通用部件库 (CPL) 计划

在过去的几年里，商业硬件设计和业余爱好电子产品之间的区别已经变得模糊。有了开源硬件、价格实惠且功能强大的 CAD 工具的最新版本，以及在线提供的大量知识库，大部分可以在大型公司实验室中完成的工作也可以在家里的空余房间中完成。这促进了硬件启动的重新出现。它还揭示了一些仍然需要解决的问题。

白天，我在一家制造公司工作；在周末，我设计和制造小型电子设备。我的设计项目通常基于微控制器，其中许多以定制的 Arduino 兼容硬件为核心。基于预先存在的开源设计，这些并不是非常困难的项目。不过，这并不是说没有任何问题。它不在大会中。我已经处理好了；要么手工制作简单的电路板，要么在我的日常工作中通过工厂发送复杂的电路板。不，让我失望的不是设计或组装。这是可怜的供应链。

较小的组件，如无源元件，很容易放入 CAD，但不一定容易掌握。您可以在周一挑选一个零件，然后在下周三需要更多零件时发现它缺货。复杂封装中的较大组件（如高引脚数微控制器）也会导致问题。您想要的特定包装可能在各个分销商处进货或缺货。因此，项目的初始构建阶段可能有点像音乐椅，试图追逐单一或有限来源零件的库存。

企业设计组织拥有采购和制造专家，他们确保所选零件可用且供应充足。初创工程师或业余爱好者没有这种帮助。最近出现了通用零件库 (CPL) 计划，目的是解决许多此类组件供应问题。

我最近与 Octopart 的 Sam Wurzel 就供应链以及他们为减少可用性问题所做的工作进行了交谈。如果您不知道，Octopart 是一个综合性零件搜索引擎，它位于 Common Parts Library 之后。 Octopart 引擎允许您从大多数可用分销商处搜索零件，所有这些都在一个位置使用相同的搜索操作。因此，如果您的 MCU 的 QFN 版本不断从一个地方消失，然后在其他地方随机出现，那么 Octopart 将直接引导您。

Octopart 现在归 Alitum 所有，这使他们能够真正了解采购问题，从最初的设计一直到制造。 Octopart 的搜索和 CPL 可以帮助完成 CAD 之前的初始组件选择过程，然后是 CAD 之后的购买过程。 CPL 背后的基本思想是，如果您从列表中挑选一个零件，它就会有库存并且很容易找到。

对于该问题的真实示例，我只需要查看我自己的设计之一即可。这是一个小型机器人板——这次不是基于 Arduino 的——带有一个 Microchip MCU 和一个双 1 安培电机驱动器。在所有其他部件中，它有一个红色 LED 作为电源指示灯，一个绿色 LED 表示电机已启用，以及四个黄色 LED 用于用户定义的状态指示灯；都是0603包。

采用 0603 表面贴装封装的红色黄色和绿色 LED 很常见，因此可用性永远不会成为问题。然而，自从我第一次建造这个板子已经几个月了，在此期间，所有三个 LED 都缺货了。如果我要把这些板子送出去制造，制造公司就必须停止这个过程并与我取得联系，而不是我必须拿出一个替换零件号（嗯，三个替换零件号）并授权他们替换。

这只是包含大约 35 个不同部分的材料清单上的三个部分，但是将其乘以十几个不同的电路板。还要考虑一下，如果我不希望我的工作停止，每次我将该板送去制造时，我都需要检查 BOM 上的每个部件。这一切都加起来了。

你问，为什么制造商不直接挑选一些东西并自动进行替换？他们不能，因为他们不知道哪些参数对设计师很重要。假设我的 LED 有一个 5 mA 的正向电流，他们用 20 mA 的正向电流代替了一个。这可能会完全破坏我的电池寿命，或者它可能使我超过 MCU 的总电流源限制。另一方面，如果亮度对我很重要，用 5 mA LED 代替 20 mA LED 可能会破坏我产品的性能。

Wurzel 说：“初创公司对同样的问题感到沮丧——他们不了解零件可用性问题，并且会建造电路板并需要废弃它们，因为他们找不到某些零件。” “由于零件在供应链中不可用，因此 BOM 会发送给无法使用的制造商。”

具有大量批量生产的大公司通过获得批准的替代品清单来解决这个问题。工程师会挑选两三个都适合设计的零件，采购员可以购买清单上的任何东西，无需任何额外的批准。

Octopart 正在努力集体做同样的事情 与其通用零件库计划。这个想法是 Octopart 可以查看大量采购数据并确定工程师最常使用的零件类型。根据这些数据，他们提出了两个列表：一个专注于生产，一个专注于原型。对于 CPL 中的每个部件，他们尝试确定至少两个制造商提供的具有同等价值的部件。这不是绝对的保证，但已经足够接近了。

有数百万个组件可用，这看起来是一个令人眼花缭乱的挑战。为了缓解这种情况，CPL 开始关注连接设备中使用的组件，并将更多地转向经过审查的社区内容。根据 Wurzel 的说法：“CPL 没有赚到钱。 CPL 是开放的，我们正在努力使其更容易做出贡献。目前，Octopart 正在决定 CPL 中包含哪些组件，但我们正在努力通过与使用它的社区合作来分散该流程。”

在 Screaming Circuits，我们每天都看到这些供应链问题的影响。事实上，组件问题可能是构建延迟的最常见原因。坏消息是这已成为一个长期问题。好消息是这个长期问题背后的原因是越来越多的硬件初创公司。

我会带着极大的兴趣关注 CPL 的进展。同时，在我写这篇文章时，我正在查看一组解决我之前提到的 LED 问题的 CPL 部件号。如果您想了解更多信息，可以在 octopart.com/common-parts-library 上找到 CPL。