7个步骤带你理解硬件产品从0到1

硬件产品从0到1的过程，也便是观点产品化的过程。

所谓观点——便是产品的创意和想法，内容可包括前文提及的：市场剖析、用户研究、产品定义和产品设计；

此时已经基本明确了为什么要做这款产品，以及这款产品将做成什么样子，即WHY和WHAT两个方面。

个中须要重点通报给研发同事的是WHAT的部分——即产品的PRD，这是从产品的上游，输入给研发下贱的关键文档。

此时产品仍旧只有观点，以及“虚无缥缈”的产品PPT、Word等文档，因此在“观点产品化”的阶段，关键任务是确保产品定义能够实现。

当然在PRD出来之前，产品经理也会有和研发干系职员的可行性谈论，避免PRD出来之后可行性不强的尴尬。

接下来把这个阶段的流程梳理一下，当然每个公司的流程都不尽相同，但大体思路该当是同等的。

一、ID设计

这里提到的ID设计，指的是狭义上的外不雅观设计。

外不雅观设计：便是把产品的框架架构出来，剩下的细节还须要构造工程师、模具工程师、软硬件工程师等职员协同完成。

一件新产品从无到有，在壳料上可以分为两个阶段：

对付ID设计师来说，常用的软件工具是Autodesk Alias，是Autodesk公司旗下的打算机赞助工业设计软件；以及Rhino，是美国Robert McNeel & Assoc开拓的PC上强大的专业3D造型软件。

ID设计师一方面须要具备适度丰富的想象力，足够的想象力才能够产出好的产品创意；但是想象力也须要适度，如果太有想象力，会加大后续构造设计、模具制作以及工艺生产的难度，乃至无法制造。

另一方面，也须要熟习干系外不雅观效果和外不雅观工艺，在设计过程中能闇练利用精确工艺来表达效果；最主要的是对产品的理解要足够深，能够让设计直指产品实质，这部分须要产品经理多参与沟通，确保产品理念和定义通报到位。

ID设计之后会进入到MD（Mechanical Design）设计，MD工程师在ID根本上进行详细的构造设计；因此在ID设计阶段，MD、硬件也须要参与，沟通产品的尺寸、构造、性能等哀求，在设计初期就一并考虑到位。

ID设计一样平常分为三个阶段：

草图阶段：紧张是基于设计师的构思，通过草图勾画的办法，快速记录下设计师思考形成的创意，这个阶段非常主要，会决定了后续产品设计的紧张方向；草图是即时灵感的视觉呈现，短缺精确的尺寸和几何信息，这时候一样平常会出多个方向，再从中筛选出来多少个，进入下一阶段的深入设计。

平面效果图：是2D的视觉表达，通过CAD软件完成，意在将草图中模糊的设计清晰化表达；这个阶段的图纸比较于草图，可以更为清晰地给他人通报产品尺寸以及视觉感想熏染。

3D设计图阶段：是通过三维建模的办法，更直不雅观、更真实地在三维空间中多角度不雅观察产品形态；可以清晰展示设计师的设计思想、思路和细节，比较于终极实物，险些只有一线之差。

二、CMF设计

所谓CMF，分别指代了C（Colour颜色）、M（Material材料）、F（Finishing）。

1. C（颜色）是产品外不雅观效果的第一要素，是人们视觉感想熏染最主要的部分。

不同的颜色可以给用户通报出不同的情绪，如下表所示：

2. 同样的M（材料）利用了不同的颜色，会产生完备不同的效果。

在硬件产品上，紧张利用的材料为塑料和金属，不太常用的材料包括了精密陶瓷、玻璃、皮革、板材、纺织面料等。

3. 不同的材料有着相对应的F（成型工艺与表面处理工艺）。

成型工艺是指把原材料加工成为产品，例如：将颗粒状、粉状、条状、块状的根本原材料，塑型成为产品的部件，表面处理工艺指的是在成型工艺的根本上，对产品部件进一步加工，使其性能或者装饰效果得到进一步提升。
也便是说，成型工艺授予了产品身体，表面处理工艺授予了产品脸面。

除了CMF三大要素之外，还有其余一个主要的要素P（Pattern图纹），以是当前CMF设计领域中，已经更多的在强调CMFP了，而不但是CMF。

三、构造设计

ID锁定之后，就进入了却构设计阶段。

产品的构造设计：是指构造工程师根据产品功能来进行内部构造的设计事情。

构造设计的过程：包括了根据外不雅观模型来进行零件的分件、确定各个部件的固定方法、设计产品利用和运动功能的实现办法、确定产品各部分利用材料和表面处理工艺等；其余，构造设计过程中还须要考虑形状、本钱、性能、可制造性、可装置性、维修、运输等多个方面。

构造设计紧张便是构造工程师的事情了，产品经理参与得少，但也须要理解构造工程的干系根本知识；在后续的文章中，会有大略先容产品经理须要理解的知识点。

四、硬件设计

硬件设计：指的是电子电路部分的设计，全体设计过程包括设计需求剖析、事理图设计、PCB设计、工艺文件处理等几个阶段。

硬件工程师在吸收到产品经理输出的PRD文件之后，会对个中硬件部分的需求进行剖析，形成硬件设计方案，来决定如何选用电路核心元器件以及设计范例电路。

事理图设计是电路设计的核心，包括了元器件选型和绘制事理图两个阶段。

所谓元器件指的便是芯片、电阻、电容、二极管、晶振、电源模块、传感器、存储器等这些。
元器件的选择是否优质（担保性能）、合理（担保本钱），将直接影响全体硬件电路乃至终极产品的性能表现；确定好选型之后，就可以开始绘制事理图了，硬件工程师一样平常都利用EDA软件作为工具来绘制电路事理图。

事理图输出之后，下一步就进入PCB工程师的PCB设计环节（也叫PCB Layout）——PCB（Printed Circuit Board）即印制电路板的意思。

PCB由绝缘底板、连接导线和装置焊接电子元件的焊盘组成，具有导电线路和绝缘地板的双重浸染，实质上也便是为了实现各元器件的电气互联。

PCB按照电路层数分类可划分为单面板、双面板和多层板：单面板的元件集中在一壁，导线集中在另一壁，因导线集中在一壁以是叫做单面板；双面板顾名思义，便是两面都有布线，两面之间的线路通过“导孔”来作为桥梁连接；双面板办理了单面板布线交错的难点，适用于更繁芜的电路上；常见的多层板一样平常为4层板或者6层板，繁芜的乃至可以达到几十层。

PCB设计以硬件工程师输出的事理图作为设计依据，来实现硬件电路的功能：

首先要制作物理边框，这是PCB设计的基本平台；接着引入事理图中涉及到的元器件和网络，进行元器件布局（放置顺序、位置、方向）、电路板布线（位置、宽度、长度、角度）。

可以这么打个比方：事理图好比建筑图纸，PCB设计好比按图施工，PCB设计相对来说是大略一些的事情内容。

PCB设计完成后，便可发出PCB制造厂打样，PCB打样的数量没有限定，一样平常在硬件设计未完备确定和完成测试之前都可称之为打样。

打样回来之后，就可以安排制作PCBA了，PCBA即Printed Circuit Board Assembly的缩写（在欧美的标准写法是PCB’A，多了个点），指的是PCB空板经由SMT（Surface Mounted Technology，表面贴装技能，也叫贴片），或者DIP（Dual in-line Package，双列直插封装技能）插件的全体制作过程。

SMT大略地讲，便是通过贴片机把一些眇小型的元器件贴装到PCB上，而DIP插件则是在PCB上插入大一些的无法利用SMT的元器件。

PCBA制作完成回来后，硬件工程师就可以开始进行硬件自测，如果有问题就改，重复一遍事理图、PCB layout、PCB打样、PCBA制作的过程，当然从哪个环节重新开始得看看变动的内容是什么。

五、固件开拓

与硬件设计相伴的，是固件开拓。

固件也叫Firmware，之以是叫做固件，可以理解为是“固化的软件”，广泛地存在于各种电子产品中。

以前的固件一旦烧录入芯片中，后续就再也无法变动，一方面是技能缘故原由，一方面也是由于没有必要对固件进行升级操作，即便固件涌现了严重bug也只能将写好程序的芯片拆卸下来改换。

当然随着技能的发展，修正固件以适应不断更新的硬件环境已经成为标配需求，可重复刷写的芯片也涌现了，以是当前的固件大都是可以OTA（Over the Air）升级的，目前固件和软件的区分和界线，也越来越模糊，固件已经不固。

固件担负着一个硬件系统最根本、最底层的事情，可以理解为硬件的操作系统；固件好比是硬件设备的灵魂，没有固件的PCBA，就像一块砖头啥也干不了；固件也有大小之分——大的可达几百兆，小的乃至只有几K，乃至不敷1k。

六、手板制作

在构造设计完成之后，须要制作手板（Prototype）来验证产品可行性。

刚设计完的产品离终极可量产状态，还差得很远，以是须要做手板来进行验证，确保没问题之后才能进入模具设计阶段——由于模具的投入金额一样平常都很大，须要确保设计图纸都是没问题的才能投入。

“手板”一词属于行业俚语（也有叫首板），即产品在定型之前少量制造的验证样件，专业术语也叫做样件、验证件、样板、等比例模型等等；硬件产品壳料都须要模具光降盆，手板便是在投模之前，根据产品外不雅观图纸、构造图纸先做出的多少个样件，来验证外不雅观情形和构造合理性。

按照打手板的目的不同，可以分为外不雅观手板、构造手板和功能手板三种。

外不雅观手板：紧张用来验证产品的外不雅观设计，对外不雅观哀求很高，视觉上和量产产品比较靠近，但内部构造无处理，有时乃至是实心的。
构造手板：紧张用于验证构造设计的合理性，对产品尺寸、内部构造哀求高，对外不雅观哀求较低。
功能手板：哀求最高，须要做到和终极产品一样的外不雅观、构造和功能。

当构造设计和硬件设计都完成之后，就可以安排制作功能手板了。

七、硬件测试

硬件测试便是测试工程师，站在用户的角度，对产品的功能、性能、可靠性、兼容性、稳定性等方面对产品的硬件（主板）进行严格的测，硬件测试是产品从研发走向生产的关键把关环节。

功能测试：便是测试产品设计的功能有没有得到实现。
性能测试：则是测试已经实现的功能性能表现如何。
打个不是很恰当的比方，功能测试便是0和1，而性能测试则是1之后能走到多远。
可靠性测试：便是给产品加上各种外部不利条件，看看产品表现能否稳定，是否足够“靠谱”。
比如：把温度整高点或者整低点（仿照热带寒带环境）、加点盐雾环境（仿照海运场景）、给你震一震颠簸下（仿照物流环境）、再往地上摔一摔（仿照欠妥心产品掉地上了），看看产品被蹂躏一番之后，表现是否依旧坚挺。

以上大概先容了ID设计、CMF设计、构造设计、硬件设计、固件开拓、手板制作、硬件测试等几个关键环节。

如果你的产品是智能硬件产品的话，那么大概率还有APP开拓、云平台开拓的环节。

有了app就可以通过手机等掌握终端对设备进行操控；有了云平台，硬件产品就能够在广域网（例如4G网络，掌握终端和设备不在同一个局域网下）的条件下也可以对设备进行操控。

至于APP和云，那是软件产品经理要操心的事情了，这里对付软件产品不做过多先容。

当然这些环节并不是串行的，像ID设计和硬件设计可以并行走，但大体的逻辑顺序是按照上面的描述进行。

对付所有这些环节，作为硬件产品经理，虽然不须要做到很精通，但至少对付各个环节都须要有所理解。

那么理解到什么深度才算足够呢？

可以这样来大略判断，当项目进行过程中碰到了干系问题，与ID、CMF、构造、硬件、固件、测试等干系同事沟通时，确保你能听懂他的话，就可以了。

以上几个关键步骤走完之后，你手上就有了一台可以正常事情的功能样机。

这时候立项之初虚无缥缈的PPT，终于落地成为面前的一台功能样机，这便是观点产品化的过程；

在观点产品化的阶段：一方面要精确评估关键功能的技能难度；一方面须要集中资源，确保实现关键功能。

本文由@Ericleen 原创发布于大家都是产品经理，未经容许，禁止转载

题图来自Unsplash，基于CCO协议