如何在互联硬件设计中避免代价高昂的意外

在设计连接硬件产品时，有很多方法可以使项目在产品未完成或处于可制造状态的情况下横行并最终远远超出预算。我们已经无数次看到这种情况发生，这从来都不是一个人的错，而是缺乏对完整产品设计过程的了解以及避免这些成本意外所需的经验。

经过多年看到客户走上错误的道路，我们提出了一个简短的考虑事项清单，供公司在设计或聘请开发团队创建互联硬件产品时考虑。此列表包括：

• 尽早定义您的产品规格。
  • 包括零售或批发级别的单价，并包含外壳的突破。
  • 使您的环境和安全定义准确但克制。例如，如果您不需要完全浸入水中的防水解决方案，但淋雨也可以，请使用较小的。
• 如果有限的预算会推动选择，那么采取的步骤的顺序非常重要。
  • 在工业设计开始之前进行早期的 PCB 架构、热评估和体积调整。
• 寻找一个具有类似生产数量经验的团队。
  • 拥有与您预期开发和销售的数量相同的生产方法的经验将有助于您的产品开发专注于满足您目标的解决方案，并且不会引发不适当的制造或加工成本。如果您想要一款应用和产品，请找一个可以进行物理和数字设计的团队，以使其更具凝聚力。

规范——尽早、全面地定义产品，同时保持产品的专注

尽早定义产品规格的原因有很多。这些包括产品组件、价格目标、用户人口统计、产品数量、使用寿命等内容。通过在开发过程的早期定义这些，产品开发咨询公司可以为您提供有关如何实现目标的建议，并指出需要避免的事情。例如，如果您想将产品中的塑料零件的成本目标设定为 10 美元，您可能不得不放弃一些美学选项，例如二次成型或不必要的复杂零件数量。要获得实际可以以该价格制造的零件，您可能需要接受一种更简单的设计，以减少注塑模具或滑块（工具中的移动部件）的数量或最大限度地减少生产过程中的额外步骤。

要记住的另一件事是在您的规格中非常具体。通过包括所有组件，例如 PC 板、显示器、LED 或 wifi 芯片的数量，初步成本范围将更加准确。此外，这些部分的要求应与您的产品在其市场上需要满足的任何合规性或监管要求的审查一致，无论这是由认证、安全标准还是您的竞争所驱动。

您计划将产品销售到的国家/地区也会增加开发成本。如果您只选择美洲，则安全提交和要求与您销往欧洲的情况不同。确保您从一开始就获得所有所需的国家/地区认证，比在开发过程后期解决一组额外的认证要求成本要低得多。等待稍后执行此操作可能会导致组件选择中的大量重做，因为某些组件已经符合 UL/CE/RoHS 合规性，而其他组件则没有。记住您现在和将来要销售的所有国家/地区，可以帮助确定您应该使用哪些组件。例如，使用已通过 UL 认证的电源可避免未来出现任何电源合规性问题。

步骤顺序可以决定开发成本

限制产品规格是许多公司忽视的一件事。诸如防水之类的东西需要更多的开发工作并具有更高的制造成本。例如，泼水、淋雨和防水具有显着不同的技术要求。仅仅让产品防雨并在下一代防水可能更有意义，或者可能结果是市场从来没有真正需要防水，客户也不想为此买单。我们信奉的一句话是：“如果您的产品在第一次迭代中就完美无缺，那么您上市的时间太长了。”对于花费数百万美元用于开发的跨国公司而言，情况可能并非如此，但对于一家小公司而言，有时更重要的是将您的产品推出市场并向客户展示您提供的价值，而不是完善它的一切。第一次迭代可能会有一些妥协，您可以在第二代中升级或更改，但很多时候，公司将第一次产品发布的目标设置得太高，从而阻碍了自己的成功。

开发顺序也是降低风险和最终产品开发成本的一个因素。如果有定义一组组件的功能需求，并且这些组件既有物理尺寸又有一组性能驱动因素，例如它们在高温下工作时不能很好地工作，并且有功率、寿命或维修要求没有主动冷却（即风扇）的限制，那么必须在工业设计工作或正式的外壳工程开始之前定义和评估这些设计限制。

我们研究的一个例子是一个室外无线系统，它需要在 55 摄氏度的温度下从海平面到 18,000 英尺运行，而且没有风扇。最初的机械工程部件布局和最初的热评估工作是在项目开始时完成的。组件架构和热工程工作之间的这种来回优化导致了尺寸、散热器板位置和布局，使工业设计能够准确开始。这意味着我们客户审查的早期概念不需要重做或更改，因为热和射频性能工程需要新的尺寸或架构布局。这节省了大量时间和代价高昂的重做。

早期的架构研究也可以指出之前没有注意到的问题。仅仅通过一个模型，你就可以看到一些东西，比如一块金属板，它会阻挡天线并在连接中产生一个死区。在我们的一项互联产品开发计划中，我们正是发现了这一点，因此必须优化天线位置，以防止设备内的金属板造成连接干扰。正是这些早期的架构研究在我们深入项目之前警告了我们这一点。

将设计经验映射到您的产品目标

寻找具有相关工作经验的团队可以帮助您在产品开发中“远离杂草”。如果您的产品包含一个应用程序，请找一个之前设计过应用程序并且知道如何以吸引试用用户并迅速将他们转变为购买客户（而不是寻找其他地方）的方式设计它们的团队。将应用和硬件产品设计团队集中在一个屋檐下可以弥合物理世界和数字世界之间的鸿沟，让您的用户获得更难忘的产品体验。

产品开发公司在生产方法方面的经验也应符合您的产品数量目标。例如，每年 200 件产品的制造目标与每月 100,000 件产品的制造目标大不相同——并且应该推动非常不同的设计团队选择。曾在大批量塑料外壳中工作并不能使公司成为制动成型金属板的专家，反之亦然。这种在各种制造方法中的经验使人们敏锐地意识到某些设计、制造和装配选择的雷区。如果尽早让合适的设计师参与进来，他们可以帮助引导自然选择，从而实现出色的设计，而不会陷入困难或成本过高的制造方法的陷阱。

在开发的早期引入制造商（有时称为合同制造商或 CM ）还可以节省资金，并且通常可以节省数月的生产启动时间。通过让一些计划开始预生产，从而在工具、培训和材料/组件准备之间获得数月的长时间协调，也可以加快这个加速时间。有一次，在早期设计审查期间，一位 CM 建议如果我们将 PCB 翻转过来，他们可以进行过程中测试——这意味着为客户节省成本。对我们来说，当时在流程中“免费询问”，但后来将是一个巨大而昂贵的改变。

合适的东西

没有完美的产品开发公式，您可以在其中输入想要制作的产品，然后列出要采取的步骤。每个项目都有很大差异，找到一个有合适经验的公司或团队，从长远来看可以为你省去很多麻烦。很多时候，人们在使用了一家只做创意工作的设计公司后来找我们，并抱怨没有一个零件实际上是可制造的。这种情况一直在发生，因为许多公司没有将产品投入生产所需的工程和制造经验。在流程后期更改内容可能非常昂贵，因为几乎每个部分都需要重新设计，并且需要重新评估制造设计 (DFM)。

从长远来看，了解这些事情有助于节省时间和金钱，并使项目免于痛苦的补丁和修复。在开始新产品设计时，给出明确的规格是我们首先需要做的事情之一，因为在过去的 37 年里，我们已经了解了许多规格背后的痛点，并且知道可以帮助指导客户成功的过程，为其互联产品提供经济高效的解决方案。