如何在定義階段降低硬件產品設計風險？

開發任何一款硬件產品之前，我們都會希望準確地知道，“我們開發的產品到底是什么？需要花多少時間和金錢才能把這款產品推向市場？”

在初步計劃階段，你需要初步完成一項基本調研：這款產品有可能成功嗎？

而在詳細計劃階段，也即產品定義階段，你要進一步打磨初步計劃，以消除計劃中的未知因素。

詳細計劃階段的首要目標是讓項目能夠被合理預測，這樣你就能清楚地知道：要做什么產品以及將產品推向市場需要花費多少時間和費用。

以下幾項任務是你要在這個階段完成的：

產品詳細定義：產品是什么樣的？如何使用？

深入詳盡的計劃：需要做什么？何時做？誰做？

開發成本是多少？

開發周期是多長？

需要什么資源和專業知識？

可靠的財務模型：制造和銷售這款產品要花多少錢？

了解主要技術和商業風險，如果可以，在這個階段結束之前，把這些風險降到最低。

在這個階段，你至少需要完成產品的一個重要部分，尤其是產品規格書、需求文檔或設計文件。

要想合理評估工作需求，你必須知道具體的設計信息。

例如，在硬件設計中，設計和制造一個塑料外殼，需要投入的精力和成本就會與金屬外殼不同。

對那些技術上的未知因素應該如何處理呢？

如果你的產品需要一個 USB3.0 端口，但開發團隊中沒有人設計過這種電路，那你們就只能猜測設計和測試這種端口需要花多長時間。

但是，如果沒有經過一定的研究，猜測結果就可能與實際結果相差很大。

在詳細計劃階段需要盡量降低技術風險，減少技術上的未知因素，增強可預測性。

在產品設計和降低風險的過程中都應該做些什么呢？

1 – 產品設計

產品設計是描述用戶如何與產品進行交互的藝術，它包括產品的顏色、尺寸、人體工程學以及其他與產品相關的描述。

在硬件領域，“設計”這個詞通常針對產品外觀、手感和行為（產品被用戶體驗到的部分）。

產品開發通常是指從產品創意到制造的整個過程，更具體地說，是實現產品設計的過程。

在這個階段，設計包括以下內容：

# 1 – 用泡沫板或 3D 打印機制作 3D 模型

這些模型不僅有助于你從潛在用戶那里收集反饋意見，而且有助于技術人員提前思考制造這款產品需要解決的機械和電子問題。

3D 模型通常用于檢驗產品核心需求，一般無法僅通過 3D 模型體驗到目標產品的所有細節，也很難準確呈現外觀顏色。

前段時間衛 Sir 給客戶做產品方案的宣講，期間有一個關鍵外觀件是 3D 打印的模型，3D 打印一般是白色的塑料件。

而未來要批量的外觀件是黑色的，現場便用黑色碳素筆摹繪了一番，這樣也就讓客戶有了一個更直觀的認識。

# 2 – 2D 渲染圖和 3D 渲染圖

這種圖擁有精美的細節和顏色，但無法直接接觸，只適合用來展示產品外觀。

# 3 – 流程圖中的用例圖

用例圖用來幫助軟件開發者了解和評估他們的工作，包含用戶使用產品時可能做的每一個任務流程，以及用戶與產品之間的每一個交互步驟。

# 4 – 需求文檔

用來描述產品必須實現的重要功能，比如，電池需要能支撐產品運行至少一年。

在定義好產品外觀的詳細特征之后，你需要為這款產品制定邊界，將最嚴重的一些未知因素剔除在外。

如下圖所示的產品邊界圖：

在后續的產品開發過程中，你也需要根據新知識做一些設計上的變動。

產品設計階段的另一類未知因素是把設計變成現實的技術，接下來介紹降低風險的方法。

2 – 降低技術風險

降低技術風險是指把大的技術未知因素拆分成更小的技術未知因素。

大的技術未知因素通常是指你的團隊從來沒有接觸過的那些技術，假如這一類未知因素比預期更具挑戰性，或者根本不可解決。

比如，需要違反目前所知的物理規律，那它可能會破壞整個項目。

對于大的技術未知因素，降低風險的最好方法是將它付諸現實，縮小產品的規模，去證明它可行。

這種設計通常叫作概念驗證或原理驗證，它一般不是最終設計，而是一個最簡單的實現，讓你知道最終設計中需要什么。

例如，你正在為家用報警系統設計一個靠電池供電的玻璃破裂傳感器。

這種傳感器可能和基站相隔較遠，需要通過無線信號把自己的狀態傳遞給基站，這樣的傳感器需要有非常可靠的射頻通信連接。

營銷人員希望這款傳感器是市場上最小型的，而電池是電路中的最大部件。

微型傳感器意味著使用微型電池，而微型電池意味著功耗低，最耗電的部分是射頻通信電路。

就目標而言，微型傳感器等同于功耗低的射頻電路。

團隊中誰也沒有設計過具備這些特性的射頻電路，那么如何評估實現這種電路需要付出的努力呢？

你可以先假設微型電池能夠正常工作，如果直接使用微型電池進行設計和開發，會發現需要開發出非常復雜的電路和軟件，并且所需的時間和金錢遠超預期。

如果發現微型電池的電量無法長時間為傳感器供電而無法使用，該怎么做呢？

這就是你需要管理的大“意外”了。

為了增強對項目計劃的信心，你可能會先制造一個由微型電池供電的射頻電路，并且仔細對它做測試。

測試人員會將這個模型帶回各自家里，以測試這個射頻電路在多種情況下的連接狀態。

其實，你不一定需要自己制造這種射頻電路，可以瀏覽射頻芯片數據手冊，從中找到符合要求的低功耗射頻電路。

在項目前期逐個排除這些會毀掉項目的不確定因素之后，你對產品開發范圍的評估就會愈發自信。

決定為產品開發投入大量精力和資源之前，你要從全局審視一下，看看一切是否順利：

統計數字看起來還好嗎？

你是否仍看好項目的前景？

該不該繼續做下去？

在這個階段，基于所有計劃，你應該對以下內容有明確的認識：

我們的產品能干什么？

產品外觀是什么樣子？

制造這款產品需要什么？

制造這款產品要花多少錢？

如何推銷和銷售這款產品？

潛在回報是多少？

雖然對這些問題的回答全是猜測，但是比剛有產品創意時要靠譜得多。

總結

根據衛 Sir 的實際項目經驗，在這些詳細評估中，關于成本和時間的估計往往偏低。

在產品開發中總會出現一些意外情況，不論你如何努力都無法避免這些意外。

所以，在估計開發成本和時間時，最好留出足夠的余量，以便能從容應對意外情況的發生。

工業智能體 硬件開發

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