Разработка электроники: самостоятельно или по контракту?

Борис Хейфец, ведущий конструктор, ПА «Контракт электроника»

Опыт разработки промышленного светильника инженерами компании «Контракт Электроника» подсказывает оптимальное решение.

Созданный в 2003 г. производственный альянс (ПА) «Контракт Электроника» специализируется на контрактном производстве электронных устройств и комплектации производства электронными компонентами. Помимо головного офиса в Москве у компании есть представительство в Санкт-Петербурге. Важным сервисом, входящим в пакет услуг компании, является разработка электронных устройств на контрактной основе. Именно об этом пойдет речь в статье.

Сначала определимся, что такое контрактная разработка? Аутсорсинг в данной области предполагает передачу сторонней компании функций, связанных с разработкой электронного изделия по техническому заданию (ТЗ) заказчика. Интересен этот сервис прежде всего тем компаниям, у которых есть перспективные идеи, но отсутствует возможность их реализации собственными силами. Даже если у компании есть инженерный ресурс, она может отдавать на аутсорсинг функции разработки в тех случаях, когда собственные инженеры заняты приоритетными проектами, либо у них недостаточно опыта в требуемой области.

Когда у заказчика полностью отсутствуют собственные инженерные ресурсы, есть два пути: принять к себе в штат разработчиков или передать функцию разработки на аутсорсинг. Поиск и найм сотрудников всегда связан с высокими рисками. К тому же, любому новому сотруднику требуется период адаптации, прежде чем он начнет работать достаточно эффективно. В этом смысле преимущества контрактной разработки очевидны.

Модель работы ПА «Контракт Электроника» в области контрактной разработки имеет свои особенности. Вот, что говорит об этом заместитель руководителя компании Ольга Хадеева: «В отличие от большинства компаний, работающих на рынке услуг контрактной разработки, основной вид деятельности нашей компании — это серийное производство. Разработка является дополнительным сервисом для тех заказчиков, которые хотят быстро войти на рынок со своим продуктом и не готовы разделять производственный процесс на составляющие: разработку — контрактному разработчику, производство — контрактному производителю. Таким образом, участие наших инженеров в разработке электронного устройства — это способ получить заказ на дальнейшее серийное производство данного устройства, а не способ получения основной прибыли. Из разницы в подходах следует и разница в ценообразовании».

У инженеров ПА «Контракт Электроника» накоплен большой опыт успешных разработок в различных областях электроники. Поскольку одним из направлений деятельности компании является поставка комплектации для производства, разработчики работают только с современной элементной базой и всегда имеют возможность оперативно получить образцы любых компонентов. Они не станут закладывать в проект устаревшие, снятые с производства или редкие компоненты.

«Контракт Электроника» — производственная компания, ее разработчики тесно сотрудничают с технологами и хорошо знают особенности оборудования, технологические возможности и требования к документации. Все это позволяет сократить сроки разработки, повысить технологичность изделия, избежать проблем с комплектацией, обеспечить производство образцов и в итоге снизить стоимость изделия.

«Контракт Электроника» занимается разработкой электронных модулей, отдельных узлов изделия или законченных решений. Компания имеет опыт разработки в различных областях: АСКУЭ, телеметрия, электроника для бытового применения и т.д. Фокусными направлениями являются светодиодная светотехника и беспроводная связь. Расскажем о контрактных услугах на примере разработки светодиодного промышленного светильника LumenPro (см. рис. 1) для компании «Светотехника».

Первый шаг к воплощению лозунга компании — «От идеи до серийного производства» — заключается в изучении запроса на разработку (идеи). Для каждого проекта требуются исходные данные. Идеальным вариантом можно считать техническое задание (ТЗ), написанное по всем правилам. К сожалению, на практике такое бывает редко. Чаще приходится работать с описанием задачи «своими словами». Затем начинается этап уточнения данных и согласования ТЗ. Это один из самых сложных процессов. Иногда заказчики очень далеки от техники: они либо не учитывают при составлении ТЗ множество значимых факторов, либо

Рис. 2. Фрагмент конструкторской документации

задают невыполнимые требования. Разработчики «Контракт Электроники» пытаются сделать ТЗ более реальным и выполнимым. Они стараются как можно глубже вникнуть в поставленную задачу. Поскольку цель компании — перейти от разработки к производству, то «Контракт Электроника» заинтересована в разработке качественного продукта.

В проекте, о котором идет речь, необходимо было по заданным требованиям разработать не только светодиодный модуль, но и светильник, включая весь конструктив. Это непростая задача, т.к. конструктору нужен исходный образ, чтобы отталкиваться от него в создании первого образца. Желательно, чтобы у заказчика было какое-то видение изделия. Заказчик предоставил эскизы с комментариями и пожеланиями. Конструктор переработал их в соответствии с технологиями и после исправления замечаний получился окончательный вариант.

Один из главных моментов на этапе переговоров — вопрос стоимости разработки. Разумеется, заказчик хочет знать, во сколько ему обойдется данная услуга. Общая стоимость складывается из стоимости изготовления фильеры и стоимости производства. Зная приблизительный размер печатной платы и примерный состав компонентов, несложно оценить стоимость модуля. Вот как комментирует вопрос ценообразования Ольга Хадеева: «Для расчета стоимости оцениваются временные и человеческие ресурсы, необходимые для каждого этапа работ. По сути, цена услуги контрактной разработки близка к себестоимости трудозатрат. Прибыль предполагается получать от дальнейшего серийного производства разработанных изделий. Мы предлагаем конкурентные условия. А если сравнивать их с ценами компаний, у кого эта деятельность является основной, то наши цены ниже». Зачастую в требованиях к изделию сразу же предусматривается ограничение цены на единицу серийной продукции. Нельзя сделать корректную оценку стоимости без уточнения требований к изделию, детальной проработки задачи и хотя бы приблизительного подбора подходящих электронных компонентов. Так было и в данном проекте. В требованиях к изделию имелось жесткое ограничение по стоимости. Корпус оценили по упрощенной модели.

Заказчиков также волнует вопрос о защите информации. На этапе предварительного обсуждения наша компания подписывает типовое соглашение о неразглашении технической и коммерческой информации. Это означает, что уникальные идеи и решения, разработанные ПА «Контракт-Электроника» в ходе этого проекта, не будут использованы в коммерческих целях в других разработках.

После согласования коммерческих условий и ТЗ заключается договор на разработку, предметом которого всегда является конструкторская документация. Фрагмент конструкторской документации показан на рисунке 2. Все этапы разработки проходят в строгом соответствии с договором. Мы четко говорим, что, в какой срок и по какой цене получит от нас заказчик. Причем, техническое задание — это официальный документ, который становится приложением к договору. В соответствии с ним заказчик будет принимать, а «Контракт Электроника» — сдавать работу. Результат работы — полная конструкторская документация, которая становится собственностью заказчика.

После заключения договора начинается разработка. Как уже говорилось, часть работы приходится делать еще на стадии переговоров, согласования ТЗ и стоимости. Но оставшаяся часть работы не менее значима. На этом этапе могут возникнуть непредвиденные сложности. Например, в проекте, о котором идет речь, упрощенная модель корпуса была согласована еще на начальном этапе. Но это только полдела. Далее необходимо было тщательно проработать детали конструкции (элементы крепления компонентов, способ крепления стекла, технологию обеспечения заданного уровня защиты IP и т.д.) и подготовить полную документацию для производства.

Один из важнейших параметров корпуса светодиодного светильника — тепловое сопротивление, которое он может обеспечить между светодиодным модулем и окружающей средой. По сути, корпус — это одна из важнейших деталей светодиодного светильника. От того, насколько правильно он спроектирован, будут в итоге зависеть такие параметры изделия как технологичность сборки, надежность IP-защиты, перегрев светодиодов и, как следствие, долговечность и эффективность. В ходе проработки корпуса промышленного светильника инженеры «Контракт Электроники» провели компьютерное тепловое моделирование и внесли в конструкцию ряд доработок для улучшения параметров распределения тепла.

Другими важнейшими характеристиками светильника являются величина светового потока, кривая силы света (КСС), коэффициент пульсаций светового потока, потребляемая мощность и коэффициент коррекции мощности. При разработке светильника перед разработчиком всегда стоит сложная творческая задача — обеспечить требуемые светотехнические характеристики и оптимальное качество при заданных ценовых параметрах.

В ТЗ данного проекта требовалось при заданной высоте подвеса светильника получить освещенность на полу не ниже, чем у стандартного промышленного светильника с лампой типа ДРЛ250. Инженеры «Контракт Электроники» провели ряд светотехнических расчетов, определили требуемый световой поток и подходящую диаграмму распределения светового потока. Исходя из параметров соответствующих источников питания, разработчики рассчитали параметры светильника для разных типов диодов и разных токовых режимов. После этого по наиболее подходящему сочетанию цены и качества был выбран тип светодиодов и значение рабочего тока. Когда все компоненты выбраны, и имеется чертеж корпуса, разработка печатной платы — дело техники. Промышленный светильник — мощное устройство, поэтому плата была изготовлена на алюминиевом основании.

Заключительный этап процесса разработки — подготовка полного перечня конструкторской документации для производства. Когда документация готова, можно говорить об этапе сдачи работ. Заказчик знакомится с результатами работы и тщательно изучает все особенности изделия. Но и после этого нельзя сказать, что разработка успешно завершена. Следующий обязательный шаг — производство образцов по готовой документации. Запуск пилотных экземпляров также осуществляется силами нашей компании. После того как получены образцы, они проходят тестирование на соответствие заданным параметрам. Время тестирования зависит от сложности изделия.

Тестирование промышленного светодиодного светильника проводилось на соответствие светотехническим параметрам. Инженеры «Контракт Электроники» измерили освещенность по оси на заданном расстоянии, пульсации и параметры потребления. Была также измерена температура в различных точках светильника в установившемся режиме работы. Светильник полностью соответствовал требованиям ТЗ.

После тестирования образцов необходимо изготовить опытную партию и провести пробную инсталляцию. Как правило, в течение периода опытной эксплуатации выявляются отдельные недоработки. Это обычный процесс, неизбежный для любого производителя новой продукции. Только после того как опытная партия испытана в реальных условиях, можно запускать серийное производство.

Инженеры компании успешно завершили ряд проектов по разработке электронных изделий, в том числе в области светодиодной светотехники. Разработка промышленного светодиодного светильника, описанная в этой статье — лишь один из наших проектов. Услуга контрактной разработки позволяет заказчикам «Контракт Электроники» успешно осуществлять все этапы проектирования и производства и выходить на рынок полупроводникового света с современным и качественным продуктом.