Como evitar surpresas dispendiosas no design de hardware conectado

Ao projetar produtos de hardware conectados, há muitas maneiras de um projeto ir para o lado e acabar muito além do orçamento sem que o produto seja concluído ou esteja em um estado de fabricação. Já vimos isso acontecer inúmeras vezes e nunca é culpa de uma pessoa, mas sim da falta de compreensão de todo o processo de design do produto e de ter a experiência necessária para evitar essas surpresas de custo.

Depois de anos vendo clientes seguirem o caminho errado, criamos uma pequena lista de considerações a serem levadas em consideração pelas empresas ao projetar ou contratar uma equipe de desenvolvimento para criar um produto de hardware conectado. Esta lista inclui:

• Defina as especificações do produto com antecedência.
  • Inclua o preço unitário no varejo ou no atacado com uma divisão para o gabinete.
  • Torne suas definições ambientais e de segurança precisas, mas contidas. Por exemplo, se você não precisa de uma solução à prova d'água totalmente submersível, mas a chuva torrencial funciona, use a menor.
• Se um orçamento limitado conduzirá às escolhas, a ordem das etapas tomadas é muito importante.
  • Faça uma arquitetura de PCB antecipada, avaliações térmicas e dimensionamento de volume antes do início do projeto industrial.
• Encontre uma equipe com experiência em quantidade de produção comparável.
  • Ter experiência com métodos de produção iguais às quantidades que você espera desenvolver e vender ajudará a manter o desenvolvimento de seu produto focado em soluções que atendam a seus objetivos e não gerem custos de fabricação ou ferramentas inadequados. Se você deseja um aplicativo junto com o produto, encontre uma equipe que possa fazer design físico e digital para torná-lo mais coeso.

Especificações - Definir antecipadamente, de forma abrangente, mas manter o foco no produto

Existem muitos motivos para definir as especificações do produto com antecedência. Estes consistem em coisas como componentes do produto, metas de preço, dados demográficos do usuário, volumes do produto, vida operacional. Ao defini-los no início do processo de desenvolvimento, uma empresa de consultoria de desenvolvimento de produtos pode aconselhar sobre como atingir seus objetivos, bem como apontar o que deve ser evitado. Por exemplo, se você deseja atingir uma meta de custo de US $ 10 para peças de plástico em seu produto, pode ter que desistir de algumas das opções estéticas, como moldagem excessiva ou uma contagem de peças desnecessariamente complexa. Para obter uma peça que seja realmente fabricável por esse preço, você pode precisar aceitar um projeto mais simples que reduza o número de moldes de injeção ou lâminas (peças móveis na ferramenta) ou minimiza etapas adicionais no processo de produção.

Outra coisa a ter em mente é ser muito específico em suas especificações. Incluindo todos os componentes, como o número de placas de PC, monitores, LEDs ou chips wi-fi, as faixas de custo preliminares serão mais precisas. Além disso, os requisitos dessas peças devem coincidir com uma revisão de quaisquer requisitos regulamentares ou de conformidade que seu produto precisará atender ao seu mercado, seja ele orientado por certificações, padrões de segurança ou sua concorrência.

Os países nos quais você planeja vender seu produto também geram custos de desenvolvimento. Se você escolher apenas as Américas, existem requisitos e submissões de segurança diferentes do que se você vender para a Europa. Certificar-se de que está obtendo todas as certificações de país desejadas desde o início será muito menos custoso do que abordar um conjunto adicional de requisitos de certificação posteriormente no processo de desenvolvimento. Esperar para fazer isso mais tarde pode causar uma reformulação significativa na seleção de componentes, uma vez que alguns componentes já atendem à conformidade UL / CE / RoHS e outros não. Ter em mente todos os países para os quais deseja vender, agora e no futuro, pode ajudar a determinar quais componentes você deve usar. Por exemplo, usar uma fonte de alimentação que já é classificada pela UL evitará quaisquer problemas de conformidade da fonte de alimentação no futuro.

A ordem das etapas pode aumentar ou diminuir os custos de desenvolvimento

Manter as especificações do produto restritas é algo que muitas empresas esquecem. Coisas como a repelência à água exigem muito mais trabalho de desenvolvimento e têm custos de fabricação mais altos. Por exemplo, água derramada vs. chuva torrencial vs. impermeável têm requisitos técnicos significativamente diferentes. Pode fazer mais sentido apenas fazer um produto à prova de chuva e talvez na próxima geração à prova d'água, ou pode acontecer que o mercado nunca realmente precisou de água à prova d'água e os clientes não quiseram pagar por isso. Uma frase que seguimos é:“Se seu produto for perfeito na primeira iteração, você demorou muito para chegar ao mercado.” Para empresas multinacionais com milhões de dólares para gastar em desenvolvimento, esse pode não ser o caso, mas para uma pequena empresa às vezes é mais importante apenas divulgar seu produto e mostrar aos clientes o valor que você fornece, em vez de aperfeiçoar tudo sobre ele. A primeira iteração pode ter alguns compromissos que você atualiza ou altera na segunda geração, mas muitas vezes as empresas impedem seu próprio sucesso por definir suas metas muito altas no lançamento do primeiro produto.

A ordem de desenvolvimento também é um fator na mitigação de risco e, em última análise, no custo de desenvolvimento do produto. Se houver um requisito funcional que defina um conjunto de componentes e esses componentes tiverem um tamanho físico e também um conjunto de drivers de desempenho, por exemplo, eles não funcionam bem quando operando em altas temperaturas, e há energia, longevidade ou manutenção limitações que não exigem nenhum resfriamento ativo (ou seja, um ventilador), essas restrições de projeto devem ser definidas e avaliadas antes que o trabalho de projeto industrial ou a engenharia de gabinete formal possa começar.

Um exemplo em que trabalhamos foi um sistema sem fio externo que precisava operar desde o nível do mar até 18.000 pés a temperaturas de 55 C e sem um ventilador. Os layouts iniciais dos componentes de engenharia mecânica e o trabalho de avaliação térmica inicial foram feitos no início do programa. Essa otimização de vaivém entre a arquitetura de componentes e o trabalho de engenharia térmica levou ao dimensionamento, à localização da placa dissipadora de calor e a um layout que permitiu o início preciso do design industrial. Isso significava que os primeiros conceitos revisados ​​por nosso cliente não precisaram ser refeitos ou alterados porque a engenharia de desempenho térmica e de RF exigia um novo tamanho ou layout arquitetônico. Isso economiza muito tempo e custos de refazer.

Além disso, os primeiros estudos de arquitetura podem apontar problemas que não foram percebidos anteriormente. Apenas por ter uma maquete você pode ver coisas, como uma peça de chapa que bloquearia uma antena e criaria uma zona morta na conectividade. Em um de nossos programas de desenvolvimento de produtos conectados, descobrimos exatamente isso e tivemos que otimizar a localização da antena para evitar a interferência da conectividade pela folha de metal dentro do dispositivo. Foram esses primeiros estudos de arquitetura que nos alertaram sobre isso, antes de irmos muito longe no projeto.

Mapeie a experiência de design para as metas de seu produto

Encontrar uma equipe com experiência de trabalho relevante pode ajudar a “mantê-lo longe das ervas daninhas” no desenvolvimento de produtos. Se o seu produto inclui um aplicativo, encontre uma equipe que já projetou aplicativos antes e sabe como projetá-los de uma forma que envolva os usuários de teste e os transforme rapidamente em clientes compradores (em vez de procurar em outro lugar). Ter a equipe de design de produto de aplicativo e hardware sob o mesmo teto pode preencher a lacuna entre os mundos físico e digital e deixar seus usuários com uma experiência de produto mais memorável.

A experiência de uma empresa de desenvolvimento de produto em métodos de produção também deve estar alinhada com sua meta de quantidade de produto. Por exemplo, uma meta de fabricação de 200 produtos por ano é muito diferente de 100.000 por mês - e deve levar a escolhas muito diferentes da equipe de projeto. Ter trabalhado em caixas de plástico de grande volume não torna uma empresa um especialista em chapas metálicas formadas por freio ou vice-versa. Essa experiência nos vários métodos de fabricação traz um grande conhecimento dos campos minados de certas opções de design, fabricação e montagem. Se os designers certos estiverem envolvidos desde o início, eles podem ajudar a orientar as escolhas naturais que levam a um ótimo design sem as armadilhas de métodos de fabricação difíceis ou inadequadamente caros.

Trazer o fabricante (às vezes chamado de fabricante contratado ou CM) no início do desenvolvimento também economiza dinheiro e, muitas vezes, meses de tempo de início da produção. Este tempo de ramp-up também pode ser acelerado fazendo com que parte desse planejamento comece a pré-produção, ganhando meses de longa coordenação entre ferramental, treinamento e preparação de material / componente. Certa vez, durante uma revisão inicial do projeto, um CM sugeriu que, se virássemos um PCB, eles poderiam fazer testes em processo - o que significa economia de custos para o cliente. Para nós, isso era "gratuito para pedir" no processo na época, mas teria sido uma mudança substancial e cara mais tarde.

As coisas certas

Não existe uma fórmula perfeita de desenvolvimento de produto onde você insere qual produto deseja fazer e vem a lista de etapas a serem executadas. Cada projeto varia muito, e encontrar uma empresa ou equipe com a experiência certa pode evitar muitos problemas a longo prazo. Muitas vezes, as pessoas nos procuraram depois de usar uma empresa de design que só faz trabalhos criativos e reclamaram que nenhuma das peças era realmente fabricável. Isso acontece o tempo todo porque muitas empresas não têm a experiência de engenharia e fabricação necessária para colocar um produto em produção. Alterar as coisas no final do processo pode ser muito caro, já que quase todas as peças precisarão ser reprojetadas e o Design for Manufacturing (DFM) precisará ser reavaliado.

Estar ciente dessas coisas pode ajudar a economizar tempo e dinheiro a longo prazo, e salvar um projeto de patches dolorosos e correções posteriores. Fornecer especificações claras é uma das primeiras coisas que exigimos ao iniciar um novo design de produto, porque nos últimos 37 anos, aprendemos os pontos fracos por trás de muitas das especificações e conhecemos o processo que pode ajudar a orientar um cliente para um sucesso, solução econômica para seus produtos conectados.