1. SYSTEEM INTEGRATIE,
Requirements on the move ??
Mart Coenen
mart.coenen@emcmcc.nl
Sedanlaan 13a
5627MS Eindhoven
–1–

2. Systeemintegratie, requirements on the move ??
Overzicht presentatie
• Probleemstelling
• Marktontwikkelingen
• Economische impact
• Kennistransfer
• Kennistransfer FMEA
• Normontwikkelingen
• Voorbeelden
• Conclusies
• Q&A
–2–

3. Probleemstelling
• Productontwikkeltijden worden verder gereduceerd
• Designs worden vaker (black box) uitbesteed;
concentratie op core activiteiten/ producten
• Deelsystemen worden OEM ingekocht
• Modulariteit en product lifecycle management is een “must”
• Toeleveranciers: te weing “eind”systeemkennis
• Eindgebruikers: te weinig kennis ontwikkeling en industrialisatie
–3–

4. Probleemstelling
Primaire voorwaarden t.a.v. systeemintegratie van e-hardware:
Time-to-Market, integraal budget, door:
• First-Time-Right
• Correcte werking
• Verbeterde functionaliteit
• Eenvoudig/goedkoop maakbaar
• Serviceability
• Mogelijkheid tot levensduurverlenging/vervanging (in delen)
• Energiebesparend
• Voorkomen misbruik
• Minimale ConQ (cost of non-quality)
–4–

5. Wat is complex ?
www.euvlab.nl
–5–

6. Marktontwikkelingen
• Deelsysteem-design en -integratie worden uitbesteed
• Integratiegraad en “eind”systeemeisen nemen toe
• (Deel-)systemen zijn samenvoeging van kleinere
deelsystemen, modules en devices, b.v. sensoren, ICs
• Modulariteit en uitwisselbaarheid zijn soms noodzakelijk
over product lifecycle; 3 – 20+ jaar
• De systeemintegratie en installatie/ applicatievoorschriften
niet consistent of volledig onbekend;
• Afstand tussen (sub-systeem)design en systeemintegratie
neemt verder toe
• Risico mijdend gedrag bij (sub-systeem)designs;
“follow the feasibility concept/ example”
–6–

7. Economische impact
Gevolg:
De totale ontwikkeltijd neemt toe door:
– Incomplete architectuur /specificatie
– Niet (eerder) gespecificeerde invloeden
dus:
– (onnodig) re-design deelsysteem(en)
– PSA: Performance Specificatie Aanpassen
Van toepassing op:
alle elektische/ elektronische producten en (productie-)
systemen, automotive, aviation, energie, telecom,
on- en off-shore, etc.
–7–

8. Integraal Systeem Design (ISD)
• Integrale systeemkennis noodzakelijk om deelsysteem te
kunnen specificeren, ontwerpen en verifiëren
• Maatregelen voor economisch verantwoord design keuzes;
vereist scheidingslijn tussen bijdragen/ impact deelsystemen
en het laten voldoen aan wettelijke eisen
• Systeemintegratie ervaringen “gut-feeling” en
simulatiemodellen moeten keuzes ondersteunen
• Oplossingen moeten “overall” / herbruikbaar zijn:
geen sub-optimalisaties of eenmalige oplossingen
–8–

9. Systeemintegratie e-Hardware
Voorbeelden specificatie transfer t.b.v. systeemintegratie:
• Mechanisch;
afmetingen, montage, gewicht, vormfactor, vibratie, etc.
• Thermisch;
thermische contactweerstand, koeloppervlak, luchtflow, etc.
• Elektrisch;
opgenomen vermogen, voedingstoleranties en fluctuaties,
signaalintegriteit, etc.
• Vormgeving, etc…..
vragen kennis van componenten, applicatie,
het (eind-)systeem en zijn toepassing((s)omgeving)
–9–

10. Specificatie transfer in supply chain
Specificatie transfer speelt op alle niveau’s:
• IC,
• PCB
• product,
• apparaat
• installatiekasten
• Gebouw, installatie, infrastuctuur
– 10 –

11. Wie heeft deze kennis ?
• Core competence bij systeem/eindproduct integrator
– NDA, proprietary usage (door toelevencier(s))
• Core competence bij sub-systeem toeleverancier
– Prijsonderhandelen (naar opdrachtgever)
extra specificaties = extra kosten
(indekken risico’s en noodzaak tot verificatie)
• Competences bij “third parties”
– Overkoepelend, “inhuurbaar” naar rato, onafhankelijk

12. Kennistransfer FMEA
Totaal risico = Kans op x Ontdekkingswijze x Gevolg schade
Wat gebeurt er als ik het niet doe ?
• Niet werkend (eind-)product
• Niet betrouwbaar werkend (eind-)product
• “Fingers crossed” ≈ “russisch roulette”
• Uitlopen integratietijd
Wie is verantwoordelijk als het niet werkt ?
• Opdrachtgever(s) – (onder-)aannemer(s)/
toeleverancier
– 12 –

13. Specificatie transfer FMEA
Eindsysteem #2 Eindsysteem #1
Eigen design OEM
Sub-systeem
Eindsysteem #3
PCB
PCB
PCB
OEM
supply
ICs
Sub-systeem
PCB
PCB
PCB
OEM
supply
Eindgebruiker’s omgeving
– 13 –

14. Deelsystemen?
IP
?
PHY
?
www.euvlab.nl
– 14 –

15. Specificatie transfer FMEA
Eindgebruiker’s omgeving
Eindsysteem #2 Eindsysteem #1
Eigen design OEM
Eindsysteem #3
Toeleverancier #1
Toeleverancier #2
: zelf te regelen
: zou (wettelijk) afgedekt kunnen zijn
– 15 –

16. Specificatie transfer FMEA
What … if ??
1. Als het deelcomponent zijn spec’s niet (helemaal) haalt, of
2. Als het deelcomponent niet optimaal wordt gevoed; ripple,
statische afwijking, spikes
3. Als het deelcomponent resonanties kent
4. Als het component warm wordt
5. Als het signaal niet volledig symmetrisch is
6. Als er (af en toe) spanningsverschillen tussen de
deelsysteemdelen staat
7. Als er onderlinge beïnvloeding is tussen de deelsystemen
– 16 –

17. Specificatie transfer FMEA
Then ??
1. Werkt het concept/systeem niet meer
2. Is de data output onbetrouwbaar voor conclusie/diagnose
3. Gaat het “per toeval” kapot
4. Stopt het deelsysteem/ de applicatie
5. Ontstaat er dataverminking of dataverlies
6. Hangt het systeem zich op; PoR
7. Haalt een van de deelsystemen zijn specs niet (meer)
of alle mogelijke combinaties hiervan
– 17 –

18. Voorbeeld FMEA
High-end audio processor met multiple in- en uitgangen
Toepassing; tot SACD/DVD mastering/ concertzalen
Microfoon ingangsopamp; > 116 dB S/N 
device spec. (naar IC supplier applicatie), …. maar t.g.v.
• multi DSPs in de applicatie zakt dit tot 96 dB
• door de schakelende voeding zakt dit verder naar 93 dB
• door externe verstoringen in de schouwburg zakt dit naar 5 dB 
Door aanpassen ingangsopamp applicatie; 110 dB S/N 
en minimale systeem aanpassingen: SACD/DVD 
Conclusie: IC fabrikant heeft in zijn design/ applicatie geen
rekening gehouden met toepassing in het systeem
– 18 –

19. Normontwikkelingen
Directives:
• Product Liability
• Machine, Low-Voltage
• EMC, RTT-E (wireless)
• Environmental Liability: RoHS, WEEE, Reach
Product standards
Functional requirements
Purchasing conditions
Sales conditions

20. Conclusies
• Integraal Systeem Design (ISD) legt beperkingen op;
mechanisch, thermisch, elektrisch of andere disciplines
• Gedeelde kennis (80/20-regel), bevorderen integratie van
modules en deelsystemen tot een groter (deel)systeem
• Regels/ randvoorwaarden beïnvloeden/ beperken
vrijheidsgraden module-/ deelsysteem-ontwerpers (mits bekend)
• Er zou een beperkt aantal eenduidige design architecturen
moeten zijn; HVE versus SSE, Low versus high power, etc.
• Wettelijke eisen zijn NIET toereikend om een goed werkend
systeem te kunnen garanderen
HVE: High Volume Electronics
SSE: Single System Engineering
– 20 –