智能硬件的发展现状(浅析智能硬件及其生命周期论文)

编辑导语:从狭义上讲,智能硬件产品是增加了联网通信能力的传统电子产品,通过云端实现了更复杂的逻辑判断、远程操作以及多个设备之间的协调联动。本文分析了智能硬件产品的体系和生命周期,希望对你有所帮助。
1.什么是智能硬件产品?硬件是“由电子、机械、光电元件组成的各种物理装置”,是我们看得见摸得着的实体。典型的硬件产品有绿色印刷电路板,以及普通的风扇、充电器、耳机等。我们日常生活中使用的都是五金产品;纯硬件产品,像提线木偶一样,智能极低,只能简单响应人的指令,功能单一,对环境的适应能力低。
软件是“按特定顺序组织的计算机数据和指令的集合”。简单来说就是程序员打出的一串代码。软件的种类很多,比如电脑/手机/平板的操作系统,比如win系列、OS系列、Android系列,还有运行在手机上的应用app,比如微信、钉钉;我们开的网站等等都属于软件。
如果把硬件产品比作身体,那么软件就好比“大脑”。软件和硬件结合的产物,相当于拥有了简单的“智能”,可以对周围环境做出反应,根据环境的变化自动调整自己的功能。典型的是我们使用的小家电,比如冰箱、空调。
虽然软硬件结合的产品比单纯的硬件产品更复杂,自动化程度更高,但仍然不能称之为智能硬件产品。因为这些产品的自动化是通过编译好的程序来实现的,不具备学习能力,也不具备根据获得的信息进行推断和判断的能力。
智能硬件产品的核心在于“智能”。我们狭义的智能硬件产品是在传统电子产品的基础上增加了联网通信的能力,通过云端实现更复杂的逻辑判断、远程操作以及多个设备之间的协调联动。典型的有智能手机、AR/VR设备等。我们使用的。
还有一些“AI”设备,已经可以根据现有条件或知识进行一定程度的推断和判断,甚至可以自动归纳学习知识。比如小爱同学,小艾等。这些也是智能硬件产品。
智能硬件产品一般都有联网能力,使用时需要联网配对。如果套件内置4G模块,插入sim卡后,开机后可自动连接网络;
与传统的家电、空调等电子产品相比,智能硬件产品在交互方式上增加了APP/小程序控制、语音控制、事件触发等方式。不同的应用场景或环境会对智能硬件产品产生影响,或者说智能硬件产品会针对不同的环境进行调整。
二。智能硬件系统概述。一般来说,智能硬件系统包括硬件、本地系统和云服务。
五金件,包括外壳和PCBA,外壳是产品的外壳,可以用金属、塑料、玻璃、木头等制成。用于存放和保护易碎的电子元器件,将产品内部部件统一为一个整体,还具有使用方便、视觉美观的功能。
PCBA,带有焊接片的印刷电路板,是电子元件的载体。通常,处理器、通信模块和传感器都焊接在PCBA上。也可以通过电缆与显示器、执行器、传感器连接。
处理器:包括MCU、CPU、GPU等。是智能硬件产品的心脏,负责采集、处理和转发信号的功能通信模块。种类很多,有常见的4G、wifi、蓝牙,也有不常见的NB-IOT、Lora等,用于互联网上的数据传输。我们的手机等常见的显示器,负责信息展示和操作交互,对用户和产品都很重要。就像人的面部和嘴部传感器:种类也很多,可以根据需要监测各种物理量,如温度、气压、方向、角度等。就像人的眼睛、耳朵、鼻子、舌头、皮肤执行器:比如电磁阀、继电器、电机等。用来把数字信号转换成各种动作来显示世界,就像人的四肢在处理器里,一般运行本地系统,很简单。不同的硬件平台支持不同的本地系统,包括Android、IOS、RTOS嵌入式系统等。在同一个硬件平台上,同类型的本地系统由于编译程度不同,性能也有很大差异。
传统的电子设备受限于本地的计算能力和存储能力,无法运行复杂的程序和存储更多的数据,从而为用户提供更好的服务。智能硬件产品,通过通信模块连接到互联网,与云服务器和其他互联网设备紧密链接,从而获得更多能力。智能硬件产品通过云服务器相互沟通协作,融合存储各种数据;同时,产品与用户之间增加了更多的交互方式,从传统的点击物理按键的方式,到手势操作、语音控制、APP远程操作等。交互方式更加多样,操作更加简单高效。
总的来说,智能硬件产品集成了很多功能和技术,目前的产品可能还不完全智能,但与传统电子设备相比,其功能的丰富性和操作的简单性已经有了很大的提高。
三。智能硬件产品的生命周期典型的智能硬件产品,其整个生命周期一般涵盖六个阶段。确认阶段、产品设计阶段、产品落地阶段、产品推广阶段、售后维护阶段、产品消亡阶段。
1.俗话说在需求确认阶段,“知己知彼,百战不殆。”在需求确认阶段,最重要的工作是收集研究信息。智能硬件产品的开发和迭代成本很高,一定要重视决策。
需求确认阶段分为四个部分,不一定按顺序进行,可以错开进行。大致包括“收集需求和定义产品”、“可行性分析”、“市场分析和竞争产品分析”、“项目立项”。
在做一个智能硬件产品之前,我们需要考虑这个产品能解决什么样的用户痛点,能给客户带来什么样的价值,客户愿意为这个产品付出多少。所以产品的功能点绝对不是拍着脑袋想出来的,而是通过大量的调研、需求收集、筛选挑选出来的。
项目立项前,需要分析市场规模、用户需求、产品优劣势、产品进入方向;同时要了解目标用户的购买力,同类产品的优劣,定价,利润,产品核心器件的种类和价格,上下游供应商。
项目立项前,产品经理需要准备产品说明书、可行性分析报告等。并启动公司内部审核,需要高级管理层和开发团队批准。
一个标准的智能硬件项目团队主要包括两个人才。软件层面包括UI设计师、后台开发人员、前端开发人员、Android /IOS/RTOS工程师、软件测试工程师等硬件层面包括ID设计师、结构工程师、硬件工程师、硬件测试工程师、采购员、质量工程师等。另外还需要产品经理和项目经理,他们是产品成功诞生的灵魂人物。有时候,产品经理会兼职做项目经理。
2.产品设计阶段产品设计阶段是影响产品类型的最关键阶段。可以说需求阶段决定了产品的上限,设计阶段决定了产品的下限。设计阶段也是产品经理参与最多的环节。
产品经理将需求整理清楚后,以软硬件PRD文档的形式进行需求的内外部审核。评审后工业设计师、结构工程师、硬件工程师、电气工程师等。会在产品经理的领导下有条不紊的工作。每个角色要完成哪些设计工作,将在第四章详细介绍。
设计阶段的最终输出是产品需求文档和每个组件的样本。
3.产品落地阶段的设计阶段,就是把你脑子里的想法变成实物的过程,但是要让想法真正落地,变成可用的产品,就离不开落地阶段的努力。
落地阶段,也称为原型阶段,由打样和测试两部分组成。R & amp要求人员准备材料和打样,完成各种测试,修复严重的设计缺陷。
打样就是在设计阶段组装各种样品,包括板卡、天线、外壳、连接器、线缆等。装入整机,并连接外围设备(如果有的话)。我们称之为小样,一般不超过30套。
测试分为硬件和软件两部分。硬件部分包括PCBA单板测试、整机功能测试、整机可靠性测试等。根据各智能硬件的产品差异,具体测试项目也有所不同。
软件部分包括固件全测试、平台全测试、移动全测试、接口压力测试等。因为软件迭代比较快,落地阶段的软件测试往往是针对某个软件版本的。与此同时,新版本的软件仍可能同时进行规划和开发。
经过完善的测试和修复后,我们可以认为小样的试制是成功的,可以开始下一阶段。
4.产品推广阶段在产品落地阶段,有技术背景的产品经理往往局限于技术视野,投入大量精力攻克难题,潜心打造一款“完美”的产品。其实这是得不偿失的。智能硬件产品也需要讲究快速试错和快速迭代。
在产品推广阶段,需要快速将手样投入市场,让种子用户使用。在这个过程中,不断收集用户反馈的有用信息,实现满足用户需求的优化迭代;
在推广阶段,产品需要进行认证如CCC认证、CE认证等。这些认证通常是为了满足主流市场的当地政策要求。没有认证,产品不能销售;
同样,为了让产品更容易到达用户手中,销售词和宣传资料如效果图、宣传册、产品彩页等。也需要在这个阶段做好准备。
产品推广阶段必然伴随着生产规模的扩大。一般来说,有三个小步骤:
小批量试验阶段(NPI开始介入;准备材料,少量样机,一般不超过100套;SOP),整体工艺方案清晰,95%以上的生产问题得到解决。研发无法解决的问题。d级由生产线修复。在R & ampd级,物料密封,产品准备,完成生产测量工装的设计打样。和产品研发。d支持。如有必要,应与生产一起引入(R & ampd和备货,一半不超过1000套)。要对生产流程和工艺进行梳理和细化,形成工艺指导性文件SOP;需要根据SOP,生产和测试工装等开始量产。(生产材料,取决于销售预期)。
5.实际上,售后维修阶段从第一套产品作为“商品”交付给客户开始,售后流程就开始了。售后维修阶段的工作更具有操作性。一方面,要不断收集客户的意见和建议,收集竞品的优势和亮点,传递给产品经理和研发;d部门f
售后维修阶段往往占到智能硬件生命周期的近50%。这个阶段的重点是服务好客户,保证用户粘性,保持销售稳定。
6.往往不是另一匹更快的马,而是一辆车在产品的最后打败了一匹马。产品的本质是解决用户痛点,满足用户需求。当需求发生变化时,产品就失去了存在的土壤,需求随着时间的推移不断变化。所以,产品的消亡是必然的。
在景气末期,我们能做的就是跟风及时推出新品,提前了解趋势,提前布局,甚至创造需求,引导需求。
如果时代大潮落在你头上,让你措手不及,你还需要处理好库存产品,结清尾款,尽力保证资金回笼。
总的来说,就像人类从胎儿开始生活一样,智能硬件产品也是从最初的灵感或想法开始,通过研发落地。在市场化的过程中,他们不断打磨自己的棱角,成长壮大,最终因为跟不上时代的发展而消亡。
四。核心硬件设计简介。让我们看看核心硬件研发;典型智能硬件产品的设计流程,一般包括四个部分:ID设计、结构设计、硬件设计和电气设计。
ID,工业设计,也叫工业设计,关注产品是否好看,就像画一张人皮。本质上可以分为三个方向:三维设计方向,平面设计方向,UI设计方向。这里的ID设计是指三维设计方向,主要设计智能硬件产品的外观,注重轮廓曲线、人体工程学、材料、表面处理方式等。力求美观,方便用户,被市场接受。工业给产品带来美丽的“皮肤”。
MD设计,Mechanic Design,也叫结构设计,设计产品的内部结构和机械部分,注重产品是否耐用,就像打造人的筋骨一样。工业设计负责产品的外观,结构设计负责产品的骨架。结构设计的好坏直接影响到产品的成本、质量和寿命,可以说是塑造了产品的“骨骼”。设计注重安装使用的方便性、散热性、防水防尘等。
硬件设计,为板而设计,直接影响一个产品好用与否,类比创造人的大脑。那些没有焊接元件的称为印刷电路板(PCB).焊接的元件就是我们通常所说的板,简称PCBA。PCBA是一款智能硬件产品核心运行逻辑的载体,可以说是产品的“大脑”。硬件设计着重于元器件的选择和连接、信号传输的效率以及电磁兼容性。
电气设计,为各种元器件的供电和通讯而设计,是一个产品流畅使用的关键,仿佛疏通人的经络。电气设计重点考虑过流能力、干扰屏蔽能力、易用性和安装使用方便性等。
请注意,智能硬件产品还需要软件设计,包括UI设计、APP设计、固件设计等。重点是业务逻辑和交互方式,这里就不强调了。
1.工业设计工业设计主要由三部分组成。
首先工业设计师和产品经理共同确定方案,设计师需要画出ID线框和工艺图,标注零件、材料、工艺等。
其次是外观造型,设计师需要在3D软件上确定大尺寸和调整细节;
最后需要输出脚手板工艺文件,3D设计需要输出3D文件和CMF;平面设计需要输出胶片文档等。
2.结构设计结构设计主要包括四个部分。
进行工业设计审查,审查ID手板,确认外观是否符合结构设计要求。结构工程师需要完成3D结构设计,并考虑材料、加工工艺、散热方式、结构强度等打样,需要输出手板打样文档,包括2D/3D图纸和BOM;完成3D打印或CNC手样测试,并配合测试工程师输出测试用例;结构工程师将跟踪振动和冲击测试、保护能力测试等。并输出测试报告。
3.硬件设计硬件设计主要包括四个部分。
硬件工程师和产品经理协调需求并确认计划。确定功能列表、主要器件、外围电路等。准备PCB元件库和SCH元件库的原理设计和版图,硬件工程师需要设计并绘制原理图;配合结构工程师设计PCB结构,合理安排器件、数字电路和模拟电路;需要分发和优化电路打样,准备BOM,准备电子资料;需要输出照片绘图文档(包括钢网材料)并发出样张和补丁;样本的最终产品是焊接器件的PCBA测试,需要配合测试工程师输出测试用例;硬件工程师独立进行单板测试,配合功能测试,可靠性测试等。并输出测试报告。
4.电气设计电气设计还包括四个部分。
电气工程师、产品经理、硬件工程师、结构工程师等。整理需求,确认方案。需要设计电气控制原理图,计算主要技术参数,进行工艺设计。电气工程师需要设计打样,如装配布局,安装和布线图,并准备BOM和设备材料。需要输出接线图,接线顺序文件,发出样张。最后,线束样本的测试需要配合测试工程师输出测试用例;电气工程师跟进开关测试、插件测试、保护能力测试等。并输出测试报告。一个智能硬件产品的诞生,需要众多不同学科、不同专业的人才合作,其中产品经理起着决定性的作用。专业的设计交给专业的人,产品经理就像领航员一样,要掌控方向,梳理需求,设计架构,安排人员,验收成品。
就像领航员往往是船上最懂行的人一样,在智能硬件行业,智能硬件产品经理自身的知识储备也需要非常丰富,才能带领团队做正确的事,做正确的事。
本文由@Smile原创发布。每个人都是产品经理。未经许可,禁止复制。
来自Unsplash的图像,基于CC0协议。

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