硬件PM系列(四):硬件产品开发指南「构思、设计、工程、验证」

编辑导语:在上一篇文章中,作者介绍了关于硬件产品经理的需要掌握的定价策略《硬件PM系列(三):硬件产品经理需要掌握的定价策略》,除了这些以外,对于产品的开发liú程规定;本文作者分享了关于硬件产品的开发指南,我们一起来了解一下。

与软件封闭开发不同,硬件产品会涉及供应链和渠道管理,对成本和时间的X性要qiú较高。

硬件产品很难实现类似软件产品的快速迭代,初创硬件X也往往只有一次机会来交付产品。

Eric Ries X的精益开发liú程已经根植于软件开发文化中,即X build – measure – learn 精益开发循环指导软件产品的开发设计:

  • build:快速地构建一个能够投入市场试验的版本;
  • measure:衡量市场的反馈;
  • learn:X市场反馈来调整产品的思路。

这是一个循环过程,X小步快跑,迭代推进产品,但该理念并不完全适用于硬件产品的开发。

硬件产品开发需要制定更多的计划,许多环节都有很长的交货周期,往往也伴随着高成本。

如果处理不当,设计中的小错误或质量X不jiā的零件都可能使你破产。

2019 年从事智能锁行业时,笔者在深圳组装厂听闻有一家友商投产了 10w 套,生产测试时却发现硬件功耗问题无fǎ解决(方案设计未验证完全),最后老板直接跑路,留下一地基máo。

硬件产品设计一般包hán四个阶段:构思、设计、工程和验证。

一、构思

构思从明确定义问题范围开始,以概念证明原型结束,可以为后续产品开发打下X基础。

1. 问题研究

首先需要定义要解决的问题,一般可以X用户访谈来了解用户问题。

采访注意要点:

  • 沟X程liú畅并保持开放的态度,并了解对话的走向;
  • 不要谈论你的产品或解决方案;
  • 记录详细的笔记或者X,以建立用户数据库;
  • 努力建立 3 个以上的用户画像;
  • 不要仅仅专注于人们所说的话,更要注意他们是怎么说的。

几乎每个X都以“啊哈”的时刻(灵感)开始,这往往是将创始人的经验与他们要解决的问题X在一起的轶事。

初创企业资源有限,更不可能像X巨头那样采集用户数据,用户访谈是建立用户画像的基础,这些角sè是理想用户的虚构或概括性描述,进行大量此类对话还将为你X一个用户数据库。

有效的问题研究通常遵循以下清单:

1)zhēn对 B2B 客户

  • 你知道X的哪个利益相关者是决策人,可以做出决定?
  • 他们是如何X类似产品的?
  • 为什么这对他们来说是“前三大”问题?

2)zhēn对消费类客户

  • 你知道他们能够识别哪些品牌?
  • 他们居住在哪个指定的营销区域?
  • 他们的Xxí惯是什么?

3)他们愿意为你的产品支付多少费用

4)你已经定义了抢滩型用户X,并且总用户X数已定

2. 概念验证原型

概念验证「POC」(Proof of concept)原型是验证问题的主要假设,构建 POC 原型需要反复进行,此过程涉及的技巧包括:

1)在构建原型之前,需要先想出很多想fǎ,然后评估最好的想fǎ以进行原型设计。

一些人喜欢使用工具,如,思维导图、超级讨论、小组构想、头脑风bào等;但是这些工具往往不如非正式工具更有效果,如,对话、模型或对现有技术的搜索。

2)专注于测试假设。

3)优先考虑速度而不是质量。

4)使用现成零件快速搭建模型。

二、设计

X第一个步骤,你已经了解问题以及你将如何解决该问题,而设计阶段的目的便是优化解决方案,以便用户可以正常使用它。

设计阶段的每个步骤(用户开发与反馈、线框图和外观原型),旨在测试对产品外观以及用户如何与其交互的假设。

1. 用户开发与反馈

专注于用户反馈的初创企业更有可能获得成功,在构建概念验证原型之后,将原型放置到用户可能的使用环境。

只有当你 < 产品经理 > 看着设计 < 产品 > 被使用时,你才能了解到你的设计有多糟糕。

在用户开发与反馈阶段的采访要点:

  • 记录详细的笔记和/或X;
  • 尽可能建立长期沟通反馈;
  • zhēn对 B2C:允许用户使用该产品,而无需对其进行解释或设置;
  • 不要问用户会改变什么,观察他们如何使用它;
  • 不要过多地关注细节,如颜sè和尺寸。

2. 线框图

获得足够的反馈之后,你需要对产品的设计进行迭代,线框图X过程从完整的产品体验(高级“cǎo图”)开始。

主要描述点:

1)包装

  • 你的包装是什么样的?
  • 你如何用 9 个字以内的字数(平均框形区域)来传达你的产品hán义?
  • 你的包装盒有多大?
  • 它在商店/货架上的位置?

2)X

  • 你的产品在哪里X,以及人们在X之前如何与之互动?
  • 有互动显示吗?
  • 客户在X产品之前是否了解了很多有关你的产品的信息?
  • 客户是冲动性X吗?

3)chāi箱

  • 打开箱子的经验是什么?它应该是简单的、明显的,并且只需要最少的精力。

4)设置

  • 客户需要经历哪些步骤才能准备好首次使用?
  • 除了包装盒中随附的配件外,还需要什么?
  • 如果它不起作用(即无fǎ创建 WiFi 连接或未安装智能X应用程序)怎么办?

5)首次使用

  • 如何确保用户快速熟悉你的产品?
  • 你在产品中设计了什么来X客户?

6)重复使用或特殊用例

  • 你如何确保用户不断返回到你的产品并享受他们的体验?
  • 你的产品可能会遇到特殊的用例:连接/X丢失,固件更新等。

7)客户支持

  • 用户遇到问题时,他们会怎么做?
  • 如果向他们退换设备,该交易/设置如何发生?

8)寿命终止

  • 大多数产品在 18 或 24 个月后就会淘汰,如何迭代?
  • 你希望用户X另一台吗?
  • 他们如何从一种产品过渡到另一种产品?

3. 外观原型

外观原型呈现的是最终产品的外观模型,但无fǎ正常工作。像过程的其他部分一样,建立外观模型是与用户重复沟通的过程。

从广泛的想fǎ开始,并努力选择一些可以满足用户标准的概念。

外观原型设计过程从产品的高级cǎo图开始,大多数工业设计师会进行现有技术搜索,以寻找相关的形式和产品,一般情况下 ID 设计师会查看其他产品并对其形式进行采样。

一旦选择了一些cū略的概念,就该评估产品的形式在现实世界中将如何工作。唯一适用的规则是:快速,便宜地X它们。

一旦选择了一种形式,就需要考虑模型的比例或大小的细节,通常情况下有两到三个对产品的“正确感觉”的维度至关重要,必须突出显示用户体验的某些细节。

每个产品都有一种“设计语言”,用于与用户进行视觉或体验交liú。

为了快速确定产品的最终外观,设计师需要研究颜sè、材料和工艺,通常称为CMF。

低保真 CMF 研究的输出是该产品的高质量数字模型,这通常包括先前步骤中的所有内容:形式、大小、图标、UX、颜sè、纹理和材料。

这些高质量的渲染也是几乎所有营销材料的基础,几乎每个硬件企业都会使用渲染图进行X。

如果你的产品具有数字接口,则创建更高保真度的模型对于定义品牌的用户体验非常有帮助。

在设计步骤中,有一个通常被遗忘的步骤是包装。

X出高保真的外观原型后,返回给客户以测试在此过程中做出的许多假设。通常需要进行两次或三次迭代才能获得外观精美的原型。

设计过程完成后,你将获得一个漂亮的产品模型,该模型可以展示你的设计意图,但无fǎ正常工作。

客户和投资者应该能够X与该模型进行交互来快速了解你的产品。

三、工程

工程阶段的每个步骤(规格、功能原型以及固件/软件)均旨在确保产品可靠地运行并且具有成本效益。

到liú程结束时,初创X将拥有一个功能良好的 demo 原型,但没有良好的用户体验,工程阶段一般与设计阶段同时完成。

1. 工程规范

精心设计的产品的最好标志之一是工程规范文档的严格性,一般zhēn对的是 PRD 产品需qiú文档。

工程规范(或产品设计/需qiú规范,通常称为“规范”)是创建每个硬件产品的关键文档。

可以X七个核心领域来定义大多数产品:

1)商业广告和fǎ规

  • XX和X商建议零shòu价;
  • fǎ规要qiú;
  • 可接受的保证金结构;
  • 产品更新时间表(EOL);

2)硬件和传感器

  • 整个硬件的原理图和 PCB 图;
  • 主要 BOM 元器件列表;
  • 传感器要qiú;

3)电子产品

  • PCB 的大小;
  • 内存;
  • 处理器和无线电的要qiú;
  • 电池的大小/寿命/化学性质;

4)固件和库

  • 固件使用的cāo作系统或嵌入式环境;
  • API 规范,所需的外部库;

5)软件和 Web

  • 开发的软件堆栈和环境;
  • X器基础结构要qiú、SCM 计划、错误状态;

6)耐用性和包装

  • 使用寿命要qiú;
  • 各种子系统的周期;
  • 包装要qiú;

7)环境和X

  • 工作wēn度和湿度;
  • 可维护性和退货liú程说明;
  • 客户支持系统和公差;

许多大X都依赖大量的文档,这些文档通常是精心编写的,并且充满了表格/图表以及所有可能的细节。

即使对于某些类型的产品来说这是必需的,但对于大多数初创X而言,这仍然会带来很多开销。

而依靠“工作规范”更为有效,一般X按需qiú组细分共享大纲。许多初创X在了解有关其产品要qiú的更多信息时会不断更新此文档。

2. 功能原型

一旦规范中记录了足够的信息,就该开始使用解决方案解决每个需qiú了。

这最终形成了一个原型,该原型通常看起来与最终产品完全不同,但功能可靠且满足规范的每个要qiú。

功能原型旨在解决因开发工程需qiú而发现的大量问题:核心功能、组件选择、PCB、力学、X和组装。

大多数产品具有“核心功能”,这是迄今为止确保可靠使用的最重要系统。

选择组件可能需要几个月的X和鉴定(测试),以确保它们满足基本的功能和耐用性要qiú。

如果你的产品具有印刷电路板(PCB),则在准备投入批量生产之前,通常需要进行 5 到 10 个修订。

PCB 开发过程从选择组件开始,然X入面包板,并完成了一系列预制板。

所有组件和 PCB 都需要封装在外壳中,如果外壳中包hán金属,则通常需要较长的开发周期。

几乎每个产品都至少具有一个塑料部件,模制塑料零件通常需要 8 到 12 周的时间进行开发和调整,因此尽快完成设计将放宽你的时间表。

随着产品越来越接近批量生产,关注可能出现的组装故障点和成本/时间优化成为焦点。组装还包括设计诸如线束、粘合剂、紧固件、对准/X特征、间隙和工具可行性之类的东西。

3. 固件和软件

电气工程师(和嵌入式系统人员)在构建固件时具有多种样式和开发顺序,最常见的是“自下而上”的方fǎ。

该过程从最低级别(硬件)开始,并逐步扩展到 Web 或 App:

1)硬件测试

  • 建立测试硬件的基本功能,以确保正确设计 PCB 和原理图;
  • 测试固件闪烁,循环上电,LED闪烁,喇叭提示等;

2)命令

  • 测试每个数字组件(I2C,SPI,串行,USв等总线上的任何组件);
  • 这是一项基本的功能测试,可确保组件以正确的参数响应;

3)函数

将每组命令和逻辑序列包装在自定义函数中;

4)库

开发相互依赖的功能组;

5)管理器

许多产品都是多线程,需要保证每个线程可靠地运行。

6)API / Web

  • 这些线程函​​数然后与各种 Web X进行通信;
  • 许多产品具有双向通信,因此硬件可以向X器发起请qiú,而X器可以向硬件发起请qiú。
  • 构建有条理的,合理的API有助于确保通信高效且稳定。

在首次组装出功能原型后,通常会有很多不足之处。有时,规范文档的要qiú不完整/不正确,或者组件可能无fǎ达到规范要qiú。

在进入最终开发阶段之前,通常会至少构建 3 或 4 个全功能原型。

四、验证

验证阶段是产品开发中最常见的标准化阶段。

验证是一个逐步严格的过程,当验证阶段从工程原型(EP)过渡到工程验证(EVT)、设计验证(DVT)和生产验证(PVT)时,每个阶段都将重点放在zhēn对批量生产(MP)的优化上。

1. 工程原型 EP

工程原型「EP」是设计和工程相结合的第一步。

你可能还记得在设计和工程阶段中每个阶段都以一个原型结束,合并这两个原型可能具有挑战性。

工程原型过程应以以下内容结束:

  • 5 个或更少的单位(通常 1 个就足够了);
  • 没有工具和有限的成本优化,如果单位成本非常高(通常是生产版本的 10 倍以上)也可以;
  • 准备发送给合同X商报价的“数据库”(或零件和模型文件的完整列表 BOM);

EP X了产品开发过程中最大的单个步骤功能,对于 B2B /企业X:EP 通常足够好,可以开始X。由于X周期往往会更长,因此对 EP 进行演示并承诺在几个月内交付生产版本是合理的。

如果你的产品具有 PCB,则是时候进行性能和成本的最终优化。

EP 的最重要部分之一是完善用于大批量生产的塑料和金属零件的设计,通常被称为 DFM(X设计)。

对这些零件进行优化后,工程师通常会进行几次“空运行”装配,以测试装配顺序,电缆长度,间隙和配合/功能,在 EVT 构建过程中对此进行了进一步优化。

当一切都搞定之后,你便有了最终的 EP。

2. 工程验证测试 EVT

工程验证测试「EVT」是核心产品工程的最终测试。

在 EVT 构建期间提出的问题是“我的产品是否满足规范的功能要qiú?” 。

首次 EVT 构建的常用参数:

  • 通常为 20–50 个单位;
  • 合同X商第一次组装单元,这个阶段可能会X出很多问题;
  • 建立在尚未完成的工具上(通常称为“第一qiāng”),因此通常会出现闪烁,着sè不正确,无纹理甚至零件配合严重问题;
  • 基本测试,包括功率、过热和 EMI 等。

进行更改后,进行第二次 EVT 构建并不少见。

EVT 通常是第一次在生产环境中使用 PCB(尽管通常使用预生产或测试固件)。

EVT 单元是使用 EP 阶段中规定的生产组装程序构建的,这包括建立产品的子装配体,然后将它们结合在一起。

一旦子组件完成并连接在一起,你将看到第一批 EVT 生产单元首次通电。

然后,这些 EVT 单元将进行一系列功能测试,比如一些基本的功耗测试。EVT 单元还将经过测试,以确保它们不会过热并且可以承受 EMI /静电累积。

如果发现主要的设计缺陷,则执行另一个 EVT 构建。否则,将继续验证设计。

3. 设计验证测试 DVT

设计验证测试「DVT」是首次将生产过程作为主要重点。

DVT 构建的核心问题是“产品是否满足包括fǎ规和环境方面的所有可能要qiú?” ,

DVT构建中的常用参数:

  • 通常为 50–200 个单位;
  • X可shòu单元之前的最终验证测试;
  • 优化产量(下线的产品所占百分比)和时间(每天X的产品数量);
  • DVT 装置经过大量测试。

由于要构建的单元太多,因此 DVT 构建将重点放在使单元保持一致运行的工具和技术上。

如果尚未建立生产构建环境,那么该构建环境了。

请注意,组装步骤与 EVT 构建相同,但数量要大得多。

然后将 DVT 单元进行大量测试,DVT 单元通常用于fǎ规测试。

如果你的产品具有装饰性功能,例如模内装饰、移印、塑料sè或丝网印刷。则 DVT 单元通常是使用生产装饰性工艺X的第一个单元。

4. 生产验证测试 PVT

生产验证阶段「PVT」是第一次正式生产运行。

PVT 阶段仅专注于生产,除非出现严重问题,否则绝不会改变产品,PVT运行的常见过程:

  • 通常超过 500 个单位或首次运行的 5–10%;
  • 如果一切顺利,这些单元可以X;
  • 无需更改工具;
  • 仔细分析指标以X批量生产,产量、数量、时间、返工时间等;
  • X生产线设置和培训程序;
  • 最终的质量X/质量Xliú程。

夹具和固定装置对于确保可靠的组装至关重要。

根据合同X商的能力,有时你需要设计和X自己的夹具和固定装置。

PVT 版本是调整工具和liú程的最后机会,该阶段必须开发和测试质量保证(QA)和质量X(QC)程序。

设备X QC X后,就需要与配件进行匹配,将它们放在盒子中准备发货,观察客户使用第一批设备。

5. 批量生产 MP

批量生产「MP」是第一次全面生产,通常满足大多数供货商的最小订购量 MOQ。

第一次批量生产的常用参数:

  • 单位:对于消费类产品来说,通常为 1000 套;
  • 某些单元的故障和良率分析,常见为 1% 以内;
  • 开始考虑优化供应链以进行后续生产;
  • X销量/需qiú。

在营销和分销阶段,你需要时刻关注用户的使用情况,记录和分析用户故事,这个过程往往会显现出一些需要改进或解决的问题。

在第二次生产运行中,通常会进行一些更改,包括:

  • 降低成本;
  • 产量/质量提高;
  • 现场故障分析,确保所有发生故障的单元都可以返回给工程团队进行诊断;
  • 必要时设置第二条线。

路漫漫而修远兮,吾将上下而qiú索!!!

前期文章回顾:

硬件PM系列(一):硬件产品经理需要具备的核心素质

硬件PM系列(二):硬件产品经理需要熟知的设计liú程

硬件PM系列(三):硬件产品经理需要掌握的定价策略

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