
對于硬體企業而言,了解硬體原型開發程序、需要創建的各種原型以及可以使用的電子原型制作工具至關重要,

原型制作的重要性
# 1 - 降低風險:原型 = 經驗
產品開發是一個反復的程序,你創建的原型越多,你就可以了解更多有關下一版本要克服的挑戰,以及改進原始思想的方法,
通常,開發新產品時越早確定改進的領域,進行這些更改和改進的成本就越低,
例如,對你的想法進行更改不會花費任何成本,但是如果你在產品交付后發現錯誤,那可能就是你事業的終點,
原型制作還可以讓你很好地了解物料清單 BOM 的成本,并由此大致估算出產品的零售價,
# 2 - 獲得資金
通過有形實物證明你的想法,更能激發潛在投資者的信心,
除了證明概念外,原型還是一種很好的方式,使你可以感受產品的外觀,并在不同的條件下進行測驗獲得用戶反饋,

原型型別
每個原型都有其目的:演示產品的功能,用于市場營銷,確保資金投入,測驗人體工程學,測驗某些假設或收集有關該產品的更多資料,
因此,產品開發的不同階段需要最適合該特定階段的不同型別的原型,

# 1 - 概念驗證原型
概念驗證「POC」原型通常是你的想法的第一個有形表示,旨在證明其在現實世界中的技術可行性,
對于電子產品,通常使用現成的開發板,如,Arduino 、樹莓派或面板板制成,
Arduino 是一個開放源代碼的電子原型平臺,它易于使用,可用于創建一些核心的電子專案,
POC 的唯一目的是演示產品創意的核心功能,因此,在當前階段,諸如美學,定制 PCB 和設計之類的事情并不是優先考慮的事情,
可以將電子設備封裝在現成的塑料盒中,或者封裝在木盒中,
如果專案需要,還可以使用金屬外殼,防水外殼和手持設備外殼等,
一些制造商還提供了根據你的要求,在外殼上切出孔和槽的服務,如果你需要更多定制產品,則可以使用 3D 列印和激光切割之類的程序來創建定制外殼,
# 2 - 功能性原型
雖然原型板在使用各種傳感器和屏蔽罩時具有極大的靈活性,但在過渡到批量生產時,它們在經濟上不可行且效率不高,
產品的功能通過驗證后,你將需要定制設計 PCB,
定制 PCB 可以減少開發板中不必要的組件,并有助于減少外殼所需的內部空間,還可以幫助你用等效或更好的替代品替換電子組件,從而幫助你簡化供應鏈并進一步降低成本,
# 3 - 外觀原型
外觀原型沒有任何電子裝置或功能,但具有最終產品的外觀,
外觀原型是工業設計程序的最終結果,該程序設計了產品的外觀和感覺,
工業設計對于最終用戶與底層電子產品互動有限的消費產品尤為重要,但是產品的外觀和可用性是決定客戶購買決定的主要因素,
工業設計師致力于產品的美學,CMF(顏色,材料和表面處理)以及用戶體驗,
由泡沫或粘土制成的模型在完善產品形式和測驗人體工程學方面起著重要作用,
黏土模型在汽車工業中被廣泛使用,而泡沫和 3D 列印模型對于消費類產品的設計者來說更為普遍,
在有形物體上進行作業有助于識別物體的真實比例和形式,這對于打算配戴或手持的產品而言顯得尤為重要,
隨著 3D 渲染軟體的進步,無需制作原型就可以及早開始營銷活動,
# 4 - Alpha 原型( 工程原型 )
這是將“類似作品”和“類似外觀”的原型集成到一個功能齊全且外觀接近最終產品的單個原型中的階段,
這種型別的原型最常用于眾籌活動和演示目的,定制設計的 PCB 被集成到定制設計的塑料外殼中,
在這個階段,工業設計師可能會微調外觀和形式,同時結構工程師需要確保產品符合工程要求,
這個階段會使用更先進的技術,如,CNC 加工和 3D 列印,
但是,該原型仍未準備好進行批量生產,因為需要針對更大批量的制造工藝進行優化,如,注塑工藝等,
進行 DFM、DFA 優化,準備模具,準備制造并將所有零件整合在一起,需要花費大量時間和金錢,
設計良好的產品需要從一開始就考慮 DFM 和 DFA,以便順利過渡到批量生產,

# 5 - Beta 原型
Beta 原型在外觀和功能上與 Alpha 原型非常相似,但主要區別在于總體設計經過了 DFM 和 DFA 優化,并且原型由與大批量生產的工藝非常相似的制造工藝制成,
硅樹脂成型是一種與注塑成型零件非常相似的常用工藝,可用于制造 20 至 50 個單位的樣品,
外殼設計針對注塑程序進行了優化,塑料零件經過了模流仿真,以確保以后的塑料流不會在模具中引起問題,
在此階段,將考慮工程分析,包括公差分析,熱模擬和結構優化,
發送 Beta 測驗版原型單元的目的是要獲得電子產品的各種認證,例如 FCC,UL,CE,RoHS,SRRC 等,具體取決于產品和銷售地區,
原型還經過測驗和驗證,以確保產品可靠地作業,并能夠承受為其設計的使用環境和用例,
1)工程驗證測驗(EVT)
這是為了確保產品符合規范或 產品要求檔案 「PRD」中定義的所有功能要求,
PCB 在熱、功率和 EMI 相應環境下進行測驗,如果滿足所有功能要求,則表明已通過 EVT階段,
2)設計驗證測驗(DVT)
根據產品必須承受的環境,對原型進行了水下浸沒,從特定高度掉落,燃燒,磨損等的測驗,
在經受了這些測驗之后,原型仍應具有可靠的性能,并且不應損壞或磨損超過可接受的標準,
3)產品驗證測驗(PVT)
這種測驗是使用實際生產工具在下線的第一個試點上進行的,這些是通過 PVT 階段即可出售的單元,
此測驗的目標是確保生產線上沒有問題,工人了解組裝程序,并消除生產程序中的任何低效率,
# 6 - 生產前原型
這是你最接近要大規模生產的最終產品,在此階段,將切割用于注塑成型程序的鋼模,并且不能對產品進行重大更改,
因此,在此階段之前“凍結”設計很重要,
在開始批量生產之前,此階段制造的零件用于設定質量控制和驗收標準,
最終的 GOLD 樣品可作為理想產品質量的參考,在逐步擴大到大規模生產之前,PVT 使用了總制造量的約 5-10% 的單位,
在 Beta 原型階段和預生產階段中,當預計產品不會再發生任何更改時,你還需要開始并行處理產品包裝和市場營銷材料,
THE END
- 祝 好 -

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