プロダクトデザインのプロトタイピングについて誰もが知っておくべきこと

製品設計のプロトタイピングは、あらゆる製品の開発における重要なステップです。これの価値を共有する多くの物語や研究がありますが、プロトタイピングがなければ、製品開発ははるかに時間と費用がかかり、リスクが高いと言えば十分です。

プロトタイピングは、その最も正式な定義では、機能的な製品の製造であり、製造材料に可能な限り近い材料で構築され、製造図面の公差に合わせて構築され、テストのために組み立てられます。これらのプロトタイプは、エンジニアリングを「チェック」し、完全な機能テストに使用されるため、「エンジニアリングチェックプロトタイプ」と呼ばれます。これらは、UL、FCC、TUV、CE、CSAなどのコンプライアンステストおよび認証の提出にも使用できる場合があります。製品や市場によってはケースバイケースの問題のようですが、同じ材料で機械加工されたサンプルではなく、完全な生産成形部品を必要とする特定の提出物については、ここで注意が必要です。

プロトタイピングは、より広く解釈され、開発プロセスの多くのステップで検証に使用でき、使用されます。人間工学をチェックするためのフォームスタディ、プロセスの早い段階で機能を保証するためのサブシステムテストビルド、またはエンジニアリングファイルをチェックして生産を開始する前にテストするためのエンジニアリングチェックプロトタイプとして使用できます。

上記のプロトタイピングは、実際には製品のプロトタイピングにすぎませんが、製品設計のプロトタイピングは、コンピューターソフトウェアアプリケーションやWebサイトアプリにも適用できます。これらのデジタル製品は、多くの場合、ユーザーの相互作用と市場での受け入れをテストするためにプロトタイプ化されています。 Googleは、「デザインスプリント」と呼ばれるプロセスを開発しました。これは、問題の調査と特定、ソリューションの概念化と開発、プロトタイプの作成、テストを約5日で行うための迅速なプロセスです。明らかに、アプリから始まったため、プロトタイピングは非常に迅速に（数週間ではなく数時間で）実行でき、テストはこれらのビジュアルページの例から電話、タブレット、またはデスクトップで実行できます。

開発プロセスは、アイデアが機能することを証明することから始まり、デバイスの物理的研究につながり、デバイスの製造のために機械的およびその他のエンジニアリングが行われ、テスト、ツーリング、およびランプアップが始まります。製品設計のプロトタイピングが、初期のコンセプトから大量生産に至るまでの開発プロセスの各ステップでどのように適用されるかを共有します。

1。物理的なモックアップ

プロトタイピングは、プロセスの早い段階でデバイスの感触をつかみ、人間工学的な課題を特定して対処するために必要になる可能性があります。ハンドヘルドまたはウェアラブルアイテムは、物理的な実施形態に非常に敏感であり、これらの初期のモックアップは、迅速な評価を提供し、これらの物理的に正確なモデルをテストすることで解決および証明できる問題を強調します。クライアントの物理コンポーネントとサイズに基づいてオールインワンのブドウ糖テストシステムを実行し、さまざまな美学とスタイルの5つの物理モデルを作成して世界中でテストした後、それらを10％小さくする必要があることがわかりました。市場の期待に応えられるサイズ。モデルはより小さなサイズで作り直され、市場はそれらを許容できるものとして受け入れました。これはそれほど高価ではなく、迅速な障害と迅速な再テストを可能にしました。

これらのモックアップの価値の別の例は、手術器具と杖を設計するときに発生しました。かつて、フォーカスグループの医師に「何を変えますか」と尋ねると、彼の答えは「何もない、大丈夫」でした。後で、私たちが物理的なモックアップをテーブルに置いたとき、彼はそれらを拾い上げ、私たちが見せたモックアップの良い点と悪い点について多くのことを共有しました。方向キーイング機能は優れているが、押すボタンのように見えたので、平らな面に最小化して両方の目標を達成しました。ツールの先端の方向を示しながら、視覚的な存在感でユーザーを圧倒したり誤解させたりすることはありませんでした。 。得られた製品は、当時最高の関節鏡手術用ワンドになりました。

2。サブシステムの機能モックアップまたはテストミュール：

製品設計のプロトタイピングは、サブシステムの機能を早期に証明し、プロセスの後半で、完全に機能しないものが見つかる可能性を減らすために必要な場合があります。これらの初期のサブシステムは、「早く失敗し、早く失敗する」という古いプリンシパルにフィードを構築します。これは、障害をすばやく検出できれば、開発スケジュール全体を費やして1つの欠陥を見つけるだけの可能性を減らすことで、製品をより堅牢にすることができると主張しています。初期サブシステム推定の。

製品設計のプロトタイピングは、何かを機能させるためのさまざまな方法をテストするためにも必要になる場合があります。これらを「テストラバ」と呼ぶのは、多くの場合、物理的なサイズ、角度、位置、距離などが異なる多くのテストを行うために使用されるためです。このような医療用外科用カートを数十回行いました。患者からさまざまな高さ、角度、距離でディスプレイやコントロールを保持するスタンドを作成しました。これらは、外科的およびしばしば重大な状況で使用する医師または看護師向けに最適化する必要があるため、これらの相互作用点のフルサイズのテストを可能にします。

機械的機能テストラバは、コンセプトが機械的に機能することを証明するためにも使用できますが、最終的な外観は視覚的に正確ではない可能性があります。これを機能させるために必要なアイテムだけに焦点を当てれば、これは高速で安価になります。あるいは、複数の変数があるので、同じパーツに基づいてさまざまなバリエーションで試すことができます。科学的なサンプルを配置するために内部コンポーネントにアクセスするために上にスイングする必要があるドアがあった後、それは持ち上げている間あなたの顔にスイングすることができませんでした。また、バランスの取れたガススプリングとピボット/マウント角度を使用して無重力にする必要がありました。これにより、テストしたオプションの穴パターンごとに重心とスイングが変化しました。最終的にそれぞれに最適な場所を見つけ、最終的には完璧に機能しました。これはやや粗雑で、合板と金属製のレバーアームでできていましたが、数日ではなく数時間で作成され、すぐにテストが行​​われました。最終的なエンジニアリングの詳細を進めていくと、これは早期に証明されたため、懸念を引き起こさなかった1つの領域でした。

3。エンジニアリングチェックのプロトタイプ

エンジニアリングチェックプロトタイプは、可能な限り生産材料に近い機械グレードの材料から製造されます。 3D CADエンジニアリングファイルと、材料、ドラフト、公差、および平坦度または垂直性の精度を示すQC図面を使用して、実際のジオメトリのCNCのツーリングパスを生成します。図面は、作成に必要な固有の基準に対してより高い感度の領域を示します。部品または組み立て作業。これにより、ファイルや図面にパーツを作成した場合に機能することが最終的に検証されます。プロトタイプビルドで機能しないものが見つかった場合は、寸法を確認し、エラーが見つかった場合は、図面とCADファイルで修正し、場合によっては再プロトタイプを作成します。その他の場合、更新はツールリリースに反映されます。 。

目的の製造材料に最も近い材料は、強度、たわみ、スナップ感、重量などに自信を与えてくれます。これらはすべて、後で変更するのが難しい間違いや問題を見つけるための早期のチャンスです。 ABS /ポリカーボネートブレンドを提案する場合は、購入できる最も厚いストックのマシングレードのPC / ABSブレンドにします。より厚くする必要がある場合は、溶剤化学物質を使用して2つの厚いシートを結合することができます。これにより、材料が柔らかくなり、元々その厚さで製造された場合とほぼ同じ分子結合が作成されます。

これは、製品設計のすべての材料、板金、プラスチック、接着剤、ビニール、ベアリング、事実上、電気コードを含むすべてに適用されます。プロトタイプを作成するのが最も難しいものの1つは、カスタムスプリングです。一般的な有限要素解析（FEA）CADツールでは、ばね力を正確に定義できないことがわかりました。したがって、必要な力を提供するための正しいばねであると考えるものを定義します。次に、それらのプロトタイプを作成するときに、分析で正しいと示されたものをプロトタイプ化し、2つの軽い力と2つの重い力の例を作成し、テストを通じて、力の目標に正確に相関するものを見つけます。 1つではなく5つを構築するのは少し費用がかかりますが、一度に1つずつ、連続してではなく、一度にすべてを構築する方がはるかに安価です。

結局、製品設計のプロトタイピングは、市場の反応を確認する方法でもあります。あなたがダースかそこらを作るならば、マーケティングチームはそれらを使って実際の顧客と製品をテストマーケティングすることができます。これらは生産が始まる前に行われるので、学んだ教訓は生産が始まる前に製品に実装することができます。これにより、フィクスチャやテストメソッドなどのツールやその他の生産の立ち上げに影響を与える後期段階の更新が保存されます。本番リリースの前に発生する可能性のある更新は、多くの時間とお金を節約できます。物事が生産された後、変更はツールの変更（非常に高価）、アセンブリの変更（新しいトレーニング）を引き起こす可能性があり、場合によっては再テストや認証機関（電気部品や材料など）への再提出が必要になることもあります変更）。

製品設計のプロトタイピングは、仮定を確認し、顧客の受け入れを証明し、機能または組み立てまたは製造方法を保証し、許容できる場合は早期認証を達成し、市場とユーザーをテストするための最良の方法です。これは、製品開発で利用できる最も費用効果が高く、影響が最も少なく、時間を節約できるツールです。早く頻繁にやってください！

メンロパークにいて、プロトタイピングのサポートが必要な場合は、立ち寄るか、お問い合わせください。