產(chǎn)品設計論原型的重要性

1、原型設計是一道開發(fā)工序，開發(fā)者通過原型設計，在設計和開發(fā)產(chǎn)品的過程中結(jié)合書面研究和實行動，反復制作測試版（即原型），在獲取反饋的同時逐步將商品規(guī)格具體化。原型設計在軟件開發(fā)和硬件開發(fā)兩個方面是通用的，然而在項目的初期階段，基本上產(chǎn)品的規(guī)格都不明確。雖然所有開發(fā)相關(guān)人員會通過市場調(diào)研、反饋、討論等進行問題或需求分析，以及具體化產(chǎn)品概念，但在這個過程中還會產(chǎn)生各種各樣的問題（圖1）。與陽戶討滄J佢他啟需求？（圖1設計開發(fā)階段的煩惱之源）例如，開發(fā)者往往對市場的特性和業(yè)務等方面理解得不夠到位，因此很難正確把握用戶的需求，也有開發(fā)者基于“以目前的技術(shù)能達到的效果”進行開發(fā)，結(jié)果做出了不適應市場需求，也

2、不滿足用戶需求的產(chǎn)品。除此以外，想提交給用戶目標規(guī)格，但無法明確設計階段應該使用哪些技術(shù)手段的情況也時有發(fā)生。在這些情況下，開發(fā)者在后期工程中就會承擔很大的風險。一方面，開發(fā)方想要明確告知顧客“做得到”“做不到”“做得到但需要一定成本”等判斷標準，盡可能詳細地描述產(chǎn)品的本來面貌，而另一方面，具體要用什么樣的形式去體現(xiàn)產(chǎn)品的本來面貌，又是一個讓開發(fā)者無盡煩惱的問題。原型設計就是解決這些問題的一個方法，首先嘗試實現(xiàn)一部分產(chǎn)品的功能和要素，然后開發(fā)者和用戶分別對其結(jié)果進行反饋。當然，因為兩者立場不同，所以得到的信息也大相徑庭圖2）。（*圖3.48原型設計的過程*）首先，開發(fā)方要在制作產(chǎn)品的同時確認產(chǎn)

3、品的運行狀況，針對自身的設計對產(chǎn)品進行調(diào)試，看產(chǎn)品是否能如預想中一樣運行。列出試作過程中發(fā)現(xiàn)的新問題和研究中的遺漏之處，同時研究針對這些問題的解決方法。在實際開發(fā)產(chǎn)品前，通過進行上述研究，不僅能減少前面說的開發(fā)過程中的風險，還能借助一部分測試成果來縮減開發(fā)需要的時間。除此之外，通過讓用戶與書面的說明相對比，并實際感受原型產(chǎn)品，還能夠獲得新的靈感和發(fā)現(xiàn)。產(chǎn)品越新，得到的效果也就越大，用戶的反饋往往還會清楚地呈現(xiàn)出開發(fā)方?jīng)]有意識到的觀點和問題。從這個層面而言，原型設計可以說是連接開發(fā)者、用戶，以及市場的一種溝通工具。下面介紹一下進行原型設計時需要注意的兩個事項。第一個需要注意的是明確原型設計的目的

4、（圖3）。很多原型設計都是以產(chǎn)生創(chuàng)意為名進行的，如果目的不明確，那么常常是想法沒能成形就煙消云散了。雖然邊做邊想很重要，但大家也應該意識到，要盡可能壓縮一次原型設計中要驗證的項目，使其既能夠?qū)崿F(xiàn)目的又具有最小的結(jié)構(gòu)。想要驗證設計，還是驗證技術(shù)，或是驗證功能？目的不同，原型的形態(tài)也應有所不同。建議不要一次性地驗證上述所有內(nèi)容，而是先做出針對各個目的的不同的原型，再明確它們各自的制約條件。r品槪金日目碣P品fl歙和目fi用戶1:外碩叔？通彳言換鶴昱7使用弗帥疇感器？|時出黑爭銅卑幽規(guī)自OOGjQ5通討武任束日目覇咅品旳室現(xiàn)方計3XZCG軟件幵建血型捏網(wǎng)兩金盤理回由度氐E課同時軸城出包廻履型室禰比r

5、ccx讀禪幵?。?圖5應用程序和硬件的最佳整合*）面就為各位介紹一下硬件原型設計需要的幾樣工具。首先，為了方便在原型設計過程中能一邊重寫程序，一邊進行驗證，大家需要一塊微控制器主板。通常來說，各位在本書介紹的主板中隨便選一個就可以，不過如今的判斷基準是能夠簡單且迅速地進行制作?；诖它c，這里建議各位初學者選擇以下兩種主板。首先是Arduino。雖然標準結(jié)構(gòu)的ArdunioUNO沒有以太網(wǎng)的端口，不過可以通過把它跟Shield組合起來，快速附加網(wǎng)絡接口。想安裝無線通信的時候，請使用Wi-FiShield和XbeeShield等。此外，如果英特爾Edison有Arduino兼容板，那么基本上也可以

6、同樣使用。因為英特爾Edison標準安裝了Wi-Fi，從這點上來說它更適合用于物聯(lián)網(wǎng)設備的原型設計。雖然主板本身價格要比Arduino稍微高一些，不過，這樣一來就無需購買Shield了，從整體上來看成本也相差無幾。集齊所有需要的設備對原型設計而言是非常重要的。此外，連接這些微控制器主板還需要用到電路，在生成這些電路中起到重要的作用的就是電路試驗板。有些人可能比較抵觸制作電路，理由大多是“感覺焊電路板好難”。請各位放心，只要使用電路試驗板，完全不需要焊接就能制作出電路。電路試驗板表面排列有無數(shù)個小孔，把元件插進去就能制作出電路。如圖6所示，這些小孔內(nèi)部都是相連的，就像線一樣。把元件跟跳線（導線）

7、組合使用，馬上就能組裝好一個電路。兩側(cè)的小孔是用來連接電源的，中央的凹槽設置正好能用來插入IC芯片。無論是否擅長焊接，原型設計初期基本上都會用到電路試驗板。先在電路試驗板上裝一次電路，充分驗證電路能正常運行后，再往電路板上安裝。這時除了檢查傳感器和驅(qū)動器以外，還要檢查產(chǎn)品的性能。通過事先檢查需要的結(jié)構(gòu)，就能“嘭”地一下把電路由大變小，電路運行起來也會更穩(wěn)定。（*圖6電路試驗板的使用方法*）挑戰(zhàn)制作電路板！中央是姒電路試驗板是一個非常方便的工具，但如果想知道在設備上實現(xiàn)功能時，電路尺寸會有多大，使用起來感覺如何，就需要實際制作一個電路板。制作電路板包括以下兩種方法。一個是把元件焊在一種叫作通用電

8、路板的萬能板上。在日本，學校授課以及通常情況下的焊接基本上用的就是這種板子。連接元件時采用鍍錫線和聚氯乙烯線來代替之前的跳線，這個方法在電路板少的時候是非常好用的，但是當要做的電路板增多時，也相應地就越費時間，這點很令人頭疼。另一種方法是使用印刷電路板。印刷電路板的表面上有小孔和連接這些小孔的線路圖案，把元件插進小孔里再用焊接的方法固定，就能制成一個電路。如果需要重復制作很多相同的電路板，那么用這個方法制作會更簡單。大家可以按照以下步驟制作印刷電路板。設計電路板的布線方式按照設計來加工電路板生成布線圖首先需要專用的CAD軟件。EAGLE是一款用于電路設計的非常優(yōu)秀的軟件，很多開發(fā)者都在使用EA

9、GLE。一旦生成了電路圖，還能在一定程度上自動生成布線圖。由于這款軟件是外國制造的，大家剛開始可能會感到有些迷茫，不過從Web上可以查到很多相關(guān)的信息，新手也是可以使用這款軟件的。對新手而言，困難的部分無非在于第二步，即制作電路板。印刷電路板的制作方法有雕刻法和蝕刻法（溶解電路板的表面）。兩種方法都需要備齊好幾種工具，還需要使用部分藥品。到這里也確實容易讓人退縮。我推薦一個最簡單的方法，那就是把這一段外包。事實上有很多制造商只要接到步驟里生成的CAD數(shù)據(jù)，就能制成印刷電路板（每個制造商能制造的電路板的尺寸和數(shù)量是有限的，還請大家注意）。在需要制成一定數(shù)量的電路板時，不妨考慮這種方法。進行了原型設計，也明確了產(chǎn)品的概念后，就該進入下一個步驟了。也就是進行針對商品化的研究。接下來，該把從原型設計中得到的種種知識融合成一個產(chǎn)品了（圖7）。功能規(guī)格是肯定要驗證的，除此之外，還需要從零件成本、加工成本、維護等多個角度來驗證設計。還要針對量產(chǎn)化以及負責制造的工廠進行研究和探討。另外，物聯(lián)網(wǎng)設備多使用無線通信，所以多數(shù)情況下需要獲得符合技術(shù)標準的證明標志。