降低設(shè)備和系統(tǒng)成本的壓力正在推動(dòng)新產(chǎn)品提供更多功能。設(shè)備制造商必須利用該功能來(lái)確保未來(lái)產(chǎn)品的成功;然而，最小化尺寸并使最終產(chǎn)品更易于集成和安裝的壓力始終存在。

滿足新趨勢(shì)和市場(chǎng)的經(jīng)典需求之間的平衡是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)，設(shè)備制造商在創(chuàng)造新產(chǎn)品時(shí)必須以不同的方式思考。標(biāo)準(zhǔn)連接器并不總是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的最佳選擇。定制的連接器解決方案可以幫助實(shí)現(xiàn)許多這些挑戰(zhàn)所需的平衡。

快速轉(zhuǎn)發(fā)到 IIOT

當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)的大趨勢(shì)正在產(chǎn)生新的問(wèn)題。工業(yè)設(shè)備 OEM 面臨著將新產(chǎn)品推向市場(chǎng)的壓力，這些新產(chǎn)品在降低整體產(chǎn)品尺寸的同時(shí)增加了智能和功能。所有這些都必須在不犧牲穩(wěn)健性的情況下完成。如果工業(yè)應(yīng)用中的新設(shè)備(如控制、顯示器或監(jiān)控系統(tǒng))沒(méi)有聯(lián)網(wǎng)且易于訪問(wèn)，那么它們?cè)谑袌?chǎng)上被接受和成功的機(jī)會(huì)就很小。

隨著工業(yè)世界中物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 的引入，不斷擴(kuò)展的 IIoT 正在將更多的工業(yè)設(shè)備連接到該領(lǐng)域的其他工業(yè)設(shè)備。5G 網(wǎng)絡(luò)將作為主要方式“快速推進(jìn)”這一趨勢(shì)。

圖 1. 5G 網(wǎng)絡(luò)將容納更多用戶和設(shè)備，使 IIoT 成為可能。

新設(shè)備實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的唯一方法是擴(kuò)展控制器的 I/O 數(shù)量和所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)功能。工業(yè)級(jí)設(shè)備的附加 I/O 需要更多可以在現(xiàn)場(chǎng)輕松端接的連接。增加設(shè)備內(nèi)的 I/O 計(jì)數(shù)會(huì)增加該設(shè)備的大小。減小地板上和機(jī)柜內(nèi)設(shè)備整體尺寸的持續(xù)壓力直接反對(duì)這一點(diǎn)。在減小尺寸的同時(shí)增加 I/O 意味著必須使用更多的高密度連接器。

在嘗試增加產(chǎn)品功能時(shí)，需要處理更多數(shù)據(jù)和連接更多信號(hào)。對(duì)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的額外數(shù)據(jù)的訪問(wèn)只會(huì)激發(fā)人們對(duì)獲取更多數(shù)據(jù)的興趣。未來(lái)幾年 IIoT 中連接設(shè)備數(shù)量將超過(guò)400億的報(bào)告無(wú)處不在。

這種對(duì)數(shù)據(jù)日益增長(zhǎng)的需求轉(zhuǎn)化為增加聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的數(shù)量和更多的連接點(diǎn)供控制器管理。增加設(shè)備中的 I/O 數(shù)量或?yàn)椴煌木W(wǎng)絡(luò)協(xié)議集成新的數(shù)據(jù)連接器將是一個(gè)簡(jiǎn)單的成就;然而，數(shù)據(jù)連接器的穩(wěn)健性受到質(zhì)疑。今天的數(shù)據(jù)連接器既快速又便宜。但工業(yè)網(wǎng)絡(luò)需要更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)連接器，具有更寬的溫度范圍、更高端的振動(dòng)保護(hù)以及 IP67 等級(jí)等液體進(jìn)入保護(hù)。

現(xiàn)成連接器的優(yōu)缺點(diǎn)

今天的 OEM 面臨的挑戰(zhàn)不僅僅是穩(wěn)健性、功能和密度。他們一直在與競(jìng)爭(zhēng)壓力作斗爭(zhēng)。單是他們產(chǎn)品特點(diǎn)就可以讓他們脫穎而出;在這種情況下，原始設(shè)備制造商可以簡(jiǎn)單地直接獲得一個(gè)可以工作的連接器。當(dāng)上市速度變得越來(lái)越重要時(shí)，最好有一個(gè)現(xiàn)成的連接器可用。

但有效的連接器并不總是能區(qū)分單個(gè)產(chǎn)品。使用現(xiàn)成的連接器是以犧牲個(gè)人外觀和感覺(jué)為代價(jià)的。新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度比以往任何時(shí)候都快，使得市場(chǎng)更加擁擠。隨著新設(shè)備的涌入，具有獨(dú)特外觀和感覺(jué)的品牌連接器變得更加重要，并且可以幫助公司的設(shè)備在競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。

質(zhì)量問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)是原始設(shè)備制造商關(guān)注的另一個(gè)問(wèn)題。使用新的聯(lián)系系統(tǒng)可能會(huì)打開(kāi)現(xiàn)有聯(lián)系系統(tǒng)已經(jīng)解決的未知問(wèn)題。新接觸系統(tǒng)的驗(yàn)證過(guò)程可能很長(zhǎng)，并且會(huì)帶來(lái)可能導(dǎo)致生產(chǎn)延遲的未知問(wèn)題。鑒于當(dāng)今工業(yè)世界的發(fā)展速度，生產(chǎn)延遲可能會(huì)產(chǎn)生巨大的成本，包括市場(chǎng)份額的損失和客戶群的信任損失。

為了在這個(gè)全球經(jīng)濟(jì)中更快地將產(chǎn)品推向市場(chǎng)，與開(kāi)發(fā)和制造合作伙伴的密切溝通至關(guān)重要。例如，當(dāng)開(kāi)發(fā)在一個(gè)國(guó)家，生產(chǎn)由 EMS 合作伙伴在另一個(gè)國(guó)家完成，配送中心在第三國(guó)時(shí)，OEM 需要有更好的溝通，并與能夠處理全球通信的合作伙伴合作。

解決問(wèn)題

單獨(dú)解決這些問(wèn)題中的每一個(gè)都可以有一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的解決方案。然而，這些問(wèn)題之間的平衡帶來(lái)了更大的挑戰(zhàn)。

在應(yīng)對(duì)增加 I/O 和減小設(shè)備整體尺寸的挑戰(zhàn)時(shí)，唯一的答案是更高密度的連接。這聽(tīng)起來(lái)很容易。但是，當(dāng)考慮到您的產(chǎn)品的安裝及其可用性時(shí)，這將成為一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。對(duì)于需要連接到多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的設(shè)備，需要在某處完成分立的接線端接。在控制器上使用高密度連接器并將離散線連接推到控制柜的另一部分只會(huì)將增加的成本推到另一個(gè)面臨空間限制挑戰(zhàn)的位置。

圖 2. 帶有彈簧端接的連接器在不犧牲可靠性的情況下減小了尺寸。

當(dāng)今可用的一些連接器有助于減小尺寸;例如，從螺釘端接改為彈簧端接可以減小連接點(diǎn)的整體尺寸，同時(shí)提高可靠性并降低成本(圖 2)。另一種選擇可能是改用包含電源和信號(hào)連接的混合式連接器，這樣可以減小連接器的整體尺寸(圖 3)。

圖 3. 混合連接器將信號(hào)和電源組合到一個(gè)連接器中，節(jié)省空間。

但是在考慮數(shù)據(jù)連接時(shí)，可用的選項(xiàng)很少。高密度辦公級(jí)連接器無(wú)法承受高溫、更高的沖擊和振動(dòng)要求，并且在許多情況下，工業(yè)級(jí)連接器通常具有液體進(jìn)入保護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)成連接器無(wú)法滿足為未來(lái)設(shè)計(jì)的工業(yè)設(shè)備的需求。向數(shù)據(jù)連接器添加螺紋法蘭會(huì)有所幫助，但溫度額定值不同，并且在使用辦公級(jí)接觸系統(tǒng)中常用的薄鍍金時(shí)，接觸界面處的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題。

如果您還需要考慮最終產(chǎn)品的外觀和感覺(jué)，并且想要?jiǎng)?chuàng)建品牌認(rèn)知度，那么現(xiàn)成的連接器無(wú)法提供這種個(gè)性化的外觀和感覺(jué)。因此，營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理必須花時(shí)間區(qū)分他們的產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)他們需要的品牌認(rèn)知度。

今天，上市時(shí)間至關(guān)重要。使用現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)連接器解決方案可讓您快速設(shè)計(jì)連接器。但設(shè)計(jì)過(guò)程可能需要額外的時(shí)間，因?yàn)橐惯B接器更加堅(jiān)固。這意味著需要額外的開(kāi)發(fā)時(shí)間和潛在的生產(chǎn)成本。

使用自定義連接器尋找平衡

在考慮所有挑戰(zhàn)時(shí)，定制解決方案變得越來(lái)越有吸引力。如果一個(gè)連接器滿足每個(gè)人的需求，那么今天就不會(huì)有成千上萬(wàn)種不同類型的連接器可用?？梢詾?OEM 的特定應(yīng)用設(shè)計(jì)定制的解決方案，并比現(xiàn)成的選項(xiàng)更好地滿足個(gè)人需求。定制解決方案可以滿足密度要求，同時(shí)將連接器集成到單個(gè)產(chǎn)品的包裝中。定制的解決方案可以考慮各種環(huán)境中的可用性，并提供個(gè)性化的外觀和感覺(jué)，以使最終產(chǎn)品在競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出并增強(qiáng) OEM 的品牌。

定制設(shè)計(jì)可以通過(guò)包括電源、信號(hào)和數(shù)據(jù)連接需求來(lái)最有效地利用應(yīng)用程序中的空間。通過(guò)針對(duì)新工業(yè)設(shè)備的特定需求設(shè)計(jì)連接器，OEM 可以在不犧牲 I/O 或數(shù)據(jù)連接數(shù)量的情況下實(shí)現(xiàn)最大的空間節(jié)省。還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)連接性的增強(qiáng)魯棒性。

定制的數(shù)據(jù)連接器可以滿足工業(yè)應(yīng)用中典型的沖擊和振動(dòng)要求、溫度范圍和液體進(jìn)入保護(hù)。通過(guò)定制解決方案，您還可以將連接技術(shù)集成到電子外殼中，確保最有效地利用空間并降低總體組裝成本。

一種常見(jiàn)的誤解是，定制解決方案太昂貴且設(shè)計(jì)時(shí)間太長(zhǎng)。如果只考慮批量生產(chǎn)的商業(yè)連接器的單位成本和工具的交貨時(shí)間，定制的解決方案可能會(huì)更高。但考慮到設(shè)計(jì)中為滿足新趨勢(shì)所需的讓步，例如在工業(yè)環(huán)境中增加功能、減小整體尺寸和穩(wěn)健性，定制解決方案的成本變得更具吸引力。

盡管原型工具和增材制造等新技術(shù)可以大大縮短時(shí)間，但必須考慮工具的交貨時(shí)間。增材制造技術(shù)正在接近制造連接器所用材料的相同性能。印刷金屬的性能越來(lái)越接近沖壓成型的高導(dǎo)電性銅，塑料材料也越來(lái)越接近機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)所需的各種高溫范圍和阻燃性(圖 4)。

圖 4. 增材制造可以為定制連接器鋪平道路。

但不僅僅是連接器組件可以從增材制造中受益。它也是用于制造它們的工具。增材制造可以制造傳統(tǒng)機(jī)械加工無(wú)法制造的工具。例如，增材制造提供了足夠的靈活性，可以將冷卻線放置在注塑模具中傳統(tǒng)加工無(wú)法做到的地方。除了模具的設(shè)計(jì)方式外，打印注塑模具和嵌件還可以大大縮短注塑成型組件的交貨時(shí)間，從而可以快速啟動(dòng)和運(yùn)行定制連接器解決方案。

如今，擁有內(nèi)部增材制造能力的連接器制造商可以成為非常有價(jià)值的合作伙伴。他們可以試驗(yàn)新的金屬?gòu)?fù)合材料，這些復(fù)合材料可以印刷并與傳統(tǒng)沖壓成型接觸系統(tǒng)的質(zhì)量非常匹配，或者塑料材料的性能可以接近連接器設(shè)計(jì)中使用的機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)的塑料的性能。增材制造正在改變?cè)S多 OEM 考慮定制連接器解決方案的方式。

與具有定制解決方案經(jīng)驗(yàn)的成熟供應(yīng)商合作可以在多個(gè)方面提供幫助，并大大縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間。通過(guò)預(yù)先進(jìn)行必要的工作(例如設(shè)計(jì)驗(yàn)證和模流分析)，合作伙伴可以將開(kāi)發(fā)時(shí)間縮短數(shù)周。除了前期工作之外，當(dāng)連接器合作伙伴可以訪問(wèn)其他連接器設(shè)計(jì)中可用于新定制解決方案的組件時(shí)，他們可以解決有關(guān)新接觸系統(tǒng)未知問(wèn)題的擔(dān)憂。

具有全球認(rèn)可的最高質(zhì)量的成熟供應(yīng)商至關(guān)重要。通過(guò)利用來(lái)自廣泛產(chǎn)品的連接器組件或現(xiàn)有接觸系統(tǒng)的專有技術(shù)并將其重新設(shè)計(jì)到新的連接器外殼中，可以大大減少開(kāi)發(fā)時(shí)間和工具成本。該策略還可以減少與新機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)相關(guān)的時(shí)間和成本。聯(lián)系解決方案的驗(yàn)證是確保您擁有高質(zhì)量連接的關(guān)鍵步驟。利用該專有技術(shù)和現(xiàn)有驗(yàn)證可以節(jié)省大量資金。

所有優(yōu)質(zhì)的連接器制造商都有一個(gè)具有里程碑意義的開(kāi)發(fā)過(guò)程;然而，標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的典型開(kāi)發(fā)過(guò)程與定制產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程大不相同。在考慮標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品時(shí)，連接器制造商需要確定市場(chǎng)需求，開(kāi)發(fā)概念，并通過(guò)客戶反饋修改和驗(yàn)證這些概念。這通常是與多個(gè)客戶一起完成的，他們都有自己的需求。設(shè)計(jì)一個(gè)連接器來(lái)滿足多個(gè)客戶的需求可能需要幾個(gè)概念和變體來(lái)滿足所有客戶想要的一部分。所有這些工作都必須在制造商完成設(shè)計(jì)或訂購(gòu)組件工具和裝配機(jī)之前完成。這個(gè)過(guò)程可能需要數(shù)月甚至數(shù)年才能最終確定一個(gè)概念。

在開(kāi)發(fā)定制解決方案時(shí)，該過(guò)程需要數(shù)周而不是數(shù)月。OEM 必須找到了解這一點(diǎn)并能夠在概念階段調(diào)整開(kāi)發(fā)過(guò)程以滿足關(guān)鍵時(shí)間表的連接器供應(yīng)商。

圖 5. 快速準(zhǔn)確地提供預(yù)算提案很重要。

一個(gè)好的定制連接器合作伙伴將擁有專為客戶特定應(yīng)用設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)流程。它應(yīng)該是可以根據(jù) OEM 的特定時(shí)間需求進(jìn)行調(diào)整的?？焖贉?zhǔn)確地提供預(yù)算提案很重要(圖 5)。隨著設(shè)計(jì)概念的最終確定和開(kāi)發(fā)過(guò)程的繼續(xù)，提案的準(zhǔn)確性可以提高。具有開(kāi)發(fā)定制連接器解決方案經(jīng)驗(yàn)的連接器合作伙伴非常有價(jià)值。

當(dāng)定制連接器解決方案是 OEM 的正確選擇時(shí)，下一個(gè)決定是選擇合適的公司與之合作。錯(cuò)誤的合作伙伴只會(huì)增加成本和開(kāi)發(fā)時(shí)間，并最終造成挫敗感。鑒于開(kāi)發(fā)定制解決方案需要投入時(shí)間和金錢(qián)，選擇合適的合作伙伴對(duì)于成功至關(guān)重要。今天一個(gè)有價(jià)值的連接器合作伙伴應(yīng)該能夠提供連接器設(shè)計(jì)方面的咨詢，而不僅僅是提供作為新連接器概念的分包商的服務(wù)。僅僅定義技術(shù)要求可能很困難。但 OEM 需要將技術(shù)要求與商業(yè)要求結(jié)合起來(lái)，以提出可靠的商業(yè)案例和可能的最佳解決方案。

連接器合作伙伴不僅應(yīng)該深入了解塑料和觸點(diǎn)設(shè)計(jì)，還應(yīng)該深入了解這兩個(gè)組件如何結(jié)合在一起以制造出可以快速輕松地制造的優(yōu)質(zhì)連接器。連接器合作伙伴應(yīng)該能夠記錄開(kāi)發(fā)計(jì)劃，包括從概念到大批量生產(chǎn)的每一步的測(cè)試計(jì)劃。合適的合作伙伴應(yīng)該有創(chuàng)新的歷史，并且以前在低成本地區(qū)或美國(guó)和歐洲的多個(gè)制造地點(diǎn)建立了全球溝通渠道。

結(jié)論

當(dāng)今的工業(yè) OEM 面臨許多挑戰(zhàn)。與現(xiàn)成的連接器相比，定制的連接器解決方案提供了巨大的優(yōu)勢(shì)?？紤]到與嘗試使現(xiàn)成的連接器適合新應(yīng)用程序相關(guān)的成本時(shí)，看起來(lái)在時(shí)間和金錢(qián)上的大量投資實(shí)際上是一種負(fù)擔(dān)得起的選擇。

當(dāng)您考慮在滿足工業(yè)設(shè)備新趨勢(shì)及其帶來(lái)的發(fā)展挑戰(zhàn)方面的平衡時(shí)，定制連接器解決方案確實(shí)脫穎而出。

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