Данная статья не только про разработку электроники, а про общие подходы к реализации любых инициативных проектов.
Нет особого смысла рассматривать примеры удачно реализованных проектов и на основе этого формулировать критерии как нужно делать. Потому что успех в технически сложном проекте это как правило сочетание целого ряда факторов и не только технических (удачные решения, сбалансированный проект), но и экономических (текущая конъюнктура рынка, уровень конкуренции, стоимости сырья и сложных комплектующих, состояние рынка труда) и даже социальных. В этом плане попытка распространить удачный опыт некоторых стартапов на новое начинание схоже с имеющимся в психологии феноменом "ошибки выжившего".
А вот к неудаче в технической части проекта может привести даже одно критически неверное решение, и можно посмотреть на каждом этапе, что пророчит "могилу" для вашего начинания. Устранение всех негативных факторов на всех этапах существенно повышает вероятность успеха. Наличие одного неверного решения на начальных этапах способно похоронить проект, а также все понесенные затраты. Причем чем раньше будет понятно, что выбранное решение неверное и раньше "похоронен" проект или наоборот изменен с исключением неудачного решения, тем меньше убытков он принесет.
На рисунке показан упрощенный маршрут продвижения идеи до выхода в серийное производство и сопровождение.
Тут не показаны итерации работы над проектом и его корректировкой, не показаны этапы испытаний и различные обратные и перекрестные взаимосвязи. Неверная методика испытаний может быть причиной того, что не будут найдены какие-то слабые места в изделии, и потом они проявятся при эксплуатации. Но это не всегда будет критически важным фактором и не способно похоронить проект. Тем более, что речь у нас идет не о ракетах, авиационных двигателях и прочих специальных штучках, а про изделия бытового назначения, где уже на этапе модели-прототипа можно понять, насколько оно будет пригодно к эксплуатации. Если ваш товар продается массово, даже имея какие-то ошибки в конструкции или эксплуатационные недостатки, которые всплывут уже потом, например, по истечении гарантии, то проект можно считать удачным. Если вы затратили годы на доводку и выявление конструктивных и эксплуатационных недостатков, потратили огромные средства на это, но не вышли на массовое производство или вообще не продали ни одного изделия, значит вы просто закопали огромные ресурсы в могилу. Тут надо учиться у наших друзей с юго-восточной Азии : если руками трогаешь, глазами видишь и понимаешь, что вид изделия уже более-менее товарный и не уступает конкурентам - это нужно продавать незамедлительно. К сожалению, у нас все книжки для студентов по конструированию аппаратуры и курсы по надежности систем, а часто и РТМ на предприятиях ставят главной целью надежность функционала. Разрабатывают методики испытаний, доводят до совершенства годами. А вот какой будет внешний вид изделия и его масса, или насколько оно будет технологично в серийном производстве и ремонтопригодно - это там вопросы второстепенные. Все это связано с тем, что в производственной сфере и учебных программах доминирует явный перекос в сферу военных и прочих специальных применений. С таким подходом нельзя создать удачного массового продукта гражданско-бытового применения. А также невозможна конверсия и наращивание доли выпуска такой продукции на предприятиях ВПК. А это как раз те вопросы, которые ставятся на министерских совещаниях и о чем говорит Президент.
Итак, на каких этапах и отчего наш проект может отправиться в могилу ?
1. Идея. Кажется, а что тут такого ? Мы только сформулировали функции и свойства продукта, мы нашли некоторую нишу на рынке, в которой потребность есть, а предложений нет или слабая конкуренция. Идея у нас со всех сторон действительно хорошая и привлекательная. Мы начали искать инвестора... А потом через небольшое время увидели то, что нашу идею уже воплотил кто-то и начал на этом хорошо зарабатывать.
Могилой на этапе идеи является утечка информации.
Мы в поисках инвестора или производителя отдельных компонентов сами все рассказали, выдали эту информацию. Причем это могло быть сделано по каким-то косвенным намекам или благодаря шпионским программам на вашем компьютере, так и непосредственно вы сами выложили свои карты на стол. Например, задумав поиграть в такую штуку как краудфандинг. Как выразился один мой коллега : очень созвучно слову "украсть". Китайские товарищи день и ночь просматривают подобные платформы, выискивая куда приложить еще свои финансовые ресурсы и производственные возможности. И сделают это быстро, пока вы копейки краудфандингом собираете !
Поэтому главным принципом на этапе идеи является конфиденциальность и необходимая "информационная гигиена". То, что вы хотите реализовать и на чем хотите заработать должны знать вы сами и небольшой круг специалистов в фирме. Проект можно грамотным образом декомпозировать (разбить на функциональные части или отдельные задачи для проектантов) еще на этапе идеи. В результате даже утечка информации по одной или некоторым частям проекта не позволит его полностью собрать и воплотить третьим лицам.
Второй могилой на этапе идеи является сама идея.
Тут пожалуй все предельно просто, даже особых комментариев не нужно : вы просто сами выдумали такое, что никому не нужно. Вы неправильно представляете проблемную часть и предметную область в которой хотите работать. Для того, чтобы заинтересовать большое количество людей тем, чего еще не было, чтобы с нуля создать рынок под новую идею - нужны значительные ресурсы информационные и финансовые. У вас их может не быть. Самое плохое тут заключается в том, что сделав ошибку на этапе идеи вы можете пройти уже до выхода продукта на серию и сложить все это навечно на складах или захоронить на полигоне ТБО.
Потери от критически плохой идеи будут минимальны, если старт-ап "могилизируется" уже на этом этапе. Если у вас украли и воплотили хорошую идею, а вы только к проекту приступили, то это тоже минимальные потери. Правда бывает, что уже провели какие-то дорогие и затратные по времени маркетинговые исследования. Но это все равно минимум.
2. Эскиз. Как будет выглядеть воплощение идеи ? Какая конструкция будет у вашего прибора, насколько он будет эргономичным. Насколько привлекательной по зрительному восприятию будет ваша вещь ? Это все очень важно. Оригинальный и грамотно выполненный дизайн - это фактически самореклама проекта. Встречают по одёжке. Конфеты берут в красивой обёртке. Для любой вещи бытового назначения это больше, чем половина успеха. Здесь есть два крайних варианта, которые могут стать могилой для проекта и они часто встречаются.
Дизайнеры превзошли конструкторов и технологов.
Это когда был создан настолько "сногсшибательный" дизайн, что для его воплощения нет доступных технологий, выбранный функционал не может быть удобно реализован, либо необходимые технологические решения недопустимо дорогие для производства вещи данной категории. Избежать этого можно только одним способом. Все этапы проекта, которые определяют функционал, дизайн, конструкторские решения и технологию, а также используемые материалы и комплектующие должны прорабатываться комплексно. Учет производственных возможностей и технологии должен производиться уже на этапах 1-2. Нам нужен реалистичный эскиз того, что хотим и можем сделать, а не картинка для научно-фантастического романа.
Мы заранее сочли, что свой дизайн - это дорого. И от него отказались.
В результате проект изделия использует, а вернее "впихивается" в какие-то готовые конструктивы, иногда совершенно не подходящие для него, но делается это потому что "они у нас были".
Как пример - картинка ниже.
Но пришли другие времена, появилось масса дешевого и красиво сделанного импорта с востока. И даже если он по каким-то причинам сначала был некачественным, то все равно продажи давал, а со временем уже появилась качественная "начинка". Поэтому теперь даже разработчики приборов для промышленной автоматики стараются сделать свой оригинальный дизайн. Тем более, что времена, когда произвести что-то из пластика малыми партиями было дорого - также ушли в прошлое. Теперь есть целый ряд доступных технологий, позволяющих воплотить оригинальную идею и произвести небольшую партию товара или вообще единичные образцы, обойдясь небольшими вложениями. Использовать готовые "коробки" становится бессмысленно, хотя поток заказов на доработку таких коробок на ЧПУ или изготовление под них приборных панелей все равно присутствует. Надо отметить, что в мире производство таких готовых корпусов также продолжается, и есть применения для них. В России, к сожалению, всегда были представлены самые примитивные и ужасные по дизайну решения. Более-менее что-то приличное, например от таких фирм как Sanhe или Bopla приходилось специально заказывать и ждать очень долго, заказ доработок формы или выпуск их в требуемом цвете стоили сравнимо с разработкой и производством оригинального решения.
Итак, основной вывод здесь : не впадать в крайности. Дизайн, функционал, конструкторские решения должны быть оригинальными, при этом ориентированными на доступные технологии. В сбалансированном проекте риск того, что он будет похоронен из-за плохих решений по дизайну и конструкции - минимальный.
3. Проект
Сейчас это набор некоторых данных, согласно которым выполняется изготовление отдельных конструктивных единиц и сборка изделия. Он также может быть дополнен другой необходимой для производства информацией. Есть разные виды проектов с разной степенью проработки. Первый тип проектов - эскизные (ЭП), их мы начинаем делать еще на этапах 1-2, если речь идет об инициативной разработке. Если это разработка по заказу, то вместо этапов 1-2 будут стадии согласования технического задания (вместо идеи) и технических предложений (как вы видите реализацию задачи с учетом доступной технологии и комплектующих). Уже заказчик решает как и что должно выглядеть и как работать, а не вы. И он берет на себя риски за провалы на этих этапах. Вообще разработка по внешнему заказу предполагает совершенно другой способ работы над проектом, нежели инициативный. В этом случае КД и этапы ее создания рекомендуется все же ориентировать на требования ГОСТа, рабочая документация по мере испытаний и освоения в производстве проходит разные этапы корректировки и ей присваиваются литеры - от О (опытный образец) до Б (выпуск головной серии). Для внешнего заказчика необходимо предоставлять все дерево КД - со спецификациями и ведомостями спецификаций (ВС), сборочными чертежами (СБ) и чертежами сборочных единиц, ведомостью покупных изделий (ВП), техническими условиями (ТУ), монтажными чертежами (МЧ), различными схемами, эксплуатационными документами, методиками испытаний (если заказчик вам поручает их проводить) и много других документов, которые он пожелает. Инициативная разработка допускает существенно сократить эту "макулатуру", также как и количество стадий проработки рабочей документации. Фактически эскизный проект у нас становится техническим, а дальше на его основе получается рабочая документация по изделию целиком и его составным частям. Сохранять документы на опытный образец, присваивать какие-то литеры нет смысла. Подходим к одной из главных причин, по которым этот этап может стать могилой.
Работа над проектом "как на кульмане", т.е. по-старому.
Это все происходит при том, что большинство вещей сейчас "от" и "до" проектируются в 3D пакетах САПР, электронная часть - в специализированных САПР. А ГОСТы и ЕСКД, требующая определенный набор документов, из другой эпохи. И если еще для внешнего заказчика выкладывать всю документацию бывает необходимо (для отчетности) и это входит в стоимость всего заказа, то при инициативном проекте ее создавать это просто потраченное впустую время и деньги (за бесплатно КД никто не делает!) А нам нужно вещь произвести и продать, а не бумажки!
Никто не будет делать пресс-форму для пластиковой детали, работая "с бумаги" или с технических чертежей. Даже для простых деталей. Я всегда прошу предоставлять 3D модель либо в исходной форме, либо STEP модель, либо триангулированную. А требования к допускам, текстуре поверхности, маркируемым символам и прочему можно написать в пояснительной записке. В 3D можно в нужных местах поставить маркеры, на которые в дальнейшем ссылаться, там же можно сделать и какие-то дополнительные построения и точки (например в Solid Works используя в режиме "эскиз" свойства линий "вспомогательная геометрия") - это надо если требуется показать какие-то технологические особенности и ограничения или дать привязки. В пояснительной записке необходимо указать какие объекты 3D модели для чего нужны - если в этом есть необходимость. Нужно правильно именовать объекты по смыслу при проектировании, а не оставлять "вырез-вытянуть 43". Любой технолог, инженер или слесарь, изготавливающий оснастку может открыть 3D модель детали и получить из нее любую нужную для себя проекцию, размер, разрез и вообще всю информацию, которая ему нужна как входные данные в свой CAD или CAM-пакет или для контроля размеров того, что произвели. Если появилась необходимость внести изменения в одну из деталей, то это может по требованию, например, технолога произвести инженер - и это изменение будет внесено сразу во все сборки, где данная деталь фигурирует и в весь проект. При сквозном проектировании с помощью САПР и работе с 3D нет уже места папкам документации с литерами !
Вторая причина, которая приводит к неудаче заключается в том, что имея такое мощное средство как 3D САПР многие разработчики во-первых не учитывают технологические возможности (как в п.2), а во-вторых не используют сами возможности САПР по моделированию.
"Рисуем", а не проектируем.
Это хорошо, когда технолог придет к инженеру-"рисователю" и объяснит почему, например, такой радиус изгиба металлического листа делать не надо. Или какие уклоны должны быть у стенок пластикового корпуса, чтобы он без проблем выталкивался из пресс-формы. Поэтому практический опыт и понимание технологических возможностей крайне важны при проектировании. "Рисователи", которые только привыкли видеть как их детали печатаются на 3D принтере эффективно работать над проектом не смогут.
Любой современный пакет, такой как Solid Works позволяет сделать очень много в плане физического моделирования. Там можно узнать массу детали и ее центр тяжести, зная только плотность материала, можно проводить моделирование в динамике, можно "играть" с зазорами, сделать анимацию для сборки. Полное моделирование проекта в 3D исключит такие ошибки, когда полученные отдельные конструктивные единицы нельзя собрать друг с другом. И этим надо пользоваться. Чтобы этап 4 был нужен для получения удовлетворения от проекта, когда вы его возьмете в руки, а не разочарования. Иначе на этапе 3 можно долго задержаться. Увеличение времени проектирования может также похоронить проект, потому что конкуренты это сделают быстрее !
4. Модель. Получение прототипа.
Этот этап должен быть максимально быстрым с одной стороны, с другой стороны он должен дать в руки изделие, которое должно приближаться к опытному или серийному образцу. При этом стоит учесть, что технологии для создания прототипа могут быть совершенно другими, нежели для производства опытной партии. Не стоит путать эти важные этапы.
Прототип - это единичное изделие, это макет. Составляющие его детали могут быть сделаны по особой технологии. Например, с использованием 3D печати, вакуумной инфузии, сложной и долгой обработке на многокоординатном ЧПУ станке.
Опытный образец- это уже изделие, сделанное по штатной технологии, которую предполагается использовать для производства серийной продукции. Например, вместо 3D печати или вакуумной инфузии здесь уже используется литье под давлением. Соответственно и другие материалы применяем !
Критически важной ошибкой здесь будет неверная оценка прототипа
Это бывает, когда кто-то хочет добиться от прототипа каких-то идеальных свойств или начинает при испытаниях его проверять на соответствие заявленным ТУ изделия. Это не шутка, таких умников до сих пор много. В результате здесь теряется время. Расскажите всем, что прототип нужен лишь для того, чтобы его потрогать, увидеть явные ошибки если они там есть, понять устраивает нас это или надо как-то по другому сделать, испытать главным образом функционал на работоспособность. Не надо требовать от него большего ! Эта же самая причина ведет к тому, что некоторым руководителям кажется, что произвести опытную партию будет также быстро, как сделать прототип. Из этого неверные расчеты и сроки, которые будут сорваны. Избежать можно только консультацией с технологами и инженерами.
5. Опытный образец.
Во времена господства кульмана, после создания первой рабочей версии КД начинался сразу этот этап. Здесь важно, чтобы документация учитывала имеющуюся технологию. Поэтому провал возникает, если проект ее не учитывает. Весь процесс останавливается если понимаем : есть несоответствие имеющихся технологических возможностей требованиям проекта
Мы заложили, например, декоративную решетку на кожух прибора для вентиляции. И смогли легко на этапе прототипа ее распечатать на 3D принтере. Сделали под нее пресс-форму. Но в этой решетке настолько маленькая ячейка и толщина перемычек, что наш термопласт-автомат со своей скоростью впрыска и давлениями оставит на ней сплошные разрывы (материал не прольется). А это можно было бы исключить всего лишь консультацией с технологами и соответствующим моделированием процесса. И тогда бы увеличили ячейку в решетке или сразу заказали бы изготовить там где это возможно. А так меньшее зло - просто потраченное время.
6. Серийный образец
Могилой для серийного производства и как следствие - для всего проекта, является невозможность этого производства, либо оно не может конкурировать и окупаться.
очень дорого производить или невозможно
Мы доработали технологию на этапе опытного образца, сделали эти образцы. Но оказалось, что наша технология несовершенна, конкуренты могут сделать дешевле и быстрее. Либо мы дорабатываем проект дальше или используем другие технологии, либо закрываем его. Нет смысла производить что-то ниже себестоимости.
Или вот то, с чем сталкиваемся в последнее время : невозможность производить по причине того, что покупные изделия, входящие в проект недоступны. Их могут банально снять с производства, их могут прекратить поставлять из-за ограничений в логистике или санкций. В сбалансированном проекте должны использоваться такие покупные изделия, которые имеют большое количество производителей и поставщиков. Не должно быть уникальных, трудно заменимых деталей ! Это очень хороший вариант за счет их использования получить конкурентные преимущества. Например, использовать какой-то специализированный чип, или композитный материал, выпускающийся только одной компанией в мире. И вы тогда полностью оказываетесь привязаны к этому решению. Это существенный риск, который нужно учитывать.
7. Обслуживание
Вы не можете оказывать техническую поддержку и сервис пользователям.
Тут две причины могут быть - кадровая и материальная. Кадровая часть : у вас нет или недостаточно таких специалистов, вы вынуждены дергать инженеров-разработчиков, технологов или рабочих с производства. Это тупик, это верный путь к банкротству, так нельзя работать !
Материальная часть : нечем ремонтировать. Например, используются покупные детали, которые не заменить, потому что их больше вам не поставляют. Или на вашем производстве обновилось оборудование, появились другие технологии, и вы по ним уже не можете произвести старые запчасти, так как технологии ориентированы на использование других материалов. Единственный выход из ситуации с покупными изделиями такой же как в п.6. А если вы меняете технологию, то нужен складской запас тех деталей, которые присутствуют в статистике замен при ремонте.
В любом случае провал в технической поддержке - один из очень сильных аргументов, чтобы ваш покупатель и бывший, и потенциально новый начал смотреть в сторону конкурентов. У нас в стране так сложилось, что на эту очень важную часть жизненного цикла изделий мало внимания обращают, это необходимо коренным образом изменять нашим производителям.
В качестве заключения вспоминается картинка, гуляющая по сети еще с середины 2000-х годов и пришедшая из сферы IT. Висела на стене у некоторых руководителей проектов скорее не как карикатура, а как принцип работы.
Если вы работаете на госзаказ или такого заказчика, который может позволить потратить деньги на то, что ему не нужно или не подходит - так можно работать. Но вот при работе на свободный рынок - это путь к ликвидации. Не повторяйте.