A Iniciativa Biblioteca de Peças Comuns (CPL)

A diferença entre o design de hardware comercial e a eletrônica de passatempo se esvaiu nos últimos anos. Com o hardware de código aberto, a nova lista de ferramentas CAD muito acessíveis e capazes e a vasta base de conhecimento disponível online, muito do que pode ser feito em um grande laboratório corporativo também pode ser feito em um quarto vago em casa. Isso promoveu o ressurgimento da inicialização do hardware. Também trouxe à luz alguns problemas que ainda precisam ser resolvidos.

De dia, trabalho para uma empresa de manufatura; nos fins de semana, projeto e construo pequenos aparelhos eletrônicos. Meus projetos de design são tipicamente baseados em microcontroladores, com muitos tendo hardware compatível com o Arduino personalizado no núcleo. Por serem baseados em designs de código aberto pré-existentes, esses não são projetos terrivelmente difíceis. Isso não quer dizer que não haja problemas, no entanto. Não está na assembléia. Eu tenho isso sob controle; construindo manualmente as placas simples ou enviando as complexas pela fábrica no meu trabalho diário. Não, não é o design ou a montagem que me desanimam. É a cadeia de suprimentos miserável.

Componentes menores, como passivos, são fáceis de colocar no CAD, mas não necessariamente fáceis de manter. Você pode escolher uma peça na segunda-feira e descobrir que ela está fora de estoque quando precisar de mais na quarta-feira seguinte. Os componentes maiores em pacotes complexos, como microcontroladores de alta contagem de pinos, também podem causar problemas. O pacote específico que você deseja pode entrar ou sair do estoque em vários distribuidores. Como resultado, a fase inicial de construção de um projeto pode ser um pouco como cadeiras musicais, tentando perseguir o estoque de uma peça única ou de fonte limitada.

Problemas na cadeia de abastecimento podem causar atrasos na construção (Fonte:Screaming Circuits)
As organizações de design corporativo têm especialistas em compra e fabricação que garantem que as peças escolhidas estejam disponíveis e em bom estoque. O engenheiro de startups ou hobbyist não pode se dar ao luxo dessa ajuda. A iniciativa Common Parts Library (CPL) surgiu recentemente com o objetivo de resolver muitos desses problemas de fornecimento de componentes.

Falei recentemente com Sam Wurzel da Octopart sobre a cadeia de suprimentos e o que eles estão fazendo para reduzir os problemas de disponibilidade. Octopart, se você não sabe, é um mecanismo de busca de peças abrangente que está por trás da Biblioteca de peças comuns. O motor Octopart permite que você busque uma peça na maioria dos distribuidores disponíveis, tudo em um só lugar com a mesma ação de busca. Portanto, se a versão QFN de seu MCU continuar desaparecendo de um lugar e reaparecendo aleatoriamente em outro lugar, o Octopart o levará direto a ela.

Octopart agora é propriedade da Alitum, o que os coloca em uma boa posição para realmente entender as questões de abastecimento, desde o design inicial até a fabricação. A pesquisa do Octopart e o CPL podem ajudar no processo de seleção inicial de componentes antes do CAD e, em seguida, no processo de compra após o CAD. A ideia básica por trás da CPL é que, se você escolher uma peça da lista, ela estará em estoque e será fácil de encontrar.

Para obter um exemplo do mundo real do problema, não preciso ir além de um de meus próprios projetos. É uma pequena placa de robô - não baseada em Arduino desta vez - com um Microchip MCU e um driver de motor duplo de 1 amp. Entre todas as outras partes, possui um LED vermelho como indicador de inicialização, um LED verde para indicar que os motores estão habilitados e quatro LEDs amarelos para indicadores de status definidos pelo usuário; todos estão em 0603 pacotes.

LEDs amarelos e verdes vermelhos em pacotes de montagem em superfície 0603 são comuns o suficiente para que a disponibilidade nunca seja um problema. No entanto, já se passaram alguns meses desde que construí esta placa pela primeira vez e, nesse meio tempo, todos os três LEDs esgotaram. Se eu enviasse essas placas para fabricação, a empresa que faz a fabricação teria que interromper o processo e entrar em contato comigo, então eu teria que encontrar um número de peça de reposição (bem, três números de peça de reposição) e dar-lhes autorização para substituir.

São apenas três partes em uma lista de materiais composta por cerca de 35 partes diferentes, mas multiplique isso por uma dúzia de placas diferentes. Considere também que, se não quiser que meu trabalho seja interrompido, preciso verificar todas as peças da lista de materiais sempre que enviar a placa para fabricação. Tudo se resume.

Por que o fabricante simplesmente não escolhe algo e faz a substituição automaticamente, você pergunta? Eles não podem, porque não sabem quais parâmetros são importantes para o designer. Digamos que meu LED tenha uma corrente direta de 5 mA e eles substituam um por uma corrente direta de 20 mA. Isso pode atrapalhar totalmente a vida útil da minha bateria ou pode me deixar acima do limite de fonte de corrente total do MCU. Por outro lado, se o brilho for importante para mim, colocar um LED de 5 mA no lugar de um LED de 20 mA pode prejudicar o desempenho do meu produto.

“As startups estão ficando frustradas com os mesmos problemas - elas não entendem os problemas com a disponibilidade de peças e construiriam placas e precisariam descartá-las porque não conseguiram encontrar algumas de suas peças”, disse Wurzel. “BOMs são enviados para fabricantes que não podem ser usados ​​porque as peças não estão disponíveis na cadeia de abastecimento.”

Grandes empresas com muito volume de produção resolvem esse problema com uma lista de substituições aprovadas. O engenheiro escolherá duas ou três peças que sejam adequadas para o projeto, e os agentes de compras podem comprar qualquer coisa da lista sem a necessidade de qualquer aprovação adicional.

Octopart está trabalhando para fazer a mesma coisa em massa com sua iniciativa Common Parts Library. A ideia é que o Octopart possa olhar para um grande conjunto de dados de compra e determinar que tipo de peças os engenheiros mais usam. A partir desses dados, eles chegaram a duas listas:uma focada na produção e outra em protótipos. Para cada peça da CPL, procuram identificar pelo menos duas peças de fabricantes de valor equivalente que estarão disponíveis. Não é uma garantia absoluta, mas está perto o suficiente.

Com milhões de componentes disponíveis, este parece ser um desafio vertiginoso. Para atenuar isso, a CPL está começando com um foco em componentes usados ​​em dispositivos conectados e se moverá mais em direção a conteúdo da comunidade verificado. De acordo com Wurzel:“Nenhum dinheiro é feito com a CPL. A CPL é aberta e estamos trabalhando para facilitar a contribuição. No momento, a Octopart está tomando as decisões sobre quais componentes estão na CPL, mas estamos trabalhando na descentralização desse processo, trabalhando com a comunidade que o está utilizando ”.

Na Screaming Circuits, vemos os efeitos desses problemas da cadeia de suprimentos diariamente. Na verdade, problemas de componentes são provavelmente a causa mais frequente de atrasos de construção. A má notícia é que isso se tornou um problema crônico; a boa notícia é o que está por trás desse problema crônico, que é um número crescente de inicializações de hardware.

Estarei acompanhando o andamento da CPL com muito interesse. Enquanto isso, enquanto escrevo isso, vejo um conjunto de números de peça da CPL que resolvem o problema de LED que mencionei anteriormente. Se você quiser saber mais, pode encontrar a CPL em octopart.com/common-parts-library.