Innovations en laboratoire de validation

La modernisation du laboratoire est un projet que vous pouvez entreprendre où que vous soyez

Aujourd’hui plus que jamais, les limites de la science de la mesure sont repoussées. Le suivi de l’évolution des besoins de l’industrie n’est pas une mince affaire. Chaque nouvelle technologie crée non seulement des opportunités en termes de gains de parts de marché pour les entreprises, mais modifie également la façon dont nous concevons et testons les produits. De la 5G à la mobilité en passant par la transformation digitale, ces avancées technologiques rapides se traduisent par une accélération du développement et justifient de plus en plus une approche de la conception des produits centrée sur les logiciels.

Alors que le rythme de l’innovation technique s’accélère, les phases de développement des produits n’ont jamais été aussi critiques. Pour compliquer les choses, la nécessité de caractériser des volumes plus importants accentue la difficulté d’être « premier ». L’inefficacité de la conception et des tests peut avoir un impact significatif sur les dates de mise sur le marché. Parallèlement à la pression intense pour être les premiers, les organisations doivent également faire face à la complexité toujours plus grande de chaque nouvelle conception. Cette complexité accrue rend souvent nécessaire la caractérisation de volumes plus importants.  

La complexité accrue des conceptions exige une plus grande efficacité des laboratoires de validation

Considérez la progression de la complexité d’un module frontal RF relativement « simple ». Lors de la caractérisation d’un module frontal RF 4G il y a 10 ans, on pouvait avoir à traiter moins de 100 cas de test, chacun avec une combinaison différente de bande radio, de bande passante porteuse et de waveform. En passant à un module frontal 5G, le nombre de cas de test a été multiplié par près de 10. Cependant, les calendriers des produits ne permettent pas de multiplier par 10 le temps de validation ou de caractérisation. Au contraire, on s’attend à un développement encore plus rapide. 

Outre la nécessité d’effectuer davantage de mesures, celles-ci sont de plus en plus complexes. Pour les périphériques à ondes millimétriques 5G, l’adoption de la technologie d’antenne intégrée signifie qu’il n’y a pas de connexion physique pour accéder au signal à ondes millimétriques. De nombreux périphériques à ondes millimétriques 5G nécessitent donc des tests sans fil, une toute nouvelle méthodologie de test.  

Les ingénieurs de validation sont donc chargés de développer des périphériques plus complexes en moins de temps et à moindre coût. À bien des égards, les ingénieurs de conception, de validation et de test avec lesquels nous travaillons sont souvent confrontés à des priorités concurrentes au sein de leur organisation. Puisque doubler ou tripler la capacité de test n’est souvent pas un choix viable, maximiser l’efficacité des ressources est le seul moyen de respecter les délais du marché pour les chipsets, les composants et les nouvelles fonctionnalités. Cette réalité renforce l’importance des logiciels d’automatisation dans les laboratoires. Ces outils font partie des techniques les plus efficaces pour étirer au maximum les budgets des équipements de test. 

Si les outils d’automatisation des logiciels permettent de maximiser les ressources, ils offrent également aux organisations la possibilité de remédier aux inefficacités à plus grande échelle. Par exemple, les silos naturels entre les différentes équipes et sites de R&D conduisent souvent à une collaboration limitée et créent un double emploi, en particulier dans les grandes entreprises. Le non-partage des meilleures pratiques ou l’absence de communication entre les équipes représente une opportunité manquée importante.  

Les avantages de la standardisation des logiciels de test

Bien qu’une certaine duplication soit toujours possible, les plus grandes organisations du monde ont amélioré leur efficacité en standardisant les logiciels de mesure et de test à l’échelle mondiale. Dans nos interactions avec les laboratoires d’ingénierie du monde entier, nous avons constaté que les entreprises technologiques qui adoptent un framework logiciel commun réduisent les coûts d’ingénierie et les délais de conception. Par exemple, le leader mondial des semi-conducteurs, NXP, a tiré parti des techniques avancées d'automatisation et de standardisation pour la validation des semi-conducteurs, améliorant ainsi l'efficacité et réduisant les délais de mise sur le marché grâce aux outils robustes de NI. Généralement, les organisations comme NXP qui automatisent d’abord les mesures, puis standardisent les logiciels d’automatisation des tests en laboratoire, sont nettement plus efficaces. Les logiciels peuvent améliorer la productivité, mais pour cela, ils doivent être évolutifs.

L’implémentation d’un framework de mesure standardisé aide les ingénieurs à maximiser la réutilisation des IP de mesure et à réduire le temps de configuration. En d’autres termes, c’est l’une des approches les plus efficaces pour simplifier les flux de travail d’ingénierie dans les laboratoires de validation. Les meilleures organisations centralisent efficacement le développement, la maintenance et la distribution des logiciels de test automatique. Les logiciels standardisés permettent de caractériser plus rapidement le matériel et d’étendre souvent la couverture des mesures, quel que soit le logiciel adopté par les équipes d’ingénieurs. Bon nombre de nos clients ont standardisé les logiciels en utilisant un large éventail de langages, de Python et C+ à LabVIEW. 

De plus, un logiciel standardisé permet d’assurer la cohérence des données. Cette cohérence permet de poser les bases d’une analyse de données plus intelligente. Au cours de la prochaine décennie, les logiciels d’analyse de données joueront un rôle de plus en plus important dans les flux de travail de développement de produits. Aujourd’hui, nous observons déjà les défis associés à la corrélation entre les résultats de simulation du processus de conception et les résultats de mesure dans le laboratoire de caractérisation. L’utilisation efficace des outils de gestion et d’analyse des données est la prochaine étape de la gestion du cycle de vie des produits. 

Focus sur les données 

Conformément à la nécessité d’accélérer le développement des produits, les outils de gestion et d’analyse des données offrent une opportunité unique d’améliorer la productivité. Aujourd’hui, chaque étape de la conception produit d’énormes quantités de données. Ces données sont souvent mal gérées et mal exploitées tout au long du processus de conception. Alors que la complexité des produits s’accroît au fil des générations, les outils de gestion et d’analyse des données constituent un aspect de plus en plus critique du processus de conception. Heureusement, nous continuons d’assister à des innovations rapides dans le domaine des technologies d’analyse telles que l’intelligence artificielle et le machine learning. Ainsi, les organisations du monde entier utiliseront de plus en plus ces outils pour accélérer le développement des produits. 

Toutefois, ce stade final idéal de la gestion intelligente des produits ne se matérialise pas du jour au lendemain. La modernisation du laboratoire de validation est un processus en constante évolution, qui offre de nombreuses opportunités. Que ce soit en automatisant les mesures ou en mettant en œuvre des solutions logicielles et matérielles adaptables, chaque laboratoire a la possibilité de devenir le prochain centre d’excellence opérationnelle. Si tout changement comporte des risques inhérents, les retombées peuvent être considérables. Pour relever les défis technologiques de demain, il faut d’abord examiner les conséquences de la modernisation du laboratoire pour votre équipe aujourd’hui. L’amélioration des outils, des personnes et des processus est le seul moyen sûr de s’adapter aux changements.