产品设计论原型的重要性

1、原型设计是一道开发工序，开发者通过原型设计，在设计和开发产品的过程中结合书面研究和实行动，反复制作测试版（即原型），在获取反馈的同时逐步将商品规格具体化。原型设计在软件开发和硬件开发两个方面是通用的，然而在项目的初期阶段，基本上产品的规格都不明确。虽然所有开发相关人员会通过市场调研、反馈、讨论等进行问题或需求分析，以及具体化产品概念，但在这个过程中还会产生各种各样的问题（图1）。与阳户讨沧J佢他启需求？（图1设计开发阶段的烦恼之源）例如，开发者往往对市场的特性和业务等方面理解得不够到位，因此很难正确把握用户的需求，也有开发者基于“以目前的技术能达到的效果”进行开发，结果做出了不适应市场需求，也

2、不满足用户需求的产品。除此以外，想提交给用户目标规格，但无法明确设计阶段应该使用哪些技术手段的情况也时有发生。在这些情况下，开发者在后期工程中就会承担很大的风险。一方面，开发方想要明确告知顾客“做得到”“做不到”“做得到但需要一定成本”等判断标准，尽可能详细地描述产品的本来面貌，而另一方面，具体要用什么样的形式去体现产品的本来面貌，又是一个让开发者无尽烦恼的问题。原型设计就是解决这些问题的一个方法，首先尝试实现一部分产品的功能和要素，然后开发者和用户分别对其结果进行反馈。当然，因为两者立场不同，所以得到的信息也大相径庭图2）。（*图3.48原型设计的过程*）首先，开发方要在制作产品的同时确认产

3、品的运行状况，针对自身的设计对产品进行调试，看产品是否能如预想中一样运行。列出试作过程中发现的新问题和研究中的遗漏之处，同时研究针对这些问题的解决方法。在实际开发产品前，通过进行上述研究，不仅能减少前面说的开发过程中的风险，还能借助一部分测试成果来缩减开发需要的时间。除此之外，通过让用户与书面的说明相对比，并实际感受原型产品，还能够获得新的灵感和发现。产品越新，得到的效果也就越大，用户的反馈往往还会清楚地呈现出开发方没有意识到的观点和问题。从这个层面而言，原型设计可以说是连接开发者、用户，以及市场的一种沟通工具。下面介绍一下进行原型设计时需要注意的两个事项。第一个需要注意的是明确原型设计的目的

4、（图3）。很多原型设计都是以产生创意为名进行的，如果目的不明确，那么常常是想法没能成形就烟消云散了。虽然边做边想很重要，但大家也应该意识到，要尽可能压缩一次原型设计中要验证的项目，使其既能够实现目的又具有最小的结构。想要验证设计，还是验证技术，或是验证功能？目的不同，原型的形态也应有所不同。建议不要一次性地验证上述所有内容，而是先做出针对各个目的的不同的原型，再明确它们各自的制约条件。r品槪金日目碣P品fl歙和目fi用户1:外硕叔？通彳言换鶴昱7使用弗帥疇感器？|时出黑爭銅卑幽规自OOGjQ5通讨武任束日目覇咅品旳室现方计3XZCG软件幵建血型捏網两金盘理回由度氐E課同时轴城出包廻履型室祢比r

5、ccx讀禅幵住（*图5应用程序和硬件的最佳整合*）面就为各位介绍一下硬件原型设计需要的几样工具。首先，为了方便在原型设计过程中能一边重写程序，一边进行验证，大家需要一块微控制器主板。通常来说，各位在本书介绍的主板中随便选一个就可以，不过如今的判断基准是能够简单且迅速地进行制作。基于此点，这里建议各位初学者选择以下两种主板。首先是Arduino。虽然标准结构的ArdunioUNO没有以太网的端口，不过可以通过把它跟Shield组合起来，快速附加网络接口。想安装无线通信的时候，请使用Wi-FiShield和XbeeShield等。此外，如果英特尔Edison有Arduino兼容板，那么基本上也可以

6、同样使用。因为英特尔Edison标准安装了Wi-Fi，从这点上来说它更适合用于物联网设备的原型设计。虽然主板本身价格要比Arduino稍微高一些，不过，这样一来就无需购买Shield了，从整体上来看成本也相差无几。集齐所有需要的设备对原型设计而言是非常重要的。此外，连接这些微控制器主板还需要用到电路，在生成这些电路中起到重要的作用的就是电路试验板。有些人可能比较抵触制作电路，理由大多是“感觉焊电路板好难”。请各位放心，只要使用电路试验板，完全不需要焊接就能制作出电路。电路试验板表面排列有无数个小孔，把元件插进去就能制作出电路。如图6所示，这些小孔内部都是相连的，就像线一样。把元件跟跳线（导线）

7、组合使用，马上就能组装好一个电路。两侧的小孔是用来连接电源的，中央的凹槽设置正好能用来插入IC芯片。无论是否擅长焊接，原型设计初期基本上都会用到电路试验板。先在电路试验板上装一次电路，充分验证电路能正常运行后，再往电路板上安装。这时除了检查传感器和驱动器以外，还要检查产品的性能。通过事先检查需要的结构，就能“嘭”地一下把电路由大变小，电路运行起来也会更稳定。（*图6电路试验板的使用方法*）挑战制作电路板！中央是姒电路试验板是一个非常方便的工具，但如果想知道在设备上实现功能时，电路尺寸会有多大，使用起来感觉如何，就需要实际制作一个电路板。制作电路板包括以下两种方法。一个是把元件焊在一种叫作通用电

8、路板的万能板上。在日本，学校授课以及通常情况下的焊接基本上用的就是这种板子。连接元件时采用镀锡线和聚氯乙烯线来代替之前的跳线，这个方法在电路板少的时候是非常好用的，但是当要做的电路板增多时，也相应地就越费时间，这点很令人头疼。另一种方法是使用印刷电路板。印刷电路板的表面上有小孔和连接这些小孔的线路图案，把元件插进小孔里再用焊接的方法固定，就能制成一个电路。如果需要重复制作很多相同的电路板，那么用这个方法制作会更简单。大家可以按照以下步骤制作印刷电路板。设计电路板的布线方式按照设计来加工电路板生成布线图首先需要专用的CAD软件。EAGLE是一款用于电路设计的非常优秀的软件，很多开发者都在使用EA

9、GLE。一旦生成了电路图，还能在一定程度上自动生成布线图。由于这款软件是外国制造的，大家刚开始可能会感到有些迷茫，不过从Web上可以查到很多相关的信息，新手也是可以使用这款软件的。对新手而言，困难的部分无非在于第二步，即制作电路板。印刷电路板的制作方法有雕刻法和蚀刻法（溶解电路板的表面）。两种方法都需要备齐好几种工具，还需要使用部分药品。到这里也确实容易让人退缩。我推荐一个最简单的方法，那就是把这一段外包。事实上有很多制造商只要接到步骤里生成的CAD数据，就能制成印刷电路板（每个制造商能制造的电路板的尺寸和数量是有限的，还请大家注意）。在需要制成一定数量的电路板时，不妨考虑这种方法。进行了原型设计，也明确了产品的概念后，就该进入下一个步骤了。也就是进行针对商品化的研究。接下来，该把从原型设计中得到的种种知识融合成一个产品了（图7）。功能规格是肯定要验证的，除此之外，还需要从零件成本、加工成本、维护等多个角度来验证设计。还要针对量产化以及负责制造的工厂进行研究和探讨。另外，物联网设备多使用无线通信，所以多数情况下需要获得符合技术标准的证明标志。