在詳細開發階段，你需要將產品計劃正式變成一個可制造的產品。

你將需要不斷制造和測試產品原型，直到具備生產條件為止。

詳細開發階段包括四項活動：

• 制作原型；

• 測試；

• 采購；

• 制造。

1、制作原型

硬件產品的原型設計可以分為三類：

• 功能原型：在功能上與最終產品;

• 外觀原型：在外觀上和最終產品相似。

• 工程原型：既是功能類似的，同時也是外觀類似的，與最終產品的差別不大，也被稱為 Alpha 原型。

初始的外觀原型一般是在產品計劃階段創建，但在產品開發過程中，受到工程技術或市場反饋的影響，可能需要對設計做改動，這時候也會更新外觀模型。

初始的功能原型一般在面包板或 Arduino 上使用各種電子元件和開發工具搭建，這樣做有三個優勢：

• 在正式設計和定制 PCB 之前，你可以對所做的電路設計做大量測試和調試；

• 相比于 PCB，在面包板上或 Arduino 進行測試和調試更容易；

• 軟件開發者不必等到印制電路板制造出來，就可以快速著手軟件開發。

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由于面包板不夠靈活，你必須使用可定制的 PCB 來制作功能/外觀原型，初始原型可能還有自己的外殼和其他使用 3D 打印機制作的機械部件。

接下來的原型將使用最終材料制作，通常會用到注塑成型工藝，這樣你就可以測試產品的機械特性，檢查顏色、尺寸、拋光等是否滿足要求。

你需要對工程原型做大量測試及調試，然后對原型做進一步改進。

這個過程會反復進行，直到產品可以正式投入生產為止。

簡單的產品可能只需要一到兩個工程原型，而復雜的設備可能由許多零件組成，有較高的精度要求，這種產品需要用到許多原型，比如，智能手機。

2、測試

測試的目的在于找出問題，越早發現問題，修正的成本越低。測試貫穿產品開發的整個流程，甚至在制造過程中也會進行測試。

測試可以劃分成幾個大類，它們之間存在一定關聯：

• 設計確認測試（Design Verification Testing）；

• 認證測試（Certification Test）；

• 設計驗證測試（Design Validation Testing）；

• 制造測試。

1）設計確認測試

有時也稱為工程測試或臺架測試，它與開發階段有關聯。

設計確認測試用于檢驗產品的工程設計是否合理，通常，設計確認測試會做大量工作。

2）認證測試

可以將其看作設計確認測試的一部分，一般在開發結束時才做。

幾乎所有包含電子元件的產品都要做認證測試，以確保它們符合相關法規和標準的要求。

做認證測試時，通常需要把產品發送給一個第三方測試機構，他們將根據相關法規和標準測試產品的安全性和性能：

• 如果產品通過了測試，你就能拿到認證證書；

• 如果認證失敗，你必須重新調整設計，并再次申請測試。

3）設計驗證測試

用來驗證產品的設計是否正確，以及產品投入市場后能否實現預期的用途，例如，外觀、手感、可用性等。

在整個產品開發周期的不同時間點上，你都需要做設計驗證測試。

4）制造測試

在生產過程中的一個或多個時間點上，你需要做制造測試，以保證生產出的產品都是合格的。

對于簡單的產品，制造測試可能很簡單，只需要按幾個按鈕觀察設備能否正常工作即可。

而對于有一定復雜度的產品來說，比如醫療器械、汽車、防空設備、航天應用，開發自動制造測試系統需要付出的成本幾乎與開發產品本身一樣多。

3、采購

原型的采購活動和正式產品的采購活動不同，為產品做采購要付出更多精力和努力，采購量一般也遠多于原型，要考慮的問題也很多，比如零件供應渠道是否穩定、庫存管理是否規范、付款條件是否合理等。

為原型采購零件也是需要花一些心思的，這個過程中有如下兩個問題經常被忽略：

1）原型中的零件確?？梢杂迷谡疆a品中

在為一個產品訂購零件時，你最不想聽到的是原型中使用的那款 LCD 已經買不到了，這很可能意味著一切要從頭再來。

2）許多零件的交貨期很長，尤其是全定制或半定制的零件（可能需要幾個月）

你有必要提前訂購所需零件，以便讓這些零件能夠及時到位。

否則，由于零部件不到位，從開發完成到開始制造可能要往后延遲幾周甚至幾個月。

一旦拿到所有需要的零件，你就可以開始把這些零件組裝成可以銷售的產品。

4、制造

制造是個復雜的過程，包含許多步驟，有很多地方容易出錯。

為了找到可能存在的問題并予以修正，首先要做兩項活動：

• 新產品導入；

• 試生產。

#1 – 新產品導入

新產品導入「NPI」（ new product introduction ）流程的目標在于確保最終產品原型能夠在工廠中由機器和工人順利進行大批量生產，并保證生產成本控制在合理范圍內。

這個過程中可能會出現什么問題呢？

在最簡單的情況下，比如小批量生產，產品開發者和制造者是同一撥人。

他們了解組裝和測試產品的所有流程及問題，當發現更好的生產方法時，他們能夠及時調整生產工藝。

在這種情況下，NPI 很容易，制造產品就像大批量生產產品原型一樣。

但是，如果把生產外包，情況就會有很大差異。

此時，在 NPI 中有很多新因素，比如新面孔、新工序，甚至可能還有新語言（國外生產）。

整個過程會變得很復雜，此時可能需要參與者付出極大的努力，才能將設計師和開發者腦中對產品的所有認知變成詳細、明確且通俗易懂的產品介紹和可靠的制造流程。

根據產品組裝和測試的復雜程度，NPI 涉及的面很廣，設計師和開發者和工廠員工之間的交流互動也會比較頻繁。

比如一款只包含一個電路板和一個簡單卡扣式外殼的產品，與之相應的 NPI 可能只需要一天。

如果是比較復雜且重要的機電產品，像助搏器（通過泵血刺激微弱的心臟跳動）， NPI 可能要花幾周甚至幾個月。

有了一套能夠幫助我們以最小成本實現大批量生產的制造流程后，接下來就可以開始制造第一批產品。

#2 – 試生產

試生產是一次針對你希望作為標準的制造流程而進行的“模范生產”，生產出來的這款產品應是可銷售的。

你必須仔細審查生產過程，以找出那些效率低下的環節以及有可能導致產品不合格的因素。

你必須認真檢查第一批下線的產品，除了測試功能，還要檢查各種機械公差以及焊接質量，比如電路板上的焊劑殘留等，這個過程通常稱為“首件檢驗”。

#3 – 持續生產

隨著一路解決遇到的各種問題，生產變得更容易預測，但是，此時仍未到設計師和開發者可以完全放松的時候。

例如，出于各種原因導致零件供應不穩定，無論哪種情況，你都需要重新設計產品。

同時，你也許要重新調整產品的內部結構，以便削減成本。

降低成本的方法通常有：

• 使用更便宜的零件；

• 降低組裝難度，組裝的人工成本可能會吃掉你很大一部分利潤；

• 增加產品可靠性（在保修期內降低退貨率）。

總結

通過詳盡的計劃，將每個階段和每項任務都落實到計劃里，并以最高效的方式安排每一項活動的順序，你就可以大大減少后期的工作量。

THE END

- ?祝 好 ?-