공통 부품 라이브러리(CPL) 이니셔티브

상업용 하드웨어 디자인과 취미 전자 제품의 차이는 지난 몇 년 동안 흐려졌습니다. 오픈 소스 하드웨어, 매우 저렴하고 유능한 CAD 도구의 최신 슬레이트, 온라인에서 사용할 수 있는 방대한 지식 기반 덕분에 대기업 연구실에서 할 수 있는 대부분을 집에 있는 여유 공간에서도 할 수 있습니다. 이것은 하드웨어 스타트업의 재출현을 촉진했습니다. 또한 아직 해결해야 할 몇 가지 문제가 있음을 알려줍니다.

낮에는 제조 회사에서 일합니다. 주말에는 작은 전자 기기를 디자인하고 제작합니다. 내 디자인 프로젝트는 일반적으로 마이크로컨트롤러 기반이며, 많은 경우 코어에 맞춤형 Arduino 호환 하드웨어가 있습니다. 기존 오픈 소스 디자인을 기반으로 하기 때문에 그다지 어려운 프로젝트는 아닙니다. 그렇다고 해서 끊김이 없는 것은 아닙니다. 그것은 어셈블리에 없습니다. 나는 그것을 처리했다; 손으로 간단한 보드를 만들거나 복잡한 보드를 직장에서 공장을 통해 보냅니다. 아니요, 나를 실망시키는 것은 디자인이나 조립이 아닙니다. 간소한 공급망입니다.

패시브와 같은 더 작은 구성 요소는 CAD에 쉽게 넣을 수 있지만 항상 손에 들고 있는 것은 아닙니다. 월요일에 부품을 고른 다음 다음 수요일에 추가 부품이 필요할 때 재고가 없음을 확인할 수 있습니다. 핀 수가 많은 마이크로컨트롤러와 같이 복잡한 패키지의 더 큰 구성 요소도 문제를 일으킬 수 있습니다. 원하는 특정 패키지는 다양한 유통업체에서 품절될 수 있습니다. 결과적으로 프로젝트의 초기 빌드 단계는 단독 또는 제한된 소스 부품의 재고를 쫓는 뮤지컬 의자와 비슷할 수 있습니다.

기업 설계 조직에는 선택한 부품을 사용할 수 있고 공급이 양호한지 확인하는 구매 및 제조 전문가가 있습니다. 스타트업 엔지니어나 취미 생활자는 그런 도움을 받을 여유가 없습니다. CPL(Common Parts Library) 이니셔티브는 이러한 구성요소 공급 문제의 대부분을 해결하기 위한 목적으로 최근에 등장했습니다.

저는 최근에 Octopart의 Sam Wurzel과 공급망과 가용성 문제를 줄이기 위해 무엇을 하고 있는지에 대해 이야기했습니다. Octopart는 모르는 경우 공통 부품 라이브러리 뒤에 있는 포괄적인 부품 검색 엔진입니다. Octopart 엔진을 사용하면 동일한 검색 작업으로 한 곳에서 사용 가능한 대부분의 유통업체에서 부품을 검색할 수 있습니다. 따라서 MCU의 QFN 버전이 한 곳에서 계속 사라지고 다른 곳에서 무작위로 다시 나타난다면 Octopart가 바로 안내할 것입니다.

Octopart는 이제 초기 설계에서 제조에 이르기까지 소싱 문제를 실제로 이해할 수 있는 좋은 위치에 있는 Alitum의 소유입니다. 옥토파트의 검색과 CPL은 CAD 이전의 초기 부품 선정 과정과 CAD 이후의 구매 과정을 도와드릴 수 있습니다. CPL의 기본 개념은 목록에서 부품을 선택하면 재고가 있고 쉽게 찾을 수 있다는 것입니다.

문제의 실제 예를 보려면 내 자신의 디자인 중 하나 이상을 볼 필요가 없습니다. 이번에는 Arduino 기반이 아닌 Microchip MCU와 듀얼 1암페어 모터 드라이버가 있는 소형 로봇 보드입니다. 다른 모든 부품 중에는 전원 켜기 표시기로 빨간색 LED, 모터가 활성화되었음을 나타내는 녹색 LED, 사용자 정의 상태 표시기를 위한 4개의 노란색 LED가 있습니다. 모두 0603 패키지에 있습니다.

0603 표면 실장 패키지의 빨간색 노란색 및 녹색 LED는 가용성이 문제가 되지 않을 만큼 충분히 일반적입니다. 그러나 이 보드를 처음 만든 지 몇 달이 지났고 그 사이에 세 개의 LED가 모두 품절되었습니다. 이 보드를 제조용으로 보내려면 제조를 수행하는 회사에서 프로세스를 중지하고 저에게 연락해야 합니다. 교체 부품 번호(글쎄, 교체 부품 번호 3개)를 생각해 내야 하는 것보다 교체할 수 있는 권한을 부여합니다.

그것은 약 35개의 서로 다른 부품으로 구성된 BOM(Bill of Material)의 3개 부품에 불과하지만 12개의 서로 다른 보드에 대해 곱하면 됩니다. 또한 내 작업이 중단되는 것을 원하지 않으면 제조를 위해 해당 보드를 보낼 때마다 BOM의 모든 부품을 확인해야 한다는 점을 고려하십시오. 모든 것이 합산됩니다.

왜 제조업체는 무언가를 선택하고 자동으로 대체하지 않느냐고 묻습니다. 그들은 디자이너에게 어떤 매개변수가 중요한지 모르기 때문에 할 수 없습니다. 내 LED에 5mA 순방향 전류가 있고 20mA 순방향 전류로 대체한다고 가정해 보겠습니다. 이는 배터리 수명을 완전히 엉망으로 만들거나 MCU의 총 전류 소스 제한을 초과할 수 있습니다. 반면 밝기가 중요하다면 20mA LED 대신 5mA LED를 넣으면 제품 성능이 떨어질 수 있습니다.

Wurzel은 "신생업체는 동일한 문제에 대해 좌절감을 느끼고 있습니다. 부품 가용성 문제를 이해하지 못하고 보드를 만들고 부품 중 일부를 찾을 수 없기 때문에 보드를 폐기해야 합니다."라고 말했습니다. "BOM은 공급망에서 부품을 구할 수 없기 때문에 사용할 수 없는 제조업체로 보내집니다."

대량 생산이 많은 대기업은 승인된 대체품 목록을 가지고 이 문제를 해결합니다. 엔지니어가 디자인에 적합한 두세 개의 부품을 선택하면 구매 에이전트는 추가 승인 없이 목록에 있는 모든 것을 구매할 수 있습니다.

Octopart는 대량 같은 일을 하기 위해 노력하고 있습니다. Common Parts Library 이니셔티브와 함께. Octopart는 대량의 구매 데이터를 보고 엔지니어가 가장 많이 사용하는 부품 종류를 결정할 수 있습니다. 이 데이터에서 그들은 두 개의 목록을 만들었습니다. 하나는 생산에 집중하고 다른 하나는 프로토타입에 중점을 둡니다. CPL의 각 부품에 대해 사용할 수 있는 동등한 가치의 제조업체 부품을 두 개 이상 식별하려고 합니다. 절대적인 보장은 아니지만 충분히 가깝습니다.

수백만 개의 구성 요소를 사용할 수 있으므로 이것은 어지러운 도전처럼 보입니다. 이를 완화하기 위해 CPL은 연결된 장치에 사용되는 구성 요소에 중점을 두는 것으로 시작하여 검증된 커뮤니티 콘텐츠로 더 나아갈 것입니다. Wurzel에 따르면:“CPL로 돈을 벌지 못합니다. CPL은 열려 있으며 더 쉽게 기여할 수 있도록 노력하고 있습니다. 현재 Octopart는 CPL에 어떤 구성 요소가 있는지 결정하고 있지만 우리는 이를 활용하는 커뮤니티와 협력하여 해당 프로세스를 분산시키기 위해 노력하고 있습니다.”

Screaming Circuits에서 우리는 이러한 공급망 문제의 영향을 매일 봅니다. 사실, 구성 요소 문제는 아마도 빌드 지연의 가장 흔한 원인일 것입니다. 나쁜 소식은 이것이 만성적인 문제가 되었다는 것입니다. 좋은 소식은 이 고질적인 문제의 이면에 있는 것으로, 하드웨어 시작 수가 증가하고 있다는 것입니다.

CPL의 진행 상황을 많은 관심을 가지고 지켜보겠습니다. 한편, 이 글을 쓰면서 앞서 언급한 LED 문제를 해결하는 일련의 CPL 부품 번호를 보고 있습니다. 더 자세히 알고 싶다면 octopart.com/common-parts-library에서 CPL을 찾을 수 있습니다.