在電子設計過程中，原型制作是至關重要的一環(huán)。它不僅僅是概念驗證，而是提供了實際的硬件供測試和調試，以確保產品在進入量產前的性能表現(xiàn)。此外，原型讓工程師、管理人員及其他利益相關者能夠更清晰地了解產品在具體應用中的表現(xiàn)，從而推動其成功開發(fā)。

隨著市場對產品上市時間和客戶需求快速變化的要求日益增大，原型、演示和量產硬件之間的界限正在逐漸模糊。將原型視為一個持續(xù)過程，而非設計階段的獨立步驟，能夠幫助設計團隊更好地實現(xiàn)從原型到量產的過渡。設計和生產之間的緊密合作是確保時間、質量和成本目標的關鍵。

早期和頻繁地進行原型設計

有多種策略可以幫助團隊盡早創(chuàng)建工作原型，通過不斷迭代設計，最終推動產品進入初步生產階段。這些策略包括：

• 使用生命周期管理工具，例如“數(shù)字線程”，從項目開始到生命周期結束，管理設計變更。

• 在原型階段及早期生產中采用迭代設計，減少風險，并為后期的成本優(yōu)化做準備。

• 采用先進的仿真和回歸測試技術，確保設備生命周期中的軟件和固件更新在不同產品代際之間保持一致。

• 將現(xiàn)成的計算和I/O模塊集成到設計中，減少開發(fā)成本并降低量產風險。

• 與制造商和其他工程師協(xié)調，評估從產品發(fā)布到售后支持的成本效益。

這些策略能夠讓工程師在早期測試概念，避免昂貴的返工。通過這種逐步推進的方式，設計團隊可以在產品商業(yè)發(fā)布前，先通過小批量硬件進行現(xiàn)場測試。此外，這些方法還可在生產后期受益，將生產中的反饋融入新一代產品設計中。

“數(shù)字線程”重新定義電子設計過程

從原型到量產再到回歸原型的循環(huán)與“數(shù)字線程”的設計理念高度契合。數(shù)字線程指的是產品從初次組裝到生命周期結束過程中，伴隨其所有的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)能夠揭示設計中的可靠性問題，工程師可以據(jù)此調整硬件、軟件或固件架構，以提升產品性能。

通過這種方法，設計團隊不僅可以延長現(xiàn)有硬件的使用壽命，還能借助虛擬環(huán)境和數(shù)字孿生技術，進一步優(yōu)化產品設計。例如，物聯(lián)網（IoT）設備公司正在通過組合虛擬和物理平臺，測試固件和軟件更新，并在確保無錯誤后再進行發(fā)布。

保持硬件一致性，簡化從原型到量產的過渡

過去，設計團隊通常會購買專門用于原型設計的開發(fā)平臺，而現(xiàn)在市面上的許多開發(fā)板不僅適合原型設計，也適用于量產系統(tǒng)。使用同一硬件可以減少設計變更，簡化商業(yè)發(fā)布前的過渡。

此外，開發(fā)平臺提供的設計文件可以為過渡到量產版本提供支持，核心構建模塊保持一致，而其他部分可以根據(jù)需要去除或調整，而不會影響性能。通過使用基于開放標準模塊（OSM）的模塊化設計，工程師能夠根據(jù)具體情況混合使用定制子板或標準產品。

靈活設計，適應不斷變化的市場

為了確保從原型到量產的順利過渡，設計團隊應采用能夠最小化軟件不兼容性的策略。這種靈活的設計方法不僅適用于早期開發(fā)階段，還能幫助產品在生命周期內應對市場需求、供應鏈變化以及元件短缺等挑戰(zhàn)。

通過重新思考如何從早期原型順利過渡到現(xiàn)場測試和最終量產，設計團隊可以加速開發(fā)進程，滿足日益緊迫的時間表。隨著設備在退役前不斷變化和適應，設計師需要采用靈活的設計思維，以確保產品在整個生命周期內保持競爭力。