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J'ai tout compris !

Mis à jour le 21/11/2019

Garantissez la pérennité de l'industrialisation du système embarqué

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Dans ce chapitre, nous allons voir une notion importante : le management de l’obsolescence. Un sujet critique pour les systèmes embarqués, qui nécessite de bonnes pratiques à mettre en œuvre pendant le développement du système, tout en tenant compte des principaux risques qui peuvent impacter l’industrialisation du produit.

Les composants COTS

Auteur: Jérôme Toulze
La plupart des composants utilisés dans les systèmes embarqués sont des COTS. Auteur : Jérôme Toulze

La raison principale du risque d’obsolescence des composants vient du fait que la majorité des systèmes embarqués utilisent des composants commerciaux standard, que l’on nomme des COTS (pour Commercial off-the-shelf, littéralement composants disponibles sur l'étagère), par opposition à des composants développés spécifiquement pour certaines applications, comme cela peut être le cas pour les applications militaires ou spatiales.

Il y a de nombreux avantages à utiliser des COTS : ce sont des composants qui offrent de la performance fonctionnelle, des composants très intégrés, dont les coûts sont nettement plus faibles que ceux des composants spécifiques, et qui, de par leur production en grande quantité, permettent également de bénéficier de bons niveaux de qualité et de maturité.

Cependant, ces composants présentent également des risques qui doivent être pris en compte : ce sont notamment des composants qui évoluent rapidement, par exemple pour des raisons technologiques ou bien pour répondre à des contraintes environnementales, et qui présentent alors des risques élevés d’obsolescence.

Les cycles de vie des produits

Auteur: Jérôme Toulze
Des cycles de vie des produits différents selon les marchés & applications. Auteur : Jérôme Toulze

Pour mieux comprendre ce risque d’obsolescence, il faut revenir aux applications qui utilisent ces composants en grande quantité : ce sont des applications « grand public » dont, pour la plupart, les cycles de vie des produits (c’est-à-dire la durée d’exploitation) sont relativement courts : 1 à 2 ans pour des téléphones portables, 3 à 4 ans pour des PC portables, une dizaine d’années pour les systèmes embarqués dans l’automobile, et enfin plus de 30 ans pour les systèmes aéronautiques.

Et donc, utiliser ces composants pour des systèmes embarqués revient à trouver le meilleur compromis entre les composants disponibles sur le marché et les exigences de longue durée de vie de ces systèmes.

Le cycle de vie des composants

Auteur: Jérôme Toulze
Une disponibilité des composants qui varie fortement selon les technologies – Auteur : Jérôme Toulze

Nous venons de donner quelques exemples de cycles de vie des produits ; nous allons maintenant de descendre au niveau des composants : cette courbe, dont nous reparlerons par la suite, représente les 6 phases du cycle de vie des composants électroniques (il s’agit de la courbe des ventes en fonction du temps). Ces 6 phases sont les suivantes :

  • Phase 1 : l’introduction d’un composant.

  • Phase 2 : la phase de croissance (le composant est de plus en plus utilisé, les prix baissent).

  • Phase 3 : la phase de maturité (le composant est très utilisé, les prix sont à leur niveau le plus bas).

  • Phase 4 : la phase de déclin (le composant n’est plus utilisé dans de nouvelles conceptions).

  • Phase 5 : la phase de fin de vie des composants, qui précède

  • Phase 6 : la phase d’obsolescence, c’est-à-dire la fin de disponibilité des composants chez le fabricant.

Auteur: Jérôme Toulze
Cycle de vie des composants électronique – Auteur : Jérôme Toulze

Tous les composants suivent cette courbe ; par contre, la durée de chaque phase et donc la durée totale de disponibilité des composants diffère énormément selon les technologies : par exemple, des mémoires, qui sont des composants en constante évolution, vont parcourir cette courbe en 3 à 4 ans (quelquefois moins). Pour les autres composants numériques, ce sera plutôt 5 à 8 ans, une dizaine d’années pour les composants discrets et analogiques, et enfin souvent plus de 15 ans pour les composants passifs et les connecteurs.

Les causes de l’obsolescence

Marketing (baisse des ventes). Stratégie du fabricant. Rationalisation ligne produits. Obsolescence des moyens de fabrication. Efficacité industrielle (évolutions technologiques). Exigences environnementales.
Les principales causes de l'obsolescence – Auteur : Jérôme Toulze

Pour terminer cette première partie, nous vous présentons ici les principales causes de l’obsolescence, c’est-à-dire les raisons pour lesquelles un fabricant décide de ne plus commercialiser un composant.

Il peut y avoir des raisons commerciales : un composant se vend de moins en moins parce que les clients ont basculé d’eux-mêmes vers un nouveau composant plus performant, ou bien un changement de stratégie commerciale chez un fabricant (par exemple à la suite de fusion ou de rachat de sociétés), ou bien encore la disparition de certaines références dans une famille de produits, ce que l’on appelle la rationalisation.

Il peut également y avoir des raisons plus techniques ou technologiques : par exemple, la fin de maintenance de moyens de fabrication ou de test, qui occasionne alors la disparition des composants.

Une des principales causes d’obsolescence pour les composants très intégrés comme les mémoires est en lien avec l’efficacité industrielle, c’est-à-dire adopter de nouvelles technologies de gravure plus fines permettant de meilleurs rendements en fabrication et de meilleures performances fonctionnelles. Enfin, certaines exigences environnementales comme les directives RoHS ou REACH sont à l’origine de l’obsolescence de produits intégrant des substances désormais interdites, comme par exemple le plomb, présent dans les broches des composants.

Le management de l’obsolescence

Comment peut-on minimiser ces risques lors du développement d’un système embarqué ? En mettant en place un plan de management de l’obsolescence.

Le processus de management de l’obsolescence

Le management de l’obsolescence est intégré dans toutes les phases du cycle Produit – Auteur : Jérôme Toulze

Le premier élément est le suivant : le management de l’obsolescence doit être intégré dans l’ensemble du cycle de vie d’un produit : le développement, la fabrication et l’exploitation.

Le deuxième élément clé concerne les trois grandes activités à prendre en compte dans le management de l’obsolescence : il ne s’agit pas seulement de traiter l’obsolescence en cherchant une solution palliative une fois que le composant n’est plus achetable, mais d’abord de prévenir l’obsolescence en faisant les meilleurs choix de composants, puis de détecter au plus tôt les informations concernant les composants sur le déclin puis leur obsolescence.

Prévenir

Auteur: Jérôme Toulze
Prévention des risques obsolescence – Auteur : Jérôme Toulze

Comment prévenir les risques d’obsolescence ? Tout d’abord, en sélectionnant des composants en phase de début de vie (donc dans les phases 1 ou 2 de la courbe que j’ai présentée). Ensuite, en privilégiant, quand c’est possible, des composants à forte utilisation, disponibles chez plusieurs fabricants, synonymes de fabrication en grande quantité, par opposition à des composants plus marginaux pour lesquels la fabrication peut s’arrêter rapidement.

L’objectif de cette phase est de trouver le meilleur compromis entre maturité et disponibilité des composants.

Détecter

Auteur: Jérôme Toulze
Détection des informations d'obsolescence – Auteur : Jérôme Toulze

Deuxième activité, et sans doute l’activité clé d’un management efficace de l’obsolescence, la détection des informations. Que souhaite-t-on détecter : l’information de mise en obsolescence ou l'avis d’obsolescence (PDN en anglais, pour Product Discontinuance Notice) ?

Détecter est donc une étape fondamentale du management de l’obsolescence. Plusieurs solutions sont envisageables pour garantir la détection : contractualiser les exigences avec les fournisseurs, avoir des contacts réguliers avec les distributeurs et fabricants, acheter régulièrement les composants pour obtenir les informations d’évolution, ou utiliser des outils ou prestataires de services dédiés à la surveillance des obsolescences.

Traiter

Auteur Jérôme Toulze
Traitement de l'obsolescence – Auteur : Jérôme Toulze

Enfin, il faut évidemment traiter l’obsolescence. Pour cela, il s’agit de mener une analyse au cas par cas pour réduire à la fois les risques techniques et l’impact sur les coûts.

Quelques exemples de solutions de traitement :

  • remplacer le composant par un composant équivalent (chez le même fabricant ou chez un autre) : dans ce cas, l’impact sur le design est relativement limité ;

  • faire une reconception partielle pour utiliser un autre composant (par exemple avec un boîtier différent, donc une empreinte différente sur le circuit imprimé) : l’impact design est forcément plus important ;

  • réaliser un stock de composants afin de garantir la fabrication du système à moyen, voire long terme : l’impact design est alors nul, mais les risques liés au stockage doivent être évalués.

Dans la réalité, on s’aperçoit bien souvent qu’une des solutions adoptées consiste à faire d’abord un stock pour gérer le court terme, et prévoir ensuite des modifications sur le produit pour intégrer le traitement d’un ou plusieurs cas d’obsolescence.

Les risques d'un mauvais management de l’obsolescence

Nous venons de présenter quelques exemples de bonnes pratiques concernant le management de l’obsolescence ; nous allons terminer en présentant les principaux risques auxquels peuvent être confrontés les concepteurs de systèmes embarqués, si l’obsolescence n’est pas correctement gérée.

L’aftermarket

Après l'avis d'obsolescence, un nouveau marché...mais à risque! Auteur: Jérôme Toulze
Après l'avis d'obsolescence, un nouveau marché... mais à risque ! Auteur : Jérôme Toulze

J’ai déjà parlé du marché des composants électroniques et de l’avis d’obsolescence qui déclare la fin de commercialisation d’un composant. Il faut savoir qu’une fois que le composant est déclaré obsolète et donc non achetable via les filières d’approvisionnement classiques, un autre marché dit « aftermarket » (après le marché officiel) peut prendre le relais pour proposer des composants obsolètes.

A contrario, faire appel à des filières non autorisées pour approvisionner des composants obsolètes fait courir un risque important au concepteur du système, dans la mesure où la traçabilité des composants entre le fabricant et l’utilisateur final est totalement perdue.

Quels sont les risques encourus lorsque des composants sont approvisionnés via des filières non autorisées par les fabricants ?

La contrefaçon

Le risque majeur associé à l'Aftermarket: la contrefaçon. Auteur: Jérôme Toulze
Le risque majeur associé à l'aftermarket : la contrefaçon. Auteur : Jérôme Toulze

Le risque majeur concerne la contrefaçon. Dans le cas des composants électroniques, on parle de composants contrefaits mais aussi de composants frauduleux, dans la mesure où, dans la plupart des cas, les composants suspects ne sont pas refabriqués, ce qui est le cas pour beaucoup de contrefaçons, mais plutôt prélevés à différentes étapes du cycle de vie pour être réinjectés sur le marché.

Quelques exemples de composants frauduleux :

  • les composants démontés de cartes électroniques issues de produits mis au rebut, les composants remarqués (dans ce cas, le marquage est falsifié pour répondre à la demande d’un client : l’utilisateur achète alors un composant qui ne correspond pas à son besoin) ;

  • les composants volés ;

  • les composants prélevés pendant la fabrication avant qu’ils aient été testés ou bien avant la mise au rebut.

Un chiffre à retenir : 20 à 30 % des composants approvisionnés via des filières non homologuées sont suspectés d’être des composants frauduleux. Donc, la seule manière d’échapper au risque des composants contrefaits est d’acheter exclusivement via les filières autorisées par les fabricants.

En résumé de la partie 2

En synthèse de cette partie, reprenons les points clés : la faible durée de disponibilité des composants électroniques est une des caractéristiques du marché des composants COTS, que le concepteur d’un système embarqué doit prendre en compte.

Afin d’assurer la pérennité de l’industrialisation, l’utilisation de ces composants dans les systèmes embarqués nécessite donc la mise en place d’un processus de management de l’obsolescence.

Ce processus doit être intégré dans toutes les phases du cycle Produit, et s’articule autour de 3 axes majeurs : dans l’ordre, la prévention de l’obsolescence, puis la détection de l’obsolescence, et enfin le traitement de l’obsolescence.

Exemple de certificat de réussite
Exemple de certificat de réussite