Umiejętność szybkiego i skutecznego znajdowania zamienników dla poszczególnych komponentów wykorzystywanych w projekcie jest w zasadzie nieodłącznym elementem pracy projektantów oraz konstruktorów. Sprawna realizacja tego procesu może przesądzić o sukcesie rynkowym, uchronić przed zatrzymaniem produkcji czy obniżyć koszt urządzenia.
Pod pojęciem zamiennika danego komponentu rozumie się inny układ elektroniczny, realizujący taką samą funkcję w układzie, o takich samych lub zbliżonych parametrach pracy. Pożądane jest, by zamiennik przewyższał pod pewnymi względami oryginał – charakteryzując się np. niższą ceną, lepszą wydajnością, mniejszymi rozmiarami, większą dostępnością, itp.
Przyczyny poszukiwania zamienników
Konieczność poszukiwania zamienników wybranego układu może być podyktowana jednym z wielu względów. Do najbardziej typowych przypadków zaliczyć można:
- Brak lub złą dostępność oryginalnego komponentu, związane np. z zakłóceniem łańcucha dostaw lub wstrzymaniem produkcji,
- Ograniczenia materiałowe oraz środowiskowe zabraniające dalszego użycia wybranego układu,
- Wzrost ceny oryginalnego komponentu, co zachęca do poszukiwania tańszych alternatyw,
- Rozwój technologii, który pozwala znaleźć podzespoły o lepszych parametrach, co pozytywnie wpłynie na jakość całego produktu (np. poprawi energooszczędność, zredukuje rozmiar, zwiększy wydajność),
- Ograniczenia związane z ochroną praw intelektualnych – może okazać się, że wybrane rozwiązanie układowe jest chronione patentem lub za pomocą innego sposobu ochrony praw intelektualnych, przez co konieczne jest poszukiwanie innych sposóbów realizacji danego zadania.
Skuteczne poszukiwanie zamienników może być zatem niezbędne dla zapewnienia ciągłości procesu produkcyjnego, ograniczenia kosztu produkcji, poprawy wydajności urządzenia, ochrony środowiska naturalnego oraz uniknięcia kłopotów związanych z ochroną własności intelektualnej. Powyższa lista pokazuje, jak krytyczne może być znaczenie tego procesu z punktu widzenia całego cyklu życia produktu.
Rodzaje zamienników
Zamienniki komponentów elektronicznych podzielić można na kilka rodzajów, w zależności od stopnia kompatybilności i podobieństwa do oryginału.
| Tabela 1. Dostępność zamienników w zależności od rodzaju komponentu | |
| Komponenty pasywne | Co do zasady, w większości przypadków dość łatwo znaleźć zamiennik typu drop-in komponentu pasywnego. Kondensatory, rezystory czy też kondensatory znaleźć można w ofercie wielu producentów – zarówno w przypadku komponenty przeznaczonych do montażu powierzchniowego, jak i przewlekanego. W ekstremalnych przypadkach możliwe jest również szeregowe lub równoległe połączenie kilku komponentów w celu zastąpienia jednego układu o innej wartości nominalnej. |
| Pojedyncze tranzystory | Tranzystory to na tyle powszechne komponenty, że zazwyczaj możliwe jest znalezienie ich zamiennika, często nawet typu drop-in. |
| Elementy półprzewodnikowe | Elementy półprzewodnikowe (takie jak diody), produkowane są, podobnie jak komponenty pasywne, przez wielu różnych wytwórców, z zachowaniem standardowych rodzajów obudowy oraz parametrów elektrycznych. Znalezienie zamiennika nie powinno nastręczać większych trudności. |
| Proste układy scalone | Układy scalone realizujące proste funkcje, jak np. wzmacniacze, regulatory napięcia, prostowniki czy układy logiczne, są z reguły dość łatwe w zastąpieniu dostępnymi na rynku zamiennikami, niekiedy nawet typu Drop-in. |
| Układy scalone w standardowych obudowach | Bardziej złożone układy scalone, jak np. mikroprocesory, dużo rzadziej posiadają zamienniki typu drop-in. Jeśli taka sytuacja ma miejsce, jest to zazwyczaj inny model od tego samego producenta. |
| Układy scalone w niestandardowych obudowach | Tego typu komponenty niemal nigdy nie posiadają gotowych zamienników. Zastąpienie ich wiąże się zazwyczaj z dokonywaniem kosztownych oraz czasochłonnych modyfikacji projektu. |
Zamienniki typu Drop-In
Zamienniki typu Drop-In charakteryzują się identycznymi lub bardzo zbliżonymi parametrami a także są kompatybilne pod względem montażu (takie same wymiary obudowy, ten sam układ wyprowadzeń). Dzięki temu mogą być stosowane zamiennie, bez konieczności jakichkolwiek modyfikacji projektu układu. Tego typu zamienniki można znaleźć przede wszystkim dla komponentów dyskretnych oraz układów o niskim stopniu złożoności, realizujących pojedyncze funkcje, jak np. wzmacniacze lub przekaźniki. Znalezienie zamiennika typu Drop-In jest często najlepszym i najbardziej pożądanym scenariuszem, ponieważ nie wymaga żadnych modyfikacji projektu urządzenia.
Zamienniki funkcjonalne (Functional Alternatives)
Tego typu komponenty realizują taką samą funkcję w układzie jak oryginał, nie mogą być jednak wykorzystywane zamiennie. Zastosowanie tego typu zamiennika wymaga wprowadzenia zmian w projekcie, co wydłuża czas niezbędny na dokonanie wymiany komponentu, jak również niesie ze sobą pewne ryzyko niepowodzenia, np. poprzez obniżenie jakości zmodyfikowanego produktu.
Zamienniki a rodzaj komponentu
Prawdopodobieństwo znalezienia zamiennika wybranego układu dość mocno zależy od jego rodzaju, co zostało bardziej szczegółowo opisane w tabeli 1. Co do zasady, im bardziej złożony układ, tym trudniej może być znaleźć dla niego zamiennik, zaś proces wymiany będzie wymagał większych nakładów związanych z modyfikacją projektu.
Zalety i wady
Decyzja o wymianie poszczególnych komponentów urządzenia niekoniecznie musi być traktowana jedynie jako problem, lecz również jako szansa na poprawę parametrów produktu. To właśnie możliwość poprawy parametrów produktu jest główną zaletą procesu wymiany komponentów. Być może od czasu opracowania produktu lub ostatnich modyfikacji konstrukcyjnych na rynku pojawiły się komponenty o lepszych parametrach lub oferujące dodatkowe funkcjonalności. Przykładowo, może to być mikrokontroler o wyższej mocy obliczeniowej oraz większej ilości dostępnej pamięci RAM czy też regulator napięcia o wyższej sprawności energetycznej. Korzystanie z nowocześniejszych zamienników funkcjonalnych często pozwala również na przeskok technologiczny, ułatwiający dalszy rozwój produktu, np. poprzez jego integrację z innymi nowoczesnymi systemami oraz urządzeniami. Znalezione zamienniki mogą być również po prostu tańsze niż pierwotnie wykorzystywane komponenty, co przyczyni się do obniżenia kosztu całego urządzenia.
Główną wadą czy też ryzykiem związanym ze stosowaniem zamienników jest konieczność częściowego przeprojektowania urządzenia w przypadku braku pełnej kompatybilności wymienianego komponentu. Modyfikacje te mogą zaś wpłynąć na funkcjonalność urządzenia, np. pogorszyć niektóre z jego parametrów, wprowadzić nowe błędy, itd. Aby zbadać ich wpływ na jakość produktu, konieczne może być zatem przeprowadzenie różnego rodzajów testów i pomiarów, to wszystko zaś wymaga czasu oraz nakładów finansowych.
Proces wyboru
Podczas poszukiwania zamienników należy brać pod uwagę następujące czynniki:
- Kompatybilność pomiędzy pierwotnym komponentem a zamiennikiem – jest to bez wątpienia najbardziej istotny parametr, mający największy wpływ na ewentualne dalsze modyfikacje i przeróbki dotychczasowej konstrukcji urządzenia.
- Niezawodność, trwałość oraz jakość wykonania zamiennika – jeśli tylko jest to możliwe, należy szukać komponentów odpowiedniej jakości, przynajmniej równej jakości oryginału. W przeciwnym przypadku może to negatywnie odbić się na parametrach oraz niezawodności całego produktu.
- Koszt zamiennika również jest istotnym czynnikiem mogącym odgrywać decydującą rolę w procesie wyboru. W przypadku większości projektów o ostatecznej decyzji dotyczącej wyboru konkretnego układu rozstrzygnie analiza relacji ceny do efektu potencjalnych kandydatów.
- Dostępność zamiennika, w szczególności w ujęciu długoterminowym, również nie może być zignorowana. Bardzo często poszukiwanie zamiennika związane jest właśnie z brakiem dalszej dostępności oryginału, nierozważne byłoby przeprowadzenie tego procesu w taki sposób, aby w niedługim czasie trzeba było szukać ponownie.
Wyżej wymienione czynniki i parametry nie tworzą zamkniętej listy, należą jedynie do grona najczęściej występujących i najbardziej uniwersalnych – oznacza to, że w zależności od uwarunkowań projektu konieczne może być rozważenie również innych aspektów oraz charakterystyk potencjalnych zamienników.
Jak i gdzie szukać
Podstawowym miejscem poszukiwań zamienników może być Internet. Dedykowane wyszukiwarki alternatywnych komponentów znaleźć można zarówno na stronach dystrybutorów komponentów elektronicznych, jak i na specjalnych platformach przeznaczonych do wyszukiwania zamienników.
Istnieją również podmioty zajmujące się wyszukiwaniem komponentów dla swoich klientów. Skorzystanie z usług tego typu przedsiębiorstwa również może być sposobem na przyspieszenie procesu poszukiwań oraz obniżenie związanego z tym ryzyka.
Kolejnym miejscem, gdzie można znaleźć dostawców i producentów zamienników, są różnego typu wystawy, pokazy oraz konferencje branżowe, na których prezentują oni swoją ofertę.
Podsumowanie
Poszukiwanie zamienników dla zastosowanych w urządzeniu komponentów elektronicznych może być zarówno wymuszone przez okoliczności, takie jak przerwanie łańcuchów dostaw czy brak dostępności konkretnego układu, jak i spowodowane chęcią rozwoju i poprawy jakości produktu. Wraz z rozwojem technologii na rynku pojawiają się komponenty o coraz lepszych parametrach, co może przynieść istotne korzyści w procesie wymiany. Głównym ryzykiem związanym z wymianą określonych komponentów systemu jest możliwość niepełnej kompatybilności pomiędzy oryginałem a zamiennikiem, skutkująca koniecznością modyfikacji projektu, zaś w najgorszym wypadku mogąca prowadzić do obniżenia jakości produktu końcowego.
Poszukiwanie zamienników ułatwić mogą przeznaczone do tego wyszukiwarki, które znaleźć można na stronach internetowych niektórych dystrybutorów, istnieją również podmioty specjalizujące się w realizacji tego typu usług.
Damian Tomaszewski
