智能硬件从零开始的设计生产流程

文章目录

市场分析
团队组建
ID设计
结构设计
pcba设计
软件开发
手板
EVT
开模
DVT
PVT
MP

智能硬件研发是一个复杂的过程, 当然一件事要发出萌芽必须得有人,
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有一天,几个合伙人凑在一起,说一起开发个智能硬件产品吧,于是故事开始了.

市场分析

合伙人: 万物互联的时代, 智能音箱已经成为智能设备的一个控制中心, 我们就从智能音箱入手(市场大).
硬件/结构工程师: 买回市面上卖的最火的一些竞品智能音箱,拆机分析
于是桌面上堆了一堆类似这样的部件:
结构:

pcba主板及排线

团队组建

一个完整的团队, 包含:

ID设计师
结构工程师
嵌入式硬件工程师
嵌入式软件工程师
测试工程师
认证工程师
品质管理
采购
产品经理
项目经理等
客服
维修

其中 ID设计, 结构工程师, 硬件工程师, 软件工程师是需要的, 当然这些都可以外包,这里不讨论.

ID设计

分析了市场, 定了要做的功能, 分析了竞品, 就可以进行ID设计了,
让UI设计外观, 出2D渲染图
比如要设计成百度智能音箱的样子
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结构设计

结构设计需要与硬件工程师配合协商，综合硬件设计、PCB 布局设计，确定好硬件提供给结构的EMC 需求.并要考虑散热,装配,跌落等因素.
使用CAD软件构建三维模型，精确表示产品形状和结构.然后出3d渲染图,
将整体产品拆解成可独立设计的零件，包括外壳、支架、盖板等.
会进行各部件的3d结构图设计, 如图为内部结构
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外壳部分

结构可参考
智能硬件产品结构设计要点

pcba设计

硬件工程师, 根据选定的芯片, 外围器件, 结合结构设计(pcb是要放在结构中的)进行pcba的制作,
过程包含: bom表制作->画pcb图-> 打板-> 贴器件
bom表就是器件的造型并整理价格.
如图为pcb画图软件制作的pcb示例
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pcb板示例图

硬件设计完,要进行硬件测试, 包含功耗,静电等测试.这些属于EVT阶段,后面会提到.

软件开发

有pcba就可以进行软件开发了.
软件开发是指一系列计算机科学活动,专用于完成创建、设计、部署和支持软件的过程。
通常主芯片定了后, 软件基础架构就可以定了, 比如rtos芯片就要用rtos系统, 手机芯片大部分选择安卓系统.
不同的系统开发不一样, 语言, 开发环境都不一样.
软件开发又包含

设备底层内核及驱动开发
设备上层应用开发
服务器后端开发
电脑网页或手机app的前端开发
软件开发过程需要测试工程师进行测试.

手板

使用3D打印、CNC加工等技术制作实物模型, 把pcba装到3d模型上,
手板看起来会比较粗糙, 跟最终产品会有些差距, 但却是不可缺少的部分.可以进行功能,结构等调试.
如图为结构手板
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EVT

Engineering Verification Test）指工程验证，此阶段是针对工程原型机做验证，对象很可能是一大块开发板，或是很多块开发板.
包含

功能测试
性能测试
可靠性测试
兼容性测试
安全测试

开模

结构开模是指根据产品的结构设计要求，制作模具的过程。
手板验证后, 就可以开模了,

开模一般是30天到60天.
智能音箱开模费用要大几十万,甚至上百万.
技术风险：开模过程中可能会遇到技术难题，如模具设计不合理、加工精度不高、试模不成功等。为了控制技术风险，可以选择专业的模具制造商，进行充分的技术沟通和交流，确保模具的设计和制造符合要求。开模是产品生产过程中的一个重要环节，需要进行充分的准备和规划，选择专业的模具制造商，严格控制开模过程的质量和风险，以确保产品的质量和生产效率。

如视频, 为比较简单的手提篮的模具生产过程,

一整圈倒扣的手提篮，模具量产顺利

DVT

1.（Design Verification Test）设计验证测试，是硬件生产中不可缺少的一个检测环节，包括模具测试、电子性能、外观测试等等。
2. 这个阶段可开始进行包材的设计与生产了，包括外包装、内托和说明书.
3. DVT包含测试项与EVT相似, 区别是DVT可以进行完整的整机测试.
4. 智能音箱的 DVT 是一个系统而严格的测试过程，通过对产品的功能、性能、可靠性、兼容性和安全性等方面进行全面验证，可以确保产品质量符合设计要求，为产品的量产和市场推广提供有力保障。
这个阶段要上工厂的流水线生产, 一般是生产几十到几百的产品.
如图为工厂流水线:
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