Рекомендации относительно принятия решения по разработке или приобретению компонентов для проектов встроенного промышленного управления

Overview

Принять решение о разработке или приобретении компонентов для встроенного проекта сложно. Можно разработать контроллеры с нуля, но это рискованно и требует огромных затрат. И еще, готовые решения не всегда соответствуют специализированным требованиям сложных промышленных областей применения.

Почему не рассмотреть третий вариант: разработка и

приобретение? Следует учитывать несколько факторов при принятии решения о том, разрабатывать или приобретать. Узнайте, каким образом настраиваемое готовое решение поможет вам уравновесить преимущества и недостатки с учетом уникальных требований и рисков, связанных со сложными промышленными областями применения.

Contents

Стоимость

Понимание ценовых преимуществ разработки и приобретения — это трудная, но важная задача. Конечно, следует учитывать стоимость материалов. Это очень длинный список краткосрочных и долгосрочных расходов, связанных с разработкой специализированной платы, которые не всегда учитываются.

Ни один руководитель проекта не хочет оказаться в ситуации, когда стоимость разработки настолько недооценена, что проект становится невыгодным. Однако реальность такова, что время разработки (а следовательно, и стоимость) часто недооценивается — лишь 41 % проектов встроенных систем завершается в срок.

Ниже представлена сводка затрат на разработку полностью заказной платы управления, которая поможет Вам лучше оценить общую стоимость владения.

  • Разработка:
    • Разработка оборудования
    • Разработка ПО (включая выбор, интеграцию и проверку комплекта программ)
    • Разработка механической конструкции
    • Выбор и взаимодействие с поставщиками компонентов
    • Тестирование (включая тестирование и проверку аппаратного и программного обеспечения, тестирование производительности системы, экологические сертификаты, проверку на ударные нагрузки, вибрацию и температурное воздействие)
    • Системная интеграция
    • Документация
    • Средства разработки (при отсутствии)
  • Производство:
    • Инструментарий
    • Затраты на сборку
    • Тестирование продукции
  • Стоимость компонентов
    • Список материалов (BOM)
  • Инженерное обеспечение
    • Управление запасами (может включать повторную разработку, если срок службы компонента подходит к концу, или затраты на пополнение запаса запчастей)
    • Сопровождение ПО (сопровождение ОС и драйверов, регрессионное тестирование)
    • Поддержка пользователей
    • Затраты на обновление
    • Возврат материальных средств (RMA)

Следует учесть множество затрат! Сравните их со стоимостью готового коммерческого решения (COTS). Коммерческие поставщики не только сокращают ваши затраты на разработку, но и могут использовать свои возможности для приобретения компонентов по более низкой цене за счет объемов.

Коммерческие поставщики также сокращают расходы на инженерное обеспечение. Например, тесное сотрудничество NI с поставщиками предоставляет нам обширную информацию о планах развития, доступа к которой нет у наших клиентов. Мы передаем этот прогноз нашим клиентам путем разработки продуктов с очень длительными жизненными циклами продукции (15 лет для продуктов CompactRIO) и эффективными способами обновления. Для промышленных областей применения с длительным сроком внедрения такой тип поддержки имеет большое значение.

Если коммерческий поставщик может снизить расходы за счет превращения услуг в товар, при каких условиях затраты на разработку собственными силами могут быть меньше? При оценке продукта COTS, который кажется очень дорогостоящим, необходимо выяснить следующее:

  • Будет ли нами использоваться лишь небольшая часть функций этого продукта?
  • Нужно ли будет дорабатывать этот продукт способом, который значительно увеличит расходы на разработку, поскольку он плохо вписывается в систему?

В случае положительного ответа на эти вопросы продукт COTS может быть слишком дорогостоящим, поскольку не является для вас подходящим. При отрицательных ответах следует внимательно проверить свои расчеты по расходам, особенно постоянные издержки, поскольку они, как правило, недооцениваются.

Объемы

Соображения относительно объемов конечного продукта тесно связаны с вопросами расходов.  Большинство руководителей проектов понимают, что при меньших количествах степень привлекательности решений COTS повышается. Однако было бы упрощением применять общие параметры при принятии решения о разработке или приобретении в различных случаях.

Основной принцип заключается в определении точки пересечения, где разработка становится более выгодной, чем приобретение. Другими словами, где единовременные затраты на разовое проектирование можно покрыть достаточно большим количеством, чтобы расходы на разработку в расчете на одно устройство компенсировались экономией на стоимости составных частей. Чем лучше понимание всех затрат (включая инженерное обеспечение), а также фактора риска перерасхода бюджета и превышения сроков, тем лучше представление о действительной точке пересечения.

 

Помните, что у большинства поставщиков имеется стратегия установления цен для клиентов, являющихся производителями OEM оборудования, которая позволяет уменьшать стоимость при увеличении количества. Эту экономию также следует учитывать при оценке затрат.

Время выхода на рынок

Почти всегда быстрее приобрести решение COTS, чем разработать специализированную систему.

Однако для большинства вариантов COTS может потребоваться разработка программного обеспечения в значительном объеме для настройки и использования установленных поставщиком функциональных возможностей, хотя это все равно быстрее, чем полностью индивидуальная разработка.

Возможность настройки платформы NI успешно сокращает время на разработку даже в сравнении с другими вариантами COTS. В среднем группы разработки, пользующиеся пакетом инструментальных средств NI, завершают свои проекты примерно в два раза быстрее и в два раза меньшими силами. Например, компания ​Dynapower, занимающаяся накоплением энергии, ускорила время разработки с 72 до 24 недель с помощью платформы NI .

Большие преимущества предоставляет ускорение разработки, чем сокращение расходов на нее. Вывод своего продукта на рынок за более короткий период часто приводит к укреплению позиции на рынке и обеспечивает преимущество перед конкурентами. В отраслях с высоким уровнем инноваций и конкуренции время выхода на рынок может иметь важное значение для успешности проекта. 

Альтернативные издержки

Также следует учитывать альтернативные издержки, возникающие при увеличении времени разработки. Джеффри Мур (Geoffrey Moore) подробно рассматривает концепцию сравнения сути и контекста в книге Dealing with Darwin: How Great Companies Innovate at Every Phase of Their Evolution (Работа с Дарвином: как крупные компании используют инновации на каждом этапе своей эволюции). According to Moore:

  • Суть — любая деятельность, которая создает различия на целевом рынке, что обеспечивает надбавку к цене или увеличение объема.
  • Контекст​ — любая деятельность, которая не выделяет вашу компанию по мнению клиента.

Мур объясняет: «Суть— это то, во что компании вкладывают свое время и ресурсы, в отличие от их конкурентов». Суть— это то, что позволяет компании получить дополнительную прибыль и/или резерв и привлекает людей к продуктам больше, чем у ее конкурентов. Суть обеспечивает бизнесу возможность диктовать свои условия: это то, что хотят клиенты и не могут получить от кого-то другого».

Проектные группы часто попадают в ловушку, вкладывыя большую часть времени и усилий в задачи, которые важны для достижения успеха решаемой задачи, но не являются отличительными факторами. В отрасли примерно 90 % ресурсов исследования и разработки тратится на задачи, не создающие различий. Эти функции, по сути, представляют собой необходимые, но недостаточные условия: клиенты ожидают эту функциональность, в случае неудачи наступят последствия, но отличия от других отсутствуют.

Чтобы перераспредлить свои ресурсы на задачи сути, можно использовать несколько стратегий.

  • Стандартизация — уменьшение вариативности ваших процессов и систем для сокращения затрат и рисков.
  • Разбиение на модули— разделение продукта на модульные подсистемы таким образом, чтобы компоненты можно было повторно использовать. 
  • Привлечение третьей стороны — полное исключение процессов из вашей деятельности для уменьшения накладных  расходов.

Благодаря гибкости и масштабируемости платформы NI можно реализовать все перечисленные выше стратегии. За счет стандартизации на платформе NI вы можете повторно использовать программные модули и архитектуры в нескольких проектах, настраивать оборудование путем выбора формфактора и модулей для вашей задачи, перекладывать на третьих лиц расходы на выполнение разработки, тестирования и инженерное обеспечение.

Чем больше технических усилий вы сможете перенести из задач контекста, тем больше инженерных ресурсов удастся направить на инновации, что выделит вас среди конкурентов.

Компетенция

Для встроенных систем требуется высокий уровень профессиональных знаний. Для создания надежного продукта, необходимого отрасли, группы проектирования должна располагать профессиональными знаниями в следующих областях:

  • Новейшие высокоскоскоростные чипсеты высокой степени интеграции
  • Средства разводки, которые могут осуществлять сложную компоновку и высокоскоростную обработку сигналов для компонентов
  • Пакеты программ для механического оборудования, позволяющие проектировать и моделировать компоненты надлежащим образом
  • Проверка механической и электрической части
  • Пакеты тестирования программных средств и инфраструктура для комплексной проверки
  • More…

Попытка сэкономить при выполнении этих задач в процессе разработки увеличивает риск провала проекта или ухудшения качества.

Компания NI имеет большой опыт в разработке эффективных и надежных продуктов COTS, используемых в ряде самых сложных условий, например в оборудовании нефтяного промысла, электрических подстанций и сельского хозяйства. Эта надежность основывается на лучших в своем классе методах разработки, тестирования и проверки. Наша способность работать в самых жестких условиях — это часть нашей «сути».

Техническая поддержка

Техническая поддержка включает два отдельных уровня:

  1. Поддержка, требующаяся группе разработчиков от поставщика

Для более сложных компонентов поддержка поставщика может сократить усилия по разработке и риски для проекта. Поставщики могут предоставить ценные профессиональные знания, поддержку и рекомендации, которые сократят время и усилия, затрачиваемые на разработку.

  1. Поддержка, которую вы должны предоставлять своим конечным пользователям

Что касается возможности поддержки вашего продукта, стоимость поддержки и объемов возвратов (RMA) связана с тестированием, проверкой и документированием, которые выполняются для продукта перед его отгрузкой. Кроме того, поскольку проекты устаревают (возможно, из-за слишком высокой стоимости модернизации), доступ к надлежащим ресурсам поддержки становится более ограниченным.

Другой фактор, который влияет на возможность поддержки, — это совместимость с Интернетом вещей (IoT). Такие функции IoT, как удаленный доступ, управление системой и мониторинг состояния, способны значительно сократить расходы на техническую поддержку на местах. Инновационные функции (профилактическое обслуживание и машинное обучение) могут значительно сократить время простоя системы.

Внедрение технологии IoT требует дополнительных навыков в разработке и, вероятно, сотрудничества с несколькими поставщиками технологии, каждый из которых предоставляет часть набора технологий IoT. Клиенты NI могут воспользоваться плодами нашего сотрудничества с такими лидерами в области технологии IoT, как Cisco, Intel и Xilinx, а также консорциумами OPC UA и Industrial Internet Consortium.

Спецификации

Для проектов с очень узкими и высокооптимизированными техническими требованиями предпочтение следует отдать индивидуальной разработке. Если для проекта требуется управление на очень высокой скорости или предусмотрена работа в тяжелых условиях, большинство поставщиков решений COTS не отвечают требованиям такого проекта. Как правило, варианты COTS рассматриваются, когда технические требования более гибкие. 

Однако, имеется одно обстоятельство, благодаря которому NI качественно отличается от обычных поставщиков COTS. Наша модульная философия разработки и программно определяемая аппаратная платформа обеспечивают нам преимущества при предоставлении решений COTS, гарантируя гибкость и эффективность для высокоспециализированных требований решаемой задачи. Как мы это делаем?

  • Открытость ПЛИС — Задание функционала обрудования в программном обеспечении с помощью ПЛИС. С помощью тактирования и детерминизма на аппаратном уровне можно осуществлять настраиваемое управление и обработку сигналов. 
  • Возможности подключения​ — подключайтесь к любому датчику, сигналу или шине за счет выбора из более чем 150 модулей С-серии производства NI и сторонних изготовителей.
  • Открытость — используйте проверенную ОС NI Real-Time Linux с поддержкой для LabVIEW и Eclipse, а также встраивайте сторонний код на Python, C/C++, VHDL, Verilog и т. д.
  • Высокая защищенность​ — удовлетворяет самым высоким требованиям по производительности, рабочей температуре, защите от проникновения.

Поскольку клиенты NI могут выполнять настройку через программное и аппаратное обеспечение, мы считаем свою платформу специализированной настраиваемой платформой для разработчиков, в отличие от стандартных готовых решений по управлению.

См. это приложение ​​Lime Instruments​​, которое до внедрения пакета инструментальных средств NI может быть реализовано только с помощью полностью индивидуальной разработки системы управления.     

Непредсказуемые факторы

Как и в любом проекте, всегда есть непредсказуемые факторы, которые трудно просчитать. Возможно, ваша компания разрабатывает новое направление бизнеса и ваша проектная группа стремится получить навыки для будущего использования. Или, возможно, у вас есть разработчик, увлеченный получением новых навыков. В этих случаях собственная разработка рискованна, но может того стоить. 

Но решение COTS может иметь больше функций, чем требуется сегодня, однако это позволяет расширить функциональность в будущем. Это может быть обоснованной причиной для приобретения более функционального варианта COTS, чем полагалось ранее.

Выводы

Решение о разработке или покупке является непростым. Расходы на материалы - лишь небольшая часть общих затрат на владение. Учитывая риски, повторное использование платформы, расширяемость и альтернативные издержки, несложно запутаться.

Если области применения более специализированные и сложные, редко встречаются проекты достаточного объема для оправдания затрат на разработку, тестирование, производство и инженерное обеспечение.

Вариант приобретения готового становится более привлекательным при рассмотрении платформы NI, достаточно надежной, эффективной и настраиваемой для большинства промышленных областей применения. Платформа NI существенно отличается от других готовых коммерческих решений, которые часто предлагают фиксированную и ограниченную функциональность.

При принятии решения о разработке подумайте, будут ли направлены усилия инженеров на ценные функции, отличающие Вас от конкурентов. Если большая часть ваших усилий будет направлена на задачи низкого уровня, которые не обеспечат отличия, стоит подумать о перераспределении затрат и рисков на задачи, более важные для вашего бизнеса.

Дополнительная информация

Зарегистрированная торговая марка Linux® используется в соответствии с сублицензией от LMI, лицензиата исключительной лицензии Linus Torvalds, владельца торговой марки, признанной во всем мире.