Hoe Kies Je de Juiste Onderdelen voor Jouw Project en Beheer Je Voorraad Effectief?

Het kopen van onderdelen van onbekende leveranciers lijkt steeds verleidelijker te worden wanneer al je gebruikelijke distributeurs buiten voorraad zijn en je snel onderdelen nodig hebt. Dit kan echter riskant zijn, en het is belangrijk om extra kwaliteitscontroles uit te voeren op de geleverde eenheden. Het is beter om het probleem in de eerste plaats te vermijden door ervoor te zorgen dat de onderdelen die je kiest beschikbaar zijn bij ten minste één distributeur, of bij voorkeur twee. Soms kopen andere bedrijven alle voorraden van een bepaald onderdeel op bij één of meerdere distributeurs voor een kleine productieronde. Dit kan resulteren in een onaangename verrassing: de ene dag heeft een distributeur 2.000 onderdelen op voorraad, en de volgende dag is de voorraad op.

Wanneer we het hebben over de distributie van componenten, moeten we begrijpen hoe onderdelen precies worden geleverd en beschermd. Onderdelen die aan de oorspronkelijke fabriek worden geproduceerd, worden meestal verpakt in een lange tape-strip, een dunne plastic of papieren strip die de componenten op hun plaats houdt. Dit tape wordt vervolgens opgerold tot een reel voor distributie. Als je gebruik maakt van een pick-and-place machine om onderdelen te plaatsen, zullen deze onderdelen op rollen worden geleverd. De hoeveelheid onderdelen per rol hangt af van de grootte van het onderdeel, maar typische aantallen liggen tussen de 3.000 en 10.000 onderdelen per rol. Sommige distributeurs, zoals DigiKey, bieden de mogelijkheid om aangepaste aantallen op een rol te krijgen, zodat je niet 10.000 onderdelen hoeft aan te schaffen als je er minder nodig hebt.

Als je onderdelen handmatig assembleert, kun je beter kiezen voor "cut tape", wat kleinere stukken tape zijn die van een rol worden afgesneden met het aantal onderdelen dat je nodig hebt. Dit biedt flexibiliteit voor kleine hoeveelheden, en bedrijven zoals DigiKey of Mouser laten je zelfs enkele losse onderdelen als cut tape bestellen. Als je losse cut tape hebt die je op een pick-and-place machine moet gebruiken, zijn er bedrijven die de onderdelen voor je opnieuw op rollen kunnen zetten.

Om de gevoeligheid voor vocht te meten, bestaat er een systeem genaamd het "Moisture Sensitivity Level" (MSL), dat aangeeft hoe lang een onderdeel in een omgevingsvochtigheid van bijvoorbeeld 30°C en 85% relatieve luchtvochtigheid kan worden opgeslagen zonder schade op te lopen. Dit systeem helpt bij het bepalen of de onderdelen gedroogd moeten worden voordat ze worden geassembleerd.

Daarnaast moet je altijd meer onderdelen kopen dan strikt noodzakelijk. Bij handmatige assemblage worden onderdelen vaak verloren of vallen ze per ongeluk weg, vooral de kleinere onderdelen. Bij pick-and-place machines kunnen onderdelen ook vallen. Het is gebruikelijk om een extra marge van onderdelen te bestellen voor dit soort onvoorziene situaties. Er zijn richtlijnen voor hoeveel extra onderdelen je zou moeten kopen op basis van de grootte en het type onderdeel, die afhankelijk van het type kunnen variëren van 5% tot 50%.

Als je met zeer dure onderdelen werkt, zoals bijvoorbeeld een FPGA ter waarde van $5.000, dan kan het zinvol zijn om te proberen gevallen onderdelen te herstellen, hoewel dit meestal niet de moeite waard is vanwege de tijd en moeite die het kost om een dergelijk onderdeel weer op zijn plaats te krijgen. Het herstellen van gevallen onderdelen kan arbeidsintensief zijn en vereist vaak een zorgvuldige identificatie en een herverpakking, wat kostbare tijd kan kosten.

Bij het selecteren van de juiste onderdelen is het van cruciaal belang om te weten wat je koopt. Dit begint bij het kiezen van de juiste componenten en is van invloed op de rest van de ontwikkelingscyclus. Het is essentieel om tijd te nemen om de datasheets te lezen en zorgvuldig te kiezen. Door voldoende tijd te besteden aan de juiste selectie van onderdelen, bespaar je uiteindelijk tijd en geld tijdens de verdere fasen van je project.

Hoe kies je de juiste testparameters voor je product?

Het bepalen van de juiste testparameters voor je product begint met het begrijpen van de omgevings- en stressfactoren die het apparaat zal ondergaan. Deze factoren kunnen worden berekend, gemeten of getest om een duidelijk beeld te krijgen van de omstandigheden waaraan het product zal worden blootgesteld. Het is essentieel niet alleen naar de gemiddelde omstandigheden te kijken, maar ook naar de variabiliteit van deze omstandigheden en de ergste scenario’s.

Er zijn verschillende tests die uitgevoerd kunnen worden op consumentenelektronica om factoren zoals vergeling van plastic of degradatie door UV-licht blootstelling, evenals de weerstand tegen huishoudchemicaliën te controleren. Deze en andere testen worden vaak uitgevoerd volgens de normen van ASTM International, een organisatie die wereldwijd standaarden voor materiaaltesten definieert.

Veel vracht die per vliegtuig wordt vervoerd, bevindt zich niet in een temperatuur- of drukgecontroleerde omgeving. Dit betekent dat het apparaat snelle temperatuurschommelingen kan ervaren (wat condensatie op het apparaat kan veroorzaken), evenals plotselinge drukveranderingen, wat ook condensatie kan veroorzaken, en trillingen, vaak allemaal tegelijk. Vrachtvliegtuigen worden doorgaans op een hoogte van 8.000 tot 10.000 voet geperst en bereiken deze druk ongeveer 1.000 voet per minuut na de start. De temperatuur in de vrachtruimte kan variëren, maar ligt meestal tussen de 9°C en 26°C. Als je van plan bent om je product via luchtvracht te verzenden, moeten deze omstandigheden in het ontwerp en de tests van je product worden meegenomen.

Stel je bijvoorbeeld voor dat je een Bluetooth-oortje ontwerpt en specificeert dat het een valtest van 60 cm moet doorstaan. Dit is geen realistische testomstandigheid, aangezien mensen het oortje onvermijdelijk van hoofdhoogte zullen laten vallen wanneer ze het aan- of uitdoen. Hoewel je het apparaat correct kunt aanduiden als zijnde geslaagd voor de valtest, zal de consument het als slecht ontworpen beschouwen omdat het niet getest is op realistische gebruiksomstandigheden.

Hoe bepaal je nu welke testen je voor je product moet kiezen? Het ontwerp van nieuwe testen hoeft niet altijd een uitdaging te zijn. Het doel van testen is te verzekeren dat je product voldoet aan de specificaties waaraan het ontworpen is, en vaak komen deze specificaties overeen met die van andere producten die reeds getest zijn. Bijvoorbeeld, je zult waarschijnlijk je apparaat niet ontwerpen om te functioneren van –200°C tot 200°C. Een gangbaarder temperatuurbereik is –20°C tot 85°C, wat in veel gevallen als standaard wordt gebruikt. Omdat er bewezen testprocedures voor dit soort specificaties bestaan, kun je deze procedures uitbreiden voor jouw specifieke toepassing.

Hoewel bestaande normen nuttig kunnen zijn, is het belangrijk om niet blind te vertrouwen op deze tests. Je moet goed nadenken over de werkelijke omstandigheden waarin je product zal worden gebruikt en overwegen hoe het kan falen onder deze omstandigheden. Denk na over de betrouwbaarheid die je gebruikers verwachten. Is de juiste werking van het apparaat van levensbelang? Wat zouden gebruikers acceptabel vinden en wat zou hen teleurstellen? Dit soort overwegingen moet al vroeg in het ontwerpproces worden meegenomen, bij het schrijven van je productvereisten en specificaties.

Het testen van gecombineerde omgevingsomstandigheden kan een nuttige manier zijn om ervoor te zorgen dat je product bestand is tegen realistische scenario’s. Stel bijvoorbeeld dat je product wordt gebruikt op een krabvisboot in de Noord-Atlantische Oceaan. Een gecombineerde temperatuur- en zoutcorrosietest zou hier nuttig kunnen zijn, omdat zoutnevel op het product kan bevriezen. Als het apparaat in een omgeving met grote temperatuurverschillen terechtkomt, kan dat condensatie veroorzaken, wat schade aan het product kan toebrengen.

Tot slot, het is van essentieel belang om te zorgen dat het uiteindelijke product volledig getest is voordat het de fabriek verlaat. Laatste minuut wijzigingen en aanpassingen zijn vaak onvermijdelijk, en het is gemakkelijk om kleine veranderingen door te voeren zonder ze volledig te testen vanwege tijd- of budgetbeperkingen. In een ideaal scenario zou je een volledige eind-tot-eind test uitvoeren met de versie die verzonden wordt, maar vaak is dit niet praktisch. In plaats daarvan moet je je oordeel gebruiken om te identificeren welke nieuwe risico’s er zijn door de wijzigingen.

Bij de betrouwbaarheidstests komt ook vaak de term “gemiddelde tijd tussen falen” (MTBF) of “gemiddelde tijd tot falen” (MTTF) ter sprake. Dit zijn de gemiddelde tijden die het apparaat nodig heeft om te falen. Deze waarden verkrijgen kan lang duren, omdat je veel tests moet uitvoeren om statistisch significante resultaten te krijgen. Toch kunnen deze waarden nuttig zijn voor het inschatten van het aantal garantieclaims dat je kunt verwachten en wanneer deze waarschijnlijk zullen plaatsvinden.