產(chǎn)品設(shè)計論原型的重要性

1、原型設(shè)計是一道開發(fā)工序，開發(fā)者通過原型設(shè)計，在設(shè)計和開發(fā)產(chǎn)品的過程中結(jié)合書面研究和實(shí)行動，反復(fù)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(shè)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(xiàng)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(jìn)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(shè)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(wù)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(dá)到的效果”進(jìn)行開發(fā)，結(jié)果做出了不適應(yīng)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(biāo)規(guī)格，但無法明確設(shè)計階段應(yīng)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(dān)很大的風(fēng)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(biāo)準(zhǔn)，盡可能詳細(xì)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(shè)計就是解決這些問題的一個方法，首先嘗試實(shí)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(jìn)行反饋。當(dāng)然，因?yàn)閮烧吡霾煌?，所以得到的信息也大相徑庭圖2）。（*圖3.48原型設(shè)計的過程*）首先，開發(fā)方要在制作產(chǎn)品的同時確認(rèn)產(chǎn)

3、品的運(yùn)行狀況，針對自身的設(shè)計對產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)試，看產(chǎn)品是否能如預(yù)想中一樣運(yùn)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(shí)際開發(fā)產(chǎn)品前，通過進(jìn)行上述研究，不僅能減少前面說的開發(fā)過程中的風(fēng)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(shí)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(diǎn)和問題。從這個層面而言，原型設(shè)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(jìn)行原型設(shè)計時需要注意的兩個事項(xiàng)。第一個需要注意的是明確原型設(shè)計的目的

4、（圖3）。很多原型設(shè)計都是以產(chǎn)生創(chuàng)意為名進(jìn)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(yīng)該意識到，要盡可能壓縮一次原型設(shè)計中要驗(yàn)證的項(xiàng)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(yàn)證設(shè)計，還是驗(yàn)證技術(shù)，或是驗(yàn)證功能？目的不同，原型的形態(tài)也應(yīng)有所不同。建議不要一次性地驗(yàn)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O(shè)OGjQ5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(yīng)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(shè)計需要的幾樣工具。首先，為了方便在原型設(shè)計過程中能一邊重寫程序，一邊進(jìn)行驗(yàn)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(zhǔn)是能夠簡單且迅速地進(jìn)行制作?；诖它c(diǎn)，這里建議各位初學(xué)者選擇以下兩種主板。首先是Arduino。雖然標(biāo)準(zhǔn)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(luò)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?yàn)橛⑻貭朎dison標(biāo)準(zhǔn)安裝了Wi-Fi，從這點(diǎn)上來說它更適合用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的原型設(shè)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(shè)備對原型設(shè)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(yàn)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(yàn)板，完全不需要焊接就能制作出電路。電路試驗(yàn)板表面排列有無數(shù)個小孔，把元件插進(jìn)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(dǎo)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(shè)置正好能用來插入IC芯片。無論是否擅長焊接，原型設(shè)計初期基本上都會用到電路試驗(yàn)板。先在電路試驗(yàn)板上裝一次電路，充分驗(yàn)證電路能正常運(yùn)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(yùn)行起來也會更穩(wěn)定。（*圖6電路試驗(yàn)板的使用方法*）挑戰(zhàn)制作電路板！中央是姒電路試驗(yàn)板是一個非常方便的工具，但如果想知道在設(shè)備上實(shí)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(shí)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(xué)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(dāng)要做的電路板增多時，也相應(yīng)地就越費(fèi)時間，這點(diǎn)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(jìn)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(fù)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(shè)計電路板的布線方式按照設(shè)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(shè)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(shí)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(shí)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(jìn)行了原型設(shè)計，也明確了產(chǎn)品的概念后，就該進(jìn)入下一個步驟了。也就是進(jìn)行針對商品化的研究。接下來，該把從原型設(shè)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(yàn)證的，除此之外，還需要從零件成本、加工成本、維護(hù)等多個角度來驗(yàn)證設(shè)計。還要針對量產(chǎn)化以及負(fù)責(zé)制造的工廠進(jìn)行研究和探討。另外，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)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(biāo)準(zhǔn)的證明標(biāo)志。