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这为物联网硬件开发了更多的机会

时间:2020-07-02 19:13来源:互联网 作者:小狐

这为物联网硬件开发了更多的机会(图1)

我将硬件过程分解为几个阶段,并确保每个阶段都顺利通过。下面,我以智能扬声器等设备为例,举例说明。

智能扬声器/智能屏幕通常都要经过这些硬件阶段:

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1. 硬件产品的可行性研究

硬件是资本密集型产业。不管你最初的想法有多好,你都需要证明它是可行的。首先,你需要检查这个概念在技术上是否可行,是否有良好的潜在市场需求。

为了评估技术的可行性,人员通常从竞品分析开始。可以买一些市场上主流的产品,或者在网上了解它们的情况。当你花点时间研究,就会得到主要组件和供应商的数据表。这种通过COGS(销货成本)来评估设备也是一种较为直观的评估方法。COGS基本上把设备出售前所花费的所有成本计算在内:制造、运输、进出口税等。

构建MVPr

MVPr(最小可行原型)是你对产品理念的第一个实现。人员可能要花几天时间来创建第一个具有基本功能的原型。其目的是确认这个想法是有效的。不像MVP(最小可行产品)需要收集其他用户的见解,它主要是为了内部评估。

要为智能扬声器创建MVPr,可以使用商用模块或HDKs(硬件工具包)如今,谷歌、亚马逊、高通等科技巨头以及一些小公司都HDKs。HDKs大大简化了过程。同时,人员可以使用与之配套的SDK(软件工具包)固件和样例应用程序。

这为物联网硬件开发了更多的机会(图3)

选择HDK时,应考虑:

目标操作

目标语音助手:亚马逊、天猫精灵、图灵、京东、科大讯飞等。

设备规格:处理器频率、架构、麦克风数量等。

HDK包含不同数量的麦克风,有不同的价格类别。

市场调研

如果一家初创公司为其颠覆性的联网设备吸引了数百万美元的投资,那么它的产品市场可能就不适合了。市场经理为推广产品投入了大量资金,一旦你后期放慢了推广的活动,就会下滑,因为客户并没有理解你的产品及其价值。

市场调查可以帮助你从用户的角度来了解产品。

你应该了解你的客户是谁,他们的社会特征。在产品期间,人员在设计原型和用户体验时就考虑到这些用户角色。

产品了什么价值?它解决了什么问题?这个问题对你的客户来说有多严重要?

该产品的独特之处是什么?哪些特性对客户来说是至关重要的?

竞品分析也很重要。

这为物联网硬件开发了更多的机会(图4)

除了品牌定位、定价政策、市场份额等战略参数外,还应该查阅顶级竞争产品的技术规格。

接下来,当这些想法变成产品时,会发生什么呢?

2. 硬件专利

硬件初创公司应该把外观设计专利和实用新型专利放在首位。

实用性和美学是每个消费设备的宝贵资产。外观设计专利旨在合法保护产品的独特视觉特征。而实用新型专利目的是保护你的工程的新颖性。

专利价格昂贵,可能高达2万美元。如果你不能提交完整的专利申请,“临时专利”可能是你最好的选择。在提交完整的申请之前,此申请允许您保留身份一年。它的价格通常在200-500美元左右。

申请人可以通过USPTO (USA)或欧洲专利局网站核实其专利研究是否独特或符合专利申请资格。除此之外,还可以了解市场概况并跟踪当前的技术解决方案。

3. 面向消费设备的设计语言

这为物联网硬件开发了更多的机会(图5)

设计语言是硬件的重要组成部分。

根据我们的经验,许多初创公司都急于开始原型制作、pcb布线、外壳设计和采购工厂。事实上,为了创造一个真正高质量和独特的产品,我们建议你耐心一点。先花点时间一种设计语言。

你为什么需要一种设计语言?

首先,创造一个独特的、可识别的设计语言,使你的产品有别于市场上的竞争对手。

其次,将设备的外观与公司的品牌相结合是非常重要的,而设备的设计语言也要与此风格统一。您的产品应该与界面、移动应用程序和其他组件保持一致。

最后,您应该列出构成整个设备系列的工业设计原则。

4. 消费类电子产品的设计

在每个阶段,硬件流程被划分为几个紧密相连的并行流。下面我们详细的讨论各个阶段的设计。

这为物联网硬件开发了更多的机会(图6)

草图、渲染、ID(工业设计)

工业设计从画产品草图开始。草图定义了设备的一般线条和形状。设计师根据草图进行进一步的建模和渲染。

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通常,在概念建模阶段,我们会计算出2 - 4个产品ID。它们通常是用3D打印机打印出来的,有时也用机床切割出来。根据模型的不同需求,有时三维模型是按比例制作的,有时则不然。

在了模型的人体工程学之后,团队选择其中一个最优的设计进入下一个环节。

ID不仅包含硬件产品所有外部元素的设计,还包含所有内部组件的布局。例如,在智能扬声器中,不仅包括扬声器、麦克风矩阵,可能还有显示器或电池—所有影响设备大小和形状的东西。

在ID阶段,这个概念经历了很多变化。如图,我们了YotaPhone设计演变的图片,这是第一款双屏幕的电子墨水显示智能手机。

对于这款设备,产品团队进行了30多次的工业设计迭代,最终将所有必要的组件放入设备中。

这为物联网硬件开发了更多的机会(图8)

机械结构设计

完成工业设计流程的最后一个阶段是MD(机械结构设计)这个阶段在生产的同时进行。

MD是ID的一个更详细的版本。机械工程师在这个阶段创建了一个3D模型来制作模具。这个过程称为DFM(可制造性设计)DFM的结果是创建一个参数化的产品3D模型,为生产做好准备。

DFM过程有很多阶段,从第一个CNC原型的创建到最后的模具迭代。

这为物联网硬件开发了更多的机会(图9)

零件制造方法

制造零部件有三个主要过程:冲压、铸造(使用模具或工具)和切割。

这为物联网硬件开发了更多的机会(图10)

冲压:冲压是一种低成本的方法,将金属薄板在压力作用下变成不同的形状。

铸造:铸造是将熔融的塑料在高压入大型模具的过程。塑料成型后,这些部件就会被移除。制造一个工业模具需要30到50天。最重要的是,它很贵,但是制造出来的零件单位成本也很低。

模具是什么样的?

有软模具和硬模具。

硅酮或软金属,如铝,是软模具的主要材料。你可以用它们来做少量的零件,铝模的使用寿命从几百套到1000套不等。

硬模具在铸造过程中可以实现零件的高尺寸精度。你可以使用任何类型的塑料,因为这种模具可以承受高温。值得一提的是,这是制造消费设备最流行的方法。

建议一开始不要付模具的全部费用。通常的做法是在订购模具时预付30 - 50%的预付款。在完成并仔细核对所有细节后支付余额。

最好直接和模具厂签订合同,而不是通过工厂进行批量生产。通过这种方式,您将保留模具的所有权。即使将来需要更换工厂,也不需要更改模具制造商。

切割:虽然切割(CNC)不需要在模具上投资,但是零件的成本非常高。一般来说,切割是用于小的或非常复杂的零件,不适合上述生产方法的情况下使用。

PCBs:

为了使PCB布局与器件的机械设计相匹配,设计工程师和电子工程师一起协作。

下面你可以看到电路板的一组演变。通常,第一个原型是利用工具包来组装的。因此,这种带有额外线路的演示板将不符合您所需要的尺寸。根据MD的要求,电气工程师根据外壳的尺寸和内部元件(如连接器和led)的位置调整电路板的大小。这可能需要多次迭代。

这为物联网硬件开发了更多的机会(图11)

5. 硬件文档

下面是智能音箱的简化图。如图所示,您需要同时照顾几个子。正确和完整的文档对于同步所有任务流和需求非常重要。

这为物联网硬件开发了更多的机会(图12)

硬件需要3个主要文档:

产品要求文档—包含产品要求的文件。

软件需求规范—包含软件需求的文档。

外观和表面处理等说明—材料、颜色和涂层的列表。

PRD:

PRD(产品要求文档)描述了该设备的所有技术特性、功能要求、性能指标、认证要求等。从你对产品有想法的那一刻开始,这个文档在所有的生产阶段不断演进,包括对需求的所有添加和变更等。

为什么PRD如此重要?

它使参与的工程师、设计师、产品专家和业务合作伙伴团队同步。

同时也是PRD生产合同的附件。客户根据该文件接收第一批产品。

以下是PRD各部分的说明:

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CMF:

CMF(颜色,材料,工艺)可以是一个独立的文件,也可以包含在PRD中。它描述了该设备的外观和所有细节参数:对颜色、材料、性能和涂层的要求。

这为物联网硬件开发了更多的机会(图14)

它还包括QAC(质量验收标准)例如对颜色、轻微的表面缺陷、划痕等的验收说明。生产中的质量控制和验收成品时都要符合这些要求。

这为物联网硬件开发了更多的机会(图15)

除了规定了每种表面的最大允许缺陷数外,该文件还明确规定了验收流程(照明程度、被检查设备到观察者的距离等)并描述了缺陷的类型。

本文相关词条概念解析:

硬件

硬件(英文名Hardware)是计算机硬件的简称(中国大陆及香港用语,台湾作硬体),是指计算机系统中由电子,机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。这些物理装置按系统结构的要求构成一个有机整体为计算机软件运行提供物质基础。简言之,硬件的功能是输入并存储程序和数据,以及执行程序把数据加工成可以利用的形式。从外观上来看,微机由主机箱和外部设备组成。主机箱内主要包括CPU、内存、主板、硬盘驱动器、光盘驱动器、各种扩展卡、连接线、电源等;外部设备包括鼠标、键盘等。

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