Колонки

Прототипы в промышленном дизайне: как создать успешный продукт и сэкономить

Колонки
Алексей Карфидов
Алексей Карфидов

Основатель и генеральный конструктор студии «Карфидов Лаб»

Ольга Лисина

Сложно представить современный дизайн-процесс без прототипирования. Следуя методу «покажи, а не рассказывай», многие продуктовые команды используют прототипы для презентации или тестирования идей. 

Сооснователь и генеральный конструктор «Карфидов Лаб» Алексей Карфидов делится опытом создания прототипов в инжиниринговом дизайне и рассказывает о главных плюсах и минусах.

Прототипы в промышленном дизайне: как создать успешный продукт и сэкономить

Наглядность и экономичность макетов 

Чтобы создать продукт «без осечек», важно его заранее протестировать. Сделать это можно проверенным способом — создать прототип продукта. Этот этап в процессе разработки является одним из самых важных. Но до сих пор многие специалисты не до конца понимают, что это и как с этим работать. Давайте разбираться. 

Прототипом может быть все что угодно: от серии набросков на бумаге до интерактивной модели интерфейса. Одним словом, это пробная версия финального продукта, которая используется для проведения тестирования перед его запуском.

Прежде чем переоборудовать конвейерное производство под новую модель, можно изготовить прототип в единственном экземпляре, показать на выставке, собрать отзывы и предзаказы. Перед тем как строить новый дом, можно сделать модель микрорайона из папье-маше и посмотреть, как дом туда впишется. Прежде чем приступить к креативному оформлению лофта, лучше нарисовать макет на компьютере.


Shutterstock / Gorodenkoff


Нужно понимать, что прототип всегда отличается от конечного продукта. Продукт производится по серийным технологиям, которые позволяют быстро производить много единиц продукции, например, одну деталь за несколько секунд. Для такой скорости производства нужна дорогая оснастка и определенные материалы. 

Чтобы не нести сразу большие затраты на оснастку, делают недорогие тесты. По своим свойствам тесты стремятся быть как можно ближе к продукту, но делаются по более простым и быстрым технологиям. Например, при сборке инновационного продукта обычно применяется специальный инструмент (скажем, пресс), а в случае с тестовым вариантом он не нужен.

Прототипы бывают разных видов и форм. Так, для начала создается простейший прототип, который печатается на 3D-принтере или режется/лепится из картона, глины или модельного пластика. Либо, если размеры очень большие или форма очень сложная, он проверяется с помощью VR/AR-технологии. В половине случаев этот прототип может остаться в таком же цифровом виде, без материальной оболочки.


Shutterstock / Gorodenkoff


Затем создается более детальный прототип для проверки удобства и порядка сборки, а также расположения компонентов. Он формируется из детально проработанной геометрии: печатается на принтере, выжигается на лазере, точится на станке, отливается в силиконовую форму. 

При удачном исполнении данный прототип можно переводить в стадию функционального прототипа, то есть добавлять в него электронику, полезную начинку и испытывать по назначению. Используя эту форму, вы сможете понять, как пользователи будут взаимодействовать с интерфейсом конечного продукта, его эргономику, удобство формы, удобство взятия в руки и расположения элементов.

Функциональный прототип

Данный вид прототипа максимально близкий к конечному изделию. На нем проверяется вся функциональность и работа продукта. В нем содержится вся электроника, покупные элементы и прочие составные части.

Электроника изначально собирается и тестируется отдельно на столе с проводами. И после тестов впервые вставляется в прототип. Обычно на этом этапе возникает необходимость разных доработок. 

После тестов и доработки этот прототип или опытный образец максимально близок к продукту. Отличие от конечного продукта зачастую только в производственных технологиях и некоторых  материалах. И в том, что он сделан дешевым способом, который не масштабируется в тираж. При этом он удобен для изготовления одного образца. 

Предсерийный образец

Это уже продукт, который впервые сделан на серийной оснастке и соответствует технологии материалов, в которой учтены доработки прототипов. На этом этапе также часто возникает необходимость доработки.

Например, детали после литья на термопласте ведет и изгибает из-за того, что материал отличается по механическим свойствам и формируется при определенной температуре с последующим остыванием. От этого, например, перестают работать защелки. 

После тестов этого образца дорабатывают оснастку, проверяют собираемость. Иногда образцы отливают все еще на силиконовой форме в количестве 20–30 штук и проверяют собираемость партии, удобство сборки и выявляющиеся при этом сложности.

На этом этапе важно, чтобы любая деталь могла вставать в свое место только при правильном положении.

Например, у вас есть резиновые кнопки с метками «минус» и «плюс». Если они одинаковые и встают на свое место одинаково, сборщик, который получает оплату за количество собранных изделий, может собрать эти кнопки наоборот. «Плюс» будет работать как «минус», а пользователь, который будет впервые работать с прибором, этого не поймет.

Все эти нюансы важно выявить до начала серийного производства, чтобы снизить процент брака.

Серийный образец

Это уже окончательный продукт, который дойдет до прилавка магазина. Он прошел через все вышеперечисленные стадии и лишен «детских болезней». При этом он все равно продолжает дорабатываться. Отчасти поэтому производители и продавцы пишут, что то, что вы получите, может несколько отличаться от изображения. 

Плюсы прототипирования

  • Высокая скорость создания

Простейший прототип можно создать за несколько минут. Конечно, если требуется более детализированный прототип, на него уйдет больше времени, но все зависит от сложности проекта.

  • Легкость и быстрота внесения изменений

Так как прототип — это черновик будущего продукта, проработка визуальной части зачастую не важна. Процесс не затрагивает других членов команды, кроме менеджера проекта, и изменения вносит проектировщик или дизайнер, поэтому прототипы корректируются минимальными усилиями.

  • Интерактивность прототипов

В кликабельном прототипе можно проследить логику переходов. И прочувствовать продукт, представив взаимодействие будущего пользователя и создаваемого сервиса.

Минусы прототипирования

  • Дополнительные траты

Несмотря на то что я говорил выше про небольшие затраты на создание прототипов, порой они превышают изначальную стоимость. Все зависит от каждого отдельного продукта. Иногда хватает прототипа, нарисованного от руки на листке бумаги, а бывает, что требуется прототип, точно соответствующий будущей модели оригинала.

  • Время

«Почему я должен использовать карандаш и бумагу, когда я имею мощнейшие инструменты для прототипирования?». Дизайнеры часто пропускают этап прототипирования на бумаге и идут сразу к компьютерам, чтобы сделать диджитал-прототип. Они верят, что это сэкономит их время. Но на самом деле бумажные скетчи позволяют дизайнерам двигаться в правильном направлении, несмотря на трату этого времени.

Этот пункт можно отнести как к плюсам, так и к минусам, ведь в итоге для создания хорошего прототипа может потребоваться не меньше времени, чем для создания оригинала.

Пример: пенал для акварели

Для создания пенала для акварели наша команда разработала простейший прототип. Мы напечатали его на 3D-принтере по технологии SLA (смола) /FDM (обычный экструдер и нить) /SLS. Прототип отливался из двухкомпонентного пластика на силиконовой форме.

Из архива «Карфидов Лаб»


Проблемы

При изготовлении серийной оснастки перестали работать все удобные защелки деталей между собой. Детали приходилось буквально впрессовывать друг в друга, что означало одно — теперь потребитель не сможет собирать все своими руками.

И вторая потеря — в закрытом положении пенал должен быть водонепротекаемым, а на литье детали так изогнулись, что образовалась большая щель, через которую будет протекать вода.

Как исправили

  1. Доработали защелки, корректируя металлическую оснастку и делая пробные отливки до нужного результата.
  2. Чтобы компенсировать защиту от протекания воды, доработали на пресс-форме геометрию зуба, который зайдет в резинку, буквально повторяя деформацию детали после отливки. Зуб в середине был сделан крупней.

Так, проблема была выявлена этапе прототипирования, и мы смогли исправить ситуацию.

Из архива «Карфидов Лаб»


Пример: подогреватель омывающей жидкости

При работе над этим продуктом не было сомнений, что нужен прототип. В тестовом варианте изделие представляло собой емкость с водой сложной формы, которая в серии должна изготавливаться методом ротационного литья. Прототипы мы напечатали на 3D-принтере по технологии SLA и проверяли работу.

Проблемы 

Так как напечатанные детали со временем промокают и их свойства во времени меняются, сложно понять, как поведет себя конечный продукт. Но мы нашли решение и подготовили новый образец.

Как исправили

В соответствии с жизненным циклом материала мы сделали несколько образцов макета и герметизировали их, тестируя, пока материал держал воду. В итоге тестовая часть была завершена, и мы получили правильный продукт.

Пример: медицинский автоинъектор

В сердце прибора есть сложный механизм, состоящий из защелок и зубчатых передач. Этот механизм приводится в движение мотором и отвечает за ввод шприца в тело человека и его возврат обратно в корпус.

Из архива «Карфидов Лаб»


Проблемы

Сложность состояла в том, что оснастка для зубчатых колес — сложная и дорогая в производстве и переделке. То, о чем мы говорили в минусах прототипа: время и стоимость.

Как исправили

Так как на серийной оснастке механические свойства (прочность, упругая деформация) сильно отличаются от прототипа, нашей команде пришлось делать несколько итераций механизма и тестировать на ресурс. Но зато в процессе доработки были выявлены все недочеты — и продукт был готов к использованию.

Из архива «Карфидов Лаб»


Чем прототип отличается от готового продукта?

  • Прототип делается по штучным, а не серийным технологиям, с применением материалов, которые подходят для штучного производства. 
  • В прототипе нет подробных деталей технологической составляющей решения. Прототипы могут содержать предложения по использованию нестандартных технологических решений. При этом они не содержат формул, правил, алгоритмов расчета и других сведений, необходимых для программной реализации модулей.
  • Прототип не всегда позволяет показать реальную реакцию пользователей.  Даже если создать прототип, максимально похожий на будущий продукт, реакцию конечного потребителя трудно предугадать. Прототип снижает количество ошибок, но не может устранить их полностью. Для решения этой проблемы многие компанию создают фокус-группы и отслеживают реакцию.
  • Прототип может представлять собой подробную визуализацию внешнего вида проекта, но это не финальный его дизайн. Это смысловая составляющая системы.


Как получить максимум

Чем больше производится образцов и прототипов — тем больше можно сделать тестов и довести продукт до совершенства. Главное при этом — не уйти в бесконечные итерации для проверки и улучшения не самых существенных частей конструкции. 

Конструктору всегда хочется что-то доработать, заменить, улучшить, проверить новую идею. Но продукт — это бизнес, и это сроки должны соблюдаться. 

При этом важно помнить, что и на запуске в серийное изделие еще будет требоваться работа инженера. Нужно просто быть к этому готовым, а не ожидать, что все с первого раза получится само по себе.


Фото на обложке: Shutterstock / Chaosamran_Studio

Нашли опечатку? Выделите текст и нажмите Ctrl + Enter

Материалы по теме

  1. 1 Подумайте несколько раз, прежде чем делать прототип. Это может оказаться ошибкой
  2. 2 MVP — это не прототип. Прототип нельзя продавать, а MVP — можно
  3. 3 Технологии в разработке: на смену макетам пришли VR-прототипы

Актуальные материалы —
в Telegram-канале @Rusbase