0 0 0 het gevaI. De norm geeft aan op welk gebied en met welk Verkoop,distributie 0 0 0 0 doel er kwaliteitsprocedures

Installatie, moeten zijn. De inhoud moet 0 0 0 0 vorm krijgen door binnen het

inwerkingstelling

bedrijf de procedures op te Onderhoud/ 0 0 steHen onder deskundige ondersteuning

begeleiding. Opruiming 0 0 0 0 0 ~

Producten/ diensten Organi- Diensten satie

Fig.tO KwaIiteitssystemen ISO 9000 I 9004

9.4.3 ISO 9001 en produktontwikkeling

Omdat ISO 9001 ook het ontwikkeltraject afdekt is deze norm vanuit de invaIshoek van het ontwikkelen met elektronica het meest interessant. In paragraaf 9.3 is de organisatie van de produktontwikkeling reeds aangestipt. Het ontwikkeltraject is in een kwaIiteitssysteem te vangen zodat op een gestructureerde wijze op de juiste momenten door de juiste speciaIisten aandacht besteed wordt aan het verloop. Het ontwikkeltraject moet daarom in een aantal stappen opgedeeld worden. Na iedere fase wordt pas verder gegaan na een vrijgaveprocedure. Wie daarvoor verantwoordelijk zijn wordt vastgelegd in procedures. In de norm vind men bijvoorbeeld terug: specificatie, planning en doelstelling, beproeving en meting, preventieve storingsanaIyse, ontwerpbeoordeling op a1lerlei aspecten, verificatie, documentatie, vrijgave voor verkoop, beheersing van diverse configuraties. De toetsing van ontwerpregels, zoals die in dit rapport bedoeld zijn, kan zo veel mogeJijk in procedures vastgelegd worden, zodat bijvoorbeeld aIle "design for" aspecten op tijd getoetst worden.

38

Page 51: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

9.5 Terugkoppelingen formaliseren in overlegvormen

BehaIve de projectvorm, die tijdeJijke overlegstructuren oplevert is er ook behoefte aan vaste overlegvormen, die de produktontwikkeling ondersteunen. Dit geld ook aIs een bedrijf nog geen kwaIiteitssysteem heeft ingevoerd. Het is afhankelijk van de interne structuur van het bedrijf welke functies, kennis, verantwoordelijkheden en bevoegdheden in welke personen verenigd zijn. Hiervan hangt af welke personen aan welke overlegsituaties deel moeten nemen.

Het overleg met personen die geconfronteerd worden met de gevolgen van de beslissingen in het specificatie- en ontwerptraject noemen we terugkoppeling. Daarbij komen zaken aan het licht die beter anders besloten of gekozen hadden kunnen worden. Er worden dus in feite regels gevonden over de manieren waarop aIleriei zaken opgelost moeten worden. Bijvoorbeeld regels over kontrakten, over testbaarheid, over produceerbaarheid etc, etc. Conclusies uit dergelijk overleg moeten voor later gebruik beschikbaar blijven. Een minimaIe en bruikbare vorm van informatie is de lijst van zogenaamde Do's en Don'ts, waarop aanbevelingen staan wat je wei en wat je niet moet doen. Vaak zijn de regels vaag en niet verifieerbaar. Er moet dus een manier gevonden worden om de regels te formaIiseren.

In feite staat hier dan ook de aanduiding van wat nader onderzoek volgend op dit rapport zou moeten opleveren. Indien het mogelijk is om de gevonden regels te formaIiseren, in databases of kennissystemen op te slaan en beschikbaar te stellen aan ontwerpers dan zou dit een flinke stap voorwaarts zijn. Het probleem van een te uitgebreide regelgeving in de vorm van documenten is dat niemand ze nog leest en hanteert en kent. Het werken aan verdere automatisering en ondersteuning van het ontwerpen is daarom nodig.

Als tenslotte na aIle terugkoppeling en overieg met specialisten er aIlerlei interne procedures en voorschriften bedacht zijn dan werkt het nog niet in contact met externe partners. In principe is er daarom het ideaal van echte standaarden. Wie zich echter verdiept in de beschikbare standaarden wordt ook niet vrolijk. Het aantaI is gigantisch, de leesbaarheid en toegankelijkheid voor directe toepassing vaak minimaal. Dus ook hier blijven we voorlopig geconfronteerd met de noodzaak om speciaIisten in te schakelen. Meer hierover in hoofdstuk 16. Het rekening houden met ontwerpregels wordt vaak aangeduid met 'design for' strategie, bijvoorbeeld: 'Design for manufacturing' en Design for testability' . Ret invoeren van deze technieken leidt soms tot wijzigingen in de organisatie. Een goed voorbeeld is design for testability. In bedrijven die traditioneel elektronica maken beschikt men veelaI over een aparte testafdeling. Deze wordt te vaak geconfronteerd met ontestbare ontwerpen aIs het gaat om complexe SMT printpanelen of ASIC's. De testbaarheidseisen moeten namelijk aI in een vroege fase invloed gehad hebben op de architectuur anders is het te laat. Oit betekent dat de afdeling testen en de afdeling ontwerpen zeer nauw moeten samenwerken of zelfs verenigd moeten worden.

Afhankelijk van de gekozen structuur voor het verlenen van after sales service (o.a. reparatie) en de aard van het produkt wordt een organisatievorm gekozen die de service optimaal kan uitvoeren. Soms is het voordeliger het verlenen van service en het verrichten van reparaties uit te besteden. Wat de terugkoppeling omtrent de aard en de omvang van

39

Page 52: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

de problemen en storingen betreft is het dan noodzakelijk om een goede communicatie op te zetten, zodat deze gegevens toch binnen het eigen bedrijf ter beschikking komen. Deze gegevens moeten kunnen leiden tot modificaties van produkten, invloed hebben op ontwerpbeslissingen, en waar mogelijk weer geformaliseerd worden tot ontwerpregels. Dezelfde strategie moet gevolgd worden wanneer ingekochte systeemdelen door de leverancier ervan gerepareerd worden. Zonder informatieoverdracht kan geen kwaliteitsverbetering bereikt worden.

Ook al zijn er allerlei regels ontwikkeld, men houdt zich bewust of uit onwetendheid niet altijd aan afspraken en standaarden. Het management moet daarom voortdurend controleren en dit onderwerp ter discussie stellen. Afwijkingen kunnen soms toegestaan worden, mits goed gemotiveerd en noodzakelijk. De consequenties moeten doorgenomen worden met de deskundigen van die delen in de organisatie waar eventuele problemen te verwachten zijn.

Tenslotte nog enkele opmerkingen over methodieken om ontwerpregels te vinden. Door het toepassen van statistiek op a1lerlei gegevens uit de produktie, uit de eindcontrole en tests en uit de markt (serviee-rapportage) is het mogelijk om allerlei conc1usies te trekken omtrent de delen van een produkt die verbeterd zouden kunnen worden. Het woord statistiek toont echter ook meteen het probleem waar fabrikanten van kleine series mee kampen. Men heeft zelden de beschikking over statistisch significante gegevens, zodat conclusies trekken vaak moeilijk is.

9.6 Automatisering en ge'integreerde bedrijfsautomatisering

9.6.1 Automatisering

De automatisering zoa1s die zich in de meeste Nederlandse bedrijven voltrekt is nag steeds eiland-automatisering. Een duidelijk af te bakenen groep van taken en functies wordt los van de andere bedrijfsprocessen geautomatiseerd. Men spreekt ook wei van geautomatiseerde eel. Bij verdergaande integratie van de automatisering moet een langetermijnplan de grondslag vormen. Vooral als men gebruik maakt van individuele softwareprodukten van verschillende leveranciers. De geautomatiseerde eilanden zijn alleen door nieuwe investeringen in speciale (nieuwe) software koppelbaar, en dan meestal verre van ideaal. Er zijn veelal problemen met netwerkconversies, interfaces tussen pakketten, incompatibiliteit van software en computer-platforms, grote beheersproblemen door een varieteit aan operating systemen. Vaak worden op meerdere plaatsen dezelfde gegevens ingevoerd en opgeslagen.

Moderne methoden om automatiseringsprojecten aan te pakken rollen voldoende aandacht besteden aan de analyse van de informatiestromen en de informatiebehoefte. Door het opbouwen van systemen uit eventueel herbruikbare eenheden wordt een kostenbesparende modulariteit en flexibiliteit bereikt. Uniforme data-representaties aan beide zijden van toekomstige automatische interfaces en uniforme netwerkfaciliteiten ondersteunen

40

Page 53: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

toekomstige uitbreidingen in de richting van verdere integratie vanuit de eilandautomatisering naar de volledige automatisering.

9.6.2 Integratie

Automatiseringsactiviteiten aangeduid met CIM (CIM = Computer Integrated Manufacturing) proberen om tot integrale d. w .z. volledig gekoppelde automatisering te komen van alle bedrijfsfuncties in een producerend bedrijf. Ben voorbeeld van zo'n geintegreerde aanpak kon teruggevonden worden in de FPA demonstratie (FPA = Flexibele Produktie Automatisering) in het kader van de beurs Industriele Automatisering '91, waarin 11 verschillende bedrijven hun produkten integreerden, en hiermee konden bewijzen dat het combineren van produkten bij een juiste selectie en planning mogelijk is. (Informatie via Holland Elektronica, Vereniging voor elektronica en industriele automatisering)

In deze demonstratie onderscheidt men hierarchische besturingslagen: (Zie figuur 11)

Op niveau van bedrijfsvestiging: • Strategische besturing (lange termijn globaal) • Tactische besturing (korte termijn globaal) • Operationele besturing (dagelijkse besturing globaal)

Op produktiecel niveau: • Cel niveau besturing

(supervisory) • Automaten niveau (lokaal

per eenheid) • Direct besturingsniveau

(lokaal per functie)

Op produktiecel niveau: • Proces-automatisering • Assemblage • Assemblage I bewerking I

Slralegische be.luring

raktische besturing

Operationele besluring

Besturings automaten

Direcle be"luring

'---.r--'

L-__ -'

'----~r-~

Fig.ll CIM, Hierarchische besturingslagen

handling

Binnen dit rapport komen vele aspecten van de diverse automatiseringsniveaus aan de orde. In de diverse hoofdstukken wordt steeds de relatie gelegd tussen produktspecificatie, produktontwikkeling, produktieautomatisering en het elektronisch systeemontwerpen. Op de hogere hierarchische niveaus spelen lange termijn zaken, zoals research,

41

Page 54: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

produktontwikkeling, produktideeen. Wat automatisering betreft gaat het om logistieke, financiele en planningsautomatisering. Ook marketing en servicegegevens spelen op dit niveau een rol en komen in aanmerking voor geintegreerde automatisering.

Hoewel deze studie zich niet primair richt op produktie is er ook op produktiecel niveau veel informatie uitwisseling met de elektronische produktontwikkeling. Bij het elektronisch ontwerpen en produceren komen allerlei databestanden te pas zoals: stuklijsten, boortapes, testfues, maskertapes voor PCB's of ASIC's, afregel- en assemblagevoorschriften etc.

Bij een automatisering in losse cellen of ei1anden wordt nog veel gebruik gemaakt van het fysieke transport van datadragers om data te transporteren. Vaak is ook nog een vOrm van dataconversie aan een van beide zijden nodig om de verwerking mogelijk te maken.

De andere automatiseringsgegevens die op produktiecelniveau nodig worden hier verder niet beschreven. 'Z£ hebben te maken met de orderverwerking, logistiek en de volledige produktieplanning. Het accepteren van orders, het besturen van de cel op grond van orders, het visua1iseren van de status van automaten, overzichten van geproduceerde aanta11en en percentages, en het terugmelden van de status naar hoger niveau. Het zijn voornamelijk de gegevens die te maken hebben met testen en kwaliteitsbeheersing die nog een rol spelen voor ontwerpers, in verband met het evalueren van afgeronde ontwerpen en het vinden van ontwerpregels voor toekomstige ontwerpen, en het assisteren bij verbeteren van de produktieopbrengst door modificaties ed.

9.6.3 Elektronische communicatie

De nieuwe communicatiemogelijkheden die automatische systemen met zich mee brengen zullen in de toekomst grote gevolgen hebben voor de organisatie. Daar waar in het verleden reizen en transport van personen en informatiedragers altijd noodzakelijk waren zijn nu alternatieven beschikbaar. Fysieke nabijheid za1 steeds vaker een ondergeschikte rol gaan spelen. De beschikbaarheid van computemetwerken en PC's op vele werkplekken brengt nu reeds nieuwe communicatievormen binnen het bereik van velen. Aan het benutten van de vele beschikbare mogelijkheden is op vele plaatsen nog nauwelijks begonnen De verandering van de organisatie en het leerproces zullen dan ook nog een behoorlijke in spanning vragen.

E-mail of Electronic Mail is een voorbeeld van w'n nieuwe communicatievorm en biedt zeer veel mogelijkheden om formeel maar ook informeel met elkaar te communiceren. Berichten kunnen naar personen of naar groepen of naar allen gestuurd worden en blijven beschikbaar totdat ze verwerkt zijn of verwijderd worden. Het ondervragen van databases, communicatie over meerdere tijdwnes (verschillende kantoortijden, dag en nacht probleem), bulletinboards van leveranciers voor het oplossen van problemen, bulletinboards voor afnemers, gebruikersgroepen van bepaalde (software)produkten, teleconferenties, het afstemmen van agenda's, ... het zijn allemaal mogelijkheden van elektronische communicatie, die mits goed toegepast grote besparingen kunnen opleveren. De implementatie van de ideeen omtrent het parallel werken bij het ontwikkelen van systemen, wals die neergelegd zijn in dit rapport, za1 zeker ondersteund moeten worden

42

Page 55: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

door het toepassen van de genoemde communicatievormen, als men de tijdsduur van het voortraject in de hand wi! houden.

Hoewel het niet de bedoeling is om in dit rapport commercieel verkrijgbare produkten en diensten te bespreken wi! ik een uitzondering maken voor een sprekend voorbeeld uit de omgeving van het elektronisch ontwerpen, namelijk voor het dienstenpakket dat CODUS Ltd. aanbiedt. Een van de grote problemen bij het elektronisch ontwerpen is het verzamelen van gegevens van produkten (componenten en deelsystemen), hun specificaties en hun leveranciers. De CODUS database is een faciliteit waarop men zich kan abonneren en die via het openbare datanet in vele landen beschikbaar is. Vanuit de eigen computerfaciliteit kan de database rechtstreeks ondervraagd worden. Het voorbeeld is daarom zo aardig omdat diverse aspecten van ontwerpen, die ook aan de orde komen in deze studie, naar voren komen in deze moderne vorm van dienstverlening: • E-mail faciliteiten • Zoeken van componenten en leveranciers op basis van commerciele typenummers

of categorieen. • Opvragen van uptodate specificatiegegevens. • Opvragen van standaardisatiegegevens van een component. • Het berekenen van de betrouwbaarheid (MTBF) van een systeem op basis van een

componentenlijst. • Opvragen en zoeken op basis van CECC kwaliteitssysteem (standaard specificatie

structuur) Verbetering van aspecten in het ontwerptraject zoals automatisering, standaardisatie, kwaliteit en betrouwbaarheid worden hier dus verenigd.

10 Menselijke factoren

10.1 Inleiding

Hoe wordt omgegaan met de menselijke aspecten zoals het samenstellen van een projectteam, de zorg voor opleidingen, uitbouw van specialismen, verspreiden van kennis en inleren in nieuwe methoden en technieken? Naast vele andere menselijke aspecten in een organisatie zijn deze aspecten in het oog springend bij produktontwikkeling. Dit hoofdstuk gaat in op deze onderwerpen, daarnaast wordt kort ingegaan op beveiliging en de relatie mens - kwaliteit.

10.2 Menselijke aspecten. samenstellen projectteam

Het invoeren van nieuwe technieken en methoden van werken is vaak meer een managementprobleem dan een technisch probleem. De angst voor verandering in de organisatie wordt vaak niet uitgesproken maar is een grote tegenkracht.

Bij het ontwerpen van een complex produkt moet de kennis van meerdere tientallen specialismen bij elkaar gebracht worden. Er kan gebruik gemaakt worden van specialisten van binnen en van buiten de organisatie. Bij zoveel verschillende kontakten is het extra

43

Page 56: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

nodig om efficient met de tijd om te gaan. Voor het oplossen van specifieke problemen moet nauwkeurig gekozen worden wie weI en wie niet bij een gesprek aanwezig moeten zijn. In de praktijk zunen dus veel "parttimers" betrokken zijn bij een project.

Bij een poging om een sterk team van funtime project-medewerkers samen te stenen is de keuze vaak beperkt. De houding van de medewerkers en de onderlinge sfeer kan beinvloed worden. De volgende aanbevelingen worden daarbij genoemd: • Maak het project tot een interessante gemeenschappelijke uitdaging. • Probeer elkaars jargon te leren om de communicatie te bevorderen. • Bevorder een sfeer die kwetsbare opstelling mogelijk maakt: Het is niet stom als je

iets niet weet. • Probeer een sfeer van wederzijds vertrouwen, medewerking en vriendschap te

creeren. • Probeer vertrouwen te wekken naar buiten zodat er een beter klimaat ontstaat voor

investeerders die risico durven te nemen in de ontwikkeling van hoogwaardige technische produkten

• Zorg voor motiverende en deskundige leiding.

Technici, ontwerpers en wetenschappers hebben naast het hoofddoel (bet project) nog andere ambities, zoa1s het leren omgaan met nieuwe technieken. Hiermee wordt de eigen waarde ook op peil gehouden. Op zich is dit niet negatief, het kan ook weer goed zijn voor het bedrijf. Ook is vaak een drang tot te ver perfectioneren in het werk waarneembaar. Voor het management ligt hier een taak, door te sturen naar een goede ba1ans tussen wat goed is voor beiden, medewerker en bedrijf.

Tot nu toe is voornamelijk gesproken over het team echter, het belang van een positieve houding en stimulans vanuit het top-management om nieuwe ontwikkeling te doen slagen mag niet onderschat worden. Een goed samengesteld team kan toch mislukken als aan die voorwaarde niet voldaan is.

10.3 Opleidingen. specialismen. kennis en inleren

Gespecialiseerde kennis is in veel bedrijven van cruciaal belang. Op dit punt is men dan ook vaak zeer kwetsbaar. Bij de interviews werd dan ook beluisterd: "Er zit teveel in hoof den en er staat nog te weinig op papier". De zorg voor het kunnen vervangen van mensen die vertrekken uit het bedrijf of die tijdelijk niet kunnen functioneren verdient voortdurende aandacht van het management, vooral op essentiele plaatsen. Het management dient daarbij de eigen functie niet te vergeten. Omdat onrnisbaarheid en waardering samenhangen is het niet vanzelfsprekend dat mensen hun werk zo organiseren en documenteren dat het efficient over te nemen is.

Naarmate produktie- en ontwerpsystemen complexer worden wordt de afhankelijkbeid van kennis ook groter. Een voorbeeld is het onderhoud van complexe netwerken en daarop geimplementeerde eigen utilities (en andere eigen ontwikkelde software of aanpassingen en verbeteringen) ontstaan vaak problemen door het ontbreken van documentatie van voldoende kwaliteit.

44

Page 57: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Bij het ontwikkelen van elektronische produkten zijn veel bedrijven nu bezig met een cultuurverandering van uitgebreide prototyping naar simulatie, dus in plaats van breadboarding naar computermodellen. De benodigde kennis kan gefaseerd verkregen worden door, vanuit een situatie waarin alle complexe ontwerpstappen uitbesteed worden, in opvolgende projecten steeds minder ontwerpstappen uit te besteden.

Aan de investeringen in apparatuur is vaak deelname van slechts een persoon aan een cursus gekoppeld. In zo'n geval moet altijd overwogen worden om minstens een tweede medewerker ook deel te laten nemen. Het rendement is onvoldoende als niet allen, die een cursus gevolgd hebben, daar in de praktijk iets mee kunnen doen. Zorgvuldige afstemming van taken is hier dus geboden. Het hebben van een gesprekspartner, binnen het bedrijf, over technisch moeilijke problemen is voor veel mensen belangrijk en kan door deze aanpak geboden worden.

Met het toenemen van de complexiteit van de ontwerp- en produktiegereedschappen (computers) moet gewaakt worden tegen de onderschatting van het opleidingsniveau dat nodig is om te werken met deze gereedschappen. Vaak zijn efficiencyproblemen niet waameembaar omdat er toch oplossingen gevonden worden met een subset van de mogelijkheden van de gereedschappen. Het management heeft zelf vaak onvoldoende kennis om dit te doorzien. De investering in geavanceerde apparatuur wordt zo echter niet optimaal benut, zodat de efficiencyverbetering veel groter had kunnen zijn. Zelfstandig willen en kunnen studeren uit eigen motivering, eventueel ondersteund door cursussen voor gevorderde gebruikers, zijn daarom een must. Bij begeleiding, beoordeling en selectie van personeel moet hierop gelet worden.

De complexiteit van de gereedschappen, de snelheid van de opeenvolgende generaties van programma's (releases ed.), de snelheid waarmee ontwerpen gereed moeten zijn, de financiele consequenties van dure prototyping-produktie (ASIC's), het zijn allemaal zaken die de belasting van mensen vergroten. Ben goede structuur en open communicatie en daardoor gedeelde verantwoordelijkheid maken de last beter te dragen. Oit is ook de reden dat een grote betrokkenheid van het topmanagement een absolute voorwaarde is om technische hoogstandjes te bereiken.

In hoofdstuk 9 wordt ingegaan op standaarden om de kwaliteit van de organisatie op hoog niveau te brengen. In de procedures voor kwaliteitsborging wordt terecht veel aandacht besteed aan het afstemmen van ervarings- en opleidingsniveau van alle medewerkers. Het vaststellen en beschrijven hiervan is de eerste stap. Eventuele kwetsbaarheden van de organisatie op dit vlak kunnen zo opgespoord worden. Bovendien kunnen deze gegevens toegepast worden voor carriereplanning.

De kennis die nodig is voor invoering van strategische nieuwe technieken en methoden kan verkregen worden door deel te nemen aan trainingen en cursussen. Door de hoge kosten vooral ook in uren is er een trend om ook van de medewerker een eigen inspanning te vragen in uren. Ben interessant en flexibel medium voor kennisoverdracht is video. Ben organisatie die op europees niveau probeert om hoogwaardige kennis in cursusvorm te verspreiden en die onder andere gebruik maakt van video is EUROPACE (Opgenomen in adressenlijst). Het materiaal dat verspreid wordt, varieert van cursusmateriaal en conferentiemateriaal op video tot volledig multi - media materiaal met

45

Page 58: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

boeken, cases, begeleiding etc. Voorbeelden van onderwerpen: EDI, Produktietechnologie, Object georienteerd ontwerpen, Kwaliteitsmethoden en technieken, Onderhoudstechnologie en -management, "Simultaneous Engineering·, Innovation management, etc.

10.4 Mensen en kwaliteit van de organisatie

De cruciale factor bij het bereiken van kwaliteit in een organisatie is de mens. Het motiveren van de medewerkers op ieder niveau kan sterk verbeterd worden door de rechten en plichten, verantwoordelijkheden en bevoegdheden voor iedere functionaris duidelijk op papier te zetten nadat in overleg overeenstemming bereikt is. Mensen zijn genegen om hun verantwoordelijkheden na te komen en actief bij te dragen aan verbetering van de organisatie als zij steeds betrokken zijn bij beslissingen die hun situatie beinvloeden. Een afgestemde ervaring en opleiding zijn nodig om mensen niet te overbelasten met taken die zij niet aan kunnen. Het voorkomt ook een overdreven angst om te falen.

De problemen betreffen niet aileen de mens in de eigen organisatie maar ook de mensen bij toeleveranciers en afnemers. In het onderzoek werd ook beluisterd dat met name grote bedrijven kennis uit kunnen straJen, en zo de kwaliteit van toeleveranciers kunnen bevorderen. Ook de kwaliteiten van afnemers kunnen een grote rol spelen bij het al dan niet voldoen van complexe produkten. Een van de bedrijven gaf daarom in huis instructie aan aile afnemers over de wereld. Door het kennis en vaardighedenniveau van de klant te verbeteren ontstaan minder storingen, gebeurt er beter onderhoud en is de klant betrokken bij het produkt en de leverancier. Er is terugkoppeling rechtstreeks uit de markt en de tevredenheid van de klanten is groter.

Het voordeel van activiteiten in het kader van een systeem voor kwaliteitsborging is dat er structuren en procedures ontstaan voor regelmatig overleg. In de geformaliseerde procedures is vastgelegd dat er onderling presentaties plaatsvinden. Men presenteert elkaar mogelijkheden en ook knelpunten. ZO ontstaat meer begrip voor de (on)mogelijkheden binnen de gehele organisatie. Bovendien biedt de uitgewisselde informatie een basis voor het werken aan verdere verbetering. Als voorbeeld het bekende spanningsveld tussen inkoper en ontwerper. De zogenaamde creatieve vrijheid moet niet leiden tot overspecificeren zodat de inkoper zijn werk niet goed kan doen. Onbekendheid met elkaars problemen is meestal de oorzaak van conflicten.

10.5 Produktiviteit en werkomgeving

Als er gesproken wordt over ontwikkelomgeving ten behoeve van het ontwikkelen van produkten dan wordt er niet gedoeld op het traditionele begrip werkomgeving. Met dit Iaatste begrip worden andere, ook belangrijke, factoren aangeduid zoaJs de omgevingsfactoren die de produktiviteit en het welzijn beinvloeden voor mensen, bijvoorbeeld geluid, kleur van het interieur, verlichting, sfeer, etc. Met ontwikkelomgeving wordt bedoeld het geheel van computergereedschappen en managementprogramma's, meet en testapparatuur die ontwikkeling van produkten mogelijk maakt. De produktiviteit van ontwerpers is in hoge mate afbankeJijk van de kwaliteit van deze gereedschappen, naast gewoon vakmanschap en creativiteit uiteraard.

46

Page 59: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

De uniformiteit van gebruikersinterfaces en de ergonomische eigenschappen moeten belangrijke criteria bij de aanschaf zijn. Ook automatisch versiebeheer van ontwikkelingen en (geleverde) produkten kan de menselijke zwakheden goed ondersteunen.

In het hoofdstuk over organisatie en automatisering is al ingegaan op het belang van de modeme communicatiemogelijkheden bij het streven naar produktiviteitsverhoging.

10.6 Bavailiging

In een hoofdstuk over menselijke aspecten is een paragraaf over beveiliging op zijn plaats. Helaas gaat het nu niet meer alleen over allerlei maatregelen die tegen technische problemen en calamiteiten moeten werken, maar gaat het voortaan ook over beveiliging tegen kwaadwillenden binnen of buiten de organisatie. De toepassing van allerlei computergereedschappen in netwerken die moeten communiceren met binnen en buiten maken de organisatie kwetsbaar als er niet voldoende aandacht is voor beveiliging.

Het loont de moeite om strikt de hand te houden aan goede backup-procedures, zodat een systeem hersteld kan worden tot de status voor de calamiteit. Ook beveiligingen door identificatiesystemen voor ruimten en systemen verhogen de veiligheid. Aile beveiligingen werken slechts als er een sterke discipline is bij alle medewerkers om procedures en voorschriften uit te voeren.

De informatie over produkten in ontwikkeling is vaak strategische informatie die bij onvoldoende beveiligingsmaatregelen eenvoudig uit kan lekken. Met name als produkten zo volledig mogelijk gespecificeerd worden, met behulp van computergereedschappen, is het mogelijk om al deze informatie te kopieren. Aile technische maatregelen hebben dan ook geen zin als de menselijke aspecten onvoldoende aandacht krijgen. Hierbij gaat het niet alleen om medewerkers van het eigen bedrijf maar ook om medewerkers van adviserende en ondersteunende bedrijven. Er is daarom behoefte aan het vastleggen van geheimhoudingsafspraken in overeenkomsten (kontrakten) tussen bedrijven vanwege de groeiende samenwerking tussen bedrijven. Zie over dit onderwerp ook het hoofdstuk over juridische aspecten.

11 Ergonomie

11.1 Inlaiding

Wat is de rol van de ergonomie en de zogenaamde gebruikersinterfaces? Deze vraag kan zowel gesteld worden voor de produkten, die ontwikkeld moeten worden, als voor alle gereedschappen die bij ontwikkeling en produktie toegepast worden. Traditioneel speeJt de ergonomie de rol van het aanpassen van produkten en de werkomgeving aan de mens. Door de snelle verbreiding van de computer als gereedschap is er een heel nieuw onderzoekgebied bijgekomen wat we kunnen aanduiden als "software-ergonomie". De

47

Page 60: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

mogelijkheden van informatietechniek zijn in principe vrijwel onbeperkt wanneer het gaat om het verwerken van menselijke invoer en het presenteren van resultaten. Toch zijn er bij nadere bestudering van de mens machine interface veel problemen. De zogenaamde gebruikersinterface van computersystemen blijkt zelden uniform wanneer met verschillende softwareprodukten naast elkaar gewerkt wordt. Oit belemmert het efficient en foutloos werken. Het leidt tot hoge kosten door de tijd die verloren gaat met inwerken, cursussen volgen en overschakelen tijdens het werk. Met de term gebruikersvriendelijkheid worden de eigenschappen van een systeem aangegeven die het mogelijk moeten maken dat met een minimum aan voorkennis snel en effectief gewerkt kan worden, dat men zelf snel problemen kan oplossen en het systeem om hulp kan vragen. am deze vage term echter te vertalen naar een beschrijving van concrete vereiste eigenschappen is niet eenvoudig. Een complicerende factor is bovendien dat een ervaren gebruiker van een systeem andere eisen gaat stellen aan een systeem dan de incidentele onervaren gebruiker. Dit is ook een van de oorzaken van de kostbare voortdurende behoefte aan training. In dit hoofdstuk wordt daarom ingegaan op het belang van goede gebruikersinterfaces en de stand van zaken m. b. t. standaardisatie. Daamaast wordt ingegaan op de vele andere facetten die ergonomie en elektronische produktontwikkeling bijeen brengt.

11.2 Ergonomie en gebruikersinterfaces

Nu de rol van computers steeds groter wordt in a1lerlei besturingssystemen, en de computers ook voldoende krachtig worden, zien we de opkomst van grafisch georienteerde gebruikersinterfaces. Het vastleggen van de functionaliteit van een interface voor een produkt of applicatie is nog steeds een taak van de ontwerper. De wijze echter waarop de interface zich presenteert, de symbolen en de opmaak kunnen aansluiten bij standaarden of de facto standaarden, waardoor gebruikers die reeds vertrouwd zijn met de bekende interfaces snel inleren. Terecht nemen de eisen ten aanzien van standaardisatie dan ook toe. Bekende (de facto) standaard user interfaces zijn: MS-Windows, X-Open, Common User Acces (IBM), OSF/Motiv. Afdalend van applicatieniveau naar hardware niveau zijn er diverse lagen in de software van een grafische interface. Het tekenen van symbolen werd in eerste instantie gestandaardiseerd via een grafische interface van primitieven. Voorbeelden van dergelijke standaarden zijn PHIGS en GKS. (GKS = Graphical Kernel System). Belangrijke ISO projecten voor metafile en interface standaardisatie zijn CGM (CGM = Computer Graphics Metafile) en cm (Cm = Computer Graphic interface).

Er zijn nog problemen, a1s men een grafische interface zodanig wil bouwen dat deze met een redelijke performance "multidomain" toepassingen realiseert. Voor een bepaalde applicatie is het namelijk niet voldoende om de 500rt symbolen die gewoonlijk gehanteerd worden te kunnen presenteren, maar is het ook nodig om beperkingen op te leggen aan wat een gebruiker mag doen. De regels daarvoor moeten dus ook ingebracht kunnen worden, maar zijn nooit standaard. Wie zich snel wil orienteren op de status van de standaardisatie van gebruikersinterfaces kan gebruik maken van [Lit.9], Ergonomische normen voor interfaces. De auteurs zijn betrokken bij de werkgroep ISO/TC159/SC4IWG5, Software-ergonomics and man­machine dialogue, en geven een overzicht van de werkwijze, indeling van werkgroepen en enkele onderwerpen waaraan gewerkt wordt.

48

Page 61: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

De aandacht voor vooral grafische mogelijkheden staat weliswaar sterk in de belangstelling, maar een goede gebruikersinterface zal gebruik maken van de meest geschikte communicatietechniek. Er is dus bijvoorbeeld voor invoer keuze uit menu's, commandotalen, directe manipulatie, formulier invullen, en natuurlijke taal. Het toetsen van de meest geschikte vorm zal moeten gebeuren aan de hand van criteria wals:

• Geschiktheid voor de taak • Intrinsieke duidelijkheid • Bestuurbaarheid • Voldoen aan verwachting van de gebruiker • Tolerantie voor fouten • Snelheid van inleren • Geschiktheid voor aanpassing aan specifieke gebruikerswensen

11.3 Ergonomie en produktontwikkeling

Ben methode om snel inzicht te laijgen in de stand van zaken in een vakgebied, waarin men niet dagelijks werkt, is het raadplegen van tijdschriften waarin de nieuwe pUblikaties in het kort beschreven worden, zogenaamde abstracts. Het periodiek Ergonomics Abstracts (London: Taylor & Francis Ltd, ISSN 0045-244600) deelt het vakgebied in volgens: • General ergonomics • Human characteristics • Performance related factors • Information presentation and communication • Display and control design • Workplace and equipment design • Environment • System characteristics • Work design and organisation • Health and safety • Social and economic impact of the system • Methods and techniques Ieder van deze gebieden is weer ingedeeld in een aantal subgebieden waarvan sommige direct van belang zijn voor elektronische produktontwikkeling. De relevante gebieden worden nu aangestipt. Onder het gebied "Human characteristics" is van belang de studie van het gebruik van de zintuigen en de mogelijkheden om een systeem motorisch te volgen of te bedienen. Bij het ontwikkelen van in en uitvoer apparatuur is deze kennis nodig. Bijzonder interessant is het gebied "Information presentation and communication". Op het gebied van visuele communicatie speelt het representeren van informatie in de vorm van plaatjes, symbolen, kleuren etc. Verder zijn belangrijke gebieden: de auditieve communicatie, Mens-machine dialoog, terugkoppeling, reactie op fouten, documentatie ontwerp, talen en software-interfaces. Het gebied "Display and control design" houdt zich concreet bezig met "input devices" en displays zoals beeldschermen. Het gebied van "Environment" houd zich o.a. bezig met achtergrondverlichting en geluidsniveau. "System characteristics" omvat allerlei aspecten van systemen wals

49

Page 62: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

gebruikersvriendelijkheid, bruikbaarheid, dynamiek, responsetijdl betrouwbaarheid, veiligheid, beschikbaarheid, etc. In de categorie "Work design and organisation" bestudeert men zaken als training, supervisie en het aanpassen van de plek in de organisatie op de mogelijkheden van de medewerker. Twee andere belangrijke subgebieden zijn "use of support", het gebruik van ondersteuning door de mens, procedures of documentatie, en "technological and ergonomic change" dat zich bezighoud met veranderingsprocessen in de organisatie. Op het gebied "Health and safety" zijn diverse onderwerpen terug te vinden die te maken hebben met het ontwerpen van produkten zodanig dat men sen er niet ziek van worden. Het gebied van "Methods and techniques" beschrijft methodieken voor ergonomisch onderzoek.

Het bekijken van het vakgebied van de ergonomie geeft veel associaties met aspecten van het elektronisch ontwerpen, maar even zovele met het produceren en het ontwerp van de werkomgeving. Bovendien zie je een veelheid van onderwerpen waar elektronische produkten voor ontworpen zouden kunnen worden, m.a. w. het levert produktideeen voor bedrijven uit diverse branches.

12 Kwaliteitsaspecten van het produkt

12.1 Inlaiding

Technieken die toegepast worden om de gewenste produktkwaliteit te bereiken en te behouden zijn statistische of analyse technieken. Zij spelen vooral een rol bij de bewaking van de produktie-kwaliteit. Het bewaken van toleranties en nemen van steekproeven en het analyseren van resultaten krijgen veel accent. De specialist op dit traditionele werkgebied van kwaliteit zal in dit hoofdstuk weinig van zijn vak terugvinden. Als gekeken wordt naar de enorme verbeteringen die de laatste decennia bereikt zijn op het gebied van het betrouwbaar produceren van elektronische componenten en chips, dan zijn het vooral de genoemde technieken samen met verbeterde technologische kennis die dit bereikt hebben. De vrijheidsgraden om een produkt te modificeren, als er problemen zijn om voldoende opbrengst te halen met de gewenste kwaliteit, zijn echter helaas beperkt. In dit rapport is de aandacht steeds gericht op het verbeteren van de mogelijkheden om een bepaald aspect in een vroege fase optimaai te krijgen. Daarom is ook in dit hoofdstuk de aandacht gericht op produkten ontwerpen en specificeren en niet op het gebied van het met maximale kwaliteit vervaardigen van het ·uit-ontwikkelde" produkt.

De basis voor de kwaliteit van een produkt wordt gelegd in de produktspecificatie. De keuze van de technologieen en de beheersing ervan bepalen reeds in een vroege fase waar later de afhankelijkheden komen te Jiggen. Bij zeer lastige technologieen die wij zelf niet beheersen zal ook het aantal uitbestedingsmogeljkheden vaak gering zijn. De geleverde kwaliteit en de tijdige toelevering bepalen de opbrengst van de produktielijn, waarin we toegeleverde technologie moeten toepassen. Men is dan sterk afhankeIijk van een extern bedrijf. In het ergste geval zelfs wellicht van slechts een bedrijf. We zien hier weer een

50

Page 63: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

verstrengeling van aspecten: marketing, logistiek (inkoop), produktspecificatie en kwaliteit.

Omdat we een benadering kiezen vanuit de produktspecificatie zullen we het begrip kwaliteit enger opvatten. Het begrip kwaliteit definieren we als de verzameling van eigenschappen die een produkt moet hebben om de afnemer tevreden te stellen. Betrouwbaarheid, bedrijfszekerheid en het vo!doen aan de specificaties is daarbij niet vo!doende. Ben produkt moet over vo!doende "kwaliteiten" beschikken om de potentiele afnemer te interesseren, tot klant te maken en als klant vast te houden. Ben produkt moet dan bijvoorbee!d een goede gebruiksaanwijzing hebben, goedkoop te herstellen zijn etc. De kwaliteiten van een produkt worden vastge!egd in de specificatiefase en de vo!gende aspecten zijn hier gekozen om nader te beschrijven:

a- Testen en testbaarheid b- Veiligheid c- Milieuaspecten d- Onderhoudbaarheid e- Betrouwbaarheid f- Documentatie

In de harde strijd om de markt wordt kwaliteit naast prijs steeds be!angrijker. Er is een trend waarneembaar om de aansprakelijkbeid van de toeleverancier voor de gevolgen van slechte kwaliteit bij contract vast te leggen. Deze trend maakt duidelijk dat overleven in de toekomst mede bepaald zal worden door voldoende aandacht voor kwaliteit in haar vele facetten.

De europese eenwording heef! ook vee! gevolgen voor de produktontwikkeling. Met name voor de in dit hoofdstuk genoemde aspecten is vee! rege!geving klaar of in voorbereiding. U kunt zich op de hoogte stellen van de stand van zaken door gebruik te maken van de EG Advies centra. Voor dit rapport is materiaal beschikbaar gesteld door het EG adviescentrum in Helmond. (zie adreslijst)

In dit hoofdstuk beperken we ons tot de relatie tussen elektronisch ontwerp en kwaliteit. Dit is slechts een zeer klein deel van het gehele spectrum van kwaliteitsaspecten in een organisatie. In andere hoofdstukken zullen diverse van deze aspecten besproken worden. Kwaliteit van de organisatie komt aan de orde in hoofdstuk 9, Kwaliteit in Computer Integrated Manufacturing en kwaliteit van software in hoofdstuk 14, Kwaliteit in CAD/CAM komt op vele plaatsen impliciet aan de orde.

12.2 Testen. testbaarheid en kwaliteit

12.2.1 Testen van ingekochte componenten

Ben constante toevoer van goede componenten die voldoen aan de opgegeven specificaties is van levensbelang voor de produktie. In de ontwerpfase gaat het om enkele stuks en is vooral de beschikbaarheid van specificaties, documentatie en goed

51

Page 64: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

gedefinieerde vereiste parameters, noodzakelijk. Na het testen van de prototypen en de voorbereiding van de produktie voigt een vrijgave voor produktie. De componenten worden voor de produktie meestal in grote aantallen gekocht. Zij moeten uiteraard aan dezelfde specificatie en kwaliteitseisen voldoen als de componenten die toegepast zijn tijdens de ontwikkelfase. Dit betekent controle.

De CECC (CECC = CENELEC Electronic Components Committee), geeft kwalitatieve richtlijnen voor de elektronica onderdelen producerende en distribuerende bedrijven. Het gaat er dus niet aileen om dat produkten volgens een kwaliteitsnorm geproduceerd worden. Ook de gehele "handling" daama in magazijnen en het gehele daaropvolgende distributiekanaal kan nog kwaliteitsverlies veroorzaken. Eisen wat betreft de aarding van schappen, transportbanden, en bij het hanteren zijn bijvoorbeeld belangrijk voor CMOS produkten. Een gecertificeerd distributiebedrijf kan de volledige gang van een produkt nagaan en meld problemen aan afnemers. Wanneer tot de toegevoegde waarde van distributie bedrijven het sorteren en samenvoegen van orders behoort dan moeten produkten uit de originele verpakking gehaald worden. Aileen een gecertificeerd bedrijf mag de produkten met dezelfde gecertificeerde kwaliteitsnorm hanteren en doorleveren onder dezelfde norm.

Door te werken met gecertificeerde bedrijven en door ook zelf zo te werken kan een belangrijke besparing behaald worden op het testen van componenten die binnenkomen, omdat een deel van deze inspecties overbodig worden.

12.2.2 Functioneel testen

Het bestuderen van de testbaarheidsaspecten en het genereren van de test vectoren voor elektronica gebeurde binnen grotere bedrijven veelal door een gespecialiseerde testafdeling. Na de komst van de ASIC's en de veelvuldiger toepassing van programmeerbare logica hebben we geleerd dat de testbaarheid van een circuit in de ontwerpfase gerea1iseerd wordt (of teniet gedaan wordt). De complexiteit van digitale systemen heeft geleid tot het ontwikkelen van een hierarchische ontwerpaanpak die "top­down" genoemd wordt. Door decompositie wordt een te ontwerpen systeem verdeeld in delen die ook weer opgedeeld kunnen worden totdat een deel-ontwerp eenvoudig te overzien is. Door simulatie van rowel systeemdelen als het geheel verkrijgt men inzicht in het gedrag van een ontwerp, voordat het in werkelijkheid gemaakt is. De stimuli en de voorspelde response, die gebruikt zijn bij simulatie, vormen samen zogenaamde functionele testvectoren. Deze kunnen later gebruikt worden voor het testen van het werkelijk gerea1iseerde ontwerp.

Het integreren van een aantal deelschakelingen, die samen weer deel uit maken van het gehele ontwerp, in een compacte elektronische implementatievorm (Bijvoorbeeld: ASIC of SMT-PCB of Hybride) belemmert de toegankelijkheid van de te testen schakelingen. Alleen het toevoegen van extra interne paden en elektronische schakelaars kan de schakeling testbaar maken. Het toevoegen van deze extra elektronica kan het best gebeuren door de ontwerper. De organisatievorm in het bedrijf, waarbij gerede ontwerpen vervolgens naar een testafdeling gaan is daarom voor digitale schakelingen fout. De teststrategie ontwikkelen en het ontwerpen moet beide door ontwerpers gebeuren, met kennis van zaken omtrent testen, men spreekt van "Design for testability".

52

Page 65: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Niet aileen het testen van het inwendige van chips is lastig maar ook het testen van (tweezijdig) dicht bezette SMT printpanelen kan niet meer gedaan worden met een conventionele "Bed of Nails" tester.

Het werk van de ITAG (JTAG = Joint Test Action Group), waar de meeste toonaangevende elektronicaproducenten en toepassers in deelnemen heeft geleid tot het verkrijgen van een IEEE 1149.1 teststandaard. De standaard beschrijft Boundary scan test. Het is een techniek waarmee printpanelen getest kunnen worden met behulp van slechts vier verbindingen tussen bord en testcomputer. Om de methode toe te kunnen passen moet gebruik gemaakt worden van chips die intern uitgerust zijn met speciale voorzieningen, z.g. boundary scan cellen plus besturing. Er is een groeiend aanbod aan dergelijke chips. De norm voorziet ook in het opvragen van de identificatie van een chip. Het za1 in de toekomst mogelijk maken om complete systemen met reJatief kleine computers te testen. Zowel voor system level test, board test als chiptest biedt boundary scan mogelijkheden.

Bij het voorzien van de testfilosofie hoort ook het voorzien van het gebruik van automatische test- en produktieapparatuur. Dit leidt tot meer "laagbijdegrondse" maar ook essentiele mechanische eisen in de specificatie, bijvoorbeeld ruimte langs de randen van printkaarten voor de drager bij het produceren en testen. Ook de afstanden tussen de testpinnen en de omvang van de print i. v. m. doorbuiging bij mechanische belasting door test en montage zijn voorbeelden van eisen, die geformuleerd moeten worden. Het zijn tevens ook voorbeelden van ontwerpeisen die eenvoudig in ontwerpregels te vangen zijn en die door computers gecontroleerd kunnen worden.

Behalve het testen tijdens ontwikkeling en produktie is in sommige gevallen ook het testen tijdens bedrijf gewenst. De moderne computertechniek biedt mogelijkheden voor het opslaan van gegevens over fouten (logging) in het produkt zelf. Hiermee kan informatie verkregen worden die bruikbaar is bij het verhelpen van storing, maar die ook inzicht geeft in Ievensduur, soorten storingen, frequentie in een bepaa1de periode, etc. Hieruit kunnen gewenste wijzigingen aan een produkt bepaa1d worden.

12.2.3 Structureel testen

Als uitgangspunt van de voorgaande beschouwing over testen is het functioneel testen genomen. Met functioneel testen is het meestal in de praktijk niet mogeiijk om zo diepgaand te testen, dat een systeem met een gespecificeerde kwaliteit en betrouwbaarheid geleverd kan worden. Er zijn daarom modellen ontwikkeld om fouten in een systeem te modeJleren en te simuleren (foutsimulatie). Het aantal fouten dat deze computerprogramma's kan detecteren blijkt veel groter dan het aantal fouten dat met functioneel testen gevonden kon worden. De dekkingsgraad van het aantal fouten in een functionele test blijkt dus onvoldoende. Daarom is deze software ontwikkeld tot een produkt dat automatisch testpatronen genereert op basis van de structuur van de schakeling (structurele testpatronen) en niet op basis van functionaliteit.

Het testen van chips moeten we scheiden van het testen van printpanelen. Testvectoren om chips te testen zijn niet altijd geschikt om op een bord te testen en een zogenaamde "in-circuit-test" uit te voeren. Daarom kan het nodig zijn om afzonderlijke sets van

53

Page 66: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

testvectoren aan te maken. Een voorbeeld van deze situatie is het testen van programmeerbare logica. De chips worden veelal getest op de apparatuur die de programmering van de chip uitvoert. Bij deze test worden hogere elektrische spanningen toegepast dan de normale werkspanning. Een uitgebreide test kan daardoor veel efficienter gebeuren, maar is niet uitvoerbaar op een PCB.

12.2.4 Veiligheidstesten

Ten aanzien van veiligheidstesten kan allereerst onderscheid gemaakt worden naar het testen in diverse fasen van de levenscyclus van het produkt: 1 prototype 2 produktie, eindtest 3 reparatie / service 4 periodiek, i. v. m. veroudering

Uiteraard gelden de testeisen ook voor de produktiemiddelen, die volgens hetzelfde lijstje beschouwd kunnen worden.

Als we de beschouwing beperken tot het testen van elektrische veiligheid dan moet eerst vastgesteld worden in welke veiligheidsklasse een produkt ondergebracht moet worden. Zie ook paragraaf 12.3.

Een belangrijke test bij elektrische apparatuur is de aardingstest. Deze test kan vereenvoudigd worden door bij het ontwerpen test-aardpunten aan te brengen op aile te testen delen van het produkt. Verder moet rekening gehouden worden met de verschillen in procedure en vooral de adaptiemogelijkheden bij het verrichten van de veiligheidstests op basis van handbediening, halfautomatisch of automatisch. Bij beschikbaarheid van automatische adaptie is standaardisatie van de plaats van de netvoedingsaansluiting en de aardpunten op de produkten gewenst. De hier genoemde eisen zijn weer voorbeelden van eisen aan een ontwerp, die vastgelegd kunnen worden in ontwerpregels.

Reparatie, als deel van het produktieproces, vereist vaak opnieuw veiligheidstesten. Deze laatste aspecten geven weer een samenhang met het doordacht ontwerpen en voorbereiden van de produktielijn. Houdt hierbij ook rekening met het inplannen van testen en ijken of kalibreren van de testapparatuur zeif.

Men kan voor het testen of het plannen van de tests gebruik maken van de diensten van de KEMA of een ander adviesbureau. Er komen dan voorschriften voor het testen en de testplaatsen, waar fysiek op het produkt gemeten moet worden. Voorschriften omtrent 100% of steekproefsgewijze tests hebben uiteraard grote gevolgen voor de produktieplanning.

V oor iedere fabrikant is in ieder geval voomaam dat hij aan kan tonen dat er de nodige inspanningen zijn verricht om de produkten en de produktie naar vermogen veiJig te maken. Men kan namelijk aansprakelijk gesteld worden indien men hier nalatig geweest is. Zie ook hoofdstuk 17 over juridische aspecten. In combinatie met de veiligheidstests kunnen, als dat voorzien is, door hetzelfde teststation ook andere tests uitgevoerd worden.

54

Page 67: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Bijvoorbeeld het meten van de opgenomen stroom of het vermogen in relatie met diverse toestanden van het produkt.

12.2.5 Andere vormen van testen

Op het gebied van testen zijn in dit hoofdstuk slechts enkele aspecten behandeld. Elektrisch testen kan betekenen dat vele parameters gemeten moeten worden. Zie hiervoor ook paragraaf 12.3. Vooral op het gebied van analoog testen zijn in veel mindere mate computerandersteunde of gestructureerde methoden beschikbaar.

Ook testen onder diverse omgevingsomstandigheden zoals temperatuur, licht, straling, staf, trillingen, vochtigheid moeten in diverse testpragramma's gerea1iseerd worden.

Voorbeelden van dergelijke testen zijn:

• Klimaattesten, waarbij het klimaatwerkgebied wat betreft temperatuur en vochtigheid geverifieerd word!.

• Temperatuurtesten, waarbij de relatie werktemperatuur en belasting gemeten word!.

• Tril en valproeven, al dan niet in operationele situatie. • Stralingstesten, radioactief of elektromagnetisch (EMC en RFI testen) • Bum-in test, een methode am "infant mortality" of "early failures" op te sporen

Er zijn nu steeds meer computerprogramma's beschikbaar voor het simuleren en analyseren van allerlei eigenschappen van de schakeling. Bijvoorbeeld de warmteverdeling op een printpaneel bij een bepaalde luchtstroom kan gesimuleerd worden. De zogenaamde "hot spots" kunnen zichtbaar gemaakt worden op een beeldscherm. Ben antwerp kan dan zo gemodificeerd worden dat een betere warmteverdeling verkregen wordt.

Tenslotte nag een opmerking over apparatuur met een grate levensduur. Bij een grate levensduur gaan vermoedelijk verouderingsverschijnselen een ral speIen. Extra aandacht is dan nodig voor het specificeren van een schema voor periodiek preventief onderhoud en bijbehorende tests als deel van de produktspecificatie en als informatie naar de gebruikers.

12.3 Veiligheid

Veiligheid is een aspect dat naar voren komt op diverse pIaatsen van het proces van specificatie naar geproduceerd produkt. In de specificatie van een produkt moeten de eisen ten aanzien van eIektrische veiligheid en brandgevaar, afscherming en ESD veiligheid (Electro Static Discharge) reeds geformuleerd zijn. Verder gelden de veiligheidseisen uiteraard ook voor de produktiemiddelen zelf. Het begrip betrouwbaarheid is ook verweven met veiligheid in de zin dat fouten ten gevolge van niet betrouwbaar zijn van een produkt tot onveilige situaties kan Ieiden. Dit soort aspect za1 in een van de voIgende paragrafen besproken worden.

55

Page 68: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

12.3.1 Elektrische veiligheid

Door de specificatie van een produkt is in feite al vastgelegd in welke veiligheidsklasse het produkt qua elektrische veiligheidseisen ingedeeld za1 worden: 1- Met aardaansluiting 2- Dubbel geisoleerd 3- Laagspanning (Netspanningsvoeding extern)

Met netspanning gevoede produkten moeten voldoen aan de daartoe gestelde normen bijvoorbeeld: UUCSAlVDFJIEC. (UL = Underwriters Laboratories Inc., de keuringsdienst voor de USA; CSA = Canadian Standards Association; VDE = Verband Deutsche Elektrotechniker; IEC = International Electrotechnica1 committee). Er is reeds veel bereikt op het gebied van het internationaal harmoniseren van normen. Zo sluit de nederlandse NEN3544 aan bij de Europese norm.

Het in een ontwerp opnemen van een ingekochte goedgekeurde net-entree inclusief netschakelaar is in feite de eenvoudigste veilige oplossing. Er worden in dit geval mini male eisen gesteld ten aanzien van het veiligheidstesten. Indien randaarde vereist is dan moet die deugdelijk verbonden zijn met alle elektrisch geleidende delen die aanraakbaar zijn. Hier treedt dus een duidelijke interactie op van bijvoorbeeld mechanische ontwerpbeslissingen voor de opbouw van een behuizing en eventuele andere omringende geleidende constructies. Cok de volgorde van assembleren en bewerken tijdens produktie kan invloed hebben op de geleidbaarheid van de delen. Te denken valt aan volgorde oppervlakte behandeling en assemblage in relatie met het ontwerp van de aardverbindingen. Cok na reparatie al dan niet als deel van het produktieproces moet een veiligheidstest opnieuw uitgevoerd worden. Het niet voldoen aan dit type veiligheidseisen kan tot levensgevaarlijke situaties, waarbij de fabrikant aansprakelijk gesteld kan worden voor ongelukken. Zie hierover hoofdstuk 17.

Ben gerelateerd onderwerp is eisen, die gesteld worden aan diverse opschriften en het typeplaatje op een produkt. Bijvoorbeeld bij smeltveiligheden moet een opschrift staan met snelheid en waarde.

12.3.2 Brandveiligheid en explosieveiligheid

Ten aanzien van de brandveiligheid worden eisen gesteld aan de temperatuur van aanraakbare delen, mechanische opbouw, materiaalkeuze en koeling (ventilatie en koellichamen). Computersimulaties kunnen voor elektronische schakelingen het ontwerp en de analyse van het temperatuurgedrag ondersteunen. De eisen die aan een produkt gesteld rnoeten worden hebben uiteraard sterk te maken met de omgeving waarin een produkt terecht kan komen. Ben voorbeeld van een probleem op dit gebied was het exploderen van een bepaald type batterijen, dat ingebouwd was in een produkt, bij transport in een ongeconditioneerd transportvliegtuig.

56

Page 69: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

12.3.3 Chemische en mechanische veiligheid

Slechts een paM aspecten van de relatie veiligheid en ontwerpen kunnen hier behandeld worden. De nadruk in dit hoofdstuk Jigt op elektrische veiligheid. De chemische en mechanische veiligheid heeft echter zeker weI relatie met elektronisch ontwerpen. Deze onderwerpen worden hier voor de volledigheid genoemd, omdat dit rapport ook bestemd is om als discussiestuk te dienen bij het kiezen van aandachtsgebieden binnen een organisatie. Om de relatie enigszins te illustreren volgen nu enkele voorbeelden. Het eerste voorbeeld kwam uit de interviews naar voren. Er zijn de speciale eisen voor materialen die in contact komen met voedingsmiddelen. Met name aan apparatuur voor de levensmiddelen industrie worden door de AID (AID = Algemene Inspectie Dienst) extra eisen gesteld. Hier treedt een interactie op van argumenten voor de keuze van materialen om hun elektrische, mechanische en chemische eigenschappen. Ais tweede voorbeeld van de interactie mechanische veiligheid en elektronisch ontwerp kan een robotbesturing beschouwd worden. De in de elektronica geimplementeerde besturingsalgoritmen moeten zodanig gebouwd zijn dat zelfs bij zware elektromagnetische storingen de robot geen ongewenste bewegingen maakt. Zie in dit verband paragraaf 12.7 over FMEA. Oplossingen voor dit soort veiligheidsproblemen kunnen gezocht worden op mechanisch en / of elektronisch gebied.

Op chemisch gebied heeft de elektronica steeds meer toepassingsmogelijkbeden. Door de komst en de verdere uitbouw van het gebied van geintegreerde sensoren zijn fantastische nieuwe mogeJijkbeden aanwezig. Denk aan procesindustrie, medische toepassingen, bijvoorbeeld implantatie van doseerautomaten, het meten en controleren van fysische grootheden, het meten van concentraties, etc. Verder is de chemie natuurlijk van groot belang bij het maken en verbeteren van de elektrotechnische materialen zelf.

12.3.4 Produktiemiddelen en veiligheid

Het gaat bij veiligheid niet aileen om de te produceren produkten maar veiligheidseisen worden ook gesteld aan de omgeving, de produktiemachines en meetapparatuur die nodig zijn voor de (massa-)produktie, afregeling, service en reparatie van een produkt. Vooral na service en reparatie moeten deze opnieuw getest worden. Bovendien worden aan de produktie-veiligheids-test apparatuur zelf, extra eisen gesteld, die vastgelegd zijn in normen. Ook is regelmatige kalibratie van deze apparatuur vereist.

12.3.5 Veiligheid en service

Na service en reparatie van produkten, rowel in de produktie als bij "after sales service", kan het vereist zijn dat de veiligheidstesten op het produkt opnieuw uitgevoerd worden. Dit vraagt planning van de betreffende voorzieningen in de fabriek maar eventueel ook in het veld. Zie ook het hoofdstuk over testen.

12.3.6 ESD veiligheid

Het ontladen van statische elektriciteit is een verschijnsel dat in het dagelijks leven opgemerkt wordt als we bijvoorbeeld een schokje krijgen bij het aanraken van een metalen voorwerp. Dit voor de mens relatief onschuldige verschijnsel kan voor

57

Page 70: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

elektronische schakelingen desastreuze gevolgen hebben. Omdat de betrouwbaarheid van elektronische besturingen op vele plaatsen de veiligheid bepaaId, heeft het woord veiligheid hier een dubbele betekenis. Onder de naam ESO bescherming (ESO = Electro Static Discharge) vallen maatregelen die schakelingen over de gehele levensduur moet beschermen tegen schade. ESO bescherming heeft consequenties voor: • Het ontwerp van het produkt • Toelevering van te assembleren delen. • Produktie van de elektronische schakelingen (hanteren van componenten en PCB's) • Assemblage van systemen • Service en reparatie, Service omgevingseisen. • Verpakking van produkten. • Eisen bij normaal gebruik en omgevingsinvloeden. De ESO bescherming is een van de aspecten die meegenomen worden in de kwalitatieve richtlijnen voor elektronica producenten en distributeurs van het CECCo Ten aanzien van toeleverantie wordt daarom bij voorkeur gewerkt met gecertificeerde bedrijven, zodat de verdere kwaliteitsbeheersing op ESO gebied in eigen hand gehouden kan worden.

12.4 Elektromagnetische compatibiliteit

Oit onderwerp wordt hier zelfstandig behandeld maar heeft in feite ook te maken met veiligheid en milieu. De definitie van het begrip EMC (EMC = Elektromagnetische Compatibiliteit) is: het vermogen van elektrische en elektronische installaties, apparatuur en systemen, om zonder storingen op te wekken of te ontvangen in elkaars omgeving samen te kunnen werken. Het gaat dus om twee verschillende kanten van het produkt. Enerzijds is de eis om betrouwbaar te werken in een elektromagnetisch vervuilde omgeving (milieu), bijvoorbeeld in een omgeving die storingen instraalt of wanneer de voedingsspanning storingen bevat. Anderzijds mag het produkt zelf geen storingen veroorzaken, bijvoorbeeld storingen naar het openbare net in de vorm van snelle schakelpulsen. Oe volgende metingen kunnen een beeld geven van het EMC gedrag: 1- Instralingsmetingen 2- Uitstralingsmetingen 3- Inkomende geleidingsmetingen aan de aansluitsnoeren 4- Uitgaande geleidingsmetingen aan de aansluitsnoeren

Ben ontwerp kan en moet sterk beinvloed zijn door ontwerpregels die voortkomen uit EMC-eisen. Zij beinvloeden printlayout, aardingsschema's, opbouw van de kast, keuze van materialen etc, etc. Vanaf 1992 zijn in de EEG richtlijnen van kracht waardoor apparaten pas toegelaten zullen worden op de markt als ze voldoen aan de EMC-normen.

12.5 Milieuaspecten

Oe afvalproblematiek samenhangend met elektronische produkten is niet gering. Bij de keuze van te gebruiken materialen dienen milieubelastende materialen vermeden te worden. Elektrotechnische componenten echter zijn samengesteld uit vele materialen, waaronder veel giftige, en moeilijk te scheiden materialen. Er zijn aanzetten om

58

Page 71: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

computersoftware te vervaardigen en databases te vullen met gegevens die de analyse van de milieubelasting van een ontwerp mogelijk maken, maar we zijn nog ver af van realistische toepassingen waar het complexe samengestelde produkten betreft.

Verder zijn er natuurlijk vele vormen van milieubelastende elementen aan een produkt, die mede de kwaliteit van het produkt bepalen. Zo zijn er bijvoorbeeld normen voor de toegestane geluidsproduktie en elektromagnetische straling. Een ander voorbeeld is het beheersen van de hoeveelheid gassen die uitgestoten worden, zoaIs bijvoorbeeld ozon­emissie van laserprinters.

12.6 Ondarhoudbaarheid van hat produkt

De onderhoudbaarheidseisen aan een produkt kunnen het ontwerp in sterke mate beinvloeden. Tijdens de interviews kwam bijvoorbeeld een situatie naar voren waarbij apparatuur voorzien van elektronische besturingen en motoren niet aileen druipwaterdicht, maar ook spuitwaterdicht ontworpen moest worden. Dergelijke ontwerpeisen kunnen sterk kostprijsverhogend werken.

In het a1gemeen zullen de eisen die aan de onderhoudbaarheid van een produkt gesteld worden samenhangen met de prijs, de levensduur, de operationele omgeving, de betrouwbaarheidseisen en de servicestrategie van de producent.

De servicestrategie is reeds genoemd in hoofdstuk 6 over marketing. De geschiktheid van de eigen organisatie om een bepaald niveau van onderhoudsservice te bieden kan resulteren in eisen ten aanzien van beschikbare apparatuur en scholingsniveau. De keuze om reparatie "in huis" of "in het veld" te doen heeft bijvoorbeeld grote invloed op investeringen en serviceniveau naar de afnemers. Een goede teststrategie die reeds ingebouwd is in een produkt kan de servicekosten aanmerkelijk verlagen. De toegankelijkheid van een produkt voor service is typisch een aspect dat samenhangt met een groot aantaI disciplines. De keuze voor implementaties in bepaaIde soorten elektronica, maar ook vormgeving en mechanisch ontwerp zijn van grote invloed. Net a1s "Design for Testability" is ook "Design for Maitainability" een aanduiding van het belang van het vroegtijdig meenemen van deze aspecten in het ontwerptraject.

Onder de naam terotechnologie wordt de technologiebranche verstaan die zich bezighoud met het efficient instaIleren, bedrijven en onderhouden van apparatuur. Door het systematisch analyseren van fouten en faalmechanismen in relatie met de levenscyclus probeert men te voorspellen en vervolgens te voorkomen dat er fouten optreden. De technologische kennis die in deze discipline verzameld is moet uiteraard weer invloed hebben op een produktspecificatie en meegenomen worden in de haalbaarheidsstudie en het gehele volgende traject naar produkt. Diverse andere aspecten zoaIs veiligheid, magazijn- en reserveonderdelenbeleid houden verband met de terotechnologie. Merk op dat, waar in dit onderzoek steeds aanknopingspunten gezocht worden om systematisch ontwerpregels te vinden en het gebruik te automatiseren, hier weer een discipline gevonden is die dit mogelijk kan maken.

59

Page 72: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

In hoofdstuk 9 is al gesproken over de rol van de elektronische communicatietechnieken voor het ontwerpen. Als we het verband leggen met onderhoud en service dan is het belangrijk om de mogelijkheden te onderkennen van het op afstand testen en wijzigen van produkten. De modeme communicatie techniek biedt voldoende technische mogelijkheden. De vraag die steeds gesteld moet worden is slechts of het commercieel haalbaar is. Voor grotere systemen met hoge betrouwbaarheidseisen is het wellicht haalbaar om flexibele software en ook hardware toe te passen die via communicatie met een centrale servicefaciliteit gewijzigd kan worden. Uiteraard heeft dit alles weer grote gevolgen voor de organisatie van het gehele serviceapparaat. De voordelen in vermindering van reiskosten en reistijden en de verbetering van de snelheid waarmee service geboden kan worden zijn evident.

Het nog te behandelen onderwerp documentatie heeft ook grote invloed op de onderhoudbaarheid van een produkt. Goede schema's, duidelijke beschrijvingen en afregelvoorschriften verkorten de zoektijd en zullen de onderhoudskosten verlagen. He! richten van de aandach! tijdens de ontwerpfase op onderhoud kan via specificatie en verificatie van de eisen ook bijdragen tot het ontstaan van betere documentatie.

Tenslotte nog enige woorden over de rol van de automatisering bij het versiebeheer van produkten. Bedrijven, die te maken hebben met k1eine series, bijvoorbeeld omda! er telkens varianten van produkten op k1antenspecificatie gemaakt worden, zullen veel aandacht moeten besteden aan een toegankelijk bestand van servicegegevens. De computer maakt het door nieuwe technologieen nu mogelijk om data zeer compact op te slaan. Voor duurzame produkten zoals bijvoorbeeld produktiemiddelen kunnen de test- en servicegegevens in een computer opgeslagen worden. Daardoor kan met behulp van een draagbare servicecomputer of via een communicatielijn diagnose gesteld worden. Daarbij zijn dan de exacte gegevens van de betreffende versie van het produkt onder test bekend. Oak onderhoudsschema's voor periodiek onderhoud, gegevens omtrent het verrichte onderhoud en modificaties kunnen in een geautomatiseerd systeem samen met de produktspecifieke servicedocumentatie op een compacte datadrager opgeslagen worden. De commercifle haalbaarheid zal bepalen hoe ver men wil gaan maar de technologie biedt geen beperkingen meer voor de opslag van de combinatie van data, beeld en geluid. In dit hoofdstuk is al gesproken over de mogeJijkheden om met elektronische communicatie op afstand service te verlenen, andersom moet ook bedacht worden dat, via dezelfde verbinding tijdens het service verlenen bij de k1ant, informatie opgevraagd kan worden uit een centrale service-database.

12.7 Betrouwbaarheid

Bij het ontwerpen van een produkt zijn er voor het verhogen van de betrouwbaarheid vele keuzemogelijkheden. Randvoorwaarden worden gegeven door onder andere de produkteisen en door fysische beperkingen en kostprijsoverwegingen. De intrinsieke betrouwbaarheid van een produkt wordt bepaald door de ontwerpbeslissingen zoals gekozen concepten, onderdelen en materialen. De architectuur van een systeem kan plaats vinden volgens concepten die de betrouwbaarheid vergroten. Ben voorbeeld van een dure oplossing is verveelvoudiging van systeem-delen die met "meerderheid van stemmen" een resultaat bepalen. Maximale betrouwbaarheid is echter zelden commercieel

60

Page 73: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

verantwoord. Het behalen van minstens de gespecificeerde betrouwbaarheid is echter noodzaak om de geraamde terugverdiencurve van een produkt te benaderen.

Om een schatting te verkrijgen van de betrouwbaarheid van een produkt kan gebruik gemaakt worden van MTBF (MTBF = Mean Time Between Failure) berekeningen. Een eerste vereiste is dan de beschikbaarheid van MTBF getallen per component. Als deze van een bepaalde component niet voorhanden zijn dan wordt in de praktijk, als schatting, gegrepen naar de getallen van componenten met dezelfde complexiteit en technologie. De in paragraaf 9.6.3 genoemde elektronische database faciliteiten is een voorbeeld van geautomatiseerde ondersteuning. Aile componenten in de database zijn voorzien van MTBF gegevens. Het is niet nodig deze gegevens expliciet op te vragen want er zijn programma's voorhanden, die op basis van een componentenlijst een MTBF berekening uitvoeren, op component, subsysteem of systeemniveau.

Componenten die kritisch zijn voor de betrouwbaarheid van het ontwerp moeten opgespoord worden. Alternatieven kunnen geevalueerd worden. Zogenaamde FMEA (FMEA = Failure mode Effect Analysis) in de specificatie- en ontwerpfase, met medewerking van alle betrokken deskundigen in die fase kan veel problemen later in het traject voorkomen. De relatie tussen betrouwbaarheid van het produkt, het ontwerp en de produktie zit in de stressfactoren die helaas vaak pas blijken na het samenbouwen en gebruiken van een produkt. Een goed samenspel met de produktiedeskundigen in de vroege fase van de betrouwbaarheidsstudie kan stressoren op tijd zichtbaar maken. Het management kan en moet een doorslaggevende rol spelen bij het in overeenstemming brengen van de betaaibaarheid, de winstgevendheid, de gewenste betrouwbaarheid in relatie met de marketing strategie voor service en garantie.

Als een voorbeeld van een van de stressoren kan temperatuur beschouwd worden. Deze is interessant omdat de bron van de warmte intern of extern (de omgeving) kan zijn. Bij een relatief hoge temperatuur is de levensduur van de meeste elektronische componenten korter. Door spreiding in diverse parameters van de samengebouwde componenten kan bij een individueel produkt bijvoorbeeld een forse temperatuur ontstaan. Er zijn methoden om dit soort problemen in een vroege fase te voorzien. Ten eerste zijn er computer­programma's beschikbaar om Monte Carlo analyse uit te voeren. Daarbij worden spreidingen van gespecificeerde parameters van componenten random gevarieerd zodat een indruk ontstaat van de gevolgen van de spreidingen. Verder kan de stroming van koellucht gesimuleerd worden, hierbij kan rekening gehouden worden met de omgevingstemperatuur. Uit deze gegevens kunnen criteria voor keuze van koeling en het daarmee samenhangende mechanische ontwerp afgeleid worden.

Behalve tijdsatbankelijke en omgevingsatbankeJijke factoren zijn er gebeurtenis­afhankelijke factoren. Een nabije blikseminslag of een val van een apparaat zijn voorbeelden van factoren waarmee men ook rekening moet houden. In de paragraaf over testen zijn diverse testen opgesomd die te maken hebben met het valideren van de diverse vormen van betrouwbaarheid. Het gebruik maken van computersimulaties en het expJiciet maken van ontwerpregels uit de opgedane negatieve ervaringen kunnen wijzigingen aan produkten na de prototypefase wveel mogelijk uitbannen.

61

Page 74: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Omdat de rol van de elektronica niet meer weg te denken is in de besturing van allerlei systemen, is ook de veiligheid van de mens of het milieu steeds vaker afhankelijk van het betrouwbaar functioneren van elektronica. Voorbeelden als kemcentrales, vliegtuigen, signalering bij de spoorwegen zijn aansprekend. Door de infiltratie overal in huishoudens, op het werk en in de voorzieningen voor vrijetijdsbesteding is de veiligheid, bijna overal, mede afhankelijk van elektronica. De mogelijke interactie van elektronisch systemen met hun omgeving en de interactie van elektronische systemen onderling moet daarom steeds vooraf diepgaand geanalyseerd worden zodat fouteffecten geen catastrofale of schadelijke gevolgen kunnen hebben. Het ontwerp van een systeem is in hoge mate bepalend voor de eigenschappen op het gebied van betrouwbaarheid in die zin. In [Lit. 8] worden diverse technieken besproken die voor verschillende toepassingsgebieden gebruikt kunnen worden. Namen van deze technieken en benaderingen zijn: "Parts count Approach", FMEA (FMEA = Failure Mode and Effect Analysis), FMECA (FMECA = Failure Mode Effect and Criticality Analysis), PHA (PHA = Preliminary Hazard Analysis), FHA (FHA = Fault Hazard Analysis), DFM (DFM = Double Failure Matrix) en tenslotte "Success Path Models". PHA is daarbij precies een techniek die in een vroege fase van de produktontwikkeling toegepast dient te worden. Mocht het hopelijk aanwezige gevoel voor ethiek bij de ingenieur het afleggen tegen de bedrijfseconomische motieven, dan za1 de groeiende cultuur van het aansprakelijk stellen voor fouten hopelijk zijn werk doen.

Om een indruk te krijgen van de uiteindelijke betrouwbaarheid van een nieuw produkt (prototypes of nul-serle) worden normaliter diverse soorten tests uitgevoerd met variatie van diverse omgevingsparameters en belastingen. Door he! gelijktijdig testen van meerdere prototypen kan men in een korte tijd veel "bedrijfsuren" halen. Deze tests noemt men weI DMT (DMT = Design maturity test). Eventueel kunnen in deze fase nog veranderingen aan het ontwerp nodig blijken. Ais een produkt eenmaal in produktie is dan blijft de aandacht gevestigd op het constant houden en in eerste instantie vooral nog het verbeteren van de produktiekwaliteit. Uit alle activiteiten die bijdragen aan verbetering komen gegevens die teruggekoppeld moeten worden naar de beginfase van de produktontwikkelcyclus.

12.8 Documentatie

Het onderwerp documentatie is al verschillende keren aan de orde gekomen. Het gehele ontwerpproces vanaf idee tot gereed produkt levert als het goed is een voortdurende stroom van schriftelijk materiaal. Daarvan is een belangrijk deel geschikt om verwerkt te worden tot de diverse soorten documentatie die een produkt moeten begeleiden.

De automatisering van het specificatie en ontwerptraject en het goed vasUeggen van allerlei eisen in een vroege fase stellen ons in staat om veel efficienter documentatie te vervaardigen. Allerlei gegevens kunnen, als ze eenmaal in de computer ingevoerd zijn, op diverse manieren verwerkt worden, bijvoorbeeld met behulp van "desktop-publishing­software". Mechanische bouwtekeningen, prototype schetsen, elektronische schema's, meetgegevens, etc, komen in aanmerking om geintegreerd te worden in de documentatie.

62

Page 75: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Diverse soorten documentatie kunnen parallel aan het produkt ontwikkeld worden, zodat de introductie sneller kan geschieden dan wanneer dit achteraf gebeurt. Door de beschikbaarheid van computersimulatie kan reeds een goede indruk verkregen worden van een produkt. Zelfs de gebruikersinterfaee kan aI gemodelleerd zijn in een vroege fase. Oit bevordert niet aileen het contact met potentiele k1anten en marketing over de systeem eisen en de toetsing van de ergonomische kwaliteiten. Het stelt de schrijvers van documentatie in staat om aI met het vervaardigen van de gebruikershandleiding te starten, voordat het produkt bestaat.

Er zijn nogal wat soorten documentatie. Een goed geautomatiseerd versie-beheer stelt ons in staat om steeds de laatste versie van geintegreerde gegevens uit het ontwerp- en produktietraject mee te nemen. Automatisering stelt ons ook in staat om een uniforme opmaak in huisstijl aan te houden. Indien door de ontwerpers rekening wordt gehouden met het feit dat hun tekeningen en beschrijvingen ook moeten dienen voor documentatie dan kan nog eens een verbetering en versnelling bereikt worden.

Voorbeelden van documentatie die vervaardigd moet worden en waarvan de aanmaak ondersteund kan worden met gegevens uit het ontwikkeltraject en door automatisering: • Produktie documentatie, op niveau van eel, straat en fabriek • Serviee documentatie op diverse niveaus en afregelprocedures. • 3-D tekeningen • Gebruikersdocumentatie • VertaIingen • Marketing materiaal • Cursusmateriaal • Software demo's • Voorbeelden van toepassingen ( Application notes) • Kwaliteitsrapporten • Onderhoudsvoorschriften • foutzoekprocedures • Periodieke onderhoudsschema's • Ontwerpregels

Het gebruik van materiaal uit het ontwerptraject heeft tevens als voordeel dat de echte deskundigen: de ontwerpers een bijdrage leveren in de complexere delen van de materie. Een ander voordeel van goed toegepaste automatisering kan zijn het als vanzelf toepassen van standaards voor het weergeven van symbolen in tekeningen

Tenslotte zijn er ruimte- en zoektijd-besparende geautomatiseerde systemen voor archivering en opslag van complete systeemdocumentatie. V ooral bij bedrijven die varianten van produkten leveren in k1eine series, is hier een enorme winst te behalen. Bij nabestelling, reparatie of vraag om ondersteuning kan informatie snel en efficient toegankelijk gemaakt worden.

63

Page 76: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

13 Interactie met het· mechanisch ontwerpen

13.1 Inlaiding

In dit hoofdstuk over mechanisch ontwerpen kunnen slechts enkele aspecten belicht worden. Tenslotte was het even goed mogelijk om het mechanisch ontwerpen als centrale invalshoek te nemen, en niet het elektronisch ontwerpen. De rol van het mechanisch ontwerp in een produkt kan varieren van een zeer geringe tot een allesomvattende. Zo kan een elektronisch systeem opgebouwd zijn met behulp van standaard behuizingskasten of rekken. Maar er zijn ook produkten waarbij bewegende mechanische delen functionaliteit verzorgen en waarbij elektronica mee-geintegreerd is in de gehele vormgeving en besturing. De nieuwste en meest verfijnde technieken maken het mogelijk om mechanische bewegende elementen samen met sensoren te integreren op een chip.

13.2 Machatronica

Onder de term mechatronica staat het ontwerpen van systemen in de belangstelling, waarin de verstrengeling van mechanica en elektronica zichtbaar is. In traditionele elektronische produkten was de mechanische kant van het ontwerp veelal beperkt tot vormgeving van een behuizing. Het gaat in complexe produkten echter om realisatiemogelijkheden van functies met behulp van mechanische en elektronische oplossingen gelijktijdig, veelal nog in combinatie met software. Het evalueren van altematieve oplossingen vraagt om een decompositie van functies op een hoog abstract niveau, en kennis van de betrokken expertisevelden. Het ontwerptraject weergegeven in figuur 5 toont de integratie zoals die aanwezig moet zijn. Het mechanisch ontwerpen is hier ondergebracht in het blok: ·Ontwerp, niet elektronische systeem delen". Uiteraard moet dit blok dan uitgewerkt worden op dezelfde manier als nu voor elektronica gedaan is. De hoofdlijn is dat via specificatie naar systeemontwerp, decompositie en architectuur er een keuze gedaan moet worden voor een mechanische of elektronische implementatie en dat het gedrag van dit geheel vervolgens geverifieerd en later getest moet worden.

Het integreren van het systeemontwerp van mechanisch en elektronisch delen vraagt in feite om een geintegreerde vorm van computerondersteuning, zodat de gedragssimuiatie kan gebeuren van een gemengd systeem bestaande uit elektronische, mechanische en software modules. Door uitwisselbaarheid van diverse modellen kunnen altematieve oplossingen dan geevalueerd worden. Iedere implementatie techniek kent daarbij zijn eigen bePerkingen, en vraagt eigen algoritmen om bepaalde ontwerpparameters te bepalen. De gemeenschappelijke parameters zijn begrippen als "timing". De reactiesnelheid van mechanische bewegende systemen moet bijvoorbeeld afgestemd worden op verwerkingssnelheid van de elektronica. De huidige generatie computergereedschappen heeft helaas slechts beperkte mogeJijkheden. De faciliteiten bestaan uit het gelijktijdig ruimtelijk aanpassen van elektronica en mechanica. Op het gebied van het elektronisch ontwerpen is de problematiek van de integratie van analoog en

64

Page 77: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

digitaal ontwerp nog maar marginaal opgelost, dus de volledige integratie met mechanisch ontwerpen za1 nog wei even op zich laten wachten.

Onder de naam MEMS (MEMS = Micro Electro Mechanical Systems) wordt op intemationaal niveau kennis uitgewisseld (zie [Lit. 7]) op het gebied van de integratie van microelektronica, sensoren en actuatoren tot intelligente mechanische microsystemen.

13.3 Vormgeving

De eisen op het gebied van de ergonomie en de eisen uit het marketing onderzoek moeten uiteindelijk vorm krijgen in een inwendig en uitwendig uiterlijk van een produkt. Esthetische vormgeving is uit marketingoverwegingen belangrijk. De onderhoudbaarheid, het bedieoingsgemak, de produceerbaarheid, de duurzaamheid, de veiligheid en vele andere aspecten zijn randvoorwaarden voor de in- en exteme vormgeving van het produkt. Bijna aile aspecten die voor het elektronisch ontwerpen in dit rapport belicht zijn hebben dus een tegenhanger in het mechanisch ontwerpen, waarbij vergelijkbare computergereedschappen ondersteuning bieden. De samenhang tussen diverse gereedschappen voor het verrichten van analyses en simulaties is veelal nog los.

Omdat ook de produkten waarbij geen sprake is van "echte mechatronica" toch een combinatie vormen van elektronica en mechanica is ook hier een goede integratie van computergereedschappen gewenst. In de grotere en duurdere softwarepakketten zijn mechanisch en elektronisch ontwerpen zodanig verweven dat ze gebruik kunnen maken van een gezamenlijke database zodat bijvoorbeeld de ruimtelijke afmetingen van een PCB meegenomen kunnen worden in een ontwerp van de omgeving. Parallel werken is zo mogelijk zonder dat inconsistentie ontstaat. Gegevens van thermische simulaties, van de plaatsing van componenten en van de bekabeling kunnen in het ontwerp van de behuizing, met daarin bijvoorbeeld ventilatieopeningen meegenomen worden.

13.4 Eigenschappen van mechanische systeemdelen

Behalve de mechanische functionaliteit, die met behulp van computersimulaties geverifieerd kan worden, zoa1s de sterkte en de kinematische eigenschappen zijn er veel andere eigenschappen die de kosten van het produkt beinvloeden. De computer ondersteuning hiervoor kan aileen gerealiseerd worden in de toekomst, als de ontwerpregels die voortkomen uit de diverse disciplines geformaliseerd worden. Voorbeelden van de invloed van het ontwerp van mechanische systeemdelen op de kosten zijn: • Mate van hanteerbaarheid met een minimum kans op beschadiging. • Een betere stapelbaarheid voor voorraden • Hanteerbaarheid en herkenbaarheid door automaten • Gewicht bij transport • Eenvoud van monteren, demonteren Hoofdstuk 15 dat handelt over produceerbaarheid gaat hier dieper op in, met meer voorbeelden.

65

Page 78: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

13.5 Mechanisch ontwerp en veiligheid

Behalve de mechanische veiligheid zelf is er een interactie tussen mechanisch ontwerp en elektrische veiligheid. Gekozen materiaien, vormgeving, stevigheid en duurzaamheid bepa\en in hoge mate de elektrische veiligheid gedurende de gehele levensduur van het produkt.

14 De interactie met de informatietechniek

14.1 Inleiding

Het ontwerpen van systemen, die elektronica bevatten, wordt op aile niveaus van het traject van ontwerp naar realisatie beinvloed door de informatietechniek. De grootste invloed is het feit dat zeer veel produkten zelf informatietechniek aan boord hebben. Verder is het ontwerptraject en de produktie van produkten gedeeltelijk geautomatiseerd, zodat ook hier allerlei aspecten van de informatietechniek een rol spelen.

Produkten op het gebied van de informatie- en eommunicatietechniek zullen ook als deel van andere produkten steeds meer toepassing gaan vinden. Ontwikkelingen op het gebied van spraakanalyse en synthese, beeld- en patroonherkenning zullen zorgen voor een doorbraak op het gebied van interfaces tussen mens en produkt. De mogelijkheden om commando's te geven en om reacties van systemen ziehtbaar te maken kunnen ergonomisch verantwoord uitgenut worden in vele toepassingen die wij nu kunnen bedenken.

Het op grote schaal transporteren van gegevens langs elektronische weg gaat enorme mogelijkheden bieden en zal de maatschappij veranderen. Distributie systemen kunnen erdoor op een betere wijze geoptimaliseerd worden. De mens zal voor onderlinge communicatie gebruik kunnen maken van eompletere vormen van communicatie, bijvoorbeeld beeld naast geluid. Dit alles zou gevolgen kunnen hebben voor de behoefte aan fysiek vervoer van goederen en personen. Maar ook het vervoer zelf zal veel gebruik maken van informatiesystemen, bijvoorbeeld voor boeking, beveiliging, routering, besturing etc. In enkele zinnen staat hier aI een applicatiegebied geformuleerd waarvoor de fantasie van een persoon tekort schiet om de mogelijk elektronische produkten te bedenken.

Als er in een produkt sprake is van informatie verwerking dan zijn er ontwerp beslissingen te nemen omtrent implementatie in hard- of software. Het begrip informatie verwerking moet daarbij abstract opgevat worden het gaat dus niet aileen om computers. Vrijwel ieder (elektronisch) systeem is te modelleren als een informatie verwerkend systeem omdat er sprake is van een transformatie van ingangsgegevens naar uitgangsgegevens. Dit is bijvoorbeeld het geval bij een simpele besturing die in een produkt gerealiseerd moet worden. Bij het ontwerpen van de meeste elektronische produkten die informatieverwerkingsaspecten hebben is er keuzevrijheid voor de realisatie van funeties in hardware of software. Informatietechniek in relatie met elektronica doet

66

Page 79: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

ons in het algemeen denken aan digitaJe techniek. De komst van de "digitaJe signaai processor" heeft er toe geIeid dat systeemfuncties die vroeger veelal door anaJoge elektronica gereaJiseerd werden (denk aan filters), nu met betere eigenschappen digitaaJ gereaiiseerd kunnen worden. De informatietechniek heeft zich dus een sterke positie verworven via het vakgebied van de elektronica.

14.2 Systeemontwerpen

De technieken die toegepast werden voor het ontwikkelen van informatieverwerkende systemen, zoaJs gestructureerde analysemethoden en programmeermethodieken worden in toenemende mate beiangrijk in het vakgebied van het ontwikkelen van elektronische systemen. Door de groeiende omvang van de software in aJlerJei (computer)systemen is er een beheersingsprobleem ontstaan bij het ontwikkeIen, testen en onderhouden van programma's. Disciplines zoaJs ·software engineering" proberen daar antwoorden op te vinden. Ben produktiviteit van enkele programmaregels per uur per man is al lang niet meer acceptabel. Hetzelfde probleem heeft zich voorgedaan in het ontwerpen van chips, waar de produktiviteit in principe ook niet verder komt dan enkele transistoren per man per uur. Deze vuistregel geldt gelukkig alleen voor full custom ontwerpen. De opkomst van de ASIC's en de programmeerbare logica heeft de produktiviteit flink op kunnen voeren. Door de beschikbaarheid van bibliotheken van standaardcomponenten in geautomatiseerde ontwerpsystemen kan met grote kant en kiare bouwblokken gewerkt worden. Verder bieden bouwblokgenatoren (bijvoorbeeld voor RAM's, ROM's en PLA's) en zogenaamde "silicon compilers" steeds grotere mogelijkheden. Ben groot probleem was en is echter bij het ontwerpen van PCB's dat de componenten van diverse leveranciers en eventueel onze zelf ontworpen ASIC's en PLD's in de vorm van software modellen beschikbaar moeten zijn om ook bier een produktiviteitsverhoging te halen door simulatie. Het gaat daarbij om allerlei vormen van simulatie waardoor functioneel gedrag en timing, betrouwbaarheid en vermogensdissipatie (temperatuur), die ons in staat stellen een ontwerp te verfijnen en aan te passen zonder de tijdrovende prototypeslagen die vroeger nodig waren.

De behoefte die er is aan computerondersteuning wordt op dit moment slechts gedeeltelijk ingevuld door de commercieel verkrijgbare pakketten. De ontwerper heeft behoefte aan een ontwerpsysteem waarin hij een produkt (met behulp van methoden uit de informatietechniek) kan beschrijven en simuleren op een hoog abstract niveau zonder zich nog te bekommeren over latere implementatie in analoge of digitaJe elektronica (hardware) of in programma's (software) of mechanisch (zeer harde hardware) etc. Bovendien is ondersteuning gewenst in de fase van het opstellen van systeemeisen en specificatie zodanig dat de eenmaai ingevoerde gegevens binnen een en hetzelfde ontwerpsysteem gebruikt en bewerkt kunnen worden in de opeenvolgende fasen van het ontwerpen. Ben hierarchische ontwerpbenadering die via decompositie in paraJlelle processen op diverse niveaus leidt tot implementatiekeuzen moet ondersteund worden door een geintegreerd ontwerppakket. De ontwikkelingen zijn nu zo ver dat beschrijvingstaJen ten behoeve van simulatie van een systeem voorhanden zijn die inderdaad op hierarcbische wijze een systeemontwerpproces ondersteunen. Het is daarbij mogelijk om een modelbeschrijving van een module waarbij gekozen wordt voor implementatie in software automatisch te converteren naar een echt programma (bijvoorbeeld in de taal C).

67

Page 80: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Ook kunnen beschrijvingen van andere systeemdelen bijvoorbeeld van besturingen die afgebeeld kunnen worden als "Finite state machines" automatisch op hardware afgebeeld worden. Als een deel van de functies in een systeem geimplementeerd wordt als standaard bouwstenen dan kan een simulatie op bordniveau alleen uitgevoerd worden als er precieze modellen beschikbaar zijn die binnen het ontwerppakket verwerkbaar zijn. Hier zit een groot probleem in het traject van het ontwerpen van complexe digitale elektronische systemen. De taal VHDL is een voorbeeld van een ontwikkeling die ingezet is om dit probleem op te gaan lossen. In deze gestandaardiseerde taal kunnen modeJ1en gerealiseerd worden voor alle beschikbare digitale componenten. De eis van grote afnemers moet er toe leiden dat dit ook gebeurt.

Software realisatie kan ondersteund worden door zogenaarnd SASD gereedschappen (SASD = Structured Analysis and Structured Design). Deze technieken zijn vanwege hun afkomst uit de "software engineering" wereld niet direct geschikt voor het ontwerpen van hardware. Het ontwerpen van een systeem zal na de scheiding in hard en software dan ook uiteen vallen in gescheiden paden die gebruik maken van verschillende gereedschappen. De noodzaak van produktiviteitsverhoging leidde tot de behoefte om, net als bij hardware, gebruik te maken van standaard modules, die in bibliotheken beschikbaar moeten zijn. Ook standaardisatie van gebruikers- en communicatieinterfaces kan bijdragen tot betere mogelijkheden om softwaresystemen op te bouwen uit standaard modules. Dit alles klinkt eenvoudiger dan het is. Er zijn veel talen beschikbaar, maar een volledige standaardisatie is nooit bereikt. De verschillen van compilers voor diverse platformen compliceren de situatie nog verder. Ook zijn de benaderingswijzen vanuit diverse soorten talen geheel verschillend. Programma's in Assembler talen, Procedurele talen, Functionele talen, logische talen en object georienteerde talen kunnen niet probleemloos in een systeem gecombineerd worden. De aandacht die nu is ontstaan voor kwaliteit van software is een illustratie van het feit dat, zelfs als een softwareproject zich bedient van slechts een enkele taal, het al moeilijk genoeg is om een groot programma foutloos en volgens specificatie te realiseren.

De kosten van software beperken zich niet tot de ontwikkelkosten. Gedurende de levenscyclus van software blijkt het grootste bestanddeel van de kosten in "onderhoud" te zitten. Het opsporen van fouten en het aanpassen aan nieuwe wensen is vrijwel onmogeJijk als het ontwerp onvoldoende gestructureerd is opgezet. Het voorkomen van fouten is daarbij een van de beiangrijkste doeisteilingen. Het invoeren van kwaliteitssystemen voigens ISO 9001 (Zie paragraaf 9.4.3) levert procedures waarmee kwalitatief goede software gerealiseerd kan worden. Hierbij kan gebruik gemaakt worden van de praktijkrichtlijn NPR 2655. Deze verduidelijkt de norm voor softwareontwikkeling. De procedures zullen zich richten op beheersing en controle van het ontwikkelproces. Daarnaast blijven er uiteraard de procedures die zich richten op de kwaliteit van de organisatie. Niet alleen voor ontwikkelaars is kwaliteit belangrijk maar vooral voor afnemers. Diverse minder suksesvolle softwareprojecten, met name bij de overheid haalden helaas de pers vanwege kwaliteitsproblemen. Organisaties zoals bijvoorbeeld de KEMA bieden daarom een dienst aan die de kwaliteit van de organisatie van een softwareproducent kan doorlichten. Een stichting die zich bezighoud met het bevorderen en certificeren op het gebied van software is het ICIT. (lCIT = Instituut ter bevordering van keuring en Certificatie van Informatie Technologie).

68

Page 81: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

14.3 Gegevensbestanden en transport van gegevens

De relatie van ontwerpen met de infonnatietechniek is niet aIleen te vinden in de ontwerpautomatisering maar ook in de nieuwe methoden om infonnatie te vergaren. Ben groot probleem voor ontwerpers is bijvoorbeeld dat ze eigenlijk gedwongen zijn om de beste standaardcomponenten te kiezen voor het ontwerp, maar dat ze vaak aIleen door toevaI weten welke componenten dat er bestaan, wie ze levert, wat de nieuwste ontwikkelingen zijn, etc. Door het bijhouden van vakliteratuur kan dit probleem slechts gedeelte1ijk opgelost worden. Het aanbod en de diversiteit is zo groot dat aIleen de hulp van geautomatiseerde systemen een oplossing kan bieden. Communicatie met een centrale database van componenten is reeds beschreven in hoofdstuk 9.

Het voorgaande voorbeeld beschreef de rol van een extern bestand. Nog veel belangrijker is de rol van interne bestanden: Documentatie van produkten, idem van versies van produkten, produktiegegevens, marketing gegevens, ontwerpregels, adressenbestanden, etc. Voor het management van het ontwerptraject, voor de productievoorbereiding en voor de produktie, overa! zijn steeds grotere hoeveelheden geautomatiseerde gegevens nodig. De meer geavanceerde ontwerppakketten hebben een geintegreerde database waarin naast ontwerpgegevens ook managementgegevens, documentatie en een deel van de produktiegegevens opgeslagen en beheerd kunnen worden. Alle bijbehorende bewerkings­en ontwerpsoftware werkt met unifonne gebruikersinterfaces op die database. Ook deze software biedt echter nog lang geen volledige integratie van aIle bedrijfsfuncties die invloed hebben op het ontwerpen volgens de opvatting beschreven in dit rapport. In de meeste kleinere bedrijven zijn investeringen in de beschreven kostbare softwarepakketten nog niet gedaan. Vaak beschikt men over een verzameling van niet geintegreerde pakketten, met de nadelen van verschillende gebruikersinterfaces. Voor het overdragen van gegevens van het ene pakket naar het andere is dan meestal een dataconversie nodig.

Wat betreft infonnatietransport en opslag zijn er ook belangrijke mogelijkheden beschikbaar, die nog lang niet overa! toegepast worden. Nieuwe media zoals bijvoorbeeld de datadragende compact disk, de CD-ROM en CD-I, kunnen beeld, geluid en tekst zeer compact vastleggen en weergeven. De CD-I kan dit zelfs interactief. Bij het verspreiden van software en documentatie en handleidingen werken deze technieken reeds sterk kostenbesparend. Deze technieken kunnen ook in andere sectoren van het bedrijfsleven snel toepassing gaan vinden. Er zijn nu dus twee aIternatieven om snel grote hoeveelheden data te transpoTteren, snel en relatief duur via elektronische communicatie of langzamer en relatief goedkoop m.b.v. fysieke datadragers, die ook nog steeds fysiek getransporteerd moeten worden.

De nieuwe communicatiemogelijkheden kunnen niet aIleen toegepast worden voor de verspreiding van produktinfonnatie, produkten zelf (zoals software en infonnatie aIs produkt), (service-)documentatie maar ook voor service op afstand, reparatie op afstand. Het vraagt echter dat produkt, serviceorganisatie, distributieorganisatie en verkooporganisatie erop aangepast worden. Aile gereedschappen en betrokken systemen moeten kunnen communiceren met de juiste media en protocollen. In de diverse organisaties zijn meestal investeringen nodig en ook klanten moeten dan vaak investeren. Een voorbeeld is de verspreiding van software met een CD ROM. Afnemers moeten hun

69

Page 82: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

computersysteem voorzien van de betreffende extra hardware om de CD-ROM te kunnen lezen. In andere gevallen gaat het om uitbreiding van netwerkvoorzieningen.

15 Produceerbaarheid

15.1 Inleldlng

In hoeverre speelt de produceerbaarheid van het produkt een rol bij de specificatie en wat is het gewicht daarbij van de volgende aspecten'?:

• Logistieke aspecten • Produceerbaarheid van elektronica • Produktieautomatisering • Automatisering van het ontwerpen in relatie met produktie

Deze aspecten zijn genoemd in de domeinbeschrijving. Produktie automatisering is een veelzijdig en moeilijk vakgebied. In eerste instantie wordt hier aandacht besteed aan elektrotechnische aspecten van produktieautomatisering. Paragraaf 15.4 geeft een benadering van de mechanische produceerbaarheid, die voornamelijk ontleend is aan [Lit. 3].

15.2 Logistieke aspecten

Hoofdstuk 7 gaat over de logistieke aspecten en in het bijzonder de inkoop-functie in relatie met produktontwikkeling. Hier is reeds het verband gelegd met de selectie van componenten en produceerbaarheid. He! vroegtijdig bijeen brengen van een team van specialisten, waaronder logistiekdeskundigen, kan voorkomen dat er dure wijzigingen nodig zijn omdat problemen pas in de prototypefase of nog erger tijdens de proefproduktie naar voren zijn gekomen. Problemen met verpakking en afmetingen komen bijvoorbeeld in de volgende paragraaf aan de orde. Het op tijd op voorraad nemen van componenten, zelfs met het risico van het scheppen van voorraden van incourante onderdelen, is ook genoemd. Idem dito de problemen met het in het groot moeten inkopen van ASIC's.

Een aardig voorbeeld van een elektronische implementatietechniek die gevolgen heeft voor de logistiek voIgt nu. Programmeerbare logica (UPLD's) is een techniek die het aantal verschillende componenten dat nodig is kan verkleinen en qua voorraadbeheersing dus kan scoren. De componenten zijn namelijk redelijk universeel bruikbaar, worden als standaard bouwstenen gekocht en de functie kan in de eigen productieomgeving ingebracht worden (programmeren genaamd). Hier ontstaat echter het probleem van een extra produktieslag, door de noodzaak tot programmeren en testen met speciale apparatuur. In feite is dit een extra produktielus in de organisatie, die series onderdelen maakt die van een identificatie voorzien moeten worden, en ook weer op voorraad

70

Page 83: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

gehouden. Sommige UPLD's kunnen wei gewist worden waardoor incourante geprogrammeerde typen weer bruikbaar gemaakt worden.

In het algemeen kan gesteld worden dat standaardisatie binnen het bedrijf op w weinig mogeJijk verschillende grondstoffen en halffabrikaten te verkiezen is, en dat dit gestimuleerd en gecontroleerd kan worden vanuit de inkoop functie. Het is bovendien gewenst dat er bespaard kan worden op de kosten van de inspectie van de kwaliteit van binnen komende goederen. De standaardisatie van de eisen aan kwaliteit van elektronische onderdelen en aan de bijbehorende documentatie is tot stand gekomen door de elders genoemde CECC activiteiten. Door te werken met toeleveranciers die gecertificeerd zijn volgens deze normen kan men beschikken over precieze en juiste documentatie en kan men de inspectie van binnenkomende componenten tot een minimum beperken.

15.3 Produceerbaarheid van elektronica

De problemen die zich kunnen voordoen bij het produceren van elektronica behoren door uitgebreide functionele simulatie te zijn teruggebracht tot problemen die te maken hebben met de behandelbaarheid van de componenten. Bij het leggen van het verband tussen aanvoer en produktie zijn bijvoorbeeld vorm-aspecten en de verpakkingsaspecten aan de orde. Precieze afmetingseisen bepaien of componenten automatisch geplaatst kunnen worden met wgenaamde Pick en Place automaten. Hierbij gaat het niet allen om de componenten zelf maar ook voorai om de onderlinge plaatsing op de componentendrager (bijv. PCB). De automaten vragen ook een standaard verpakkingsvorm van de componenten om ze in serie uit te nemen en automatisch te piaatsen. De kennis van het produktie proces moet absoluut meegenomen zijn tijdens de ontwerpfase om mislukkingen te voorkomen. De kosten van de produktie worden negatief beinvloed door het voorkomen van veel wgenaamde "odd components", afwijkende componenten, die niet automatisch behandelbaar zijn. Ook plaatsing en type componenten in relatie met de soldeertechniek die toegepast gaat worden luistert nauw.

De volgorde van assembleren, dus de planning van een deel van de "flow· van de produktie verdient een goede analyse. De basis voor kostenbesparing is echter steeds weer het kiezen van componenten die integraal gezien het beste resultaat opleveren. Zo kan bijvoorbeeld een groter bord-oppervlak geaccepteerd worden, als daarmee bereikt wordt dat er slechts aan een zijde componenten gemonteerd behoeven te worden. Bij overschakelen naar andere componenten, bijvoorbeeld door problemen met aanvoer of kwaliteit, moet weer overleg gevoerd worden om aile genoemde aspecten naast functionele en elektrische eisen te bezien.

Behalve de eisen voor rechtstreekse produceerbaarheid zijn er natuurlijk de testbaarheidseisen. Testen is een integraal deel van de produktie met een terugkoppellus via reparatie opnieuw naar de produktie. In hoofdstuk over kwaliteitsaspecten wordt hier nader op ingegaan. Het steeds verder integreren van elektronische functies op een chip verkleint de produktie problemen op PCB niveau door een geringer aantal componenten en soldeerverbindingen. De testbaarheidsproblematiek vraagt dan echter extra aandacht bij het ontwerpen van de chip.

71

Page 84: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Ook voor het ondersteunen van de kwaliteitsbeheersing zijn nu computergereedschappen beschikbaar gekomen. CAQ Software (CAQ = Computer Aided Quality Assurance) kan een aantal taken in planning en produktie gericht op kwaliteit verlichten. De volgende taken worden ondersteund: "Inspection Planning" (wat moet wanneer geinspecteerd worden), "Quality Data Recording" (opslag van metingen en gegevens uit de inspectie), "Quality Data Processing" (het berekenen van kwaliteitsgegevens) en "Quality Information Processing and Representation" (het weergeven van gegevens zodat eenvoudiger conciusies getrokken kunnen worden). In de software kunnen speciale methodieken geimplementeerd zijn zoaIs SPC (SPC = Statistical Process Control). Via het nemen van samples op vaste tijdstippen, uit de produktie kan een schatting gegeven worden van de parameters die het verloop van het proces karakteriseren. Vroegtij dige signalering van problemen kan dan veel kosten besparen.

15.4 Produktieautomatisering

De wijze waarop afdelingen, zoals produktie, produktontwikkeling, research, logistiek, bedrijfsmechanisatie en onderdelenfabricage, in samenwerking gebruik maken van hun specialistische kennis bepaalt voomameIijk het succes van de produktie­automatisering. Door terugkoppeling van verkregen ervaring kan het produktieproces optimaler verlopen.

Hier voIgt een voorbeeld van een beknopt Jijstje van regels, die in de ontwerpfase toegepast kunnen worden: • Reduceer complexiteit • Reduceer het aantal (verschillende) bewerkingen • Minimaliseer het aantal onderdelen (door integratie) • Ontwerp met minimale tolerantiegevoeligheid • Verrnijd cumulatie van toleranties • Vermijd overbepaaldheid • Ontwerp het produkt met een basis met referentie • Zorg dat de onderdelen daarop stapelbaar zijn • Montagerichting van een zijde • Gebruik standaard onderdelen • Gebruik modules en subassemblies • Zorg dat de type variatie (diversiteit) op het eind komt • Zorg voor meetpunten voor uitvoering van controles

Bij de voorbereiding en het ontwerp van de produktiefaciliteiten spelen de genomen ontwerpbeslissingen, voor het produkt dat geproduceerd moet worden, weer een rol. De graad van mechanisatie, die mogeJijk is, hangt af van de keuze en de vorm van de componenten. De aanvoermogeJijkheden, eventueel via transferstraten, bepalen of handmontage, robotmontage, of de combinatie van zelfhandelende werktuigen met menseJijk handelen toegepast moet worden.

De volgorde van bewerkingen, de nauwkeurigheid van mechanische bewerkingsprocessen (terugkoppelen. m.b.v. Meten, sensors, actuators), de foutenanalyse en de kwaliteitsbewaking zijn belangrijke aandachtspunten bij het opzetten van de produktie.

72

Page 85: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Daarbij zijn er veel problemen te overwinnen die kunnen ontstaan door slijtage, aantasting en vervuiling van produktiemiddelen, calamiteiten, breuk, het uitvallen van voorzieningen, menselijke fouten, verkeerde grondstoffen of halffabrikaten etc, etc.

De toevoer van onderdelen in de produktie wordt genoemd als kostbaarder dan voorzien. Bij modeme elektronische technieken, die sterk geminiaturiseerd zijn tellen daarom naast functionele eisen vooral de verwerkbaarheidseisen. Het proces van de bedrijfsmechanisatie bestaat uit het steeds selecteren van altematieve oplossingen en het afwegen van mechanisatie architecturen.

Tijdens het ontwerp van het produkt dient voortdurend getoetst te worden of het mogeIijk is om w te modificeren dat toeleversnelheid van onderdelen op is te voeren, de handling is te vereenvoudigen of dat het mogelijk is om onmogelijke onderdelen (odd components) te transformeren, wdat automatische montage mogelijk wordt.

Zowel voor verwerking van onderdelen langs volledig mechanische weg als bij systemen die gebruik maken van computervision gelden regels : • Er is voorkeur voor symmetrische vorm, echter componenten met bijvoorbeeld een

polariteit moeten liefst duidelijk asymmetrisch zijn. • Vage herkenbaarheid kan verbeteren door niet functionele elementen toe te

voegen. • Inwendige asymmetrische verschillen kan men zichtbaar maken m.b.v. toevoegen

van uitwendige verschillen. • Voorkom dat onderdelen ongewenst in elkaar passen, verwarren, uitsteeksels

hebben of elkaar kunnen beschadigen.

Ais het produktieproces voortdurend bewaakt wordt dan zullen fouten in een w vroeg mogelijk stadium onderkend worden. Indien mogelijk zal het produkt dat vanwege een fout uit de produktieketen genomen wordt via een reparatiestation hersteld worden. Van groot belang is nu dat de gegevens omtrent de karakteristiek van het probleem geadministreerd wordt. Bij de toepassing van een geintegreerde automatisering kunnen deze gegevens via het geautomatiseerde systeem teruggekoppeld worden naar diverse functies wals de logistieke (welke onderdelen moeten in welk aantal vervangen worden), maar ook bijvoorbeeld naar de ontwerpfunctie en kwaliteitsfunctie. Sommige ontwerpregels kunnen uit analyse van deze produktiegegevens gevonden worden. Bij het ontwerpen van rnodeme produktiemiddelen moet hiermee rekening gehouden worden. Merkwaardig genoeg komen er zelfs nu produktie-ondersteunende gereedschappen op de markt die fouten kunnen opsporen maar die geen netwerkinterface hebben om resultaten naar bijvoorbeeld een database te schrijven.

15.5 Automatisering van het ontwerpen in relatie met produktie

In de huidige softwarepakketten voor het ondersteunen van elektronisch ontwerpen spelen parameters die te maken hebben met de eenvoud van de produktie nog geen rol. Wei worden de gegevens voor de produktie geproduceerd met behulp van computers. Voorbeelden zijn stukiijsten, schema's, boorgegevens en maskerproduktiegegevens. Om diverse soorten produktieapparatuur toe te kunnen passen is het goed om rekening te

73

Page 86: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

houden met standaardisatie. Een voorbeeld van goed doorgevoerde standaardisatie is het formaat van datafiles met gegevens om programmeerbare logica te programmeren en te testen. De betreffende JEDEC standaard is algemeen aanvaard en overdraagbaar. Voor andere velden van de produktie is men vaak: afhankelijk van "de facto standaarden", die dan gedefmieerd zijn door een leverancier met een groot marktaandeel. De keuze voor een technologie betekent altijd dat tot op de bodem verkend moet worden wat het bijbehorende ondersteuningstraject is voor computergereedschappen. De beschikbaarheid van softwarebibliotheken en interfaces is daarbij bepalend als het gaat om het ontwikkelen van ASIC's. Bij het overdragen van ontwerpgegevens ten behoeve van chipproduktie worden hoge eisen gesteld. Zowel functionele verificatie als foutsimulatie moeten bevredigende resultaten geleverd hebben. Veelal worden de eisen vastgelegd in een contract met de silicon foundry (de producent van de chips). Veel bedrijven zijn nog in de situatie dat het ontwerpen gedeeltelijk computerondersteund gebeurt en dat er sprake is van eilandautomatisering in de produktie. Een echte integratie is meesta! nog niet gerealiseerd. De problemen en kosten van het aanpassen van de systemen op een gezarnenlijk computeroetwerk en het mogelijk maken van de uitwisseling van gegevens op applicatieniveau zijn meesta! niet gering. De visie op toekomstige integratie moet daarom binnen het bedrijf op hoog niveau uitgewerkt worden tot een automatiseringsplan. De eis moet zijn dat een zo beperkt mogelijk aanta! computerplatformen, operating systemen, netwerkprotocollen en applicatiepakketten binnen de organisatie het werk kunnen doen. Vanuit zo'n plan kunnen aile voortgaande eilandautomatiseringsprojecten getoetst worden op hun latere inpasbaarheid, zodat de wensen voor globale communicatie met beheersbare kosten later nog gerealiseerd kunnen worden.

16 Standaardisatie bij ontwerpen en automatiseren

16.1 Inleiding

Wat is de rol die standaardisatie zou moeten spelen bij het ontwerpen van produkten die elektronica bevatten? Deze vraag is niet eenvoudig te beantwoorden. Allereerst moeten we onderscheid maken tussen standaardisatie in relatie met de eisen van het produkt zelf en standaardisatie van het ontwerptraject en de produktie van het produkt. Wie zich verdiept in de beschikbare standaarden en de standaarden waaraan men momenteel werkt, die schrikt van de overste!pende hoevee!heid standaarden waarmee men rekening zou kunnen houden. Iedere standaard op zich vraagt meesta! een behoorlijke studie en inspanning en dus kosten om die in het bedrijf of in een produkt te implementeren. Het paradoxale is dat ook de bewering, dat een gebrek aan internationale standaarden vee! problemen en economische verliezen veroorzaakt, waar is. In dit hoofdstuk worden een aanta! voorbeelden gegeven van standaarden, standaardisatielichamen en activiteiten die van belang zijn voor de produktontwikkeling. Omdat produkten veelal meerdere technologieen integreren zijn er uiteraard veel standaarden in het geding in iedere individuele discipline. Hier wordt verder niet op in gegaan. Door de enorme omvang van dit kennisveld en de beperkte omvang van dit

74

Page 87: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

rapport blijft dus zeer veel onderbelicht. In de adressenlijst zijn echter instanties te vinden die uitgebreide catalogi verspreiden en informatie kunnen geven.

Ais we de aandacht speciaal richten op de internationale elektrotechnische standaardisatie dan zien we dat de nationale standaardisatieorganisaties steeds beter sarnenwerken. Door CENELEC (CENELEC = European Committee for Electrotechnical Standardization) wordt gewerkt aan het harmoniseren van standaarden voor de aangesloten landen. Een voorbeeld is dat er voor kabels een speciaal HAR-agreement is (geharmoniseerd keurmerk voor kabels). AIs in een van de landen een goedkeuring verkregen is dat er voldaan is aan een standaard dan moet het niet nodig zijn om in alle andere landen dezelfde lange procedure te doorlopen. Het CCA (CCA = CENELEC Certification Agreement) voorziet in een verkorte en snellere procedure voor het verkrijgen van een keurmerk in de aangesloten landen, door middel van een NTR (NTR = Notification of Test Results).

Hieronder voIgt een greep uit de verzameling van organisaties die zich bezig houden met standaardisatie:

ANSI BSI CCITT CECC CEN CENELEC CEPT-ETSI

CSA EIA ETSI FCC IEC IEEE ISO JEDEC NNI VDE

American National Standards Institute Britisch Standard Institute Comite Consultatif International Telegraphique et Telephonique Cenelec Electronic Components Committee European Committee for Standardization European Committee for Electrotechnical Standardization Conference Europ6en de Poste et de Telecommunication; European Telecommunication Standards Institute Canadian Standards Association Electronic Industries Association European Telecommunications Standards Institute Federal Communication Commission International Electrotechnical Committee Institute of Electrical and Electronics Engineers, inc. International Standards Organisation Ioint Electronic Device Engineering Council Nederlands Normalisatie Instituut Verband Deutsche Elektrotechniker

Ook gespecialiseerde tijdschriften, bijvoorbeeld Computer Standards & Interfaces, The international journal on the development and application of standards for computers, Data communication and interfaces (North-Holland, ISSN: 0920-5489) zijn een goede bron van informatie over standaardisatie.

16.2 Standaardisatie en produkten

Er is behoefte aan standaardisatie voor het vastleggen van de eigenschappen van componenten in documentatie. Ook op systeemniveau spelen allerlei standaarden een rol. Voorbeelden zijn standaarden voor communicatie tussen systeemdelen onderling (bijvoorbeeld bussen) en tussen het systeem en zijn omgeving. Voor de uitwisselbaarheid

75

Page 88: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

en het samenbouwen van elektronische produkten van meerdere leveranciers is deze standaardisatie van groot belang. Met name voor de produktieautomatisering, de geintegreerde bedrijfsautomatisering, de openbare telecommunicatie zijn de economische belangen groot. Het gaat hier zowel om hardware als software. Voorafgaande aan officiele standaardisatie(voorstellen) of parallel daaraan zijn er zogenaamde "de facto standaarden". Bedrijven met een groot marktaandeel zetten zo'n standaard eventueel samen met anderen. Ook het vrij beschikbaar stellen van de specificatie en de opbouw van een technisch concept kan leiden tot een soort standaardisatie. Men spreekt dan van ·open". Als voorbeeld van deze diverse "standaardisatie-vormen" voigt bier een lijstje dat een greep is uit de "gestandaardiseerde" systeembussen:

VMEbus VSB VXIbus VlCbus Futurebus+ Futurebus+ Bridges to VMEbus and Multibus II Futurebus+ Mezzanine Extensions (Sbus, FLXi) SCI - Scalable Coherent Interface SCI Bridge to VMEbus Serial Bus Combus

Deze "standaarden" zijn van groot belang in de automatisering omdat ze definieren hoe elektronische printpanelen (al dan niet in computers) tot een groter systeem gekoppeld kunnen worden. Als er sprake was van echte standaardisatie dan moest dit lijstje, wat zelfs slechts een greep is uit de verzameling, een stuk korter zijn.

Wat elektronische componenten betreft hebben activiteiten van de CECC (CECC = Cenelec Electronic Components Committee) geleid tot standaardisatie op het gebied van de kwaJiteit van componenten en hun documentatie. In hoofdstuk 12 over kwaliteit is hier al op ingegaan.

Afhankelijk van de aard van een produkt spelen er uiteraard vele normen die al dan niet iets met elektronica te maken hebben op het gebied van bijvoorbeeld veiligheid, geluid(­shinder), en omgeving. In verschillende hoofdstukken in dit rapport is dit verband reeds gelegd.

16.3 Standaardisatie en ontwerpen

Omdat in een elektronisch ontwerpsysteem meestaJ verschillende technieken en produkten van vele leveranciers verenigd zijn is het gebrek aan standaardisatie van beschrijvingsvormen, documentatie en simulatiemodellen in het verleden een groot probleem geweest. De grote ontwerpsoftwareleveranciers sluiten zich dan ook in toenemende mate aan bij standaardisatieaktiviteiten, onder andere door het actief deelnemen aan commissies die zich bezighouden met standaardisatie. Men heeft daardoor het voordeel dat men invloed kan uitoefenen en bovendien in een vroege fase op de

76

Page 89: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

hoogte is van de ontwikkelingen en de krachtsverhoudingen op de weg naar erkenning of wijziging van een standaard. Voorbeelden van zo'n activiteiten zijn VHDL, EDIF, en IGES. (BDIF = Electronic Design Interchange Format, IGES = Initial Graphics Exchange Specification).

Voorbeelden van lopende activiteiten:

CFI CAD Framework Initiative, diverse "technical committees". OMG Object Management Group, definieren van: "standards for object oriented

application development and execution". OSF Open Software Foundation, Standaardisatie van de volgende generatie

werkstations.

Ben belangrijke ontwikkeling op het gebied van digitaal ontwerpen is de taal VHDL. Deze taal is meer dan een standaard ontwerptaal. De oorspronkelijke invalshoek is het probleem dat bordsimulatie met componenten van verschillende leveranciers vrijwel onmogelijk is. De leveranciers gebruiken namelijk van elkaar verschillende computerbeschrijvingen. Er zijn zelfs verschillen mogelijk bij een en dezelfde producent, door gebrek aan interne standaardisatie. Gemeenschappelijke simulatie is meestal onmogelijk, als de componenten (digitale IC's) ontworpen zijn met verschillende CAFJCAD gereedschappen. De simulatiemodellen voor de componenten zijn dan niet uitwisselbaar. Grote militaire afnemers eisen nu dat VHDL modellen geleverd worden bij alle componenten. Dit heeft een versnelling te weeg gebracht van de ontwikkeling van VHDL compilers door diverse leveranciers. Voorlopig werden bij componenten achteraf VHDL modellen geschreven. Veel beter is het uiteraard als een complexe component ook daadwerkelijk ontworpen is vanuit een VHDL-beschrijving omdat het ontwerp dan vanaf het begin volledig geverifieerd is aan deze beschrijving. Nog beter is de situatie die bereikt gaat worden door toepassing van "Silicon compilatie". We mogen dan aannemen dat geautomatiseerd een chiplayout gegenereerd kan worden, waarbij sprake is van: "correctness by construction".

Voor de komende generaties silicon compilers wordt nog volop gewerkt aan het ook automatisch realiseren van timingseisen en testbaarheidseisen. De jaren 90 rullen echter gekenmerkt worden door sterk groeiende mogelijkheden om vanuit een beschrijving automatisch zeer complexe chips te fabriceren. Ten aanzien van VHDL zijn we echter voorlopig nog in de fase van het ontdekken hoe een abstracte taal toegepast moet worden om het gedrag van digitale elektronische schakelingen te beschrijven. Ben rijke taal heeft nameIijk het probleem van vele alternatieve mogelijkheden, terwijl de jeugdigheid ook wei kan betekenen dat nog niet alles in de standaard opgenomen is wat nodig is voor de digitale ontwerper.

Ais we even teruggaan naar de rea1iteit waarin de industrie zich momenteel bevind dan is de situatie veelal een gedeeltelijk geautomatiseerd ontwerptraject. Bij pogingen om ook te komen tot toepassing van realisatietechnieken als ASIC's en Programmeerbare Gate Array's zijn er diverse aanbieders in de markt. Door standaardisatie zijn er vaak interfaces beschikbaar tussen de software waarin reeds geinvesteerd is en de noodzakelijke

77

Page 90: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

programma's voor een te kiezen ontwerptraject. Een waarschuwing is hier echter op zijn plaats. Voor een definitief besluit genomen wordt dient volstrekt duidelijk te zijn dat het pad van beschrijving in de gekozen vorm naar rea1isatie volledig afgelegd kan worden. Bijvoorbeeld een EDIF-interface op netlist-niveau betekent niet dat er ook handig gesimuleerd kan worden. Daarvoor moet het schema hersteld kunnen worden uit de nieuwe netlist en dit ontbreekt vaak. Ook de beschikbaarheid van componenten bibliotheken moet onderzocht worden en het aantal altematieven naar concurrerende chipleveranciers, zodat de afhankelijkbeid beperkt kan worden. Ook de testcomputers moeten aansluiten op het gekozen traject. Hier zijn 'de facto' standaarden aan de orde. Of een verandering van technologie of IC-fabrikant mogelijk is hangt af van de zorgvuldigheid waarmee de initiele keuzen gemaakt zijn.

Naast het ontwerpen van hardware is er het ontwerpen van software. Speciaal het ontwikkelen van zogenaamde "embedded software" stelt eisen aan de ontwerpomgeving. Het gaat dan om een software-implementatie van functionaliteit in een omgeving van hardware, die de hardware aanvult tot een werkend systeem. Bij het simuleren van een dergelijk systeem moeten de software modulen in de hardwaresimulatie meegenomen kunnen worden. Oit beperkt de keuzevrijheid van talen. Binnen een bedrijf is het dan zaak om zoveel mogelijk te standaardiseren op een taa1 voor aile applicaties. Samen met de nog toenemende belangstelling voor het UNIX operating system wordt de taa1 C (en voor parallelle problemen de object georienteerde taa1 C++) steeds meer • standaard" . Automatische generatie van C-programma's uit VHDL- modules of uit programmageneratoren zoa1s compilercompilers kan belangrijke versnelling opleveren van het ontwerptraject. De standaardisatie op een taa1leidt binnen een bedrijf ook tot de mogelijkbeid om modulebibliotheken op te bouwen of aan te schaffen. Ook de zogenaamde "toolboxes" zijn voorbeelden van modulebibliotheken. 'I.e bestaan voor wiskundige, statistische problemen voor het realiseren van gebruikersinterfaces. Ook netwerkinterfaces en protocollen zijn in principe gestandaardiseerde algoritmen die slechts eenmaal ontwikkeld moeten worden. In hoofdstuk 11 over ergonomie wordt verder ingegaan op standaarden voor gebruikersinterfaces.

Omdat het in dit rapport niet gaat om software als zelfstandig produkt wordt verder niet ingegaan op de problemen met overdraagbaarheid (portability) van software naar diverse hardwareplatformen (computers). Als we echter denken aan software die ten behoeve van verbetering van de performance geleverd wordt met speciale hardware (bijvoorbeeld een speciaal insteekbord voor een PC), of als we denken aan insteekborden voor computers als zelfstandig produkt dan zijn er steeds aanpassingsproblemen aan diverse operating systemen en applicaties. Bij ontwikkeling van dergelijke produkten moet veel aandacht besteed worden aan standaarden voor bussen en software.

16.4 Standaardisatie en communicatie

De ontwikkeling op het gebied van de openbare communicatienetten staat aan het begin van een explosieve ontwikkeling. De mogelijkbeden voor elektronische produktontwikkelaars in deze zeer omvangrijke markt zijn vrijwel onbeperkt. Er komt een enorme bandbreedte beschikbaar door de reeds voorziene toepassing van glasvezelcommunicatie en bij verdere ontwikkeling van draadloze communicatie in de

78

Page 91: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

toekomst in het gebied van de tientallen gigaherzen. Daamaast is er het gebied van de meer lokale netwerken binnen steden, bedrijven, afde1ingen, wals bijvoorbeeld voor de kantoorautomatisering, en de produktieautomatisering.

De communicatie via openbare netten is qua standaardisatie altijd in handen geweest van de CCITI (CCITI = Comite Consultatif International Telegraphique et Telephonique) in de vorm van talrijke zogenaamde "aanbevelingen". Op het gebied van LAN's (LAN = Local Area Network) is er echter een behoorlijke wildgroei ontstaan van systemen, waarvan een deel gestandaardiseerd is en een deel als de facto standaard geaccepteerd. De veelheid aan protocollen heeft de industrie voor veel problemen geplaatst en vraagt nog voortdurende investeringen in gateways en andere protocolvertalers. Met name de activiteiten op het gebied van het gelaagd en gestructureerd opbouwen van communicatie systemen die geleid hebben tot het ISO-OSI model zijn zeer belangrijk geweest (OSI = Open Systems Interconnect). Deze standaard geeft een functionele decompositie in 7 lagen. Dit model (zie figuur 12) geeft een indeling die bij het ontwerpen van elektronische produkten, waarin communicatie een rol speelt, herkenbaar moet zijn in dezelfde decompositie. De implementatie van de functionaliteit van diverse lagen kan volgens diverse standaarden gebeuren. Bij het oversturen, dus bij het afdalen en weer opstijgen door de lagen, moet de informatie die tussen gelijke niveaus uitgewisseld wordt onverminkt blijven. De lagere niveaus kunnen ten behoeve van het bereiken van het gewenste functionele gedrag de kale informatie uitbreiden met extra besturingsinformatie. Deze extra informatie moet weer verwijderd worden aan de andere zijde op hetzelfde niveau.

De afspraken die de communicatie mogelijk maken tussen twee gelijke niveaus noemen we een protocol. Voorbeelden van gestandaardiseerde protocollen: ISO-2110 (EIA RS-232-C) is een niveau I protocol. Het standaardiseert de fysieke verbinding, soort connectors etc. De CCITI-X.25 norm voor het openbare packet

app1icatie georienleerde lagen

communicatie georieoteerd. lagen

SYSl'EEII I

application

presentation

session

transport

nehork

data Jmk

physical

7 7

: lmlenaCO 6

5 protocol

4 ~------------- ... 4

3 3

2 2

1 I

transmissie-medium

Fig.12 Functionele Jagen ISO-OSI model

SYSTEEII 2

application

presentation

session

traIlS port

network

data Jmk

pbyaical

switching data netwerk. Hier zijn de onderste 3 lagen in een standaard beschreven.

Diverse netwerken die aangeboden worden door de leveranciers van werkstations en computers implementeren nog hogere lagen dan laag drie. Voorbeelden zijn SNA (IBM), DECnet (DEC), NFS (SUN) en Domain (lIP-Apollo). Voor produktontwikkelaars die in

79

Page 92: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

hun produkt gebruik maken van kant en klare computersystemen of die communicatie­apparatuur ontwikkelen is kennis van de standaarden en de facto standaarden waarop de produkten moeten kunnen aansluiten onontbeerlijk.

16.5 Standaardisatie en produktieautomatisering

Op het gebied van de produktieautomatisering wordt voortdurend gewerkt aan uitbreiding en realisatie van een zeer groot aantal standaarden. Informatie over de status van deze standaarden wordt gebundeld door de ITSTC (lTSTC = INFORMATION TECHNOLOGY STEERING COMMITTEE) van CEN/CENELEC (zie adressenlijst). Onder de noemer AMT (AMT = Advanced Manufacturing Technology) wordt door ITSTC een breed gebied bewerkt, dat ook aangeduid wordt als: "informatie technologie voor geavanceerde produktie-automatisering". Op de volgende gebieden wordt of is aan standaardisatie gewerkt:

"Interworking"

"Data"

Computer Integrated Manufacturing, Architectuur van geautomatiseerde systemen, Toepassing ISOIOSI 7 lagen communicatie model. Vb: ClM system architecture, CAMAC, IEEE Fieldbus, MAP, CNMA.

Administratieve gegevens Technische en produkt gegevens Produktie gegevens Vb: STEP, ODA, SGML, EDIFACT

"Processing" Vrij keuze van "hardware and software data processing elements, Portability, Modularity, Interfacing, Communication", operating systems, databases etc. Vb: APT, CLDATA, CMM control language, ODP (ODP Open Distributed Processing), X/OPEN.

"Control equipment" Interfaces van besturingen voor produktie- transport- test- en voorraadsystemen, etc. Omvat codes, commandotalen, elektrische interfaces, data structuren, formaten, etc. Vb: ISO 3590 Modular units for machine construction, spindle units.

"Human Aspects" Man machine interface, symbolen, tekst, grafisch, etc. en ergonomie, veiligheid, milieu, stra1ing. Vb: ISO 8807 LOTOS.

"Mechanical Aspects" Fysische eigenschappen, maatvoering, testen, mechanische interface van tools en machines, etc. Vb: ISO 702-1 Machine tools - spindle noses and face plates - sizes for interchangeability .

"General Aspects" Analyse methoden, veiligheid, documentatie, etc. Vb: IEe 348 Safety requirements for electronic measuring apparatus.

80

Page 93: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Observatie van de huidige situatie in de produktieautomatisering loonl helaas nog een oerwoud van niet compatibele produkten. Leveranciers van apparatuur hebben onderJing verschillende in- en uitvoerformaten gedefinieerd. Het opzetten van een sluitend traject van computer ondersteund ontwerpen naar automatisch geproduceerd produkt wordt onnodig belemmerd door een gebrek aan standaardisatie op informatie-technisch gebied. Hierdoor is men onvoldoende vrij bij het koppelen van apparatuur van de verschillende gespecialiseerde leveranciers. Er moeten steeds dure software interfaces ontwikkeld worden dus er is een belemmering van de automatisering door verlies van tijd en geld.

Helaas kan men constateren dat industriele verkopers op dit gebied vaak te weinig kennis bezitten op het gebied van het systeemdenken. Een aantal gesprekken op de beurs "Industriele Automatisering 91" leerden mij dat men wei globaal weet wat de functionaliteit van een automatiseringsprodukt is maar dat men veelal te weinig weet van de interfaces van het eigen produkt naar zijn omgeving. Dit terwijl er steeds sprake is van produkten die tenminste op eiland of cel niveau gekoppeld zullen moeten worden met andere delen van een geautomatiseerd systeem (en in de toekomst nog breder gekoppeld). Op vragen als: welke interfaces, protocollen, in- en uitvoerformaten spelen een rol bij uw produkt kan men veelal geen antwoord geven. Vaak begrijpt men de termen niet eens. Verdere opleiding en scholing om mee te denken op systeemniveau Jijkt mij zeer noodzakeJijk. Een andere conc1usie rou kunnen zijn dat deze vragen normaal zelden gesteld worden. Oit rou betekenen dat er ook bij de afnemers onvoldoende gedacht wordt op het niveau van: hoe past (informatietechnische koppelingen) deze investering tussen mijn andere investeringen? Zijn er extra kosten die ik moet maken om operationeel te worden door ontwikkelen of kopen van software voor het transformeren van data, en wat zijn de altematieven? Het hier voortdurend stellen van eisen omtrent standaardisatie zet druk op de leveranciers. Onvoldoende inspanning en deelname in standaardisatie-initiatieven komt vaak voort uit een protectionistische korte termijn visie. Deze belemmert helaas uiteindelijk ook de eigen omzet, door het onhaalbaar maken van een deel van de potentiele automatiseringsprojecten.

17 Juridische aspecten

17.1 Inleiding

De vragen die bij het elektronisch ontwerpen op juridisch gebied spelen, hebben te maken met de beschikbaarheid van een technologie of concept voor eigen toepassing, met kontrakten en aansprakelijkbeid. Beschikbaarheid betekent bijvoorbeeld het beschikken over patenten of licenties. Kontrakten kunnen een rol spelen rowel bij inkoop, uitbesteding als verkoop. Aansprakelijkbeid heeft relatie met arbeidsomstandigheden en produktkwaliteit, onder andere veiligheid. Vooral voor de kleinere bedrijven doet zich weer het probleem voor van het verkrijgen en behouden van actuele kennis, in dit geval op het gebied van de regelgeving. Zij moeten (meer) gebruik maken van organisaties die hierin gespecialiseerd zijn. Voor dit rapport is bijvoorbeeld gebruik gemaakt van de diensten van het EG-ADVIESCENTRUM, (zie adressenlijst).

81

Page 94: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

17.2 Aansprakelijkheid

Vooral bedrijven die internationaal opereren en bijvoorbeeld produkten afzetlen in Japan en de Verenigde Staten zullen zich wei pijnlijk bewust zijn geworden van de risico's, die de produktaansprakelijkbeid met zich meebrengt. Een belangrijk punt is bijvoorbeeld de veiligheid van produkten voor de afnemer. Wanneer zich een ongeval voordoet en een produkt is daarvan de oorzaak dan komt het steeds vaker voor dat bedrijven extreem grote claims voor schadevergoeding tegemoet kunnen zien. Deze trend uit de V.S. is nu ook waameembaar in Europa.

De wet produktaansprakelijkbeid, die vanaf 1990 in werking is getreden, legt de bewijslast bij de producent. De wet betreft overigens uitsluitend dood, lichameJijk letsel en schade aan goederen in de prive-sfeer. Bij de vraag of een bedrijf aansprakelijk is zal een rechter wegen wat een bedrijf aantoonbaar heeft gedaan om te voorkomen dat er een ongeval kan plaatsvinden met een produkt. Zaken als het uitvoeren van een aardingstest bij produktie maar ook na reparatie en bijvoorbeeld het plakken van waarschuwingsstickers kunnen daarbij cruciaal blijken. Op het gebied van milieu en arbeidsomstandigheden worden de eisen aangescherpt. Ook zal de controle op naleving intern en extern groter worden. AfhankeJijk van het soort produkt zijn voortaan keuringen verplicht. Bedrijven kunnen zich overigens verzekeren tegen de aansprakelijkbeidsrisico's.

De eisen op het gebied van veiligheid, gezondheid en milieu op de markt van BEG en EFTA-Ianden monden uit in keuringseisen. Het voldoen aan de gestelde eisen geeft het recht tot het voeren van het EG-conformiteitsmerkteken, het CE-merk. Dit merk zal voor aile industrieprodukten geeist gaan worden.

Behalve de eigenschappen en de ontwerpkeuzen van een produkt zelf zijn ook zaken als de verpakking en een goede leesbare en complete gebruiksaanwijzing. ZOrgvuldig geformuleerde teksten, in de juiste taal, zijn van groot belang. Bedenk daarbij elk redelijkerwijs voorzienbaar gebruik (door kinderen). ZOrg ook voor duidelijke onderhoudsinstrukties. Maak voor vertaling gebruik van professionele bureaus.

Bij toelevering van produkten aan andere produktiebedrijven worden steeds hogere eisen gesteld aan de kwaliteit van de produkten. A1s produkten niet voldoen aan gestelde eisen kan men aansprakelijk zijn voor de schade bij de afnemer, afhankelijk van de overeenkomst volgens welke men levert.

Het zal duidelijk zijn aan aile genoemde eisen slechts efficient voldaan kan worden, als de eisen in de specificatie van een produkt al opgenomen zijn. De passende kwaliteits­standaarden moeten vooraf bekend zijn. Het verwaarlozen van de bedoelde eisen kan tot dermate hoge claims of veroordelingen leiden, dat zelfs de continuiteit van een bedrijf in gevaar kan komen. Denk in dit verband ook aan de noodzaak van het duidelijk kenmerken van produktieseries. Dit is nodig om in het geval van ernstige problemen gebruikers te kunnen informeren of om de produkten voor modificatie terug te roepen (product recall).

82

Page 95: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

17.3 Patenten. licenties en merken

Patenten spelen een dubbele rol bij de produkt ontwikkeling. Enerzijds wenst men nieuwe eigen ideeen te beschermen, anderzijds wordt men geconfronteerd met het niet mogen schenden van patenten van anderen. Het Blijkt in de interviews dat men dit gespecialiseerde gebied van patenten aanvragen en onderzoeken binnen grote organisaties overlaat aan een eigen afdeling. Kleine bedrijven maken veelal gebruik van de diensten van gespecialiseerde bureaus. Met name voor bedrijven die intemationaal opereren zijn dit noodzakelijke diensten. Het voeren van juridische procedures in verschillende talen in verschillende landen zal na inwerkingtreding van het GOY (GOY = Gemeenschapsoctrooiverdrag) binnen de EG tot het verleden gaan behoren.

Het onderzoek van patentaanvragen moet ook nog apart genoemd worden als bron van concurrentie onderzoek. Dit betekent dat belangrijke informatie over wat de concurrent doet soms in een vroege fase opgespoord kan worden.

Licenties spelen zoals bekend een rol bij het toepassen van concepten die niet ons eigendom zijn. In kontrakten zal vastgelegd moeten worden tegen welke vergoeding hoe lang een bepaald concept toegepast mag worden. Bij elektronische produktontwikkelingssoftware en bij software in het algemeen wordt ook steeds gewerkt met licenties. Een bijronder geval is als we in een produkt gebruik maken van software­modules, die niet ons eigendom zijn. Er moet dan nader bekeken worden onder welke voorwaarden dat dit kan. Bij de kleine bedrijven kunnen we nog wei eens waamemen dat er ontwerpen met ondersteuning van software tot stand komen waarvoor geen Iicentie verkregen is. Ais men moeite heeft een bepaalde investering te verantwoorden dan zijn er vaak wei mogeJijkheden op tijdelijke basis. Het rou goed zijn als software leveranciers op dit probleem inspeelden.

Bij het samen met anderen ontwikkelen (co-development) of bij het uitbesteden van ontwikkelwerk is het zeer belangrijk dat vooraf goede afspraken gemaakt worden over het eigendomsreeht op de ideeen en concepten die ontwikkeld worden. Ook geheimhouding moet geregeld worden. Aile afspraken dienen duidelijk in kontrakten vastgelegd te worden.

De reehten op "intelleetueel eigendom" zijn door de snelle ontwikkeling van de technologie nog niet voldoende in wetten verankert. Wei zijn er nu richtlijnen voor de reehtsbescherming van de layout van chips (topografieen van halfgeleiders), over software is nog discussie gaande.

Het gaat vaak niet alleen om bescherming van produkten of patenten maar ook om "know-how". Onder de naam "know-how licensing" wordt op Europees niveau nu ook uniforme regelgeving tot stand gebracht.

Ook het merkenrecht zal volgens een Europese richtlijn geharmoniseerd worden. Wat documentatie betreft tenslotte zal men soms moeten verwijzen naar produkten van toeleveranciers waarbij handelsmerken in het geding zijn. Hier dient men ook te waken voor het rorgvuldig opnemen van de symbolen en verwijzingen die u kunnen vrijwaren van problemen.

83

Page 96: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

17.4 Contracten

In de organisatie van de produktontwikkeling moeten kontrakten al in een vroege fase aandacht krijgen. Het opbouwen en behouden van goede relaties met toeleveranciers van kennis, diensten of materialen moet ondersteund worden door Iron trakten die de verantwoordelijkheden van betrokken partijen regelen. Door goede Irontrakten kunnen sommige financiele risico's afgedekt worden. Zaken die in een contract geregeld kunnen worden zijn bijvoorbeeld levertermijnen, geheimhouding, patenten, licenties, prijzen, prestaties, kwaliteitseisen, etc.

Binnen het vakgebied van het elektronisch ontwerpen worden met name grote risico's genomen bij het ontwikkelen van ASIC's. De zogenaamde "non recurring engineering" kosten (NRE) zoals maskerkosten kunnen fors oplopen. De praktijk toont aan dat er een kans is van tientallen procenten op een "redesign". Dit wi! zeggen dat door een fout het opnieuw doorlopen van bet Irostbare prolDtypetraject nodig is. Wie onder welke omstandigheden aansprakelijk is voor de kosten moet derhalve goed geregeld zijn wi! men de projectkosten beheersbaar houden.

18 Branche-specifieke technologie

In de praktijk van het bedrijf zal de innovatie vaak draaien om de kansen die nieuwe technologie in de eigen branche biedt. Omdat de diversiteit aan technologieen zo groot is kan binnen het bestek van <lit rapport hier niet specifiek op ingegaan worden. De toegepaste technologie in diverse branches staat vaak ver af van de elektrotechnische ontwerper. Dat dit een probleem is kan men waarnemen aan de belangstelling rond onderwerpen als mechatronica en optomechatronica. Hierbij wordt gezocht naar de mogelijkheden om technologie diepgaand te verstrengelen om zo tot nieuwe concepten en technologische mogelijkheden te komen. Ook de ontwikkelingen op het gebied van het integreren van sensoren is een voorbeeld van het integreren van allerlei fysische technologieen in een IC. Wanneer daar dan ook nog intelligentie aan toegevoegd wordt in de vorm van een processor op de zelfde chip met communicatie mogelijkheden naar een computemetwerk dan is een knappe integratie van disciplines tot stand gebracht. Dit 800rt ontwikkelingen staat pas aan het begin. Het vraagt durf en visie en risicokapitaal om dergelijke ontwikkeling tot stand te brengen. Volgens [Lit. 7] is een van de problemen bij invoering van modeme technologie in Europa dat men prefereert om deze onder te brengen in relatief dure geavanceerde produkten die een kleine klantenkring bereiken. De rode draad in dit rapport is dat verbetering van kwaliteit bereikt wordt door terugkoppeling in de organisatie en door het formaliseren van automatiseren van ontwerpregels. Oit wordt natuurlijk niet bereikt door kleine series voor een speciale doelgroep. In Japan zijn volgens [Lit. 7] voorbeelden van het invoeren van nieuwe technologie door die eerst te introduceren in de speelgoedbranche. Het uitgangspunt zal wei zijn dat dan door de klant geaccepteerd wordt dat de levensduur "eindig" is, en eindig hier is dan een stuk korter dan voor een duurzaam consumentenprodukt, laat staan voor een kostbaar produktiemiddel. Uiteraard heeft dit alleen zin als men defecte produkten vervolgens ook kan onderzoeken op de oorzaken van het falen.

84

Page 97: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Voor de traditionele elektronische industrie ligt in het voorafgaande een voorbeeld van een verbreding van het applicatiegebied van de elektronica. Traditioneel maakt een bedrijf meestal produkten voor een bepaalde markt. Het kritische beschouwen van de doelstelling (missie) van een bedrijf kan ruimte bieden die tot verrassende initiatieven leidt. Het aantal toepassingen voor elektronica is onbegrensd aIs naar aIle mogelijke applicatie gebieden in andere takken van industrie gekeken wordt. De vraag is of men in die industrie denkt aan oplossingen m. b. v. elektronica. Hier liggen de kansen voor innoveren voor het oprapen mits men tot elkaar komt. Het aansluiten op specifieke technologie en deze integreren in elektronische systemen tot concurrerende produkten staat pas aan het begin van de mogelijkheden.

In de situatie waarin men behoefte heeft aan partners die een specifieke technologie of kennis beheersen, terwijl men niet weet waar die te vinden, kunnen de Innovatiecentra goede diensten bewijzen. (zie adreslijst).

19 Ontwerpregels

In dit rapport zijn een aantal disciplines in verband gebracht met elektronisch ontwerpen. Het is mogelijk om aIlerlei aspecten die men ontmoet samen te brengen in een lijst van aanbevelingen. Ben voorbeeld van een deel van zo'n lijst is: 1 MinimaIiseer het aantal componenten (circuit integratie) 2 Maak het ontwerp zelf maar ook het produktieproces testbaar. 3 Stel zware eisen aan de omgevingstests. 4 Zorg er voor dat er zo weinig mogelijk afgeregeld moet worden. (evt.

automatische regeling of kalibratie) 5 Voorzie in toegankelijkheid en snelheid bij reparatie, zowel mechanisch aIs

elektronisch. Maak het ontwerp toegankelijk voor (automatische) tests. 6 Sluit aan bij standaardisatie, overa! waar dit mogelijk en strategisch verantwoord

is. 7 Maak produkten flexibel m.b.v. verwisselbare eenheden. Dit kan op niveau van

componenten (chips) of modules. 8 Probeer produkten compatibel te houden met uw andere produkten. Bijvoorbeeld

op het gebied van besturingstalen en gebruikersinterfaces.

Dit voorbeeld toont in feite vrij vage eisen. Het is weI nuttig zo'n lijst door te lopen maar het hangt van de kennis van de ontwerper af of dat er ook inhoud gegeven kan worden aan de diverse punten. Sommige eisen lenen zich voor formaIiseren en automatiseren.

Als we aIs voorbeeld nu eens nader kijken hoe de situatie is ten aanzien van het testbaar maken. "Design for testability" is een begrip dat inhoud heeft voor ervaren IC-ontwerpers maar dat vaak onvoldoende inhoud heeft voor eveneens ervaren conventionele elektronische ontwerper. Het zijn de moderne integratietechnieken die geleid hebben tot de absolute noodzaak van het inbouwen van voorzieningen om de interne circuits zogenaamd controleerbaar en observeerbaar te maken. Ben complexe digitale schakeling kan bijvoorbeeld met 30% uitgebreid worden om dit te bereiken. Het vakgebied van het

85

Page 98: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

testen is een interessant voorbeeld omdat men na de ontwikkeling van modellen in staat is gebleken om software te ontwikkelen die de testbaarheid kan kwantificeren. Uiteraard gaat het dan om testbaarheid gemeten aan de hand van het model, dat beperkingen heeft en dat in werkelijkheid niet aile denkbare fouten dekt. In de praktijk blijkt echter dat ontwerpers menen, dat zij aan de hand van functionele testvectoren een hoge dekkingsgraad van fouten kunnen behalen. Hiermee wordt bedoeld dat bij het testen van een schakeling met behulp van deze vectoren een uitspraak gedaan kan worden over het goed of fout zijn van de schakeling. Een dekkingsgraad van 100% van aile mogelijke fouten is gewenst. Ontwerpers blijken gemiddeld echter niet verder te komen dan 30% van de fouten die zij bijvoorbeeld met het "stuck-at" model hadden kunnen vinden. Zowel in ontwerppakketten voor ASIC's als programmeerbare logica zijn softwaremodulen beschikbaar voor het simuleren van fouten volgens bijvoorbeeld het stuck-at model. Deze A TPG software geeft de dekkingsgraad voor fouten volgens dat model en is veelal in staat om voor 100% dekkingsgraad vol-automatisch testpatronen te genereren. (ATPG = Automatic Test Pattern Generation).

Het gebruik van de beschreven software is nog betrekkelijk gering in de industrie, ook waar het betreft de steeds populairdere programmeerbare logica. Het gebruik van de software voor automatische testpatroon generatie vraagt vrijwel geen kennis van de ontwerper. De programma's werken eenvoudig op de in een computer aanwezige beschrijving van een digitale schakeling.

Een ontwerpregel zou dus moeten zijn: de dekkingsgraad voor fouten volgens het stuck-at model voor een digitale schakeling moet 100% zijn.

In dit geval is het voorbeeld genomen van het vakgebied van het testen van programmeerbare digitale schakelingen. De software is aI gerealiseerd en een ontwerpregel kan aI geformuleerd worden. Hier is echter heel wat aan vooraf gegaan. Het begon met de wens om te voorkomen dat bijvoorbeeld digitale programmeerbare IC's in een schakeling gesoldeerd worden, als ze niet correct geproduceerd zijn (= geprogrammeerd). Dit leidt bijvoorbeeld tot het formuleren van een ontwerpregel als: Programmeerbare IC's moeten "volledig" getest kunnen worden na het programmeren. Het probleem uit de produktie is daarmee teruggekoppeld naar de ontwikkelaars. Om verbetering te kunnen bereiken is onderzocht wat de oorzaak was. Het blijkt dat functioneel testen slechts een gedeelte van aile mogelijk paden in een schakeling activeert. Daaruit ontstond het idee om structureel te testen. Vervolgens is een model gehanteerd waarmee structurele fouten in een digitale schakeling gesimuleerd kunnen worden. De ontwikkelde algoritmen zijn in commercieel beschikbare software geimplementeerd en kunnen testpatronen maken die een produktietest uit kunnen voeren. De geformaliseerde ontwerpregel is dat de schakeling 100 % testbaar moet zijn volgens het stuck-at model. Er is in de vorm van de software nu een gereedschap om te verifieren of hieraan voldaan kan worden. Als de ontwerper geen 100 % gehaald heeft dan kan hij het ontwerp aanpassen tot dat dit weI gehaald wordt.

De werkelijkheid in veel bedrijven was (en is) dat er een testafdeling verantwoordelijk is om achteraf de testbaarheid van een circuit te onderzoeken en testpatronen te maken. De benadering is vaak ouderwets, men probeert meetpunten aan te geven in een schakeling. Men heeft de beschikbare A TPG software veelal niet aangeschaft en heeft onvoldoende

86

Page 99: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

kennis van het vakgebied van "design for testability". Ais de schakeling niet testbaar ontworpen is dan is dit niet aItijd mogeJijk. Dit betekent dat het on twerp terug moet naar de ontwerpafdeJing. Tijdverlies en hogere kosten zijn het gevolg.

Het begrip "design for" geldt, zoaIs in de diverse hoofdstukken beschreven is, niet aileen voor testen maar ook voor produktie, logistiek, veiligheid, etc. Het voorbeeld van het testen toont wat bedoeld wordt met de begrippen:

• Terugkoppeling van problemen in de organisatie. • Het formuleren van ontwerpregels. • Het formaIiseren van ontwerpregels en eventueel rea1iseren van automatische

ondersteuning. • Het ontwerpen met toepassing van de regels. • Het verifieren of er voldaan is aan de ontwerpregels. • Het onmiddellijk aanpassen van het ontwerp indien niet voldaan is aan de gestelde

regels.

De regels in het 8 punten lijstje vooraan in dit hoofdstuk lijken zich wellicht niet meteen te lenen voor deze benadering, maar bij nadere inspectie zijn er veel mogelijkheden. Het vraagt steeds de combinatie van kennis van elektronica, van een randgebied en van de oplossingsmogelijkheden. Aspecten van sommige punten lenen zich voor de geschetste benadering. Andere punten zijn minder eenvoudig te formaIiseren maar zijn eisen waaraan voldaan kan worden aIs men over kennis van aItematieven beschikt. Dit zijn probleemgebieden die ondersteund kunnen worden met behulp van databases en kunstmatige intelligentie.

87

Page 100: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

20 Conclusies en aanbevelingen

Het winstgevend implementeren van elektronica in produkten vraagt kennis van een groot aantal vakgebieden anders dan elektronica zelf. In de specificatiefase moeten eisen vastgelegd worden, die aI deze gebieden verbinden. Dit dient veel uitgebreider te gebeuren, dan nu in de meeste bedrijven gebruikelijk is.

AIleen door parallel werken is bet mogelijk om produkten zo snel te ontwerpen dat een optimale winst door een bedrijf bereikt kan worden.

Het parallel werken aan een (beperkt) aantal aspecten van een totaal ontwerp wordt ondersteund door de meer geavanceerde CAE en CAD software. De ontwerpers die werken aan verschillende delen kunnen van dezelfde gegevens gebruik maken. Ben deel van de eventuele conflicten in een ontwerp kunnen automatiscb gesignaleerd worden.

Er zij n zeer veel interacties tussen vakgebieden die een rol moeten spelen bij bet efficient ontwikkelen van elektroniscbe produkten. Ontwerpers en projectieiders zullen over bet a1gemeen niet in staat zijn voldoende kennis in zicbzelf te verenigen, om zonder ondersteuning te komen tot een goed ontwerp. Er zijn ecbter voorlopig geen pasklare geautomatiseerde oplossingen die over de volle breedte ondersteuning geven bij bet nemen van de ontwerpbeslissingen.

Het is mogelijk om ontwerpregels te vinden zodat de ontwerper kan toetsen of zijn ontwerp voldoende rekening boudt met de eisen die aan bet produkt gesteld moeten worden uit andere disciplines naast de eigen discipline. Ben deel van deze regels kan gevonden worden door terugkoppeling van ervaringsgegevens uit bet eigen bedrijf. Verder kunnen ervaringen van andere bedrijven en in bet a1gemeen aile mogelijke kennisbronnen regels opleveren.

Het toegankelijk representeren van de regels en de mogelijkheid tot bet selecteren van de relevante regels voor een bepaaId type ontwerp moet veel aandacbt krijgen. In de grotere bedrijven kan men waarnemen dat er wei regels en procedures zijn maar dat bet moeilijk is om ze overal bekend te maken en te implementeren, mede vanwege de grote omvang van de bescbrijvingen individueel en samen. Daarom is ondersteuning met computers die een zogenaarnde "design rule cbeck" kunnen uitvoeren gewenst.

Als dit rapport gebruikt wordt om verder onderzoek te initieren dan kunnen enkele fasen aanbevolen worden:

In de eerste fase is bet gewenst om ontwerpregels vanuit de interactie van elektroniscb ontwerpen met diverse disciplines te formuleren. Tijdens mijn onderzoek is gebleken dat er op vele gebieden reeds interessante activiteiten en initiatieven en resultaten zijn. Verifieren of een ontwerp aan die regels voldoet is in deze fase nog niet geautomatiseerd.

88

Page 101: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

In de tweede fase van verder onderzoek moeten onderzocht worden hoe de ontwerpregels in automatische ontwerpsystemen geintegreerd kunnen worden. Dit betekent het formaliseren van de regels zodat de controle op de regels in algoritmen geimplementeerd kan worden. Ook een benadering via kunstmatige intelIigentie kan een oplossing bieden. Parallel hieraan moet onderzoek gedaan worden naar de gewenste datastructuur voor een database die als centrum kan dienen van een werkomgeving waarin de regels en programma's en gegevens uit diverse disciplines verenigd kunnen worden.

De derde fase is de realisatiefase van het framewerk met daarin de realisatie van • design rule checkers· en andere ondersteunende pakketten en interfaces.

Naast computerondersteuning en geformaliseerde regels en procedures blijft de houding van allen die betrokken zijn bij het ontwikkelen, produceren en op de markt brengen van produkten een van de belangrijkste aandachtspunten. Het gaat om de wil tot samenwerken, het aanvaarden van verantwoordelijkheden en de efficiency van het samenwerken. Deze wi) wordt beinvloed door de sfeer in de organisatie, en de mate van kwaliteitsbewustzijn, waarbij iedereen een rol dient te spelen. De efficiency heeft ook veel te maken met kostenbewustzijn, het afwegen wat prioriteit heeft, wie met wie moet praten en wie beter niet gestoord kan worden. Het stroomlijnen van de organisatie en het vastleggen van procedures in het kader van een ISO 9000 certificatie kan bijdragen tot het verbeteren van de bestaande situatie en het behouden van die verbetering.

Er liggen grote mogelijkheden in de moderne methoden om te communiceren en om informatie te verzamelen. Als bij het verifieren van ontwerpregels blijkt dat er gewndigd is tegen bepaalde regels dan zal vaak in overleg met experts uit de andere disciplines een oplossing gewcht moeten worden. Het overleg kan ondersteund worden door computercommunicatie waarbij iedere expert de juiste subset van gegevens over een ontwerp in zijn eigen werkomgeving (software) kan raadplegen. Buiten het eigen bedrijf of concern kan men gebruik maken van reeds bestaand wereldwijde netwerken waarop geinteresseerden in een bepaalde discipline gegevens uitwisselen.

Bij het samenwerken van bedrijven zijn goede communicatie en kontrakten nodig. Er zijn een aantal trends waameembaar. Afnemers stellen hogere eisen. Bedrijven investeren Iiever in duurzame relaties met andere bedrijven. Afhankelijkheid van bedrijven wordt daardoor groter. De kwaliteit van het eindprodukt wordt bepaald door de combinatie van bedrijven die betrokken zijn bij het ontstaan van een produkt. De eisen die afnemende bedrijven stellen zullen daarom Jiggen op het gebied van produkten zelf maar ook op het gebied van kwaliteit van de toeleverende organisatie.

Bij het aanpakken van de geschetste problematiek gaat het niet om het creeren van functies voor extra intermediaire functionarissen, maar om het ondersteunen van de kale functie die uitgevoerd moet worden. Bijvoorbeeld een ontwerp moet testbaar gemaakt worden (de functie). Ondersteun nu de ontwerper met gereedschappen en de mogeJijkheid voldoende kennis op te doen, ofwel integreer test en ontwerpfunctie in een persoon of een afdeJing. Als dit niet gewenst is, bevorder dan de samenwerking tussen de afdelingen zodat geen strijdige activiteiten plaatsvinden. De integratie van veel andere in dit rapport genoemde functies is nog verre van ingevoerd in de bedrijven.

89

Page 102: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Literatuur

[Lit. 1]

[Lit. 2]

[Lit. 3]

[Lit. 4]

[Lit. 5]

[Lit. 6]

[Lit. 7]

[Lit. 8]

[Lit. 9]

[Lit. 10]

90

Hatley, 0.1. and LA. Pirbhai Stategies for realtime system specification. New York: Dorset House, 1988.

ASIC's Invoeringservaringen. Red. I.W.G. Stikkelman, A. de Iongh, E.H. Nordholt, M.P.I. Stevens Leiderdorp: Ingenieursbureau Ir.I.G.W. Stikkelman, 1989.

Sanders, P. W. Mechanisering en automatisering in de fabricage. Facu1teit Wertuigbouwkunde, Technische Universiteit Eindhoven, 1988. Collegediktaat nr. 1305.

Elektronica Produktontwikkeling. Red. I.C. Groeneveld Zoetermeer: Holland Elektronica, 1991.

Werkplan Micro-Elektronica in Nederland. Projectgroep Informatietechnologie. Den Haag: Ministerie van Economische Zaken, 1990.

Iongh, A. de, L.C.G.A.M. Ham, P.H.A.van der Putten en V. Snijder. EDA-Tools bij elektronische produktontwikkeling. Rave, H.G. (red.) Eindhoven: Centrum voor Micro-Elektronica, 1991.

Micro Electro Mechanical Systems Workshop. Micro Select, 1991, No. 26, p. 8. (Stichting Centrum voor Micro Elektronica, ISSN 0923-5396)

Vesely,W.E., et al. Fault Tree Handbook. Washington: Systems and Reliability Office of Nuclear Regulatory Commission, 1981. Verkrijgbaar via National Technical Information Service Springfield, VA 22161.

Arnold, A.G. en R.A. Roe Ergonomische normen voor gebruikersinterfaces. Tijdschrift voor Ergonomie, Jrg. 16(1991), No.1, p. 8.

Putten, P.H.A. Informatietechniek en Multidisciplinair Specificeren. Informatie en Informatiebeleid, Jrg. 10 (1992), No 1.

Page 103: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Lijst van geconsulteerde personen

Ir. G.J. Demeurisse (IPL, TUE-TNO)

H. Duenk B.T.W (manager Development Department Staalkat, Moba B.V.)

Ir.P.M.C.M. van den Eijnden (Development manager test systems, Philips, Industrial & Electronics, Eindhoven).

Ing. Theo Gransier (!PL, TUB-TNO)

J.D. de Jong Ingenieursbureau Van Drunen & van Dalen, Drunen

A.L.J. Hopstaken (Directeur Hopstaken Consultant, v.o.f.)

Ir. L. Monhemius (Frits Philips Institute for Quality Management, TUB)

Ir. M.J. Newby (Frits Philips Institute for Quality Management, TUB)

Ir. J. Ruules (Vakgroep Organisatiekunde, Fac. Bedrijfskunde TUE)

Prof.ir.M.P.J. Stevens (Vakgroep digitale systemen, TU-Eindhoven)

Ing. C.H.T.J. Verburg (Technisch directeur Moba B. V., Staalkat, Aweta)

91

Page 104: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Adressenlijst

CECC, Cenelec Electronic Components Committee, Voor Nederland: Nederlands Elektrotechnisch Comite Kalfjeslaan 2, Postbus 5059, NL-2600 GB Delft

CEN/CENELEC The joint European standards institution. Rue de Stassart, 36 - 1050 Brussel Tel: (02) 519.68.11, Fax: (02) 519.68.19

CODUS Ltd., Institute for Information Technology 196-198 West Street, Sheffield SI 4ET, Great Britain, Tel: (0742) 761252

EG-adviescentrum Prins Hendriklaan 21 a, Postbus 211,5700 AE Helmond, Tel: (04920) 48468, Fax: (04920) 26895

EUROPACE, CNIT-lNFOMART, Boite Privee 529 2, Place de la Defense, 92053 Paris la Defense, France, Tel: (33.1) 47.76.33.35, Fax: 47.76.42.72

Frits Philips Institute for Quality Management, TUB Paviljoen, Den Dolech 2, Postbus 513, 5600 MB Eindhoven, Tel (040) 474748, Fax: (040) 447634

Holland Elektronika, Vereniging voor elektronica en industriele automatisering Bredewater 20, 2715 CA Zoetermeer Tel: (079) 531100, Fax: (079) 531365

Hopstaken Consultant, Begeleiding kwaliteitwaarborging en certificatie Langendijksestraat 12, 4706 PW Roosendaal Tel: (01650) 36415, Fax: (01650) 65065

Innovatiecenta Centraal kantoor ICN, Den Haag, Tel: (070) 3601932, Fax: (070) 3107207

ITSTC, Information Technology Steering Committee. Rue Brederode 2, Box 5 - 1000 Brussel Tel: CEN/CENELEC (02) 519.68.11, Fax: CEN/CENELEC (02) 519.68.19

Nederlands Normalisatie Instituut

92

Page 105: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Postbus 5059, 2600 GB Delft Tel: (015) 690.255, Fax: (015) 690.190

KEMA N.V. Utrechtseweg 310, 6812 AR Amhem Postbus 9035,9600 ET Amhem Tel: (085) 569.111, Fax: (085) 515.606

Mentor Graphics (Nederland) B. V. Marsstraat 9, 2132 HR Hoofddorp Tel: (02503) 20044, Fax: 21654

Moba B.V. -Holland Stationsweg 117 Postbus 7, 3770 AA Barneveld Tel: (03420) 91910, Fax: (03420) 91824

Staalkat B.V. Ambachtsstraat 4,7122 MP Aalten Postbus 70, 7120 AB Aalten Tel: (05437) 73868, Fax: (05437) 74995

93

Page 106: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Lijst van afkortingen pag.

AID AMT ANSI ASIC ATPG BSI CAE CAQ CCA CCITI CECC CEN CENELEC CEPT-ETSI

CFI CGI CGM CIM CSA DFM DMT EDA EDIF EIA EMC ESD ETSI FCC FHA FMEA FMECA FPA GKS GOV HDL HDTV IC ICIT

IEC IEEE ISO ITSTC JEDEC

94

Algemene Inspectie Dienst . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 57 Advanced Manufacturing Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 80 American National Standards Institute . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 75 Application Specific IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 6 Automatic Test Pattern Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 86 Britisch Standard Institute ........................... 75 Computer Aided Engineering ......................... 31 Computer Aided Quality Assurance ..................... 72 CENELEC Certification Agreement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 75 Comite Consultatif International Telegraphique et Tel6phonique . . .. 75 CENELEC Electronic Components Committee ............ 52, 76 European Committee for Standardization . . . . . . . . . . . . . . . . .. 75 European Committee for Electrotechnical Standardization . . . . . . .. 75 Conference Euro¢en de Poste et de Telecommunication - European Telecommunication Standards institute ................... 75 CAD Framework Initiative .......................... 77 Computer Graphic interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 48 Computer Graphics Metafile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 48 Computer Integrated Manufacturing .................. . .. 41 Canadian Standards Association . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 56, 75 Double Failure Matrix ............................. 62 Design maturity test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ~ . . . .. 62 Electronic Design Automation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15,31 Electronic Design Interchange Format . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 77 Electronic Industries Association . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 75 Elektromagnetische Compatibiliteit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 58 Electro Static Discharge ............................ 58 European Telecommunications Standards Institute . . . . . . . . . . . .. 75 Federal Communication Commission .................... 75 Fault Hazard Analysis ............................. 62 Failure mode Effect Analysis ......... . . . . . . . . . . . . .. 61, 62 Failure Mode Effect and Criticality Analysis . . . . . . . . . . . . . . .. 62 Flexibele Produktie Automatisering ..................... 41 Graphical Kernel System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 48 Gemeenschapsoctrooiverdrag ......................... 83 High level Description Language . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 16 High Definition Television . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 25 Integrated Circuit ................................. 6 Instituut ter bevordering van keuring en Certificatie van Informatie Technologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 68 International Electrotechnical Committee . . . . . . . . . . . . . . . . .. 75 Institute of Electrical and Electronics Engineers. ............. 75 International Standards Organisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 75 INFORMATION TECHNOLOGY STEERING COMMITTEE .... 80 Joint Electronic Device Engineering Council . . . . . . . . . . . . . . .. 75

Page 107: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

JTAG LAN MEMS MKB MTBF NNI NRE costs NTR ODP OMG OSF OSI PCB PGA PHA R&D SASD SCI SPC UL UPLD VDE VHDL VHSIC

Joint Test Action Group ............................ 53 Local Area Network .............................. 79 Micro Electro Mechanical Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 65 Midden- en Kleinbedrijf .......... . . . . . . . . . . . . . . . . .. 25 Mean Time Between Failure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 61 Nederlands Normalisatie Instituut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 75 Non Recurring Engineering costs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 21 Notification of Test Results .......................... 75 Open Distributed Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 80 Object Management Group .......................... 77 Open Software Foundation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 77 Open Systems Interconnect .......................... 79 Printed Circuit Board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 6 Programmeerbare Gate Array . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 25 Preliminary Hazard Analysis ......................... 62 Research en Development . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 31 Structured Analysis and Structured Design . . . . . . . . . . . . . . . .. 68 Scalable Coherent Interface .......................... 76 Statistical Process Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 72 Underwriters Laboratories Inc. ........................ 56 User Programmable Logic Devices ...................... 6 Verband Deutsche Elektrotechniker ..................... 75 VHSIC Hardware Description Language .................. 16 Very High Speed IC .............................. 16

95

Page 108: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Index pag.

aansprakelijk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 54 aansprakelijkheidsrisico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 82 aardingstest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 54 accellerators ............................................ 17 Administratieve gegevens .................................... 80 afmetingselsen .............. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 71 afvalprob1ematiek ...................................... . .. 58 AID ................................................. 57 AMT . . . . . . • . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 80 APT ................................................. 80 ASIC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11, 74, 84 assembler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 68 ATPG ................................................. 86 audit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 37 automatische adaptie ....................................... 54 backup-procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 47 bandbreedte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 78 bed of nails . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 53 bedrijfsmechanisatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 72 bedrijfsuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 62 begeleiding ............................................. 45 beoordeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 45 beschrijvingstalen ......................................... 67 bestanden ............. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 69 betrouwbaarheid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 60 beveiliging ............................................. 47 bevoegdheden ........................................... 46 bewerkingsprocessen ....................................... 72 bibliotheekmodellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11 blikseminslag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 61 boorgegevens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 73 boundary scan •••.••.•.............•..................... 53 bouwblokgenatoren ........................................ 67 bulletinboards ........................................... 42 bum-in test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 55 C .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 78 C++ ................................................ 78 CAE/CAD ............................................. 77 CAE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 31 CAMAC .............................................. 80 CAQ ................................................. 72 carrierep1anning .......................................... 45 CCA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 75 CCITf ................................................ 79 CD-I. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 69 CD-ROM .............................................. 69

96

Page 109: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

CECC ........................ . . . . . . . . . . . . .. 30, 43, 52, 58, 76 eel .................................................. 40 CEN/CENELEC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 80 CENELEC ............................................. 75 CGI ................................................. 48 CGM ................................................. 48 ClM ............................................... 41, 80 CLDATA .............................................. 80 CMM ................................................ 80 CNMA ............................................... 80 co-development ........................................ 27, 83 co-makership . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 27 codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 80 CODUS ....... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 43 Combus ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 76 commandotaien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 80 communicatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 66 communicatienetten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 78 communicatievormen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 43 compilercompilers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 78 computervision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 73 consumentenprodukt ....................................... 84 contract ............................................. 35, 84 control equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 80 controleerbaar ........................................... 85 correctness by construction ................................... 77 CSA ................................................. 56 cursusmateriaai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 24 cursussen .............................................. 45 database . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42, 43 dataconversie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 69 dataformaten ............................................ 19 de facto standaard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 74, 76 Decision Support System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 18 DECnet ............................................... 79 decompositie ................................. . . . . . . . .. 11, 16 dekkingsgraad ......................................... 53, 86 Design Management Environment ............................... 18 Design Database Management System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 18 Design for testability ..................................... 52, 85 design review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 35 Design for Maitainability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 59 Design House ........................................... 31 design-for strategie ........................................ 39 desk research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 20 desktop-publishing-software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 62 DFM ................................................. 62 digitaie signaai processor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 67

97

Page 110: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

distributie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 25 diversificatie ............................................ 21 DMT ................................................. 62 Do's en Don'ts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 39 Domain ............................................... 79 doorlichten ............................................. 27 draadloze communicatie ..................................... 78 E-mail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 42 early failures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., 55 EDA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 31 EDIF ............................................... 77,78 EDIFACT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 80 EEG ................................................. 82 EFTA-landen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 82 EG-conformiteitsmerkteken, het CE-merk .......................... 82 EIA RS-232-C .......................................... , 79 eigendomsrecht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 83 eiland-automatisering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 40, 74 Electronic Mail .......................................... 42 elektrische test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 17 elektronica .............................................. 6 embedded software ........................................ 78 emulatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11 ergonomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 47 Ergonomische normen ...................................... 48 errorlogging ............................................ 25 ESD ................................................. 58 ethiek ................................................ 62 EUROPACE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 45 exploitatieprijs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24, 25 fast prototyping .......................................... 35 FHA ................................................. 62 Fieldbus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 80 filters ................................................ 67 financiering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 24 Finite state machines ....................................... 68 Floorplanning ........................................... 16 FMEA .............................................. 57,61 FMECA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 62 formaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 80 foutsimulatie ............................................ 53 FPA ................................................. 41 Frameworks ............................................ 18 full custom ............................................. 12 functionele test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 18 Futurebus+ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 76 garantieperiode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 25 gateways .............................................. 79

98

Page 111: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

gebruikersinterface ........................................ 49 gebruikersvriendelijkheid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., 48 gebruiksaanwijzing ........................................ 82 geheimhouding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 84 geleidingsmetingen ........................................ 58 General Aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., 80 gezondheid ............................................. 82 GKS ................................................. 48 glasvezelcommunicatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., 78 go/nogo-test ............................................ 17 GOY ................................................ , 83 haalbaarheid ............................................ 34 haalbaarheidsonderzoek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 21 handelsmerk ............................................ 83 handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 52 handmontage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 72 HAR-agreement ......................................... , 75 harmoniseren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56, 75 HDTV ................................................ 25 Holland Elektronica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 41 hot spots" ............................................. , 55 Human Aspects .......................................... 80 ICIT .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 68 ideeen ................................................ 20 identificatiesystemen ....................................... 47 lEe ................................................. , 56 IEC 348 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 80 IEEE 1149.1 teststandaard ................................... , 53 IGES ................................................. 77 ijken ................................................ , 54 implementatieonatbankelijkheid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., 16 in-circuit-test ........................................... , 53 infant mortality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 55 informatietechniek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., 66 infrastructuur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 31 inkoop ............................................... , 27 inkoopfunctie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., 26 InnovatiecentTa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., 85 Inspection Planning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., 72 Instrnlingsmetingen ........................................ 58 intellectueel eigendom ...................................... 83 interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., 74 Interworking ............................................ 80 introduceren ............................................ 24 investeringsgoederen ....................................... 24 ISO 702-1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., 80 ISO 9000 .............................................. 36 ISO 8807 .............................................. 80

99

Page 112: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

ISO 3590 ........................................... . .. 80 ISO-2110 .............................................. 79 ISo-OSI model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 79 ITSTC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 80 Japan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 84 JEDEC ............................................... 74 JTAG ................................................ 53 Just in Time programma's . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 36 Just in time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 26 kalibreren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 54 kantoorautomatIsenng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 79 kennis ................................................ 43 Klimaattesten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 55 know-how, ............................................. 27 know-how licensing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 83 koellucht .............................................. 61 koopgedrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 29 kortingen .............................................. 24 kritische massa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 34 kwaliteitsbeheersing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 72 kwaliteitsborging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 36 kwaliteitscertificatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 30 kwaliteitsgegevens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 72 kwaliteitssysteem ......................................... 36 kwaliteitsverlies .......................................... 52 LAN ................................................. 79 layout .............................................. 12, 83 levenscydus ............................................ 68 levensduur ............................................. 84 leveranciers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 28 leverbetrouwbaarheid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 27 levertermijn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 84 levertijd ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27, 28 licenties ....................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 83 logging ................................................ 53 logisch ontwerp .......................................... 17 logische synthese ......................................... 17 logistiek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 70 LOTOS ............................................... 80 luchtstroom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 55 man-machine dialogue ...................................... 48 management ............................................ 43 MAP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 80 marges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 24 Market Pull . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 21 marketing mix ........................................... 23 marketing mix ........................................... 23 marketingafdeling ......... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 20

100

Page 113: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

marktgegevens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., 21 marktonderzoek .......................................... 21 maskerproduktiegegevens .................................... 73 Mechanical Aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 80 mechatronica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64, 84 MEMS ............................................... , 65 merkenrecht ............................................ 83 mijlpalen .............................................. 34 milieu ................................................ 82 milieubelasting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., 59 MKB ................................................. 25 modificatie ............................................. 82 modulebibliotheken ........................................ 78 monsters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ; . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., 27 montage .............................................. , 73 Montagerichting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., 72 Monte Carlo analyse ....................................... 61 motivering ............................................. 45 MS-Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., 48 MTBF .............................................. 43,61 multidomain ............................................ 48 NEN3544 ............................................. , 56 netvoedingsaansluiting ...................................... 54 NFS ................................................. 79 NPR 2655 ............................................. , 68 NRE ................................................. 84 NRE-costs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., 21 NTR ................................................. 75 nulserie ............................................... 29 object georienteerd ........................................ 68 observeerbaar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., 85 ODA ................................................. 80 odd components .......................................... 71 ODP ., ............................................... 80 onderdelenfabricage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 72 onderhoudbaarheidseisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., 59 ontwerpregel .......................................... 39, 87 ontwerptraject ........................................... 10 ontwikkelafdeling ......................................... 31 ontwikkelomgeving ........................................ 46 Operationele besturing ...................................... 41 opleidingsniveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., 45 optomechatronica ......................................... 84 organisatiestructuur ..... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 33 OSF/Motiv ..... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 48 overbepaaldheid .......................................... 72 overlegstructuren ......................................... 39 ozon-emissie ............................................ 59

101

Page 114: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

packet switching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " 79 Parts count Approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " 62 patenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " 83 personeel .............................................. 26 PHA ................................................. 62 PRIGS .............................................. " 48 Pick en Place .......................................... " 71 pilotproduktie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 29 planning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 18 planningsautomatisering ..................................... 42 prijs ................................................. 24 Prijs ................................................. 24 Procedurele talen ......................................... 68 proceskosten ............................................ 29 Processing ............................................. 80 produceerbaarheid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 70 product reca1l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " 82 Product-life-cyc1e) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 22 produktieapparatuur . . . . . . . . . . . .' . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " 73 produktieautomatisering ..................................... 79 produktiecapaciteit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 27 produktiecel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " 41 produktiecelniveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " 42 produktiedata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 19 produktiemiddelen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 23 produktievoorbereiding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " 19 produktkwaliteit ................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 27 produktlevenscyclus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " 23 produktvarianten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • .. 24 proefproduktie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 29 projectmanager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 34 promotie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " 24 protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 79 protocolvertalers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " 79 prototype ............................................ 17. 28 Quality Data Processing ..................................... 72 Quality Information Processing and Representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 72 R&D ................................................. 31 realisatiefase ............................................ 17 rechtsbescherming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... 83 redesign . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29. 84 remote diagnostics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " 25 repareerbaarheid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 24 repareren .............................................. 25 risicokapitaal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 84 robotbesturing ........................................... 57 robotmontage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . " 72 samples ............................................... 27

102

Page 115: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

SASD ................................................ 68 schadevergoeding ......................................... 82 SCI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 76 second suppliers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 28 second source ........................................... 28 selectieaktiviteiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 35 selectieproces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 28 sensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 57 Serial Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 76 Service. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 25 servicestrategie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 25, 59 SGML ................................................ 80 Silicon Compilatie ........................................ 16 silicon foundry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 74 silicon compiler ........................................ 67, 77 simulatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10 simulatiemodellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 17 SMT ................................................. 53 SNA ................................................. 79 software engineering ....................................... 67 softwareprojecten ......................................... 68 soliditeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 27 SPC ................................................. 72 specificeren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 15 speelgoed ....... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 84 standaard .............................................. 74 standaardisatielichamen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 74 statistiek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 40 statuslogging ....... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 25 STEP ................................................ 80 Stralingstest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 55 strategie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 23 Strategische besturing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 41 stressoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 61 structureie testpatronen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 53 struktuurbeschrijving ....................................... 10 stuklijsten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 73 succeskans ............................................. 21 Success Path Models ....................................... 62 systeembussen ........................................... 76 systeemdenken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 21 systeemontwerpfase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 16 Tactische besturing ........................................ 41 technoiogie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29, 84 technology push ............................. . . . . . . . . . .. 20, 34 Temperatuurtesten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 55 terotechno1ogie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 59 testbaarheid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 52

103

Page 116: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

testpatroongeneratie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 17 teststrategie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 17, 52 tijdwnes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 42 timinganalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 12 toevoer ............................................... 73 tolerantiegevoeligheid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 72 toolbox ............................................... 78 top-down .............................................. 52 topografieen ............................................ 83 transactieprijs ........................................... 24 transferstraten ........................................... 72 trial and error ........................................... 35 Tril en valproeven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 55 typenummer ............................................ 43 uitbesteden ........................................... 27, 31 uitstralingsmetingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 58 UL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 56 UNIX ................................................ 78 validatie .............................................. 17 VDE ................................................. 56 veiligheid .... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 62, 82 veiligheidsldasse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 56 veiligheidstesten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 54 verantwoordelijkheden ...................................... 46 verificatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10, 12 verpakking ........................................... 71, 82 versiebeheer ............................................ 60 verwerkbaarheidseisen ...................................... 73 VHDL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 16, 68, 77 VICbus ............................................... 76 video. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 45 VMEbus ............................................... 76 vochtigheid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 55 voorkeursleveranciers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 28 vorm-aspecten ........................................... 71 vormgeving . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 65 VSB ................................................. 76 VXIbus ............................................... 76 wegwerpprodukten ........................................ 24 wet produktaansprakelijkbeid .................................. 82 XlOPEN .............................................. 80 X.25 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 79 X-Open ............................................... 48

104

Page 117: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Eindhoven Univ~l"'Sity of TE>chnoh::qy Resr-?arch Reoorts ISSN 0167-9708 Coden: mJEDE

Faculty of Electrical Engineeril1£

(245) Berg, P.H.G. van d~

ON THE ACCURACY OF RADIOWAVE PROPAGATION MEASUREMENTS: Olympus propagation experIment, ElIT Report 90-E-245. 1990. ISBN 90-6144-245-1

(246) Maagl, P.J. L de A SYNTHESIS METHOD FOR COMBINED OPTIMIZATION OF MULTIPLE ANTENNA PARAMETERS AND ANTENNA PATTERN STRUCTURE. EUT Reoort 90-E-246. 1990. ISBN 90-6144-246-1

(247) J6zwiak, L. and T. Spdssova-Kwaaitadl DECOMPOSITIONAL STATE ASSIGNMENT WITH REUSE OF STANDARD DESIGNS: Using counter, dS sub­~dcnines ann usin9 lhe metn~d of IOximol ad)aCenSles to select tne state enains dnd tbe state codes. Birr Report 90-E-247. 1990. ISBN 90-6144-247-8

1248) Hoeijmakers, M.J. and J.M. V)eeshouwers DERIVATION AND VERIFICATION OF A MODEL OF THE SYNCHRONOUS MACHINE WITH RECnrIER WITH TWO DAMPER WINDINGS ON THE DIRECT AXIS. ElJ1 Report 90-E-248. 1990. ISBN 90-6144-248-6

[249) Zhu, Y.C. and UPM Hack(, P. Eykhoff "ULTIVARIABLE PROCESS IDENTIFICATION FOR ROBUST CONTROL. ElIT Report 91-B-249. 1991, ISBN 90-6144-249-4

(250) Pfaffenh6fer, F.M. ind P.J.M. Cluitmans, H.M. KUIpers ENDABS: DeSIgn and formal speCIfication of a datamodel for a clinical research database system. WT Report 91-E-250. 1991. ISBN 90-6144-250-6

1251) Eijndhoven, J.T.J. van and 6.6. de ~, L. Stok THE ASCIS DATA FLOW GRAPH: SemantIcs and textual format. EUT Report 91-E-251. 1991. ISBN 90-6144-251-6

(252) Cben. J. and P.J.I. de Maag\, M.H.A,J. Herben

( 253)

( 254)

[255)

1256)

WIDE-ANGLE RADIATION PATTERN CALCULATION OF PARABOLOIDAL REfLECTOR ANTENNAS' A comparative study. EUT Report 91-E-252. 1991. ISBN 90-6144-252-4

Hm, s'w.K, de A PWM CURRENT-SOURCE INVERTER FOR INTERCONNECTION BETWEEN A PHOTOVOLTAIC ARRAY AND THE UTILITY LINE. EUT Report 9H-253. 1991. ISBN 90-6144-253-2

Velde, M. van de and P.J.M. Cluitmans EEG ANALYSIS FOR MONITORING OF ANESTHETIC DEPTH. EUT Report 91-E-254 1991. ISBN 90-6144-254-0

SmOlders. A. B. AN EFFICIENT METHOD FOR ANALYZING MICROSTRIP ANTENNAS WITH A DIELECTRIC COVER USING A SPECTRAL DOMAIN "OMENT METHOO. EUT Report 91-E-255. 1991. ISBN 90-6144-255-9

Bach, tC.P.M. dnd A.A.H. Oamen IDENTIFICATION FOR THE CONTROL OF MIMO INDUSTRIAL PROCESSES. EliT Re.port 9I-E-256. 1991 ISBN 90-6144-256-7

Page 118: Multidisciplinair specificeren en ontwerpen van microelektronica in produkten · van digitale elektronica. Dit rapport kan gebruikt worden aIs bron van ideeen om het specificeren

Eindhoven iJniversity of T8chnoloqy Resc;arch Reports ISSN 0167--9708 Coden: TElJEDE

Facul ty of Electrical Engmeerir>.l

(2581

(2591

(2601

(2611

( 262)

i 263)

(2641

(2651

(266 )

( 267)

(2681

12691

Haagl. P,J.]. de and H.G. ter Morsche. J.L.H. van den Broel -- = = A SPATIAL RECONSTRUCTION TECHNIQUE APPLICABLE TO MICROWAVE RADIOMETRY EUT Report 92-E-257. 1992. ISBN 90-6144-257-5

Vleeshouwers. J.M. DERIVATION OF A MODEL OF THE EICITER OF A BRUSH LESS SYNCHRONOUS MACHINE. WT Report 92-E-258. 1992. ISBN 90-6144-258-3

Orlov. V. B. DEFECT MOTION AS THE ORIGIN OF THE I/F CONDUCTANCE NOISE IN SOLIDS EUT Report 92-E-259. 1992 ISBN 90-6144-259-1

ROOI]ackers. J.E. ALGORITHMS FOR SPEECH CODING SYSTEMS BASED ON LINEAR PREDICTION. EUT Report 92-E-260 1992. ISBN 90-6144-260-5

Boom. T.J.J. van den and A.A.H. DaBen. Martln Klompstr. IDENTIFICATION FOR ROBUST CONTROr-oslNG AN H-infinity NORM. EUT Report 92-,-261. 1992. ISBN 90-6144-261-3

Groten. M. and W van Etten LASER LINEWIDTH MEASUREMENT IN THE PRESENCE OF RIN AND USING THE RECIRCULATING SELF HETERODYNE METHOD. EUT Report 92-E-262. 1992. ISBN 90-6144-262-1

A. B. ANALYSIS OF THICK MICROSTRIP ANTENNAS AND WIRE ANTENNAS EMBEDDED IN A SUBSTRATE.

Eln Report 92-E-263 1992. ISBN 90-6144-263-1

Frenks. L.W. dnd P.,J.M. CluHmdns. M.J. van GIIs THE ADAPTIVE RESONANCE THEORY NETWORK: IClustemg-) behaVJOur in relation WIth brdlllstem audltory evoked potentlil patterns. EUT Report 92-E-264. 1992. ISBN 90-6144-264-8

Wellen. J.5 and f. Karouta. M.F.C. Schemmann. E. MANUFACTURING AND CHARACTERIZATION OF GAAS/ALGAAS LASERS. Eln Report 92-E-265. 1992. ISBN 90-6144-265-6

Clultmans, L J.M USING GENETIC ALGORITHMS FOR SCHEDULING DATA FLOW GRAPHS. EliT Report 92-E-266. 1992. ISBN 90-6144-266-4

,Jozwiak. L. and !.P.H. van DIJI A METHOD FOR GENERAL SIMULTANEOUS FULL DECOMPOSITION OF SEQUENTIAL MACHINES, Algorithms and implement,tloD. EUT Report 92-E-267. 1992. ISBN 90-6144-267-2

Boon, H. v,n den and W. v<n Etten. W.H.C. de Krom. P. van 8ennelo •. F. R\I\)skens. L. NJeSsen. F. de LeiJer . = AN OPTICAL ASK AND FSK PHASE DIVERSITY TRANSMISSION SYSTEM. Eln Report 92-E-268. 1992. ISBN 90-6144-268-0

Putten. P H. A. van der MULTIDISCIPLINAIR SPECIFICEREN EN ONTWERPEN VAN MICROELEKTRONICA iN PRODUKTEN (in Dutchl. EUT Report 93-E-269. 1993. ISBN 90-6144-269-9