شتابدهنده هاردتک
فرایند توسعه محصول سخت افزاری

راهنمای توسعه محصول سخت افزاری – بخش چهارم، اعتبارسنجی

راهنمای فرآیند توسعه محصول سخت‌افزاری یک مجموعه چهار قسمتی است. این مجموعه شامل چهار بخش ایده‌پردازی، طراحی، مهندسی، و تایید اعتبار می‌باشد.

داشتن فرایند در توسعه محصول سخت افزاری برای استارتاپ ها ضروری است

این بخش چهارم از چهار بخش موجود در فرآیند توسعه محصول سخت‌افزاری است. اگر بخش اول (ایده‌پردازی)، بخش دوم (طراحی) یا بخش سوم (مهندسی) را مطالعه نکردید، حتماً به آن سر بزنید.

 بخش چهارم فرایند توسعه محصول سخت افزاری: اعتبارسنجی

مرحله تائید اعتبار استانداردترین مرحله از توسعه محصول است. تائید اعتبار یک فرایند دقیق و پیش‌رونده برای اتصال بخش طراحی و توسعه مهندسی به یکدیگر و تضمین این مسئله است که محصول می‌تواند به شکلی سازگار در مقیاس بالا تولید شود. به همین شکل، مرحله تائید اعتبار از نمونه اولیه مهندسی (engineering prototype) آغاز شده و تائید اعتبار مهندسی (engineering validation)، تائید اعتبار طراحی (design validation) و تائید اعتبار تولید (production validation) را سپری می‌کند، و به عبارتی هر مرحله (یا دروازه) را با تمرکز بر بهینه‌سازی برای تولید انبوه طی میکند.

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، تایید اعتبار

نمونه اولیه مهندسی

نمونه اولیه مهندسی (که تحت عنوان «EP»  یا «proto» شناخته می‌شود) اولین نقطه در فرایند توسعه محصول سخت افزاری است که در آن طراحی و مهندسی با هم تلاقی می‌کنند.

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، نمونه اولیه مهندسی

مراحل طراحی و مهندسی، هر کدام با یک نمونه اولیه به پایان رسید:

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، نمونه اولیه مهندسی دیپجر

ادغام این دو نمونه اولیه ممکن است چالش‌برانگیز باشد و اغلب نیازمند اغماض از هر دو طرف باشد. خروجی فرایند نمونه اولیه مهندسی می‌بایست شامل موارد زیر باشد:

  • پنج یا تعداد کمتری نمونه (اغلب ۱ مورد کافی است).
  • هیچ برنامه‌ریزی تولید انبوه یا بهینه‌سازی هزینه‌ای محدود کننده‌ای وجود ندارد. درصورتی‌که هزینه تمام شده هر واحد بسیار بالا باشد، مشکلی پیش نمی‌آید (اغلب بیش از ۱۰ برابر نسخه تولید انبوه).
  • یک «پایگاه داده» (یا فهرست کاملی از قطعات و فایل‌های مدل) که آماده ارسال برای عقد قرارداد با تولیدکنندگان با توجه به پیشنهاداتشان است (RFQ).

اغلب این بهترین زمان برای جذب سرمایه از سرمایه‌گذاران است. نمونه اولیه مهندسی نمایانگر بزرگ‌ترین گام کارکردی در فرایند توسعه محصول سخت افزاری برای استارتاپ است. برای کسب‌وکارهای سازمانی(B2B): نمونه اولیه مهندسی اغلب برای آغاز فروش کافی است. چون چرخه‌های فروش تمایل به طولانی شدن دارند، ارائه دمویی از یک نمونه اولیه مهندسی همراه با تعهد تحویل یک نسخه تولیدی در طول چند ماه آینده منطقی و قابل قبول است.

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، نمونه اولیه مهندسی دیپجر PCB

اگر محصول شما دارای یک صفحه مدار چاپی باشد، وقت آن رسیده تا بهینه‌سازی‌های نهایی را برای عملکرد و هزینه انجام دهید. شما می‌توانید ۴ تکرار نهایی مدار LED دیپجر را ببینید که در آن بمنظور کاهش هزینه حین حفظ اطمینان کارکردی، تلاش‌هایی انجام شده است.

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، نمونه اولیه مهندسی دیپجر 2

یکی از مهم‌ترین بخش‌های نمونه اولیه مهندسی، اصلاح طراحی بخش‌های پلاستیکی و فلزی برای حجم بالاتری از تولید است که به‌عنوان DFM (طراحی برای تولید) شناخته می‌شود. پلاستیک‌ها به قطعات کوچک‌تری برای قالب‌سازی تقسیم می‌شوند (پیکان قرمز)، شیارزنی برای افزودن قدرت، استحکام و یکنواختی ضخامت دیواره (پیکان آبی)، و شیب/بخش‌های دایره‌ای شکل اضافه می‌شوند (پیکان زرد).

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، نمونه اولیه مهندسی دیپجر 3

طراحی برای تولید (DMF) بیشتر! یکی از بخش‌های ماهرانه از طراحی دیپجر نمایش واضح ماتریس LED بود (همانطور که در نمونه اولیه دارای شباهت کاری، نشان داده شد روشنایی آن مبهم بود). این مسئله به کمک یک تکنیک قالب‌سازی ویژه و یک پوشش LED حل شد (پیکان قرمز). جای پیچ‌ها نیز برای قالب‌سازی و مونتاژ، بهینه‌سازی شدند (پیکان آبی).

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، نمونه اولیه مهندسی دیپجر 4

تضمین امکان مونتاژ هر بخش به‌سادگی توسط یک تکنیسین نه یک مهندس، نیز در فرایند توسعه محصول مهم است. این موارد شامل اتصال میخ‌های حرارتی تراز صفحات مدار چاپی (پیکان قرمز)، اتصالات کابلی برای برد (پیکان زرد)، و بهبود طراحی تا ابزارها و دست بتوانند به‌راحتی به اجزای سازنده دسترسی داشته باشند (پیکان آبی).

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، نمونه اولیه مهندسی دیپجر 5

زمانی که این قطعات بهینه‌سازی شدند، مهندسین معمولاً چند دفعه فرایند مونتاژ را برای آزمون ترتیب مونتاژ، طول سیم‌ها، فواصل حداقلی بین بخش‌ها، و تناسب و عملکرد، تکرار می‌کنند. این موارد در مرحله آزمون تائید اعتبار مهندسی (EVT) در فرایند توسعه محصول، بهینه‌سازی می‌شوند.

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، نمونه اولیه مهندسی دیپجر 6

زمانی که همه‌چیز درست شد، ما یک نمونه اولیه مهندسی نهایی خواهیم داشت. تصویر سمت چپ یک لحظه بسیار هیجان‌انگیز برای تیم دیپجر بود: اولین کارت اعتباری به صورت تمام خودکار درون سخت‌افزار و پلتفرم دیپجر قرار گرفت و فرایند پرداخت انعام به خوبی انجام شد.

آزمون تائید اعتبار مهندسی

 مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، آزمون تایید اعتبار مهندسی 

آزمون تائید اعتبار مهندسی (EVT) آزمون نهایی مهندسی محصول اصلی در فرایند توسعه محصول سخت افزاری است. سؤالی که در حین ایجاد یک آزمون تائید اعتبار مهندسی پرسیده می‌شود این است که: «آیا محصول من الزامات کارکردی مشخصات من را پوشش می‌دهد؟»

پارامترهای رایج برای ایجاد آزمون تائید اعتبار مهندسی موارد زیر است:

  • تولید معمولاً ۲۰ الی ۵۰ واحد محصول
  • اولین باری که تولیدکننده قراردادی، در حال مونتاژ واحدهاست (احتمال دارد اشتباهاتی رخ دهد)
  • ساختن محصول با ابزار و تجهیزاتی که نهایی نشده‌اند (تلاش اول) و اغلب دارای مشکلاتی خواهد بود: رنگ‌بندی نادرست، نداشتن کیفیت ظاهری، یا حتی مشکلات مهم‌تر در ارتباط با تناسب قطعات
  • آزمون‌های اولیه شامل توان، گرمایش و تداخل الکترومغناطیسی (EMI)

ساخت دومین EVT پس از اعمال تغییرات کاری مرسوم است.

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، آزمون تایید اعتبار مهندسی دیپجر

آزمون تائید اعتبار مهندسی اغلب اولین باری است که بخش مدارسازی، صفحات مدار چاپی را به عنوان قالب تولیدی معرفی می‌کند (اگرچه معمولاً با پیش‌تولید یا آزمون سفت‌افزار همراه است). برای تضمین اینکه مدیریت پیکره‌بندی متناسب با مشخصات کار می‌کند، جایگزین کردن حداقل یک مهندس با مدیریت پیکره‌بندی در حین ایجاد آزمون تائید اعتبار مهندسی فرایند توسعه محصول بسیار رایج است.

مرحله سوم توسعه محصول سخت افزاری، آزمون تایید اعتبار مهندسی دیپجر 2

واحدهای آزمون تائید اعتبار مهندسی با استفاده از رویه‌های مونتاژ ثبت شده در مرحله نمونه اولیه مهندسی ساخته می‌شوند. این شامل مونتاژ بخش‌های فرعی محصول و سپس اتصال آن‌هاست. شما می‌توانید ۲۵ عدد از بخش زیرین دیپجر را به همراه بلندگو، آنتن‌های داده، و وزنه‌های نصب شده را در تصویر ببینید.

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، آزمون تایید اعتبار مهندسی دیپجر 3

زمانی که زیربخش‌های فرعی مونتاژ شده به هم متصل شوند، ما اولین تولید واحدهای آزمون تائید اعتبار مهندسی را می‌بینیم که برای اولین بار راه‌اندازی می‌شوند.

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، آزمون تایید اعتبار مهندسی دیپجر 4

این واحدهای آزمون تائید اعتبار مهندسی همراه با مجموعه‌ای از آزمون‌های کارکردی در جهت تائید توانایی محصول کار می‌کنند. در شکل فوق، ما یک واحد آزمون تائید اعتبار مهندسی دیپجر را می‌بینیم که تحت آزمون‌های مصرف توان اولیه قرار گرفته است. واحدهای آزمون تائید اعتبار مهندسی برای تضمین اینکه بیش‌ازحد گرم نمی‌شوند و می‌توانند افزایش تداخل الکترومغناطیسی/استاتیک را تحمل کنند، مورد آزمون قرار می‌گیرند. درصورتی‌که نقص‌های بزرگ طراحی نمایان شوند، یک ایجاد آزمون تائید اعتبار مهندسی دیگر اجرا می‌شود. در غیر این صورت، به مرحله تائید اعتبار طراحی در فرایند توسعه محصول سخت افزاری پیش می‌رویم.

آزمون تائید اعتبار طراحی

 مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، آزمون تایید اعتبار طراحی 

آزمون تائید اعتبار طراحی (یا DVT) در فرایند توسعه محصول، اولین باری است که فرایند تولید را به عنوان اولویت اصلی قرار می‌دهد. سؤال اصلی ایجاد آزمون تائید اعتبار طراحی این است که: «آیا محصول تمامی الزامات احتمالی ظاهری و محیطی را مرتفع می‌کند؟».

پارامترهای رایج در ایجاد آزمون تائید اعتبار طراحی به شرح زیر است:

  • معمولاً ۵۰ الی ۲۰۰ واحد محصول
  • آزمون تائید اعتبار نهایی پیش از قابل‌فروش کردن واحدها
  • بهینه‌سازی برای نرخ تولید سالم (درصدی از محصولات خط مونتاژ که درست عمل می‌کند) و زمان (تعداد واحدهایی که روزانه ساخته می‌شوند)
  • واحدهای آزمون تائید اعتبار طراحی، آزمون‌های بسیاری را پشت سر می‌گذارند.

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، آزمون تایید اعتبار طراحی دیپجر

چون واحدهای زیادی در حال ساخته‌شدن هستند، ایجاد آزمون تائید اعتبار طراحی، به میزان زیادی روی ابزارها و تکنیک‌هایی برای سازگار عمل کردن واحدها تمرکز می‌کند. اگر یک محیط ساخت تولید آماده فعالیت نباشد، وقت آن می‌رسد که چنین محیطی ساخته شود.

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، آزمون تایید اعتبار طراحی دیپجر 2

توجه داشته باشید که گام‌های مونتاژ مشابه ساخت آزمون تائید اعتبار مهندسی هستند، اما به طرز قابل‌توجهی تعدادشان بیشتر است.

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، آزمون تایید اعتبار طراحی دیپجر 3

واحدهای آزمون تائید اعتبار طراحی، از مجموعه‌ای از آزمون‌های گسترده عبور می‌کنند. در سمت چپ تصویر ما یک واحد DVT دیپجر را در حال بررسی و تست در شرکت AES مشاهده می‌کنیم. برخی از شرکت‌ها ترجیح می‌دهند تا در یک آزمایشگاه آزمون‌های مکانیکی مورد نیاز را انجام دهند، تیم دیپجر این آزمون‌ها را با رسمیت کمتر انجام داد (سمت راست تصویر). 

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، آزمون تایید اعتبار طراحی دیپجر 4

واحدهای آزمون تائید اعتبار طراحی(DVT)، معمولاً برای آزمون‌های رگولاتوری مورد استفاده قرار می‌گیرند. در تصویر فوق، یک واحد دیپجر در حال اخذ گواهینامه کمیسیون ارتباطات فدرال (FCC) برای ماژول داده فعال عمل است.

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، آزمون تایید اعتبار طراحی دیپجر 5

اگر محصول شما دارای ویژگی‌های ظاهری هست (مانند چاپ حین قالب‌ریزی، پلاستیک‌های رنگی یا چاپ تصویری)، واحدهای آزمون تائید اعتبار طراحی (DVT) اغلب اولین واحدهایی هستند که با استفاده از فرایندهای ظاهری تولیدی ساخته می‌شوند. دیپجر لوگوهایی در صفحات جلویی و بالایی داشت. دیپجر همچنین برای مشتریان با سفارش بالا، رنگ و چاپ سفارشی پیشنهاد می‌داد. شما در تصویر می‌توانید دو نمونه سفارشی برای ارتش رستگاری و شبکه اعجاز کودکان را ببینید.

آزمون تائید اعتبار تولید

 مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، آزمون تایید اعتبار تولیدآزمون تائید اعتبار تولید (یا PVT)  اولین اجرای رسمی تولید در فرایند توسعه محصول سخت افزاری است. واحدهای آزمون تائید اعتبار تولید تنها بر تولید تمرکز می‌کنند و هرگز تغییراتی را در محصول ایجاد نمی‌کنند (مگر اینکه اتفاق نابهنجاری رخ دهد). رویه‌های رایج برای اجرای آزمون تائید اعتبار تولید به شرح زیر است:

  • معمولاً بیش از ۵۰۰ واحد (یا ۵ الی ۱۰ درصد از تولید اولیه)
  • اگر همه‌چیز خوب پیش رود، این واحدها می‌توانند به فروش برسند
  • هیچ تغییراتی بر روی تجهیزات تولید انجام نمی‌شود
  • تجزیه‌وتحلیل دقیق معیارها برای پیش‌بینی تولید انبوه (محصول، حجم، زمان، زمان دوباره‌کاری و…)
  • اجرای کامل راه‌اندازی خط و رویه‌های آموزشی
  • فرایندهای نهایی تضمین کیفیت/کنترل کیفیت

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، آزمون تایید اعتبار تولید دیپجر

بند و نگهدارنده برای تضمین قابلیت اطمینان مونتاژ در فرایند توسعه محصول ضروری هستند. بسته به ظرفیت‌های تولیدکننده قراردادی‌تان، گاهی اوقات نیاز دارید تا خودتان بند و نگهدارنده بسازید. در سمت چپ تصویر «DipJig» برای مونتاژ صفحه اصلی و نگهدارنده صفحه مدار چاپی برای برنامه‌ریزی در سمت راست برای فرایند مونتاژ دیپجر ساخته شدند.

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، آزمون تایید اعتبار تولید دیپجر 2

ایجاد آزمون تائید اعتبار تولید آخرین شانس برای تنظیم ابزارها و فرایندهاست. ابزار موجود در سمت چپ تصویر امکان اتصال حرارتی میخ‌های تراز بالای کارت‌خوان دیپجر را فراهم می‌کند. کد QR در سمت راست (پیکان قرمز) سیستمی برای تضمین هماهنگی شماره سریال‌های اجزای سازنده متفاوت با یک واحد دیپجر و جعبه‌اش می‌باشد.

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، آزمون تایید اعتبار تولید دیپجر 3

با تولید خروجی خط مونتاژ واحدهای آزمون تائید اعتبار تولید (PVT)، رویه‌های تضمین کیفیت (QA) و کنترل کیفیت (QC) می‌بایست توسعه داده‌شده و مورد آزمون قرار گیرند. در تصویر فوق، ما دسته‌ای از واحدهای تولیدی راه‌اندازی شده برای اولین بار را می‌بینیم که به شبکه متصل شده‌اند و خودشان را با وجود سفت‌افزار تولیدی مجدد راه‌اندازی می‌کنند. این فرایند خودکار یک آزمون جعبه سیاه بسیار کارآمد برای بخش الکترونیکی و سفت‌افزار است.

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، آزمون تایید اعتبار تولید دیپجر 4

بعد از اینکه واحدها از بازرسی کنترل کیفیت گذشتند، وقت آن رسیده تا آن‌ها را با لوازم جانبی منطبق کنیم و در جعبه‌هایشان قرار دهیم و برای ارسال آماده‌شان کنیم.

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، آزمون تایید اعتبار تولید دیپجر 5

هیجان‌انگیزترین مرحله آزمون تائید اعتبار تولید در فرایند توسعه محصول، مشاهده مشتریانی است که در حال استفاده از اولین واحدها هستند. در تصویر فوق، رایدر و جوردن مشتاقانه در حال مشاهده اولین پردازش انعام توسط محصولشان هستند.

 تولید انبوه

 مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، تولید انبوه تولید انبوه (MP یا Ramp) اولین اجرای کامل تولید در فرایند توسعه محصول است که اغلب با کمینه مقدار سفارش (MOQ) از تولیدکنندگان چینی برابری می‌کند. پارامترهای رایج برای اولین تولید انبوه به شرح زیر است:

  • معمولاً بیش از ۵۰۰۰ واحد (برای محصولات مصرفی)
  • تجزیه و تحلیل شکست و محصول برای واحدهای انتخابی (۱ درصد رایج است)
  • آغاز تفکر درباره بهینه‌سازی زنجیره تأمین برای اجرای تولید بعدی
  • پیش‌بینی حجم و تقاضاهای فروش

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، تولید انبوه دیپجر

تماشای ساخته‌شدن تعداد زیادی قطعات قالبگیری شده، از طریق دستگاه‌ها بسیار جذاب است.

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، تولید انبوه دیپجر 2

دیدن هزاران واحد مونتاژ شده برای اولین بار در فرایند توسعه محصول سخت افزاری می‌تواند بسیار رضایت‌بخش باشد. دیدن فضای اشغال شده این واحدهای محصول جذاب است. تیم دیپجر تعدادی قفسه سفارشی برای بیشینه‌سازی کاربری فضا ایجاد کردند.

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، تولید انبوه دیپجر 3

جعبه نهایی دیپجر (سمت چپ) و کارتن‌های مادر (سمت راست) در حال پرشدن و ارسال به مشتریان هستند.

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، تولید انبوه دیپجر 4

کار واقعی آغاز می‌شود (بازاریابی و توزیع). خوشبختانه امید می‌رود که این مسیر موفقیت‌آمیز باشد: مشاهده استفاده مشتریان، عشق ورزیدنشان، و به اشتراک‌گذاری داستان‌هایی در ارتباط با اینکه چطور محصولتان بر آن‌ها تأثیر گذاشته است. شروع به تمرکز بر پشتیبانی از مشتریان و مشکلاتی که ممکن است حادث شود نیز کاری ضروری است.

مرحله چهارم توسعه محصول سخت افزاری، تولید انبوه دیپجر 5

زمان استراحت رسیده است! اجرای تولید دوم نزدیک‌تر از چیزی است که فکرش را بکنید.

تولید دوم می‌‎تواند همراه با تغییرات متعددی باشد، که می‌تواند شامل موارد زیر باشد:

  • کاهش هزینه
  • بهبود کیفیت محصول و تولید
  • تجزیه و تحلیل شکست میدانی (تضمین اینکه تمامی محصولاتی که نقص دارند، برای تشخیص خطا و عیب‌یابی حتماً به دست تیم مهندسی خودتان بازگردند)
  • راه‌اندازی خط تولید دوم در صورت لزوم

با پایان این بخش، هر چهار بخش فرایند توسعه محصول سخت‌افزاری برای استارتاپ‌ها پوشش داده شد. امیدواریم با مطالعه این مطالب به اهمیت وجود فرایند در توسعه محصول پی برده باشید.

نظر دهید