Dicas para Reduzir o Custo da Lista de Materiais

Introdução

A lista de materiais, ou BoM abreviadamente, é um documento chave para qualquer projeto de design de hardware. Em essência, ela lista todos os componentes que são necessários para construir uma montagem completa de placa de circuito impresso (PCB). A BoM lista informações adicionais por componente, como nome ou valor do componente, designador de referência na PCB, fabricante, número de peça do fabricante, link do distribuidor – apenas para citar alguns. Um extrato de uma BoM típica é mostrado abaixo, utilizando a ferramenta de relatório de Lista de Materiais do Altium Designer.

Figura 1 Exemplo Mínimo de BoM

Uma BoM, tipicamente exportada como uma planilha do Excel ou arquivo CSV, é combinada com outras informações de fabricação (por exemplo, Gerber, pick ‘n’ place e informações de montagem) e enviada para um fabricante e montadora de PCB para ter o design produzido.

Criar uma BoM parece ser um processo bastante trivial – efetivamente, é apenas uma questão de usar a função BoM da sua ferramenta ECAD para exportar uma lista estruturada de quaisquer componentes que você tenha no seu esquemático e PCB. No entanto, existem muitas maneiras de melhorarmos nossa BoM, reduzir seu custo e, assim, reduzir o custo geral de ter nosso design produzido. Isso se torna cada vez mais importante à medida que nossos volumes de produção aumentam.

Reduzir o custo da BoM deve ser pensado desde o início de um novo projeto de design de hardware, mas ainda podemos, em muitos casos, reduzir efetivamente o custo da BoM mesmo próximo ao passo de fabricação.

Ao tentar reduzir o custo da BoM, existem vários aspectos que precisamos considerar. Por exemplo, o custo real das peças em si, custos de aquisição e custos de montagem. Este artigo irá destacar algumas maneiras de reduzir o custo da sua BoM – vamos começar! ### Dica #1 – Consolidação da BoM A consolidação da BoM, como o nome sugere, é uma estratégia para reduzir o número de itens únicos e, assim, o comprimento total da BoM, ajustando e combinando itens semelhantes. Ter uma BoM mais curta facilita o processo de aquisição, reduz o esforço e o custo de montagem, e diminui o tamanho do inventário – para citar alguns exemplos. Um exemplo de consolidação da BoM seria se tivéssemos várias interfaces I2C em nosso projeto, mas elas estivessem usando diferentes valores de resistores de pull-up. Se o consumo de corrente e os requisitos de velocidade permitirem, poderíamos usar os mesmos resistores de pull-up (por exemplo, o menor dos valores) em todos os barramentos e, assim, reduzir o comprimento da BoM. Um diagrama de um circuito Descrição gerada automaticamente

Figura 2 Antes da Consolidação da BoM

Figura 3 Após a Consolidação da BoM

A consolidação da BoM também pode ocorrer pela remoção de seções ou funcionalidades redundantes do projeto que se descobriu não serem mais necessárias após os testes.

Outro fator de custo que não está refletido acima é o volume de produção anual de resistores de 2.2k versus resistores de 2.5k. Apenas como um exemplo, compare estes resultados de busca para resistores de 2.2k versus estes resultados para resistores de 2.5k. A diferença de preço é enorme porque os resistores de 2.2k são fabricados em volumes muito maiores e, portanto, são muito menos caros do que os resistores de 2.5k. Uma mudança simples como esta leva a economias significativas em alto volume.

Dica #2 – Seleção de Peças e Substitutos

Uma grande parte da redução do custo da BoM pode ser, claro, simplesmente escolher componentes mais baratos ou componentes que estão mais facilmente disponíveis. Por exemplo, podemos perguntar: realmente precisamos de resistores com tolerância de 1% para um pull-up I2C ou uma tolerância de 5% ou pior é aceitável? A resposta é provavelmente a última e pode reduzir o custo da BoM.

Da mesma forma, para certos capacitores em nosso projeto, talvez não precisemos de dielétricos com faixa de temperatura estendida, como X7R, e poderíamos optar por equivalentes X5R um pouco mais baratos. Existem muitos exemplos de outros parâmetros onde pensamentos semelhantes podem ser aplicados.

O mesmo pode ser dito para peças de grau de temperatura comercial versus industrial, ou o grau de velocidade da peça. Tipicamente, se o design e o ambiente operacional permitirem, claro, pode ser mais econômico optar pela peça de grau de temperatura comercial menos cara.

Figura 4 Graus de Temperatura e Velocidade Zynq (Fonte: AMD)

Dica #3 – Requisitos de Embalagem e Montagem

A embalagem dos componentes e os tamanhos das embalagens podem ter um impacto significativo no custo. Por exemplo, um CI em uma embalagem do tipo BGA de passo fino será mais caro para criar uma PCB, montar e requer etapas adicionais de inspeção (como inspeção por raio-X), comparado a uma embalagem do tipo QFP com pinos expostos. Isso também pode levar a um rendimento geral mais baixo por parte do fabricante. Uma visão aproximada de um dispositivo preto quadrado Descrição gerada automaticamente Figura 5 Pacote BGA (Fonte: Distrelec) Montar esses tipos de componentes em ambos os lados da PCB também pode adicionar etapas de processamento e inspeção de montagem. Passagens adicionais pelo reflow exigem mais tempo de máquina, o que, por sua vez, adiciona custos. No entanto, se você usar uma embalagem alternativa, pode eliminar esse custo adicional. Infelizmente, nem todos os requisitos de engenharia ou funcionalidades podem ser atendidos com embalagens de menor custo, e isso é algo que deve ser considerado ao selecionar as peças. Da mesma forma, usar 0201 em vez de 0402 (ambos em medidas imperiais) pode ser um adicional de custo para certas montadoras e pode exigir a aquisição de mais peças iguais devido a perdas durante o processo de montagem. 

Figura 6 Comparação de Tamanho de Capacitores (Imperial)

Como de costume, as restrições de design (tamanho, sendo uma das razões) podem não permitir isso, mas é uma opção a se ter em mente. É importante falar com sua montadora de PCBs, para confirmar se certos tipos de pacotes podem aumentar o custo.

Dica #4 – Inventário e Fornecedores

Visar a redução do número de componentes únicos ou diferentes entre os produtos pode ajudar a simplificar e otimizar vários processos. Por exemplo, a gestão de inventário, armazenamento e esforço na cadeia de suprimentos podem ser reduzidos – resultando novamente em uma redução do custo total da BoM.

Certifique-se também de manter suas opções de fornecedores abertas e não depender de peças (a menos que absolutamente necessário) que só podem ser adquiridas por meio de uma única fonte. Custos inesperados podem surgir devido a níveis de estoque repentinamente esgotados e tempos de espera elevados.

Octopart pode ajudá-lo a descobrir quais fornecedores estão disponíveis para as peças necessárias no seu projeto. Uma vez que os volumes de compra se tornem muito grandes, você verá reduções significativas no custo ao evitar os distribuidores e comprar diretamente do fabricante do componente.

Dica #5 – PCB

O próprio PCB é um item adicional na BoM de um projeto. Se possível, reduzir a complexidade de fabricação do próprio PCB pode, assim, reduzir o custo total da BoM. Por exemplo, uma redução no número de camadas, um acabamento de superfície mais barato ou materiais mais econômicos – apenas para citar alguns exemplos – poderiam ser maneiras de aumentar o rendimento do PCB e reduzir custos. Isso, claro, depende das restrições de design como de costume.

Exploramos algumas maneiras de reduzir o custo de uma BoM em um projeto eletrônico. A capacidade de reduzir o custo da BoM é crítica em produtos modernos de alto volume e uma parte chave em muitos projetos. No entanto, tenha em mente que alguns métodos não são aplicáveis a alguns produtos, pois sua complexidade e especificidade geral são altas demais para permitir muita variação na BoM.

Não deixe de conferir o Altium Designer e o Altium 365 para ver como essas poderosas ferramentas podem ajudar com sua BoM, cadeia de suprimentos e muito mais!