ハードウェア開発者必見!製品開発で知っておくべき一般的なハードウェアの流れ

目次

  1. プロジェクトメンバーの選定
    1. プロダクトマネージャー
    2. インダストリアルデザイナー(工業デザイナー)
    3. ユーザーエクスペリエンスデザイナー(UXデザイナー)
    4. パッケージングデザイナー
    5. メカニカルエンジニア
    6. 電気技術者
    7. ファームウェアエンジニア
    8. 品質保証(QA)スペシャリスト
    9. マーケティングスペシャリスト
    10. セールス・スペシャリスト
  2. アイデアの創出
    1. 市場調査。市場調査
    2. 顧客からのフィードバック
    3. ブレーンストーミング
    4. 競合他社分析
    5. トレンド分析
    6. 社内イノベーションプログラム
  3. アイデアの具現性を評価する
  4. 製品の詳細設計を行う
    1. 製品要件を確定する
    2. 詳細設計書を作成する
    3. デザインレビューの実施
    4. リスク解析の実施
  5. 製品のプロトタイプを作成し、テストを実施する
  6. 設計を確定する
    1. 品質管理策例
  7. 製造準備
    1. プロトタイプの目的を明確にする
    2. プロトタイピング 製品のプロトタイプを作成し、機能・性能を検証します。
    3. デザインコンセプトの作成
    4. 材料・部品の選定
    5. プロトタイプを作る
    6. テストと改良
    7. 最終設計を行う
    8. テスト
    9. 製造
    10. 発売
    11. 発売後の評価

プロジェクトメンバーの選定

ハードウェア製品の開発には、通常、さまざまな役割と専門知識を持つ部門横断的なチームが関与します。具体的な役割と責任は、ハードウェア製品の開発に携わるデザイナーの具体的なタイプは、製品の性質や組織によって異なる場合がありますが、新製品の開発に関わる可能性のある主なメンバーは以下になります。

プロダクトマネージャー

製品のビジョン、戦略、ロードマップを定義する責任を負っています。他のチームと密接に連携し、製品がお客様のニーズを満たし、ビジネス目標に合致し、期限内に予算内で納品されることを保証します。

インダストリアルデザイナー(工業デザイナー)

製品の外観、形状、ユーザーとの物理的なインターフェースをデザインする。人間工学、美学、製造の可能性などを考慮します。プロダクトマネージャーや開発者と密接に連携し、直感的で使いやすく、視覚的にも魅力的なプロダクトを実現します。

ユーザーエクスペリエンスデザイナー(UXデザイナー)

製品のユーザーインターフェースや全体的なユーザーエクスペリエンスの設計を担当します。使いやすく、直感的で、ユーザーのニーズを満たす製品に仕上げます。

パッケージングデザイナー

製品のパッケージデザイン(箱、封入物、ラベルなど)を担当します。ブランディング、輸送条件、環境への影響などを考慮します。

メカニカルエンジニア

製品の筐体、筐体、可動部などのメカニカルコンポーネントの設計を担当します。製品が機能要件を満たし、環境条件に耐え、大規模な生産が可能であることを確認します。

電気技術者

回路基板、センサー、電源など、製品の電気部品の設計を担当します。製品が機能要件を満たし、エネルギー効率に優れ、安全規制に適合していることを確認する。

ファームウェアエンジニア

マイクロコントローラーやセンサーなど、製品の組み込みシステム上で動作するソフトウェアの設計を担当します。ソフトウェアの性能、消費電力、信頼性を最適化する。

品質保証(QA)スペシャリスト

製品が機能的であること、要件を満たしていること、そして欠陥がないことを確認するために製品をテストします。開発者と密接に連携し、あらゆる問題を特定、修正します。

マーケティングスペシャリスト

ターゲットとなるユーザーに製品をアピールし、ブランドアイデンティティを確立し、マーケティング戦略を策定する役割を担っています。プロダクトマネージャーやデザイナーと密接に連携し、製品のメッセージとその特徴や利点が矛盾しないようにします。

セールス・スペシャリスト

製品を顧客に販売し、収益目標を達成する責任を負っています。マーケティング・スペシャリストと密接に連携し、製品の位置づけが正しく、お客様のニーズを満たしていることを確認します。

アイデアの創出

新製品や製品改良のためのアイデアを創出します。アイデアの創出は以下のような方法があります。 

市場調査。市場調査

市場調査を行い、新製品が満たすべき市場のギャップや未充足のニーズを特定する。

顧客からのフィードバック

既存顧客からのフィードバックを収集し、顧客が抱えている問題や、新製品が解決できる可能性のある分野を把握する。

ブレーンストーミング

チームメンバーでブレーンストーミングを行い、どんなに突拍子もないアイデアでもリストアップしてみましょう。

競合他社分析

競合他社の製品やサービスを分析し、新製品が独自の価値を提供できる分野を特定する

トレンド分析

業界の新しいトレンドやイノベーションをデータのパターンや変化を時系列で把握し、新たなトレンドや市場の変化を見出すための手法です。新製品がこれらのトレンドをどのように活用できるかを検討します。

トレンド分析方法

社内イノベーションプログラム

社内にイノベーション・プログラムを設け、新製品やイノベーションのためのアイデアを出すことを奨励する。

アイデアの具現性を評価する

アイデアの実現可能性を、技術面、予算面、市場の観点からターゲットユーザが求める物になっているか評価します。

製品の詳細設計を行う

製品設計 製品の機能、仕様、外観を含む詳細設計を行います。ハードウェア製品の開発には、通常、コンセプト開発、設計、プロトタイピング、テスト、生産など、いくつかの段階があります。詳細設計段階は、機械、電気、ソフトウェア部品を含む製品の完全かつ詳細な仕様の作成に関わる重要なステップです。ここでは、ハードウェア製品開発の詳細設計段階における一般的な手順は以下のとおりです。

製品要件を確定する

製品要件を確定する。製品要件が完全で一貫性があり、指定された予算とスケジュール内で達成可能であることを確認するために、メンバーに製品要件にレビューをおこない承認をもらいます。 

詳細設計書を作成する

製品のアーキテクチャ(全体的な設計)、インターフェース、コンポーネントを記述した詳細設計書を作成する。この文書には、詳細図面、回路図、部品表が含まれます。

詳細設計書の一般的な書式

詳細設計書の一般的な書式を紹介します。実際の形式はプロジェクトや組織の特定のニーズによって異なる可能性があることに留意してください。しかし、一貫した構造に従い、すべての関連情報を含めることで、設計書を包括的で理解しやすいものにすることができます。

デザインレビューの実施

エンジニア、設計者、メーカー、エンドユーザーなどの関係者からフィードバックを得て、潜在的な問題点や改善点を洗い出すためにデザインレビューを実施します。

リスク解析の実施

リスク分析を行い、安全上の問題、製造上の問題、コスト超過など、設計に関連する潜在的なリスクを特定します。ハードウェア製品の開発プロセスの早い段階でリスクを特定する事により製品開発チームは怪我や事故のリスクを最小限に抑え、法的責任を軽減し、顧客満足度を向上させることができます。

安全上の問題で気をつけること

製品のプロトタイプを作成し、テストを実施する

プロトタイプとテスト 設計が要件と仕様を満たしていることを確認するために、製品のプロトタイプを作成し、テストします。このプロセスでは、設計を改良し、発生した問題に対処するために、数回の繰り返しが行われることがあります。 

設計を確定する

テストの結果や関係者からのフィードバックに基づいて、設計を確定し、組み立て手順や品質管理策など、詳細な製造指示書を作成します。 

ハードウェア製品開発チームは、これらの詳細な設計手順に従うことで、顧客や利害関係者のニーズを満たす高品質の製品を作ることができます。 

品質管理策例

製造準備

材料の調達、生産スケジュールの作成、必要な認証や承認の取得など、生産に必要な書類や資材を準備します。

プロトタイプの目的を明確にする

機能テスト、ユーザーエクスペリエンス評価、設計仕様の検証など、プロトタイプの目的を決定します。ハードウェア製品のプロトタイピングを行う場合、製品の設計要件と性能仕様を明確に理解することが不可欠です。

また、製品開発チーム、サプライヤー、メーカーとの良好なコミュニケーション経路を確保することも重要です。これらのステップを踏むことで、製品開発チームは機能的なプロトタイプを作成し、設計を改良し、開発プロセスの早い段階で問題を特定し、長期的に時間とコストを削減することができます。 

機能テスト

ハードウェア製品開発において、製品が意図したとおりに機能しているかどうかを確認するために、機能テストは重要な役割を担っています。ここでは、ハードウェア製品開発に使用できる機能テスト項目をいくつか紹介します。

これらの試験項目は、開発されるハードウェア製品の特定の要件に合わせてカスタマイズすることができ、ユーザー受入試験など他の種類の試験と組み合わせて、最終製品が高品質で顧客のニーズを満たしていることを確認することができます。

プロトタイピング 製品のプロトタイプを作成し、機能・性能を検証します。

プロトタイピングとは、新しい製品やシステムの開発において、デザインの概念を実現し、機能をテストし、問題を特定するために、初期段階で製品の模型やサンプルを作成することです。プロトタイプは、実際の製品と同じように動作するわけではないかもしれませんが、設計の問題や改善点を特定するための実験的なツールとして機能します。

プロトタイプは、概念検証、ユーザビリティテスト、市場調査、評価など、開発プロセスの様々な段階で使用されます。プロトタイプの種類には、仕組みを模擬した模型や、外観を模擬した外観モックアップなどがあります。また、3DプリンターやCAD(コンピュータ支援設計)ソフトウェアを使用して、より高度なプロトタイプを作成することもできます。

プロトタイピングは、製品の概念を具体化し、製品のデザインや機能を実験的にテストするために非常に重要です。プロトタイピングは、製品開発の早い段階で問題を特定することができ、製品の完成度を向上させ、製品をよりユーザーが使いやすい物にすることができます。 

デザインコンセプトの作成

プロダクトデザイナーがプロトタイプの目的に基づいて、製品の基本的なデザインコンセプトを作成します。手描きのスケッチやCADソフトを使用して作成することができます。

材料・部品の選定

試作品に使用する材料や部品を選定する。これには、既製部品、カスタム部品、原材料が含まれます。

プロトタイプを作る

選択した材料と部品を使用して、プロトタイプを構築します。これには、3Dプリント、CNC機械加工、手作業による組み立て、またはその組み合わせが含まれます。

テストと改良

プロトタイプをテストし、定義された目的を満たしていることを確認します。問題が見つかった場合は、設計を修正し、プロトタイピングプロセスを繰り返します。

最終設計を行う

テストと改良の結果に基づいて、量産に適した最終デザインを作成します。

テスト

プロトタイプのテストを行い、問題点や欠点を特定し、修正します。 

製造

製造計画の作成、材料の調達、製造ラインの設置など、製品の量産に向けた準備を行う。 

発売

広告、マーケティング、流通チャネルを通じて、製品を市場に投入する。 

発売後の評価

製品の性能を評価し、顧客からフィードバックを得て、必要な調整・改良を行う。

この記事を書いた人

Kyoyko Yamamoto

大手某メーカーにてWEBデザイナー、プログラマー、ディレクション件プロデューサーを経て株式会社LONTに21年12月入社。オリジナル製品を製造販売した経験を活かし、ものづくりのサポーターとして主にバックオフィス全般を担当しています。