部品選定の基礎：耐久性のあるコンポーネント要件の作成

電子設計チームは、不安定なサプライチェーンを乗り越えながら、より速く革新的な製品を提供するという増大する圧力に直面しています。成功するPCB開発の中心には、重要だがしばしば過小評価されがちなプロセスがあります：コンポーネント選択。コンポーネントの選択方法は、設計の機能性にだけ影響を与えるのではなく、製品がスケジュール通り、かつコストで構築できるかどうかを決定します。

PCB設計におけるコンポーネント選択の重要性

最近の業界研究によると、設計の最大80%が生産前に交換部品を必要としています。この事実は、開発サイクル中に入手不可能、廃止、または非準拠となるコンポーネントを中心に構築された場合、最も洗練された回路設計でさえ失敗する可能性があるという痛い真実を浮き彫りにします。

不適切なコンポーネント選択の影響を考えてみましょう：

• 設計の再設計はタイムラインに数週間から数ヶ月を追加します
• 予期せぬ部品の代替はコストを増加させます 
• 調達の遅延が製品の発売日を逃す原因となります 
• 最適でない代替部品は製品性能を損ないます 
• サプライチェーンの脆弱性が長期的な製造安定性に影響を与えます

開発中のコンポーネント変更は、エンジニアリング時間、文書更新、および適格性テストを考慮すると、数千ドルのコストがかかることがあります。これを典型的なプロジェクトライフサイクルの数十のインスタンスに掛け合わせると、すぐに実際の大金について話していることになります。

アドホックから要件駆動型の部品選定への移行

部品の価格、入手可能性、およびサプライヤーのリードタイムなどのサプライチェーンの考慮事項を要件として指定することが、PCB設計プロセスでますます重要になっています。これが歴史的に一般的な習慣ではなかったかもしれませんが、最近のグローバルサプライチェーンの混乱は、これらの考慮事項を設計要件に統合する必要性を浮き彫りにしました。

しかし、多くのエンジニアリングチームは依然としてアドホックな部品選定の慣行に依存しています。彼らはしばしば、個人の好み、過去の経験、または迅速なオンライン検索に基づいて部品を選択し、特定の部品が選ばれた理由や存在するかもしれない代替品について体系的に文書化していません。

要件駆動型の部品選定が支持を集めている理由はこちらです：

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• サプライチェーンのレジリエンス：調達基準を事前に指定することで、製品ライフサイクルを通じて部品が入手可能であることを保証します。
• コスト管理：価格と入手可能性を早期に考慮することで、全体的なPCBコストを制御し、高価な再設計を避けます。
• リードタイムの最適化：リードタイム要件を設定することで、組み立てスケジュールを合理化し、生産遅延を防ぎます。
• リスク軽減：サプライチェーンリスクを早期に特定することで、廃止や在庫不足などの問題に対して積極的に対応できます。

Altium 365 要件 & システムポータル (RSP)は、高レベルのシステム要件を直接コンポーネント選択の決定に結びつけることで、このギャップを埋めます。このデジタルスレッドは、製品開発ライフサイクル全体を通じて、元の設計意図が追跡可能であることを保証します。

耐久性のあるコンポーネント要件の定義

要件駆動型のコンポーネント選択プロセスは、以下の基本的なステップに従います：

1. 設計またはコンポーネント検索を開始する前に、明確な選択基準を確立します。
2. これらの基準を、チーム内の全員が簡単にアクセスできるツールに正式な要件として文書化します。
3. 技術仕様だけでなく、複数の要件に基づいてコンポーネントを検索し、評価します。
4. 選択後に要件を回路図上のコンポーネントにリンクして、包括的な設計追跡性を確保します。

要件駆動型のコンポーネント選択は、基本的な技術仕様を超えます。これには、長期的な製品の実現可能性を決定し、製品ライフサイクル全体をサポートする考慮事項が含まれます。より耐久性のあるコンポーネント要件仕様に関する主要な考慮事項はこちらです。

技術要件

• 電気仕様（電圧、電流、抵抗など）
• 物理的寸法とフットプリントの制約
• 様々な条件下での性能特性
• 品質および信頼性の仕様

サプライチェーン要件

• マルチソーシングオプション（最小限のメーカー数）
• ライフサイクルステータス要件（NRNDまたは廃止部品なし）
• 在庫の有無の閾値
• リードタイムの制限
• コスト目標とボリュームプライシング

コンプライアンス要件

• 必要な認証（UL、CSAなど）
• 環境コンプライアンス（RoHS、REACH）
• 業界固有の要件（自動車、医療、航空宇宙）

これらの要件を事前に文書化することで、エンジニアリングチームは、直接的な設計ニーズと長期的な製品ライフサイクルの実現可能性の両方を考慮したコンポーネントの評価のためのフレームワークを作成します。

サプライチェーンのレジリエンスにおける重要なパラメータ

コンポーネント要件を確立する際、以下のサプライチェーンパラメータに特に注意が必要です：

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ライフサイクルステータス

コンポーネントのライフサイクル管理は選択から始まります。ライフサイクルステータスに対する明確な要件を設定すること（できれば終了のアナウンスがないアクティブなコンポーネントのみを選択することが望ましい）は、将来の廃止問題を避けるのに役立ちます。Altium 365プラットフォームは、統合されたサプライチェーンデータを提供し、チームが設計環境内で直接ライフサイクルステータスを確認できるようにします。

マルチソーシングオプション

シングルソースのコンポーネントは脆弱性を生み出します。要件では、重要なコンポーネントについて、最小限の製造業者数と認可されたディストリビューター数を指定するべきです。業界のベストプラクティスでは、複数の設計で使用される任意のコンポーネントについて、最低3つの独立したソースを推奨することが多く、これにより部品の代替率を大幅に減少させることができます。

リードタイムと可用性

要件で最大許容リードタイムを設定することで、生産の遅延を引き起こす可能性のあるコンポーネントを除外できます。現在の世界的な不足とサプライチェーンの混乱は、このパラメータをこれまで以上に重要にしています。在庫の可用性の閾値（例えば、「最小10,000ユニットの流通」）を設定することで、追加のセキュリティを提供します。

コンプライアンスステータス

環境規制は進化し続けています。要件では、コンポーネントが満たすべきコンプライアンス基準を指定し、選択中にではなく、設計が完了した後に検証するべきです。Altium Designer内の統合されたコンプライアンスデータは、部品選択中にステータスを確認するのに役立ちます。

コスト目標と安定性

コスト要件には、目標単価だけでなく、価格の安定性や量割引に関する考慮も含めるべきです。歴史的な価格データは、将来の生産コストに影響を与える可能性のある価格変動パターンを持つコンポーネントを特定するのに役立ちます。

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Altium DesignerおよびAltium 365との実装

要件主導のコンポーネント選択を実装することは、統合ツールを使用することで大幅に容易になります。Altiumのエコシステムを活用する方法は次のとおりです：

要件をRSPに接続してコンポーネント選択を行う

Altium 365の要件＆システムポータルでは、チームが要件を作成、整理、および設計プロセス全体で追跡できます。この集中化されたプラットフォームでコンポーネントの要件を確立することにより、チームは選択決定を通知する単一の情報源を作成します。

コンポーネントの仕様がシステム要件から導出される場合、それらの要件に対する変更は、潜在的に影響を受けるコンポーネントを自動的に強調表示し、設計への可能な影響についての貴重な早期警告を作成します。

サプライチェーンパラメータを含むテンプレートの設定

Altium Designerで、すべての重要なサプライチェーンパラメーター（電気仕様だけでなく）を含むコンポーネントパラメーターテンプレートを作成します。これらのテンプレートは、すべての潜在的な部品の一貫した評価を保証します。

例えば、標準的な抵抗器テンプレートには次のものが含まれるかもしれません：

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• 抵抗値と許容誤差
• 定格電力
• パッケージサイズ
• ライフサイクルステータス要件（アクティブのみ）
• 最小在庫要件（5,000+ 単位）
• 最大リードタイム（8週間）
• コンプライアンス要件（RoHS、REACH）
• マルチソーシング要件（最小2メーカー）

統合データソースを使用したメーカーパート検索の使用

Altium Designerのコンポーネント検索機能は、Octopart、IHS Market、SiliconExpert、およびZ2Dataを含む複数のソースからの統合されたサプライチェーンデータを現在含んでいます。この統合により、エンジニアは設計環境を離れることなく、定義された要件に対してコンポーネントを評価することができます。

部品を検索する際には、選択した部品が技術的およびサプライチェーンの基準の両方を満たすことを保証するために、コンポーネント要件に合致するフィルターを適用してください。

要件を適用するコンポーネントパラメータルールの作成

Altium Designerでは、定義された要件を満たさないコンポーネントをフラグするコンポーネントパラメータルールを設定できます。これらの自動チェックは、非準拠部品が最初から設計に入るのを防ぐのに役立ちます。

重要な設計の場合、従来の電気的および物理的設計ルールと並行して、サプライチェーンパラメータを検証する公式の設計ルールチェックを実装することを検討してください。

強靭なコンポーネント要件のためのベストプラクティス

要件駆動型のコンポーネント選択を実装する際には、これらの実証済みのベストプラクティスを考慮してください：

Where the World Designs Electronics

Break down silos and enhance collaboration across all aspects of electronics development

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1. 仕様だけでなく、理由を文書化する - 特定のパラメータが選ばれた理由を記録して、将来の決定に役立ててください。
2. 階層化された要件を作成する - 「必須」対「あるとよい」パラメーターを区別し、理想的な選択と実際の制約のバランスを取ります。
3. 標準的なレビューサイクルを確立する - 供給網の状況は変化します。コンポーネント要件の定期的なレビューをスケジュールし、それらが引き続き関連性を持つことを確認します。
4. 調達チームを早期に含める - 供給網の専門家は、設計開始前に要件の実現可能性について貴重な意見を提供できます。
5. パラメトリック検索を効果的に活用する - 最初は広範な検索を行い、その後段階的にフィルタリングすることで、実行可能な代替案を見逃す可能性のある過度に具体的な初期クエリよりも効果的です。
6. デジタルスレッドを維持する - システム要件の変更が開発サイクル全体でコンポーネント要件のレビューをトリガーすることを確認します。

結論

耐久性のあるコンポーネント要件を作成することは、成功した電子製品開発の基盤です。技術的および供給網のパラメーターの両方を考慮した要件駆動型アプローチに移行することで、チームはコストのかかる再設計や遅延を大幅に削減できます。

Altiumの統合エコシステムは、Altium 365 要件＆システムポータルと、SiliconExpert、Z2Data、Octopart、IHS Marketからの強力なデータ統合をAltium Designerと組み合わせることで、製品開発ライフサイクル全体を通じてこのアプローチを実装し維持するために必要な完全なデジタルインフラを提供します。これらのサプライチェーンインテリジェンスソースは、重要なコンポーネント選択フェーズでエンジニアが情報に基づいた決定を下すことを可能にします。

次のブログを読んで、これらの統合されたサプライチェーンデータソースを活用して、確立された要件に対してコンポーネントの選択を検証する方法を探りましょう。