Les étapes clés du développement d’un objet connecté · Ordres de grandeur des budgets Du...

PROCESSUS

D’INDUSTRIALISATION

Richard Phan

5 février 2018

Richard Phan

• Formation : Ingénieur informatique + MBA

• 1996 : HP Grenoble

• 1997 – 2001 : HP Cupertino

Process de fabrication de PC portables – supply chain « direct ship »

• 2001 – 2004 : Handspring, Sunnyvale

Manufacturing Program Manager – New Product Introduction, Contract Manufacturing

• 2004 – 2009 : Palm, Annecy

Smartphone delivery manager, Smartphone development program director

• 2010 – 2014 : MobiSystème, Annecy

• 2015 : Création d’Inventhys : développement d’Objets Connectés

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Contenu

L’équipe

Les étapes-clé

Preuve de concept

EVT

DVT

PVT

MP

Logiciel Embarqué

Alignement avec les étapes du Matériel

Gestion de projet

Intégration

Validation

Focus : Certification

Focus : Préparation à la production en série

Ordres de grandeur de budgets

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L’équipe : des rôles complémentaires

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Design Industriel : détermine « l’extérieur » de l’objet,

en cohérence avec son usage, son prix, la cible.

Design Mécanique : conçoit « l’intérieur » du produit,

comment il va s’assembler, comment l’électronique

interagit avec la mécanique (boutons, LEDs, etc)

Conception Electronique : définit l’architecture,

sélectionne les composants, conçoit le schéma.

Développement Logiciel Embarqué : définit

l’architecture, implémente les fonctions « bas niveau »

et les algorithmes embarqués.

Chef de produit : définit l’usage, la cible, les fonctions

clés. Prend les décisions ou arbitrages nécessaires.Le Designer industriel

concrétise la vision du

Chef de Produit

Le Designer Mécanique

optimise l’organisation

des composants internes

L’Electronicien va

concevoir une carte qui

s’intègre parfaitement

dans le produitLe développeur de logiciel

embarqué doit comprendre

comment les composants

électroniques sont reliés

entre eux

Les étapes principales

En électronique / mécanique, on ne peut pas faire du « Agile »

Le temps de réalisation de prototypes est long

Les prototypes coûtent cher

Il faut penser le système globalement dès le début

Mais on progresse « linéairement » en « étapes »

Chaque étape apporte un degré de maturité supplémentaire

Chaque itération produit de nouveaux prototypes

Si le résultat d’une « étape » n’est pas satisfaisant, il faut la refaire, mais cela engendre des

coûts et des délais supplémentaires très importants

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Maquette : « Looks like »

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Objectifs Valider l’aspect extérieur, le design,

l’usage. Simuler l’usage.

Quantité Entre 1 et 5

Moyens Modèle numérique 3D (sur écran, sur

papier) ou prototypage rapide.

Résultat Validation des paramètres physiques :

taille, poids, éléments d’interface

utilisateur (boutons, etc), cohérence de

l’usage.

Limites N’est pas fonctionnel. Pas d’électronique.

Preuve de concept : « Works like »

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Objectifs Prouver que les principes innovants

nécessaires au produit peuvent fonctionner

techniquement. Commencer à valider l’Usage.


Moyens Assemblage de produits « sur étagère »

Résultat Validation que les principes techniques et/ou

physiques de l’innovation fonctionnent bien.

Limites Peut ne pas fonctionner tout le temps ; n’est

pas à la taille souhaitée ; ne montre pas les

fonctionnalités secondaires reconnues comme

étant tout à fait réalisables ; coût de revient

inconnu

« Engineering Validation Testing »

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Objectifs Produire des prototypes offrant les fonctionnalités clés, avec des composants existants ou

encore en stade de mise au point, dans la taille voulue.


Moyens Carte électronique conçue sur mesure ; mécanique conçue sur mesure ; prototypage

rapide

Résultat Prototype dans la taille voulue, fonctionnalités clés sont présentes

Les composants et les technologies sélectionnés peuvent atteindre le coût souhaité

Limites Etat cosmétique « brut » : pas d’état de surface, de finition de surface, de couleur

Fonctionne la plupart du temps

Certaines fonctionnalités secondaires peuvent encore manquer

Pas d’optimisation (consommation électrique, portée RF, etc)

Exemple : Octopus EVT

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« Design Validation Testing »

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Objectifs Produire des prototypes ayant toutes les fonctionnalités, avec les composants prévus pour

la production en série, et pouvant servir aux certifications (CE)


Moyens Carte électronique conçue sur mesure ; mécanique conçue sur mesure ; prototypage

rapide

Résultat Prototypes fonctionnels, prêts à produire en série, sans défauts majeurs. Certains

prototypes peuvent être distribués à des « beta testeurs » ou montrés à des futurs clients.

Les DVT peuvent servir aux tests de certification

Limites Les pièces mécaniques ne sont pas finales et leur aspect cosmétique peut être imparfait

Exemple : Octopus DVT

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« Production Validation Testing »

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Objectifs Prouver que le process de production et de tests en usine est opérationnel


Moyens Electronique et composants finaux. Pièces mécaniques provenant des moules de

production.

Résultat Validation que les produits en fin de chaîne sont conformes à la conception, fonctionnent.

Validation que les tests permettent de filtrer les produits non conformes

Limites Le temps nécessaire pour la production peut encore être élevé

Toutes les procédures ne sont pas encore écrites

« Mass Production »

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Objectifs Produire les produits à vendre

Quantité Plusieurs centaines ou milliers

Moyens Electronique et pièces mécaniques finales –

procédés et outillages industriels.

Résultat Des produits testés, emballés, prêts à être

expédiés.

Logiciel embarqué / « firmware »

Logiciel pilotant l’électronique : les capteurs, les communications

sans fil, les algorithmes, l’interface utilisateur.

Programmation en C / C++, avec des contraintes très spécifiques :

- Programmation « bas niveau »

- Mémoires RAM et Flash très limitées

- Consommation électrique, gestion de l’énergie du système

- Temps réel (selon les applications), gestion des interruptions

- Mise à jour sécurisée du firmware

Un ingénieur « logiciel embarqué » doit avoir des notions d’électronique

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Etapes principales Logicielles

1. Spécifications fonctionnelles

2. Architecture logicielle

3. Développement des tests unitaires

4. Développement sur « Development Kit » (avant dispo des EVT)

5. Intégration sur l’électronique finale (à partir de l’EVT)

6. Validation et tests d’intégration

7. « Release to Production »

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Gestion de projet

La coordination entre le Client et les différents acteurs est fondamentale dans le

succès du projet.

• Méthodologie de développement (grandes étapes)

• Processus de prise de décisions (critères, conséquences, pas de remise en

cause)

• Documentation de l’avancement et des décisions tout au long du projet

• Anticipation des problèmes

Méthodologie, Communication, Anticipation.

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Validations

Des étapes de projet souvent sous-estimées. Les tests et validations sont

absolument nécessaires pour obtenir un produit fiable pour la production en

série et la commercialisation.

Points clés :

• Une personne dédiée est souvent nécessaire : neutre, ne faisant pas partie de l’équipe de

développement, imaginant des scénarios non prévus

• Prévoir le temps et les ressources pour réagir aux défauts constatés

• Une partie de ces tests peut être automatisée

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Intégration

Processus continu pour assembler les différentes parties au fur et à mesure et faire

progresser la maturité du produit :

• Mécanique avec Electronique : validation du design 3D, du tactile, etc

• Electronique avec Logiciel Embarqué : validation de la conception, le sans-fil, la consommation

électrique

• Objet avec l’app Mobile / Cloud : validation de l’expérience utilisateur, des mécanismes du

produit / service

Cette intégration permet d’optimiser et améliorer chaque partie de développement.

Les défauts constatés peuvent conduire à des modifications des spécifications ou de

l’implémentation – rôle très important du Chef de Projet (étude d’impacts sur le

planning et les ressources) et du Chef de Produit (impacts sur l’expérience utilisateur)

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Focus : Certification

Entre DVT et PVT

Une étape obligatoire pour vendre un produit.

• Différente par région / pays : CE (Europe), FCC (US), Canada, Australie, Japon, Chine, etc…

• Contenu des tests à définir en fonction du produit

• Tests à réaliser par un laboratoire lui-même certifié

Facteurs de succès :

• En amont : bien connaître quelles sont les normes / tests à respecter & tester

• Préparer les pré-requis : documentation, prototypes, logiciel embarqué

• Dialoguer / pré-tester avec le technicien pour s’assurer que le test final sera positif

• Réserver un créneau de laboratoire réaliste : rater un rendez-vous coûte plus cher que se donner 1 semaine de plus pour préparer le test

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Focus : Préparation à la

production en série

C’est quoi « l’industrialisation » ?

L’ensemble des activités qui permettront d’avoir

un process de production fiable et avec un coût optimal.

• « Design for Manufacturing » : rendre le process simple, sûr et fiable

• « Design for Test » : concevoir le produit pour que le test soit le plus rapide possible et

efficace : détecte les défauts de fabrication de manière fiable

• « Design for Cost » : sélectionner les composants et concevoir l’architecture pour optimiser le

coût de revient (coût des composants et process de fabrication)

• « Design for Repair » : Optimiser le coût de démontage et réparation pour le service après-

vente (garantie)

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Ordres de grandeur des budgets

Du démarrage au Proto 1

• Design industriel & mécanique de 15 à 25 k€

• Conception électronique de 10 à 30 k€

• Coût des prototypes de 200 à 1.500 € pièce

Du Proto 2 à la production en série

• Design mécanique, conception des moules,

validation et mise au point des moules De 15 à 25 k€

• Industrialisation de l’électronique de 10 à 30 k€

• Banc de test automatique de 10 à 30 k€

• Moules de 20 à 40 k€

• Outillages de production de 5 à 15 k€

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QUESTIONS / RÉPONSES

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MERCI !

EXCOFFIER IsabelleDirectrice commerciale

8 Avenue du pré Closet74940 ANNECY LE VIEUX

Mob : + 33 (0) 7 84 16 67 [email protected]

EXCOFFIER IsabelleDirectrice commerciale



PHAN Richard



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