Comment éviter les surprises coûteuses dans la conception de matériel connecté

Lors de la conception de produits matériels connectés, il existe de nombreuses façons dont un projet peut aller de travers et finir par dépasser son budget sans que le produit ne soit terminé ou dans un état manufacturable. Nous avons vu cela se produire d'innombrables fois et ce n'est jamais la faute d'une seule personne, mais plutôt un manque de compréhension de l'ensemble du processus de conception du produit et d'avoir l'expérience nécessaire pour éviter ces surprises de coûts.

Après des années à voir des clients s'engager sur la mauvaise voie, nous avons dressé une courte liste de considérations que les entreprises doivent prendre en compte lors de la conception ou de l'embauche d'une équipe de développement pour créer un produit matériel connecté. Cette liste comprend :

• Définissez tôt les spécifications de votre produit.
  • Inclure le prix unitaire au niveau de la vente au détail ou en gros avec une répartition pour le boîtier.
  • Rendez vos définitions environnementales et de sécurité précises mais sobres. Par exemple, si vous n'avez pas besoin d'une solution imperméable entièrement submersible, mais que la pluie soufflée fonctionnera, utilisez la moindre.
• Si un budget limité entraîne des choix, l'ordre des étapes est très important.
  • Effectuez les premières architectures de circuits imprimés, les évaluations thermiques et le dimensionnement des volumes avant le début de la conception industrielle.
• Trouvez une équipe avec une expérience comparable en quantité de production.
  • Avoir une expérience avec des méthodes de production égales aux quantités que vous prévoyez développer et vendre vous aidera à garder le développement de vos produits concentré sur des solutions qui répondent à vos objectifs et n'entraînent pas de coûts de fabrication ou d'outillage inappropriés. Si vous voulez une application avec le produit, trouvez une équipe qui peut faire la conception physique et numérique pour la rendre plus cohérente.

Spécifications – Définir tôt, de manière exhaustive tout en gardant le cap sur le produit

Il existe de nombreuses raisons de définir tôt les spécifications de votre produit. Ceux-ci comprennent des éléments tels que les composants du produit, les objectifs de prix, les données démographiques des utilisateurs, les volumes de produits, la durée de vie. En les définissant tôt dans le processus de développement, une société de conseil en développement de produits peut vous donner des conseils sur la façon d'atteindre vos objectifs, ainsi que des points à éviter. Par exemple, si vous souhaitez atteindre un objectif de coût de 10 $ pour les pièces en plastique de votre produit, vous devrez peut-être renoncer à certaines options esthétiques telles que le surmoulage ou un nombre de pièces inutilement complexe. Pour obtenir une pièce qui est réellement manufacturable pour ce prix, vous devrez peut-être accepter une conception plus simple qui réduit le nombre de moules d'injection ou de glissières (pièces mobiles dans l'outil) ou minimise les étapes supplémentaires du processus de production.

Une autre chose à garder à l'esprit est d'être très précis dans vos spécifications. En incluant tous les composants, tels que le nombre de cartes PC, d'écrans, de LED ou de puces wifi, les fourchettes de coûts préliminaires seront plus précises. En outre, les exigences de ces pièces doivent coïncider avec un examen de toute exigence de conformité ou réglementaire que votre produit devra respecter pour son marché, qu'il s'agisse de certifications, de normes de sécurité ou de vos concurrents.

Les pays dans lesquels vous envisagez de vendre votre produit entraîneront également des coûts de développement. Si vous choisissez uniquement les Amériques, les soumissions et les exigences de sécurité sont différentes de celles que vous vendez en Europe. S'assurer que vous obtenez toutes les certifications nationales souhaitées dès le début sera beaucoup moins coûteux que de répondre à un ensemble supplémentaire d'exigences de certification plus tard dans le processus de développement. Attendre pour le faire plus tard peut entraîner des refontes importantes dans la sélection des composants dans la mesure où certains composants répondent déjà à la conformité UL/CE/RoHS et d'autres non. Garder à l'esprit tous les pays dans lesquels vous souhaitez vendre, maintenant et à l'avenir, peut vous aider à déterminer les composants que vous devez utiliser. Par exemple, l'utilisation d'une alimentation déjà classée UL évitera tout problème de conformité de l'alimentation à l'avenir.

L'ordre des étapes peut faire ou défaire les coûts de développement

Maintenir les spécifications des produits restreintes est une chose que de nombreuses entreprises négligent. Des choses comme la déperlance nécessitent beaucoup plus de travail de développement et ont des coûts de fabrication plus élevés. Par exemple, l'eau versée par rapport à la pluie soufflée par rapport à l'imperméabilité ont des exigences techniques très différentes. Il pourrait être plus logique de simplement rendre un produit résistant à la pluie et peut-être dans la prochaine génération de l'imperméabiliser, ou il peut s'avérer que le marché n'a jamais vraiment eu besoin d'imperméabilité et que les clients n'ont pas voulu payer pour cela. Une citation selon laquelle nous vivons est la suivante :« Si votre produit est parfait dès la première itération, vous avez mis trop de temps à arriver sur le marché. » Pour les entreprises multinationales avec des millions de dollars à consacrer au développement, ce n'est peut-être pas le cas, mais pour une petite entreprise, il est parfois plus important de simplement sortir votre produit et de montrer aux clients la valeur que vous fournissez, plutôt que de tout perfectionner. La première itération peut comporter des compromis que vous mettez à niveau ou modifiez dans la deuxième génération, mais les entreprises entravent souvent leur propre succès en visant trop haut le lancement de leur premier produit.

L'ordre de développement est également un facteur d'atténuation des risques et, en définitive, du coût de développement du produit. S'il existe une exigence fonctionnelle qui définit un ensemble de composants et que ces composants ont à la fois une taille physique ainsi qu'un ensemble de pilotes de performances, tels qu'ils ne fonctionnent pas bien lorsqu'ils fonctionnent à des températures élevées, et qu'il y a de la puissance, de la longévité ou de l'entretien limitations qui n'exigent aucun refroidissement actif (c'est-à-dire un ventilateur), alors ces restrictions de conception doivent être définies et évaluées avant le travail de conception industrielle ou l'ingénierie formelle de l'enceinte peut commencer.

Un exemple sur lequel nous avons travaillé était un système sans fil extérieur qui devait fonctionner du niveau de la mer à 18 000 pieds à des températures de 55 °C et sans ventilateur. Les plans initiaux des composants de génie mécanique et les premiers travaux d'évaluation thermique ont été effectués au début du programme. Cette optimisation aller-retour entre l'architecture des composants et les travaux d'ingénierie thermique a conduit au dimensionnement, à l'emplacement de la plaque du dissipateur thermique et à une disposition qui a permis de démarrer avec précision la conception industrielle. Cela signifiait que les premiers concepts examinés par notre client n'avaient pas besoin d'être refaits ou modifiés, car l'ingénierie des performances thermiques et RF nécessitait une nouvelle taille ou une nouvelle disposition architecturale. Cela permet d'économiser beaucoup de temps et de refaire coûteuses.

De plus, les premières études d'architecture peuvent mettre en évidence des problèmes qui n'avaient pas été remarqués auparavant. Juste en ayant une maquette, vous pouvez voir des choses, comme un morceau de tôle qui bloquerait une antenne et créerait une zone morte dans la connectivité. Dans l'un de nos programmes de développement de produits connectés, nous avons trouvé exactement cela et avons dû optimiser l'emplacement de l'antenne pour éviter les interférences de connectivité par la tôle à l'intérieur de l'appareil. Ce sont ces premières études d'architecture qui nous ont prévenus de cela avant d'aller trop loin dans le projet.

Mappez l'expérience de conception sur vos objectifs de produit

Trouver une équipe avec une expérience de travail pertinente peut vous aider à « vous tenir à l'écart des mauvaises herbes » dans le développement de produits. Si votre produit comprend une application, trouvez une équipe qui a déjà conçu des applications et sait comment les concevoir d'une manière qui engage les utilisateurs d'essai et les transforme rapidement en clients d'achat (plutôt que de chercher ailleurs). Regrouper l'équipe de conception de produits matériels et d'applications sous un même toit peut combler le fossé entre les mondes physique et numérique et offrir à vos utilisateurs une expérience produit plus mémorable.

L'expérience d'une entreprise de développement de produits dans les méthodes de production doit également être conforme à votre objectif de quantité de produits. Par exemple, un objectif de fabrication de 200 produits par an est très différent de 100 000 par mois et devrait conduire à des choix très différents pour l'équipe de conception. Le fait d'avoir travaillé dans des boîtiers en plastique à grand volume ne fait pas d'une entreprise un expert de la tôle formée par frein ou vice versa. Cette expérience des différentes méthodes de fabrication apporte une conscience aiguë des champs de mines de certains choix de conception, de fabrication et d'assemblage. Si les bons concepteurs sont impliqués dès le début, ils peuvent aider à orienter les choix naturels qui conduisent à un excellent design sans les pièges des méthodes de fabrication difficiles ou trop coûteuses.

Faire participer le fabricant (parfois appelé le fabricant sous contrat ou CM ) au début du développement permettra également d'économiser de l'argent et souvent des mois de démarrage de la production. Ce temps de montée en puissance peut également être accéléré en faisant en sorte qu'une partie de cette planification commence avant la production, ce qui permet de gagner des mois de longue coordination entre l'outillage, la formation et la préparation des matériaux/composants. Une fois, lors d'une première revue de conception, un CM a suggéré que si nous retournions un PCB, ils pourraient effectuer des tests en cours de processus, ce qui signifie des économies pour le client. Pour nous, c'était « gratuit pour demander » dans le processus à l'époque, mais cela aurait été un changement substantiel et coûteux plus tard.

Les bonnes choses

Il n'y a pas de formule de développement de produit parfaite où vous entrez le produit que vous voulez fabriquer et où vous obtenez la liste des étapes à suivre. Chaque projet varie considérablement, et trouver une entreprise ou une équipe avec la bonne expérience peut vous éviter bien des ennuis à long terme. Plusieurs fois, des gens sont venus nous voir après avoir fait appel à une entreprise de conception qui ne fait que du travail créatif et se sont plaints qu'aucune des pièces n'était réellement manufacturable. Cela se produit tout le temps car de nombreuses entreprises n'ont pas l'expérience en ingénierie et en fabrication requise pour mettre un produit en production. Changer les choses tard dans le processus peut être très coûteux, car presque toutes les pièces devront être repensées et la conception pour la fabrication (DFM) devra être réévaluée.

Être conscient de ces choses peut aider à économiser du temps et de l'argent à long terme, et sauver un projet des correctifs douloureux et des correctifs sur toute la ligne. Donner des spécifications claires est l'une des premières choses dont nous avons besoin lors du démarrage d'une nouvelle conception de produit, car au cours des 37 dernières années, nous avons appris les points faibles derrière de nombreuses spécifications et connaissons le processus qui peut aider à guider un client vers un succès, solution rentable pour leur produit connecté.