A medida que los dispositivos y sistemas se vuelven más rápidos, más compactos y cada vez más potentes, garantizar un rendimiento fiable es clave. Como resultado, los ingenieros y arquitectos de sistemas a menudo deben negociar entre parámetros de costos, especificaciones comerciales y expectativas del mercado a fin de entregar un producto que sea confiable.
La confiabilidad del producto ya no es un valor agregado; es una necesidad en todas las industrias, y está directamente asociada a la reputación de una marca. Es por esto que las deficiencias en la percepción de confiabilidad pueden tener un impacto importante en la imagen de una marca, el éxito de un producto y la adopción de tecnología. A pesar de estos efectos, una reciente Encuesta sobre confiabilidad y diseño de hardware de Molex detectó que solo una pequeña fracción de los ingenieros y arquitectos de sistemas en la actualidad consideran que la confiabilidad es una prioridad principal al momento de realizar compensaciones complejas en el diseño.
Realizada en octubre de 2023, esta encuesta refleja los aportes de 756 arquitectos de sistemas, ingenieros y gerentes de ingeniería calificados de distintas partes del mundo, quienes compartieron sus perspectivas con respecto a la generación de soluciones de productos confiables. Las industrias representadas fueron la industria automotriz y de transporte, de productos electrónicos de consumo, de centros de datos, aeroespacial y de defensa, de la atención médica, industrial, de las telecomunicaciones, y otras. Continúe leyendo para explorar las opiniones de los encuestados y los enfoques relacionados que pueden ayudar a garantizar que se cumplan los requisitos de diseño y, al mismo tiempo, que no se ponga en riesgo la confiabilidad.
Los datos de la encuesta refuerzan el hecho de que el costo del producto y la capacidad de fabricación con frecuencia se entrelazan, y muestran que un 50 % de los encuestados mencionó el costo y un 46 % mencionó la capacidad de fabricación como las compensaciones en el diseño con mayores probabilidades de recibir prioridad por sobre la confiabilidad del producto. Pero, ¿son estas compensaciones realmente necesarias?
Parece ser que los avances tecnológicos en ingeniería predictiva (a veces llamada modelado predictivo) y la creación de gemelos digitales, en gran parte impulsados por la industria del transporte, van a cambiar las reglas del juego. Estas sofisticadas tecnologías evalúan de forma proactiva el rendimiento previsto del producto en escenarios del mundo real antes de crear prototipos a gran escala. Esta conciencia temprana puede ayudar a los ingenieros a lograr un equilibrio eficaz entre costo, capacidad de fabricación y confiabilidad. Contar con esta información de manera anticipada es especialmente ventajoso en dos áreas clave:
Selección de materiales: los materiales usados en el diseño pueden tener una influencia significativa en el costo de un producto, su método de fabricación, montaje y confiabilidad a largo plazo. La ingeniería predictiva puede proporcionar indicios de cómo sería el rendimiento de los materiales, al medir su capacidad para soportar el uso diario regular y condiciones ambientales más desafiantes.
Selección de componentes: el modelado predictivo puede ayudar a los ingenieros de diseño a determinar si lo que se necesita para satisfacer los criterios de rendimiento clave es un componente listo para comercializar o uno personalizado. Esta selección crítica puede influir en el costo y la confiabilidad general en todo el ciclo del producto.
¿Qué depara el futuro de la ingeniería predictiva y los gemelos digitales? La integración de estas tecnologías con dispositivos de realidad aumentada (AR) y realidad virtual (VR) ya es una realidad. Esta integración facilita la interacción directa de los ingenieros con el entorno de casos de uso virtual, lo que ayuda a generar información clave sobre costos y capacidad de fabricación desde las primeras etapas. A medida que estas tecnologías consolidadas se vuelven más predominantes, permitirán a los ingenieros visualizar las características de confiabilidad de sistemas, subsistemas y componentes antes de que se llegue a producir un producto real.
Tal vez no sea una sorpresa que el 25 % de los encuestados ubicaron el consumo de energía en los puestos más altos de la lista de prioridades cuando se trata de confiabilidad. En vista de que los usuarios exigen sistemas y dispositivos más rápidos y con más funciones, el consumo de energía va en aumento. Esta dinámica ha creado una interesante relación bilateral con la confiabilidad. Plantea desafíos desde el punto de vista del diseño de producto, especialmente en lo que respecta a la administración térmica. Pero, por otro lado, también genera tensión en la confiabilidad de la red eléctrica misma al alojar a estos patrones de mayor uso.
¿Cómo pueden los ingenieros generar diseños para las crecientes demandas de energía actuales sin poner en riesgo la confiabilidad?
Seleccionar conectores de alta calidad siempre es importante para proteger la confiabilidad, pero es incluso más crítico en aplicaciones de alta energía donde las conexiones pueden dañar el sistema o impactar el entorno. Por ejemplo, una carga inferior de las baterías de los vehículos eléctricos puede reducir su vida útil, disminuir las distancias de conducción e, incluso, generar una peligrosa fuga térmica. Se pueden aplicar riesgos similares en los sistemas de almacenamiento de energía domésticos, en los que una transferencia de energía deficiente podría inhibir el sistema de batería de respaldo cuando más se necesita.
En términos de administración térmica, seleccionar conectores de alta calidad para aplicaciones de alta potencia también puede ayudar a evitar la producción de calor perjudicial. Por supuesto, la capacidad de transporte de corriente sigue siendo un requisito clave en aplicaciones de alta potencia. Sin embargo, los ingenieros también deben buscar características de diseño especializadas, como una gran superficie de contacto y una baja resistencia al contacto, a fin de ayudar a minimizar la generación de calor.
Por ejemplo, la tecnología de enchufe COEUR de Molex ayuda a garantizar una baja resistencia al contacto en la interfaz de acoplamiento, lo cual minimiza la generación de calor al mismo tiempo que posibilita una alta capacidad de transporte de corriente. Algunos ejemplos de productos que emplean esta innovadora tecnología son: el sistema de interconexión de pin y enchufe Sentrality, los conectores de cable a placa y cable a barra colectora, de alta tensión y alta corriente, PowerWize, y las interconexiones de cable a placa y cable a barra colectora SW1. Molex ofrece una amplia cartera de productos de alta potencia diseñados para optimizar la confiabilidad.
La creciente preponderancia de los dispositivos de Internet de las cosas (IoT) y sistemas sofisticados en todas las industrias puede exponer a los productos electrónicos a un amplio espectro de condiciones ambientales y casos de uso. Los encuestados reconocieron este fenómeno, y el 23 % de ellos considera que la capacidad de un producto para resistir las condiciones ambientales y de uso es uno de sus principales criterios de diseño.
Más allá de la ingeniería predictiva, ¿cómo se puede abordar la durabilidad en el mundo real sin comprometer otros aspectos de la confiabilidad?
Cuando se trata de ambientes difíciles, las aplicaciones de transporte usualmente se encuentran en los primeros lugares de la lista. Los conectores utilizados en los vehículos deben resistir el agua, el polvo, las vibraciones frecuentes, el calor extremo y más. Además, a menudo están diseñados para priorizar el rendimiento confiable cuando el espacio es escaso. Es por esta razón que los vehículos a menudo se consideran la prueba definitiva de confiabilidad de componentes en el mundo real. Aplicaciones como la robótica industrial, maquinaria agrícola e iluminación exterior pueden beneficiarse de los conectores resistentes y probados en carretera que se utilizan en el sector del transporte.
Teniendo esto en cuenta, a continuación se presentan algunas características clave que los ingenieros de diseño deben buscar cuando seleccionen componentes confiables para condiciones desafiantes y uso en el mundo real:
- Carcasas resistentes con altas clasificaciones de protección de entrada (IP), como IP67, IP68 e IP69k, que permiten sellar el paso de líquidos y residuos.
- Mecanismos de bloqueo y alineación, como el control de la posición del conector (CPA), control de la posición del terminal (TPA), refuerzo de bloqueo primario (PLR), bloqueo secundario independiente (ISL) y bloqueo de inercia para ayudar a minimizar la desconexión accidental.
- Amplios rangos de temperatura de operación para ofrecer protección contra condiciones de congelación y de calor elevado.
Algunos ejemplo de productos Molex son: el sistema compacto sellado de conexión automotriz de 1,20 mm cable a cable MXP120, diseñado para ambientes difíciles y aplicaciones en espacios reducidos; los conectores DuraClik, con opciones de retenedor de terminal que proporcionan un nivel superior de confiabilidad de contacto, retención de acoplamiento y ahorro de espacio para aplicaciones de alta vibración y altas temperaturas; y los sistemas de conectores cable a cable sellados Squba, que ofrecen una clasificación de sello IP68 aprobada por UL y pueden transportar hasta 14,0 A de corriente para ofrecer una entrega de alimentación confiable en una amplia gama de aplicaciones.
Colaborar con los clientes para optimizar la confiabilidad
En vista de que los ingenieros se enfrentan a desafíos de confiabilidad cada vez más complejos, es claro que proveedores con experiencia, como Molex y Arrow, juegan un papel fundamental. Un abrumador 91 % de los encuestados estuvo de acuerdo con que los proveedores confiables y comprobados son esenciales para alcanzar la confiabilidad del producto.
Molex y Arrow tienen una vasta experiencia ayudando a clientes a enfrentar desafíos relacionados con la confiabilidad. Nuestra diversa historia colectiva en distintas industrias, equipos de ingeniería globales, enfoque consultivo y compromiso continuo con el cliente equipan a los ingenieros de diseño y arquitectos de sistemas con las herramientas necesarias para alcanzar el éxito. Juntos, nos especializamos en ayudar a los clientes actuales a navegar las complejas compensaciones sin comprometer la necesidad de priorizar la confiabilidad.
Descubra cómo Molex hace posible que el mundo esté conectado
Ver Productos relacionados
