写给码农的硬件产品开发扫盲
  • Written by TopCaver
  • October 12, 2018
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写给码农的硬件产品开发扫盲

近日某司CTO来问硬件产品开发的,恰好我可以从码农视角讲一下如何做一个成功的硬件产品。毕竟我有丰富的经验,和成功的案例。

第一,不要说:“很简单”。

“我已经有原型了,产品化这不是很简单么?” —— 这是一句极外行的话,不要在自己的领域以外的任何领域说这种话,除非你要表达的是自己的无知。记住,每一次说“这很简单”之前,先抽自己一个嘴巴。

身为码农,应该能理解:“我想做个淘宝,要求不高,能显示商品能付款就行。不难吧?”

硬件产品开发的一般步骤

和软件产品的开发差不多,软件开发一般说来:原型 - 设计 - 编码 - 测试 - 发布。中间的编码/测试会有几轮。

硬件产品大概是这样:原型 -> (外观设计 -> 外观模型/手板) -> (结构&电路的设计 -> 手板) -> (模具设计 -> 试模)-> 试产 - 量产。 中间的设计/手板验证,类似软件开发的编码调试,同样会进行几轮。

手板: 通俗的讲,就是模型。

  • 原型: 这是你的想法,你用纸壳子+树莓派+乐高积木就可以搞出来的东西。
  • 外观设计:这个和画个网站原型差不多,不过是3D的。需要标注好按钮/显示屏,以及用户如何交互。还要有材质的说明。
  • 外观手板:一个没有功能的实物模型,小产品可以做也可以不做,如果你可以从设计师的3D设计图想清楚做出来是什么样子的,可以省掉这步。相当于做汽车之前,先做个车模。
  • 结构设计&电路设计: 相当于软件的编码开发。结构工程师需要把设计师的设计变成现实:尺寸多大,内部结构如何安排,拆成几个部件,使用钣金件还是用注塑件,每个部件之间如何组装,是使用螺丝,还是使用卡扣,还是用胶粘。电路板如何固定到主机中,电路板的元件和其他结构有没有干涉,电路元件有没有特殊的散热,防水或者绝缘要求。 电路设计也会同时实现电子部分的功能,按钮什么功能,充电模块怎么充电之类的。结构工程师和电子工程师,通常是同时工作,并且需要及时互通信息。比如:外观设计成飞碟型的,边上很薄;结构工程师还要在充电口附近设计加强筋;然后电子工程师还要在充电口上放几个大电容~这时候就不能各干各的了。
  • 结构手板: 做完结构设计,也需要编译运行联调一下。通常塑胶件会用CNC的方式,按照3D图纸,做一个尺寸精准的模型,用于结构工程师评估结构设计是否合理。比如:有没有设计了螺丝孔,但是被其他结构挡住了,螺丝刀拧不了螺丝的情况?和电路板的配合是不是合适?按钮的行程是不是舒服?经过几轮之后,手板也会进行表面处理,喷漆和纹路是否符合最初的外观设计。
  • 模具设计:通常这个设计是由模具厂的工程师负责的。结构工程师也会参与其中,比如可能会遇到一些无法出模的情况,需要修改设计。
  • 试模/试产:模具做完,模具厂会试一下模具。一是模具厂自己的设计和注塑工艺是不是有问题,比如哪里注塑不匀,表面有波纹或者有划伤。二是,这些是试模产品,会交给结构工程师,确认是否符合设计要求。这个阶段配合模具的修改,也会历经几轮。直到模具生产的产品符合设计要求。
  • 小批量生产:一是,大概能知道注塑过程中良品率能达到多少;二是,训练你的产线工人能够按照你的要求装配你的产品。
  • 量产:走到这步,你基本就是成功了。

大约需要多少钱

取决于你的产品的复杂程度,而不是大小。手机外壳的设计和制造费用,远远高于无论多大个的塑料垃圾桶的。

  • 手板:一般常见的小东西一次的制作费用,大约在几千块,肯定需要几轮。
  • 电路板:主要取决于你的元件,你用51单片机,大概都算下来就是百十来块钱一块板子,你要用高通骁龙,那我就不知道了。
  • 模具/注塑生产:取决于复杂程度,注塑模具的起步价肯定是几万,上不封顶。同样是个盒子,你比别人设计多几个卡扣,那模具费用就是多好多钱。注塑生产的时候,按照产品最后塑料的克数算,单价很便宜。如果你量足够大,模具都可以不要钱。
  • 组装人工:你猜?

有外包么?

有。
大部分工业设计公司都可以做。最知名的可能是洛可可了吧?
需要的话,我可以给你们介绍不知名的。 从我的询价看,外观设计+结构设计的费用,大约在几万~几十万。宽幅震荡。注意,此价格仅仅是设计费用,不包含上面的手板/电路板/模具/生产/组装的费用。你最后从设计公司拿到的是可以生成的图纸。设计公司也可以帮助你一条龙,给钱就行。

一些名词的通俗解释:

  • ID:本意是指工业设计,简单说就是做外观的。
  • 干涉:两个组件之间碍事了。
  • 检讨:每一轮手板出来之后,对设计和工艺的review。
  • 拔模角:为了方便出模,你眼看的每一个立面,其实都是斜的。就像饭碗,靠近底部是厚的,口上是薄的。

最后:

记得摆脱掉“快速迭代”这种傻逼的互联网思维,想明白再干,有助于成功。