硬件方案设计,这五点你有考虑过吗?

 在产品设计中主要是明确产品需要满足用户的什么需求,以及多种需求的权衡问题,也就是做什么的问题。下面我们来聊聊产品设计中需要考虑的各方面问题,也就是怎么做的问题。
    从机械类产品到电子类产品再到现在的联网类产品,硬件产品现在是越来越复杂,涉及到各方面领域的技术和知识也越来越多,所以对硬件产品经理的知识面也要求的越来越广。在写此章节时笔者原本想把做物联网类硬件产品,从硬件到固件再到后台服务器等各方面的内容都完整的写出来,但是由于一些问题无法做到一一详解,所以本章就主要以硬件为主和大家聊一下方案的设计,关于软件和固件部分的内容请看后续文章。


一、硬件介绍

    物联网硬件是实体的硬件产品,具备电子化的系统和联网的能力,可以实现数据的采集和设备的控制,从而满足用户对于信息获取和设备控制等方面的需求。物联网设备包括硬件和软件(也称为固件)两部分,硬件部分主要是承载系统程序的运行以及信息的采集和指令的执行等功能,下面我们来看下硬件系统中的一些模块,如图3-11所示。

硬件方案设计,这五点你有考虑过吗?
图3-11   硬件模块

1.1 上下行通讯模块

在整个系统中上行通讯通常是对上级或对外部的通讯,下行通常则一般是指对下级或内部的通讯方式。以物联网设备而言,以5G、4G、3G、WIFI、Zigbee、蓝牙、LoRa等通讯技术进行向上级或外部的数据收发和通讯时一般被称之为上行通讯,通讯模块上行会连接各种通讯技术的网关/基站。下行则连接硬件设备内部处理器进行通信,从而实现硬件设备与云端服务器互通互连的要求。

1.2 处理器

它就像人的大脑一样承载着整个系统的运行,处理器的内部可以运行各种程序,对外则具备各种的接口。内部的程序可以通过调用各种接口实现控制不同的元器件,从而实现数据的采集和设备的控制。物联网设备中大多数的程序比较简单,使用最多的就是各种单片机处理器,有一些程序复杂的设备也会使用CPU等处理器。

1.3 内部通讯

顾名思义是指设备内部元器件之间的通讯,有模拟信号和数字信号两种。传感器或控制器最原始收发的信号都是模拟信号,一般模拟信号都会转换成数字信号然后在与其他元器件进行通讯交互。数字信号传输中有很多类型的接口协议,例如RS-232、RS-485、SATA、IIC、SPI、UART等,这些不同的接口被统称为串口,它们是硬件选型和设计中的一个重要因素。

1.4 传感器/执行器

在1.5章节智能硬件系统概览中有介绍,它们分别是现实世界的数据采集者和控制者,既可以采集环境中各种实体、非实体的数据,也可以通过一些设备对现实世界的实体和非实体进行交互和控制。绝大多数的物联网设备中都是以它们为基础,然后加上通讯模块使其可以互联互通从而实现产品不同的价值。

1.5 储存

和U盘一样用于储存数据,在硬件设备中用的是Flash,它们的空间很小从几KB到几十MB不等,主要用于缓存一些数据或存储一些程序代码。

1.6电源系统

是指设备从外部电源输入到内部变压整流的系统,这个系统根据不同元器件的需求把电转换成不同的电压和电流供其使用。硬看门狗:很多电子设备都是在无人值守的环境中运行的,因此就需要设备在无人干涉的情况下保持24小时不间断的运行,但程序并不能保证一直都处于正常工作状态而不出任何错误,例如死机等情况,所以就需要一种方案保证即便设备死机了也可以自动重启恢复工作。这种方案就叫看门狗。硬看门狗是一个独立的元器件,它的内部是一个计时器,当计时器归零时就会触发一个强制重启的信号给处理器,从而达到重启设备的目的。处理器或系统正常工作时会隔一段时间给看门狗一个信号使其重置计时器,这样看门狗就不会触发强制重启的信号。若处理器或程序出现问题没能按时给看门狗重置计时器的信号,看门狗便会触发强制重启的信号给处理器重启设备,使其重新启动工作。

二、核心元器件 

   一个产品中的元器件动不动就成百上千,作为产品经理而言不应该去关心所有元器件的选型,一方面是因为产品经理没有足够的专业知识,另一方面是产品经理也没有足够的精力,所以我们应该懂得取舍,把专业的事情交给专业的人来做。产品经理应该重点关心的是那些核心的元器件,如何判断什么是核心的元器件呢?

笔者主要从两方面因素判断,一方面是影响产品目标或性能的元器件,例如一个摄像机的Sensor和镜头,Sensor的好坏影响图像色彩的效果和大小,而镜头则会影响图像的成像畸变和视角大小。这两点是一个摄像机最重要的性能指标,因此产品经理就需要十分了解这类元器件,并主导这类元器件的选型。另一种是和成本关系较大的元器件,因为成本是一个产品定位和成败的关键因素,例如使用电池供电的设备,不同类型的电池或容量的大小对于产品的成本影响都很大。在选择电池时要根据成本和产品的性能要求做权衡,有些情况可以用大电池当做产品的卖点,有些时候则需要降低电池的性能去节省成本,具体的抉择要根据情况而定。这种需要权衡的事情不能交给工程师等伙伴来做,因为产品经理才是在产品起源、市场环境、产品策略等多方面都了解的人,很多事情的抉择都是要综合各种因素去判断的,因此这些核心的元器件选型一定要经过产品经理的评估和确定,但是对于那些类似电阻、电容等对产品性能和成本影响不太大的元器件则可以放心的交给工程师伙伴去选择确认。

不同的设备可被称为核心元器件的部件也不同,下面是根据不同设备类型总结的一些需要被作为核心元器件去考虑的部件,这里虽然举例的并不完整,但是还是具备参考的价值(如图3-12所示)。在做产品时需要根据实际情况去判断哪些元器件应该去重点分析选型。

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图3-12   主要元器件类型


    元器件选型主要是通过元器件的性能指标来判断,不同元器件的性能指标也是完全不同,分析一个元器件首先需要确认的就是这个元器件具备哪些性能指标?以及对应的性能指标是什么意思?在应用时会有什么影响?这里我们以电池举例看下电池的性能指标有哪些?这些性能指标可以从相关的产品规格书中获取,当然也可以从有过使用经验的朋友那里获取。产品规格书中的数据都是理论值,在使用中一般不能达到相应的性能,而从有经验的人那里获取的信息一般都是他实际使用中的结果,这个结果相对更加切近实际的性能,不过需要注意的是不同的产品对性能的影响和使用场景也不同,所以也不要全部参考别人的经验之谈。

  1. 是否可充电:是否可充电是电池基本的特性区别,一般手持设备、用户容易接触到的设备以及大功耗的设备都会采用可充电电池,一方面是因为产品便于充电,另一方面是因为使用不可充电的电池成本过高。现在很多的物联网传感器一般都是使用的不可充电电池,因为这些设备通常在无人值守的情况下运行,同时也因为他们功耗低以及要求待机时间长的特性。
  2. 电池能量密度:是指电池在一定体积下的存电容量,能量密度越高相同体积下电池的容量越大。这个特性对穿戴类或其他微型设备比较重要。
  3. 电池自放电率:是指电池在没有负载的情况下自己本身的电量流失,可充电电池的自放率一般都很高每月10%以上的自放率都是正常的。不可充电电池的自放率则是很低的,每年也就百分之几。像是锂亚电池的年自放率可以控制在2%左右,而那些可充电电池的年自放率可达到100%。正因为自放电特性的问题,现在很多的传感器都是采用这种一次性电池,所以才能实现数十年的待机寿命,如果采用可充电电池,那么即便其他元器件不耗电,电池自放都会在几个月内把电量耗光。
  4. 电池放电曲线:是指在一定负载下电池连续放电的电压变化,理想的放电曲线是成直角型的,也就是在电池接近放光时电压也可以持续稳定在一定的范围内。不好的放电曲线是成曲线逐步下降的,这样就会导致低于元器件所需电压的电量无法被用上造成电量的浪费。
  5. 实际可用电量:因为电池会因环境影响、自放电影响以及放电压降的影响导致一部分电量无法真正用掉,所以在选择电池时需要评估实际可用的电量,可用容量=标称容量-可用电压下的容量-(自放电率*使用时长)。这种评估方法虽然也是理论值,但是相比电池的标称容量还是更加贴近实际情况的。

    在收集元器件资料时主要有三个渠道,第一个是直接从官网下载产品的规格书等元器件资料,这种方式最便捷,不过有些官网上的资料并不齐全或不是最新的。第二种是在各大元器件经销平台查找,他们一般都会有所售元器件的规格书,例如立创商场、泽贸电子、安富利电子、得捷电子、云汉芯城等平台。第三种是直接找厂商的销售和技术支持所要,这种方式一般都能要到最新最全的资料,不过缺点也比较明显,那就是需要付出较多的沟通成本。
三、电源系统    在一个电子产品中供电系统是最基本的系统之一,在供电系统中分为两部分,一部分是电源供给部分,另一部分是根据元器件供电需求对电源进行处理的部分,如图3-13所示。

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图3-13   电源系统


    电源供给部分有电池供电和有线供电两种方式,这两种既可以单独使用也可以同时使用。使用不可充电电池时一般不会同时使用有线供电的方式,但是使用可充电电池时一般都会支持有线供电,因为可以通过有线供电的方式同时给电池充电。在给电池充电时需要增加充电管理的IC和相应的电路,用于检测电池的电量和温度,通过对充电的电流、电压控制实现自动充电并保障电池的使用寿命以及电池使用的安全性。这两种不同的供电方式对电子设备的电源管理系统的复杂度和成本也是有很大的影响,除此之外电源输入的电压和电流的大小对于设备内部的电源处理也有影响,假设设备内部需要的电压是3V和5V、稳定电流是40mAh、瞬时电流是405mAh,那么我们就需要思考以下几个问题如何处理。

  1. 宽电压性能:有线供电是否需要支持宽电源输入(指可接受的电压浮动范围,例如元器件需要的电压是3V~5V,但是设备可以支持3V~12V的电压输入)支持宽电压的好处是方便后期的电源选择,且可以接受一些电压的不稳定波动。坏处是需要增加设备内相应电源处理元器件的性能,同时也就会增加设备的成本。
  2. 电池电压处理:例如一个元器件使用的是5V的电压,但是市面上找不到直接输出5V电压的电池,一般都是3.6V和9V的。这里就需要考虑是使用9V的降压还是使用3.6V串联成7.2V的再降压又或者使用3V升压呢?这三种不同的方案各有优劣势,比如9V的电池型号少且不便于采购和安装、升压的电损耗要高于降压的电损耗等问题。
  3. 电池输出电流:与有线供电相比电池的输出电流一般不高,通常也是几十mAh而已,但是有的元器件瞬时电流需要几百mAh甚至更高的电流,这时就需要考虑是采用大电流的电池(大电流电池在相同价格下电池容量会降低)还是使用电容(电容可以存储电然后在短时间内输出大的电流)的方式来处理这种问题。前者会对电池的选型有限制,后者则没有此问题,除此之外还需要考虑不同方案的成本。

    电源处理部分是根据不同元器件对供电电压、电流的要求进行处理,从而满足元器件的供电需求。比如用电设备的瞬时电流特别高,那就可能需要增加电容来解决这个问题。在一个设备中如果各种元器件的工作电压和电流都不同,那么就需要针对不同的元器件对电源进行处理,反之则可以尽量减少电源处理的电路。电源处理电路越多产品的成本、复杂度、故障率就越高,所以在选择元器件的时候尽量的选择电压相同的,这样可以有效降低电路复杂度和成本。

四、通讯系统

    通信系统是现在电子设备必不可少的一部分。通讯系统可以分为两部分(如图3-14所示),一部分是设备与外界通讯的外部通讯部分,一般采用的是无线通讯的方式。另一部分是设备内部各元器件的通讯部分,采用的有线的串口通讯(数字信号),除了串口的数字信号也有一些模拟信号的通讯方式,。    内部元器件的通讯部分作为产品经理一般不深入关心,交给电子工程师即可,他们主要会考虑通讯速率、应答机制等方面进行分析选择。不过绝大多数情况是选择的核心元器支持什么方式即用什么方式,在这里考虑各种元器件通讯方式的统一性即可,如果各个元器件不能实现互通则需要增加通讯方式转换的元器件等方式来处理。

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图3-14   通讯系统


    外部通讯方面由于受到通讯速率、通信机制、覆盖范围、通信频段、通讯架构、使用功耗以及产品的应用场景等多方面因素的影响,所以在选择时比较复杂。不同的通讯技术对产品的性能、成本、集成性、扩展性都有着很大的影响,因此产品外部通讯技术的选择就成了产品经理需要着重关心的一个点。在选择通讯技术时不仅要考虑技术本身的性能,还要考虑政策、运营商等多方因素的影响。通讯技术的选择分析和其他元器件选择的思路一样,都是通过获取不同技术的各种性能指标去分析,这些性能指标就像木桶的一块一块板子,每个木桶的板子都有高有低,不存在哪种通讯技术各方面都很优秀,所以选择时就需要根据自己的需求选择最适合的那种。在《如何选型物联网通讯技术?(选型总结)》的文章中,我从通讯技术的性能指标分析到应用场景的分析为大家详解了各种通讯技术。

五、性能标准&认证标准

在做产品方案设计时会有很多的性能指标需要考量到底应该做到什么样的程度最合适?在做任何产品时我们都不应该去追求绝对的完美或最高的性能,因为对于用户来说绝对完美的产品并不一定能带来与成本相等的价值,因此给产品各方面性能定指标时我们都会给自己一个约束因素,这个因素可能是成本、寿命也可能是产品要实现的目标。

通过这个约束来综合各种情况去确定各种性能的指标。除了自己制定的性能指标之外还可以参考各种认证体系的标准去制定性能指标,根据认证标准对产品性能定指标这也益于产品后期做相关的认证。

在产品规划之初就应该对产品的成本有一个基本的预期和估判,在做产品中各种性能指标的指定可以根据预期的成本来权衡,当产品的成本超出预估的成本时我们自然而然就会从各种元器件性能或产品功能上做功夫,从而通过平衡一些指标的性能来达到对于成本的期望。    从产品寿命角度也是同样的道理,假设产品的设计寿命是3年,那么在元器件性能的指标上就不用要求过高以免导致性能过剩和成本的浪费。如果产品的设计寿命是10年,那么在元器件的性能上就大大不同了,这种情况就会要求各种元器件的性能都达到一定的高标准,从而来满足产品设计寿命的要求。

产品目标是一个产品设计之初的核心问题,在产品性能定标时最基本的底线就是要满足产品目标的需求,在此之上可以根据成本的富余度等情况考虑提升一些指标的性能。提升哪些性能指标取决于哪些性能指标在市场宣传、用户体验上面能起到明显的帮助,毕竟低成本本身就是一种优势,所以不要把钱用在无法产生价值的地方。

认证标准是指国家、行业对某些设备在性能、安全性等方面的统一标准。产品要获得这些认证需要能够通过他们标准的检验,因此这些标准也是我们对产品性能定标的一个可靠依据。有些产品国家会强制要求符合相应的认证标准才能进行销售,所以在做产品时也需确认看自己做的产品品类是否需要强制满足某些标准?如果需要的话,那么用相应的标准来制定产品性能的指标也是一种合理科学的方式。

如图3-21所示,笔者整理了一些通用的性能指标,并对指标进行了简介。由于不同的产品所具备的指标不一样,所以这里就无法全面的整理出来了。

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图3-21   性能指标&认证标准
  1. 电子元器件级别:电子元器件可以分为民用级、工业级、军工级三种,这三种区别主要是在参数性能、稳定性和寿命上,我们能见到的绝大数产品都是民用级别,工业设备的工业级元器件在各方面都会比民用的更加高,军工级的则在工业级之上具备更加的领先性。
  2. 抗静电性能:在北方城市的冬天静电如影随行,对于那些与人有接触的设备要具备一定的抗静电能力,否则很容易被静电击坏。抗静电一方面是从元器件本身的抗静电能力考虑,另一个很重要的方面就是电子元器件从壳体结构上应该尽量避免与外接的直接接触。
  3. 宽电压性能:考虑一些电源适配器的电压不稳定或者用户可能错误的使用不同电压的电源等问题,因此就考虑是否需要让设备支持宽电压的输入。宽电压是指基于标称电压之外支持一定的上下浮动,例如一个标称5V供电的设备实际在3~9V都能正常工作。
  4. 电流性能:电流性能主要是针对一些除了自己本身用电还有可能给外接元器件供电的设备,例如外接传感器、控制器等情况。针对这种设备要考虑供电系统的电流是否能支撑,我们常见的台式机就会因为增加显卡、风扇等增加较大的电流,所以台式机电源的电流都需要具备一些富余量。
  5. 正负极保护:对于一些需要用户自己接电源线的设备需要考虑正负极接反的问题,以及是否需要在电路层面做防护,使用户接反后也不会设备损坏。
  6. 漏电短路保护:针对一些高压电的设备需要做漏电的保护,以防设备漏电带来危害。低电压设备漏电的情况虽然不会带来太大的危险,但是也可能会导致功耗增高或电池待机时间降低等问题。
  7. 温度适应性:针对不同的使用环境设备对温度的适应性要求也不同,例如在南方或夏天车内温度非常高的场景,针对这类环境产品壳体、硅胶、散热等方面都要考虑。像是东北严寒的地区针对低温导致的电池问题,以及壳体、硅胶脆化问题也要考虑。
  8. 湿度适应性:针对湿度过高的场景考虑通过防潮胶等方式给PCBA做防护,以免在潮湿环境中对主板造成元器件损坏或PBC爆裂等问题。
  9. 抗腐蚀气体性能:对于沿海城市或腐蚀性气体浓度高的地方,例如洗手间、工厂等地方需要考虑相关的处理措施,避免元器件的腐蚀。
  10. 特殊环境适应性针对一些特殊的环境,例如水下、温差变化大、室外、暴晒、雨淋等环境需要针对性的做处理,提升相关指数的性能。
  11. 抗震动性能:抗震动性能分为两种,一种是抵抗运输时震动性能,通常是在包装上做处理防护。还有一种是在使用过程中的抗震动性能,主要体现在壳体结构的固定和元器件的固定方面做防护处理。一般有点规模的工厂都有相应的测试仪器可以模拟测试。
  12. 设备抗跌落性能:是指设备抵抗跌落和冲击而不损坏的性能,一般是通过固定的高度和跌落的接触面为性能的指标,例如在2米高度下跌落至瓷板砖5次不出现散架、开裂等问题。
  13. 壳体、硅胶抗变色性能:针对壳体和硅胶部件的变色要求,一般产品会要求在一定时间内外观各部分不能出现发黄等问题,通常这种问题较容易出现在硅胶的材质上。
  14. 阻燃性能:阻燃性能在室内、大电流、大电压的设备或线路上比较重视,阻燃性有易燃性、火焰燃烧速度、耐火性、燃烧释放速度、生烟性、有毒气体等指标,国家行业在这方面也有指标可以参考。
  15. 功耗性能:指设备功耗的大小,尤其是在电池供电的物联网设备中对设备的功耗要求都非常苛刻,几毫安甚至几微安的电流我们都需要去考虑能不能有降低的空间。
  16. 通讯性能:不同的设备对通讯的功耗、速率、距离等性能要求都不一样,需要根据产品使用场景而定。
  17. 响应性能:对于传感器等采集设备来讲是设备从被触发到信息上报出去的时间,对于受控设备则是设备收到指令到相应元器件执行的时间,这个时间会受到处理器、串口通讯、采集/受控设备性能等多方面影响。一般物联网设备对这个性能要求倒不是特别严格,但是对于工控设备或无人驾驶等类别的产品就不一样了,这种产品往往要求较高的响应速度。
  18. IP认证:是指电器设备外壳对于外部异物侵入的保护等级,“IP”后面的两位数字分别对应的固体异物和液体异物,数字越大防护等级越高。
  19. 3C认证:3C认证是中国的一种强制认证,只要在认证目录品类的产品都需要经过认证才能上市销售。由于3C认证的影响力较大,现在即便不在认证目录里面产品很多也都会做3C认证,以提升产品的认证
  20. CE认证:CE是欧洲产品的一种进入欧洲市场必备的基本安全认证,代表的是产品对人和动物无害。
  21. CQC认证:CQC是国内的一种非强制的质量安全认证,主要从安全、性能、电磁等多方面认证产品的安全性和可靠性。
  22. 质检报告:是认证产品质量的一种报告,在各种电商和商超平台上架时需要,有些项目投标时也会要求具备此报告,算是必备的认证之一。

两化四性

前面我们主要说硬件产品方案中一些具象的部分,包括核心元器件类型、通讯系统、电源系统、性能指标等,下面我们来看下关于硬件产品方案设计中的那些偏抽象的考虑因素。这些因素通常不会以比较实体的方式体现,但是在产品设计时却需要在脑海和产品概念中去充分考虑。通过在工作中的接触和感受,笔者把这些因素总结成了“两化四性”。两化是指模块化、开放化,四性是指扩展性、通用性、稳定性和安全性,如图3-22所示。下面我来一块看下这两化四性吧。

硬件方案设计,这五点你有考虑过吗?
图3-22   两化四性

(1)模块化

模块化这个概念主要是针对一些B端产品或者系列产品。这种产品用户需求的核心是相同的,但是每个客户却都有各自的个性化需求,有的是因为成本有的是因为本身业务和管理体系不同。例如对于一个产品,客户A可能需要1、2、3的功能点,但是客户B却要2、3、4、5、6的功能点。对于这种情况如果把客户的需求分别做成不同的产品,那就会造成产品类型多、成本高、管理难等等的问题,但是如果把所有需求点都做到一个产品上却又会造成成本高竞争力小等问题,因此对于这种情况就可以从模块化的角度想办法解决,就像乐高的玩具一样。模块化的意思是将那些大家都通用的需求点集中在主模块(也就是产品的主体)上满足,针对不同客户可能需要或不需要的个性化需求分别做成不同子模块,通过相同的接口体系使其可以与主模块组合使用,这样既能满足大部分用户低成本解决核心需求的同时也可以满足不同用户的个性化需要。这种方式虽有优点,不过缺点也是很明显的,那就是通过模块的方式做产品在主模块和子模块上都会相应的增加壳体、接口方面的成本。模块化的方式主要在B端的产品中比较划算,因为B端的产品通常数量少单价高,因此在这种无法把所有个性化需求都做成一个产品或分别做成不同产品的场景时,通过这种提升一点产品单价做成模块化的方式也是一种可以考虑的方向。


(2)开放化

在物联网产品中互联互通是一个基本的特性,很多场景都无法通过一种设备来满足,因此就要各个产品之间实现互联互通。在物联网产品中可以分为两种类型,一种是想做大脑的,例如那些各种物联网平台或各种控制中枢(智能音响等产品),另一种是做肢体的,比如各种传感器和控制器。无论哪种产品类型都需要去考虑开放化的问题。做大脑的需要考虑如何制定标准,建立自己的生态圈去跑马圈地,从而结结实实的圈住自己的用户群和市场。做肢体的则需要考虑如何将自己的能力方便的被别人所用,只有别人用的多了自己才能更加值钱。这种开放化主要是从协议方面考虑,例如集成不同标准的通讯协议、数据格式以及通讯技术,通过这种开放化标准化的协议可实现自己能力的开放化。


(3)扩展性

模块化其实也可以理解成是扩展性的一种解决方案,只不过模块化大部分是考虑企业内部产品的扩展性和适配性。除了企业内部的产品之外在一些场景和产品中还需要考虑对外部产品的扩展性,例如工控产品、楼宇产品、控制器类产品、网关类产品等,这些产品通常需要配合外部其他产品进行协同工作,因此就需要通过一些方法提升产品在使用场景中的扩展性。在提升扩展性方面可以从不同的方面考虑,例如增加产品的相应接口、使用行业内的标准接口和协议、适配流行的转换器等方式。


(4)通用性

在产品设计以及元器件选型方面通用性都是一个必不可少的因素,这方面如果考虑的比较好的话,那么产品在成本控制、供应链管理、用户体验方面都是具有提升的作用。在控制成本方面我们都知道量越大成本越低的道理,这是因为在生产元器件时量越大生产流转的效率就越高,成本也越低,从而元器件的售价就越低。产品使用的元器件通用性越高相应的成本也就会越低,对于一些定制的元器件在定制成本和生产成本方面都会明显高于通用性元器件,因此通用性会是成本控制的关键因素之一。在一些核心的元器件方面如果有可能的话在寻找供应商时都会找两三家以上,避免出现其供货能力不足、售价不合理、配合度不高等问题。这种需要寻找备份供应商的一般都是通用性低、购买渠道少的元器件,如果元器件的通用性够高那就会有很多渠道可以采购,在随时可以找到替代供应商的前提下我们也就不用太担心供应商供货能力等问题了。用户体验方面对于那些需要更换维修的部件则是通用性越高越好,这样用户在采购相应部件时才会更加简单方便,用户使用成本和门槛才会越低。


(5)稳定性

毋庸置疑稳定性对产品是至关重要的。产品的稳定性取决于元器件稳定性、方案设计、加工品质。元器件的稳定性是产品稳定性的基本条件,选择元器件可以根据不同的产品类型选择不同的元器件级别。工控级别的元器件在稳定性和寿命上会远高于民用级的,同级别元器件大厂家和老牌厂家会更加稳定可靠。方案设计同样是决定产品稳定性的关键因素,PCB和结构设计的好坏直接影响到产品的质量和稳定性,之前接触到的一个产品因为其结构设计不合理导致了产品生产效率低、故障率高等严重的问题,对于方案设计中各环节的好坏评价和影响大家可以回顾第二章的各节内容。加工品质是指产品的加工工艺、制程管理、品质管控等多方面的因素合集,它们轻则会影响产品的良品率,严重点则会为产品埋下不稳定的隐患。对于产品制造来说最怕的不是产品制造时的良品率高低而是产品在客户使用中的故障率高低,产品在生产中品质的管控是产品的最后一关,好的品质管控会拦下绝大部分有问题的产品,保证交付给用户的产品是稳定高质量的。选择一个好的工厂是保证产品质量的基本条件,关于工厂选择内容请看3.7章节。


(6)安全性

产品的安全性是指在销售和使用过程中对人安全性保障的能力,从以前产品的硬件安全到现在网络信息的软件安全在物联网硬件上都有体现。在产品硬件安全上针对不同的用户在产品硬件形体上就需要考虑,例如针对孩子的产品需要考虑防吞咽、防磕碰、无毒性等因素。不同的产品特性也要考虑相关的因素,例如大功率电器需要考虑用电安全、燃油和火具设备需要考虑火灾隐患、交通类设备需要考虑运动带来的风险等等。现在的网络安全也越来越重要,若网络安全出现漏洞轻则导致设备信息被盗取导致资金和隐私的损失,例如摄像头被劫持、门锁密码被破解等,重则会导致人身的直接危害,例如自动驾驶系统被破解利用造成交通事故、各种受控设备被恶意控制造成对人对环境的危害等。对于物联网的网络安全是一个庞大的系统工程,虽然不是我们这里的重点,但还是想在这里强调下。对于产品的安全是产品经理不能忽视的一项内容,这是产品经理不可推卸的基本责任。

作者:贾明华 | 微信公众号:智能硬件产品汪
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    2021年1月18日
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