Cómo evitar sorpresas costosas en el diseño de hardware conectado

Al diseñar productos de hardware conectados, hay muchas formas en que un proyecto puede ir hacia los lados y terminar muy por encima del presupuesto sin que el producto esté terminado o en un estado de fabricación. Hemos visto que esto sucedió en innumerables ocasiones y nunca es culpa de una persona, sino más bien una falta de comprensión del proceso completo de diseño del producto y la falta de la experiencia necesaria para evitar estas sorpresas de costos.

Después de años de ver a los clientes tomar el camino equivocado, hemos elaborado una breve lista de consideraciones que las empresas deben tener en cuenta al diseñar o contratar un equipo de desarrollo para crear un producto de hardware conectado. Esta lista incluye:

• Defina las especificaciones de sus productos con anticipación.
  • Incluya el precio unitario a nivel minorista o mayorista con un desglose para el gabinete.
  • Haga que sus definiciones ambientales y de seguridad sean precisas pero moderadas. Por ejemplo, si no necesita una solución impermeable completamente sumergible pero la lluvia soplada funcionará, use la menor.
• Si un presupuesto limitado generará opciones, el orden de los pasos a seguir es muy importante.
  • Realice evaluaciones tempranas de la arquitectura de PCB, evaluaciones térmicas y dimensionamiento del volumen antes de que comience el diseño industrial.
• Encuentre un equipo con experiencia en cantidad de producción comparable.
  • Tener experiencia con métodos de producción equivalentes a las cantidades que espera desarrollar y vender le ayudará a mantener el desarrollo de su producto enfocado en soluciones que cumplan con sus objetivos y no generen costos de fabricación o herramientas inapropiados. Si desea una aplicación junto con el producto, busque un equipo que pueda hacer diseño físico y digital para hacerlo más cohesivo.

Especificaciones:defina con anticipación, de manera integral, pero mantenga el producto centrado

Hay muchas razones para definir las especificaciones de su producto con anticipación. Estos consisten en cosas como componentes de productos, objetivos de precios, datos demográficos de los usuarios, volúmenes de productos, vida útil. Al definirlos al principio del proceso de desarrollo, una empresa de consultoría de desarrollo de productos puede asesorarle sobre cómo alcanzar sus objetivos, así como señalar cosas que debe evitar. Por ejemplo, si desea alcanzar un objetivo de costo de $ 10 para las piezas de plástico de su producto, es posible que deba renunciar a algunas de las opciones estéticas, como el sobremoldeo o un recuento de piezas innecesariamente complejo. Para obtener una pieza que realmente se pueda fabricar por ese precio, es posible que deba aceptar un diseño más simple que reduzca la cantidad de moldes de inyección o diapositivas (piezas móviles en la herramienta) o minimice los pasos adicionales en el proceso de producción.

Otra cosa a tener en cuenta es ser muy específico en sus especificaciones. Al incluir todos los componentes, como la cantidad de placas de circuito impreso, pantallas, LED o chips wifi, los rangos de costos preliminares serán más precisos. Además, los requisitos de estas partes deben coincidir con una revisión de cualquier requisito de cumplimiento o reglamentario que su producto deba cumplir para su mercado, ya sea que esté impulsado por certificaciones, estándares de seguridad o su competencia.

Los países en los que planea vender su producto también generarán costos de desarrollo. Si elige solo las Américas, existen diferentes requisitos y requisitos de seguridad que si vende en Europa. Asegurarse de obtener todas las certificaciones de país deseadas desde el principio será mucho menos costoso que abordar un conjunto adicional de requisitos de certificación más adelante en el proceso de desarrollo. Esperar para hacer esto más tarde puede causar cambios significativos en la selección de componentes, ya que algunos componentes ya cumplen con el cumplimiento de UL / CE / RoHS y otros no. Tener en cuenta todos los países en los que desea vender, ahora y en el futuro, puede ayudar a determinar qué componentes debe utilizar. Por ejemplo, el uso de una fuente de alimentación que ya tiene clasificación UL evitará problemas de cumplimiento de la fuente de alimentación en el futuro.

El orden de los pasos puede hacer o deshacer los costos de desarrollo

Mantener las especificaciones del producto restringidas es algo que muchas empresas pasan por alto. Cosas como la repelencia al agua requieren mucho más trabajo de desarrollo y tienen costos de fabricación más altos. Por ejemplo, el agua vertida frente a la lluvia soplada frente a la impermeabilidad tienen requisitos técnicos significativamente diferentes. Podría tener más sentido hacer un producto a prueba de lluvia y tal vez en la próxima generación a prueba de agua, o puede resultar que el mercado nunca haya necesitado realmente a prueba de agua ni los clientes quisieron pagar por ella. Una cita con la que vivimos es:"Si su producto es perfecto en la primera iteración, tardó demasiado en llegar al mercado". Para las empresas multinacionales con millones de dólares para gastar en desarrollo, puede que este no sea el caso, pero para una empresa pequeña a veces es más importante simplemente dar a conocer su producto y mostrar a los clientes el valor que brinda, en lugar de perfeccionarlo todo. La primera iteración puede tener algunos compromisos que se actualizan o cambian en la segunda generación, pero muchas veces las empresas impiden su propio éxito al poner la mira demasiado alta en el lanzamiento de su primer producto.

El orden de desarrollo también es un factor en la mitigación de riesgos y, en última instancia, en el costo de desarrollo del producto. Si hay un requisito funcional que define un conjunto de componentes y estos componentes tienen tanto un tamaño físico como un conjunto de controladores de rendimiento, como que no funcionan bien cuando operan a altas temperaturas, y hay energía, longevidad o servicio limitaciones que exigen que no exista refrigeración activa (es decir, un ventilador), estas restricciones de diseño deben definirse y evaluarse antes del trabajo de diseño industrial o de que pueda comenzar la ingeniería formal del gabinete.

Un ejemplo en el que trabajamos fue un sistema inalámbrico al aire libre que necesitaba operar desde el nivel del mar hasta 18,000 pies a temperaturas de 55 C y sin ventilador. Los diseños iniciales de los componentes de ingeniería mecánica y el trabajo de evaluación térmica inicial se realizaron al inicio del programa. Esta optimización de ida y vuelta entre la arquitectura de los componentes y el trabajo de ingeniería térmica llevó al dimensionamiento, la ubicación de la placa del disipador de calor y un diseño que permitió que el diseño industrial comenzara con precisión. Esto significó que los primeros conceptos revisados ​​por nuestro cliente no necesitaban ser rehechos o cambiados porque la ingeniería de rendimiento térmico y de RF requería un nuevo tamaño o diseño arquitectónico. Esto ahorra mucho tiempo y costosas modificaciones.

Además, los primeros estudios de arquitectura pueden señalar problemas que no se notaron antes. Con solo tener una maqueta, puede ver cosas, como una pieza de chapa que bloquearía una antena y crearía una zona muerta en la conectividad. En uno de nuestros programas de desarrollo de productos conectados, encontramos exactamente esto y tuvimos que optimizar la ubicación de la antena para evitar la interferencia de conectividad de la chapa dentro del dispositivo. Fueron estos primeros estudios de arquitectura los que nos advirtieron de esto antes de adentrarnos demasiado en el proyecto.

Asigne la experiencia de diseño a los objetivos de su producto

Encontrar un equipo con experiencia laboral relevante puede ayudarlo a "mantenerse alejado de las malas hierbas" en el desarrollo de productos. Si su producto incluye una aplicación, busque un equipo que haya diseñado aplicaciones antes y sepa cómo diseñarlas de una manera que atraiga a los usuarios de prueba y los convierta rápidamente en clientes compradores (en lugar de buscar en otra parte). Tener al equipo de diseño de productos de hardware y aplicaciones juntos bajo un mismo techo puede salvar la brecha entre el mundo físico y el digital y dejar a sus usuarios con una experiencia de producto más memorable.

La experiencia de una empresa de desarrollo de productos en métodos de producción también debe estar en consonancia con su objetivo de cantidad de producto. Por ejemplo, una meta de fabricación de 200 productos al año es muy diferente de 100.000 mensuales, y debería impulsar opciones de equipo de diseño muy diferentes. El haber trabajado en carcasas de plástico de gran volumen no convierte a una empresa en un experto en chapa laminada o viceversa. Esta experiencia en los diversos métodos de fabricación aporta una profunda conciencia de los campos minados de determinadas opciones de diseño, fabricación y montaje. Si los diseñadores adecuados se involucran desde el principio, pueden ayudar a guiar las elecciones naturales que conducen a un gran diseño sin las trampas de los métodos de fabricación difíciles o inapropiadamente costosos.

Llevar al fabricante (a veces llamado fabricante por contrato o CM) al principio del desarrollo también ahorrará dinero y, a menudo, meses de tiempo de puesta en marcha de la producción. Este tiempo de aceleración también puede acelerarse haciendo que parte de esta planificación comience en la preproducción, ganando así meses de coordinación prolongada entre herramientas, capacitación y preparación de materiales / componentes. Una vez, durante una revisión inicial del diseño, un CM sugirió que si le dábamos la vuelta a una PCB, podrían hacer pruebas en el proceso, lo que significa un ahorro de costos para el cliente. Para nosotros, eso era "gratis para pedir" en el proceso en ese momento, pero habría sido un cambio sustancial y costoso más adelante.

El material adecuado

No existe una fórmula de desarrollo de producto perfecta en la que ingrese el producto que desea fabricar y luego aparece la lista de pasos a seguir. Cada proyecto varía mucho, y encontrar una empresa o un equipo con la experiencia adecuada puede ahorrarle muchos problemas a largo plazo. Muchas veces, la gente ha acudido a nosotros después de utilizar una empresa de diseño que solo hace trabajo creativo y se ha quejado de que ninguna de las piezas era realmente fabricable. Esto sucede todo el tiempo porque muchas empresas no tienen la experiencia de ingeniería y fabricación necesarias para llevar un producto a producción. Cambiar las cosas al final del proceso puede ser muy costoso, ya que casi todas las piezas deberán rediseñarse y Design for Manufacturing (DFM) deberá reevaluarse.

Ser consciente de estas cosas puede ayudar a ahorrar tiempo y dinero a largo plazo, y salvar un proyecto de parches y arreglos dolorosos en el futuro. Dar especificaciones claras es una de las primeras cosas que requerimos al comenzar el diseño de un nuevo producto, porque durante los últimos 37 años hemos aprendido los puntos débiles detrás de muchas de las especificaciones y conocemos el proceso que puede ayudar a guiar a un cliente hacia un éxito, solución rentable para su producto conectado.