編輯導語：狹義上的智能硬件產(chǎn)品，是在傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品上增加了聯(lián)網(wǎng)通信的能力，通過云端實現(xiàn)了更復雜的邏輯判斷、遠程操作及多設(shè)備間的協(xié)調(diào)聯(lián)動等。本文作者對智能硬件產(chǎn)品的系統(tǒng)及生命周期等進行了分析，希望能給你帶來幫助。

一、什么是智能硬件產(chǎn)品

硬件是“由電子，機械和光電元件等組成的各種物理裝置”，是我們看得見摸得著的實體。典型的硬件產(chǎn)品就是綠油油的印刷電路板，我們?nèi)粘Ｉ钪杏玫降钠胀L扇、充電器、耳機等都是硬件產(chǎn)品；純粹的硬件產(chǎn)品，就像是提線木偶，智能化程度極低，只能對人的指令做出簡單的響應，功能單一，對環(huán)境的適應性低。

軟件是“一系列按照特定順序組織的計算機數(shù)據(jù)和指令的集合”，簡單的說就是程序員們敲的一串串代碼。軟件的類型有很多，電腦/手機/平板的操作系統(tǒng)如win系列、OS系列，安卓系列，手機上跑的應用程序app如微信、釘釘；我們打開的網(wǎng)站等等都屬于軟件。

如果將硬件產(chǎn)品比作是身體，那軟件就像是“大腦”，軟件結(jié)合硬件的產(chǎn)品相當于具有了簡單的“智力”，可以對周圍的環(huán)境做出反應，根據(jù)環(huán)境的變化來自動調(diào)整功能。典型的就是我們用的小家電如冰箱、空調(diào)等。

雖然軟件結(jié)合硬件的產(chǎn)品已經(jīng)比純粹的硬件產(chǎn)品更加復雜、自動化了，但是依然不能稱之為智能硬件產(chǎn)品。因為這些產(chǎn)品的自動化是通過編譯好的程序?qū)崿F(xiàn)的，其本身并不具備學習能力，以及基于所獲得的信息做出推理判斷的能力。

智能硬件產(chǎn)品，其核心在于“智能化”。我們狹義上理解的智能硬件產(chǎn)品，是在傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品上增加了聯(lián)網(wǎng)通信的能力，通過云端實現(xiàn)了更復雜的邏輯判斷、遠程操作及多設(shè)備間的協(xié)調(diào)聯(lián)動等；典型的就是我們所用的智能手機，AR/VR設(shè)備等。

還有一些“AI+”設(shè)備，已可根據(jù)已有的條件或知識，實現(xiàn)一定程度上推理判斷，甚至可以自動泛化的學習知識。如小愛同學、小度AI等。這些也是智能硬件產(chǎn)品。

智能硬件產(chǎn)品一般都具備聯(lián)網(wǎng)能力，在使用時需進行聯(lián)網(wǎng)配對。如套件內(nèi)置4G模塊，在插入sim卡后，開機即可自動聯(lián)網(wǎng)；

相比于傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品如老式家電、空調(diào)，智能硬件產(chǎn)品在交互方式上增加了APP/小程序操控、語音操控、事件觸發(fā)等方式。不同的應用場景或環(huán)境對智能硬件產(chǎn)品會產(chǎn)生影響，或者說智能硬件產(chǎn)品會針對不同的環(huán)境做出調(diào)整。

二、智能硬件系統(tǒng)概覽

智能硬件系統(tǒng)，總的來說包括硬件、本地系統(tǒng)、云服務三部分。

硬件，包括殼體和PCBA兩部分，殼體就是產(chǎn)品的外殼，材質(zhì)可以是金屬、塑料、玻璃、木材等，用來收納保護脆弱的電子元件，將產(chǎn)品內(nèi)部組件統(tǒng)一為一個整體，也起著便于使用，視覺美觀的功能。

PCBA，已焊接貼片的印刷電路板，是電子元件的承載基體。PCBA上一般焊接有處理器、通信模塊、傳感器。通過線纜的方式，也可以與顯示器、執(zhí)行器、傳感器相連接。

• 處理器：包括MCU、CPU、GPU等，是智能硬件產(chǎn)品的心臟，承擔著收集、處理、轉(zhuǎn)發(fā)信號的功能
• 通信模塊：有多種類型，包括常見的4G、wifi、藍牙，也有不常見的NB-IOT、Lora等，用于聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)
• 顯示器：常見的如我們手機的顯示屏，承擔著信息展示、操作交互的重要功能，是使用者與產(chǎn)品的重要溝通渠道，就像是人的面部和嘴巴
• 傳感器：也有多種類型，可以按照需求監(jiān)測多種物理量，例如溫度、氣壓、方向、角度等，就像是人的眼、耳、鼻、舌、皮膚
• 執(zhí)行器：例如電磁閥、繼電器，電機等，是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為顯示世界的各種動作，就像是人的四肢

在處理器內(nèi)，一般都運行著本地系統(tǒng)，簡單的說就是電腦、手機、平板等的操作系統(tǒng)。不同的硬件平臺支持不同的本地系統(tǒng)，包括安卓、IOS、RTOS嵌入式系統(tǒng)等；同一個硬件平臺上，因編譯的優(yōu)劣程度不同，同種類型的本地系統(tǒng)也有很大的性能差異。

傳統(tǒng)的電子設(shè)備受限于本地計算能力和儲存能力，無法運行復雜的程序和存儲更多的數(shù)據(jù)，從而為用戶提供更好的服務。智能硬件產(chǎn)品，借助通信模塊與互聯(lián)網(wǎng)相連接，與云服務器及其他互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備緊密聯(lián)系，從而獲得了更多的能力。智能硬件產(chǎn)品之間通過云服務器進行互通協(xié)作，將多種數(shù)據(jù)進行融合處理和儲存；同時，產(chǎn)品與用戶之間也增加了更多的交互方式，從點按物理按鍵的傳統(tǒng)方式，進化成了手勢操作、語音控制、APP遠程操作等，交互方式更多樣，操作更加簡便高效

總的來說，智能硬件產(chǎn)品融合了很多功能與技術(shù)，當前的產(chǎn)品可能做不到完全的智能化，但是相比于傳統(tǒng)的電子設(shè)備，其功能的豐富程度，操作的簡便程度已極大提高。

三、智能硬件產(chǎn)品的生命周期

一款典型的智能硬件產(chǎn)品，其全生命周期一般涵蓋6個階段。需求確認階段、產(chǎn)品設(shè)計階段、產(chǎn)品落地階段、產(chǎn)品推廣階段、售后維護階段、產(chǎn)品消亡階段。

1. 需求確認階段

俗話說“知己知彼，百戰(zhàn)不殆”，在需求確認階段，調(diào)研信息收集資料是最重要的工作。智能硬件產(chǎn)品的研發(fā)及迭代成本很高，因此必須重視決策。

需求確認階段分為四部分，不一定是完全按照先后順序進行執(zhí)行，可以交錯進行。大致包括“收集需求并定義產(chǎn)品”，“可行性分析”，“市場分析和競品分析”，“項目立項”。

在做一款智能硬件產(chǎn)品之前，需要考慮的是這款產(chǎn)品能解決怎樣的用戶痛點，為客戶帶來怎樣的價值，客戶愿意為這款產(chǎn)品付出多少。因此，產(chǎn)品的功能點絕對不是拍腦袋想出來的，而是通過大量的調(diào)研、需求收集、甄別篩選出來的。

在項目立項之前，需要對市場規(guī)模、用戶需求、產(chǎn)品的優(yōu)劣勢、產(chǎn)品切入的方向進行分析；同時，要對目標用戶的購買力、同類產(chǎn)品的優(yōu)劣勢、定價、利潤，產(chǎn)品核心器件的種類價格，以及上下游供應商等做到心中有數(shù)。

在立項前，產(chǎn)品經(jīng)理需要將產(chǎn)品規(guī)格、可行性分析報告…等準備就緒，并發(fā)起公司內(nèi)部的評審，需得到高管層和開發(fā)團隊的認可。

一個標準的智能硬件項目團隊主要包含兩方面的人才，軟件層面包括UI設(shè)計師、后臺開發(fā)、前端開發(fā)、安卓/IOS/RTOS工程師、軟件測試工程師等；硬件層面包括ID設(shè)計師、結(jié)構(gòu)工程師、硬件工程師、硬件測試工程師、采購員、質(zhì)量工程師等。此外還需要產(chǎn)品經(jīng)理及項目經(jīng)理，這是產(chǎn)品能順利誕生的靈魂人物。有些時候，產(chǎn)品經(jīng)理會兼職項目經(jīng)理。

2. 產(chǎn)品設(shè)計階段

產(chǎn)品設(shè)計階段是影響產(chǎn)品型態(tài)的最關(guān)鍵階段，可以說需求階段決定了產(chǎn)品的上限，設(shè)計階段決定了產(chǎn)品的下限。設(shè)計階段也是產(chǎn)品經(jīng)理參與最多的環(huán)節(jié)。

產(chǎn)品經(jīng)理將需求梳理清楚后，以軟硬件PRD的文檔形式，進行需求的內(nèi)審和外審。評審完成后，工業(yè)設(shè)計師、結(jié)構(gòu)工程師、硬件工程師、電氣工程師等就會在產(chǎn)品經(jīng)理的帶領(lǐng)下有序的展開工作，具體各個角色應該完成哪些設(shè)計工作，將在第四章節(jié)詳細闡述。

設(shè)計階段最終的輸出，是產(chǎn)品需求文檔以及各組件的樣品。

3. 產(chǎn)品落地階段

設(shè)計階段是將腦海里的想法轉(zhuǎn)化為實物的過程，但是要讓想法真正落地，成為可用的產(chǎn)品，不能離開落地階段的付出。

落地階段又被稱為研發(fā)樣機階段，主要有打樣和測試兩部分工作。需研發(fā)人員進行物料備料及打樣，需完成各項測試并修復嚴重設(shè)計缺陷。

打樣就是將設(shè)計階段的各種樣品，包括板卡、天線、殼體、連接器、線纜等組裝成整機，并連接好外設(shè)（如果有的話）。我們稱其為手板樣，一般不超過30套。

而測試分為硬件和軟件兩部分，硬件部分包含PCBA單板測試、整機功能測試、整機可靠性測試等。根據(jù)每款智能硬件的產(chǎn)品差異，具體的測試項目有所區(qū)別。

軟件部分包含固件全量測試、平臺端全量測試、移動端全量測試、接口壓力測試等。因為軟件迭代比較快，所以落地階段的軟件測試，往往針對的某一階段性軟件版本，測試進行的同時，新版本的軟件可能還在同步規(guī)劃開發(fā)。

經(jīng)過完善的測試和修復，我們可以認為手板樣試制成功，可以開啟下一階段。

4. 產(chǎn)品推廣階段

在產(chǎn)品落地階段，技術(shù)出身的產(chǎn)品經(jīng)理常常會囿于技術(shù)視野，將大量的精力投入到難點問題的攻克，致力于打造一款“完美”的產(chǎn)品。其實這是得不償失的，智能硬件產(chǎn)品也需講究快速試錯快速迭代。

在產(chǎn)品推廣階段，需要將手板樣快速投放到市場中去，讓種子用戶上手使用。在這一過程中不斷收集用戶反饋的有用信息，藉此實現(xiàn)符合用戶需求的優(yōu)化迭代；

在推廣階段，需要進行產(chǎn)品的相關(guān)認證如CCC認證、CE認證等，這些認證往往是為符合主流市場當?shù)氐恼咭蠖龅?，沒有認證證書，產(chǎn)品無法售賣；

同樣的，為了使產(chǎn)品更易觸達用戶，銷售話術(shù)提煉、宣傳資料如渲染圖、說明書、產(chǎn)品彩頁等也需在此階段準備好。

產(chǎn)品推廣階段，必然伴隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大。一般會經(jīng)歷三個小環(huán)節(jié)：

1. 小批試制階段（NPI開始介入；研發(fā)備料，少量樣機，一般不超過100套；形成SOP），整體工藝盤清楚，且解決九成五以上的生產(chǎn)問題，無法從研發(fā)層面解決的問題由產(chǎn)線提供方法修補。研發(fā)層面完成物料封樣，產(chǎn)品完成資料準備，完成產(chǎn)測工裝的設(shè)計打樣。產(chǎn)品及研發(fā)支持，必要時跟產(chǎn)
2. 生產(chǎn)導入（研發(fā)備料，一半不超過1000套），需對生產(chǎn)流程及生產(chǎn)工藝進行梳理細化，形成工藝指導文件SOP；需基于SOP、產(chǎn)測工裝等開始批量生產(chǎn)
3. 正式量產(chǎn)（生產(chǎn)備料，視銷售預期而定）

5. 售后維護階段

其實從第一套產(chǎn)品以“商品”的身份被送到客戶的手上開始，售后的過程就開始了。售后維護階段的工作更偏向于運營，一方面需要持續(xù)收集客戶的意見和建議，收集競品的優(yōu)勢與亮點，和并將其傳導到產(chǎn)品經(jīng)理及研發(fā)處，進行產(chǎn)品的優(yōu)化迭代；另一方面也要對市場的不良品進行處理，需有一套完整的售后服務體系，及時修復或更換問題產(chǎn)品。

售后維護階段，往往占據(jù)智能硬件生命周期的接近50%，這一階段的重點在于服務好客戶，保障用戶粘性，維持穩(wěn)定銷量。

6. 產(chǎn)品消亡階段

打敗一匹馬的往往不是另一匹更快的馬，而是一輛汽車。產(chǎn)品的本質(zhì)是解決用戶的痛點，滿足用戶的需求。當需求發(fā)生變化，產(chǎn)品也就失去了存在的土壤，而需求又是隨著時間的流逝不斷發(fā)生變化。因此產(chǎn)品的消亡不可避免。

在繁華落幕的階段，我們能做的可以是緊跟潮流及時推出新的產(chǎn)品，可以是提前洞悉趨勢提前落子布局，甚至可以是創(chuàng)造需求引導需求。

如果時代的大潮落在頭上，猝不及防，也需要對庫存的產(chǎn)品進行處理，結(jié)清尾款，盡量保障資金的回籠。

總的來說，就像人類從胎兒開始，經(jīng)歷的生老病死的一生，智能硬件產(chǎn)品也是從最開始的靈感或想法出發(fā)，通過研發(fā)而落地，在面向市場的過程中不斷打磨自己的棱角，成長壯大，最后也會因為跟不上時代的發(fā)展而最終沉寂消亡。

四、核心硬件設(shè)計環(huán)節(jié)簡述

下面帶大家了解典型智能硬件產(chǎn)品的核心硬件研發(fā)設(shè)計過程，一般包含四個部分：ID設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、硬件設(shè)計、電氣設(shè)計。

ID設(shè)計，Industry Design，又叫工業(yè)設(shè)計，關(guān)注著產(chǎn)品是否好看，像是描畫人的皮囊。本質(zhì)上分為三個方向，三維設(shè)計方向、平面設(shè)計方向、UI設(shè)計方向。這里說的ID設(shè)計，特指三維設(shè)計方向，主要是對智能硬件產(chǎn)品的外觀進行設(shè)計，關(guān)注外形曲線、人體工程學、材質(zhì)、表面處理方式等，力求做到美觀、便于用戶使用和市場接受。工業(yè)設(shè)計帶給產(chǎn)品美好的“皮囊”。

MD設(shè)計，Mechanic Design，又叫結(jié)構(gòu)設(shè)計，是對產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和機械部分進行設(shè)計，關(guān)注著產(chǎn)品是否經(jīng)久耐用，如同打造人的筋骨。工業(yè)設(shè)計負責的是產(chǎn)品的外觀造型，而結(jié)構(gòu)設(shè)計負責的是產(chǎn)品的骨架，結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞直接影響產(chǎn)品的成本、質(zhì)量和壽命，可以說造就了產(chǎn)品的“筋骨”。結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)注安裝和使用的便捷性、散熱、防水防塵等。

硬件設(shè)計，針對板卡進行設(shè)計，直接影響一款產(chǎn)品好不好用，類比創(chuàng)造人的大腦。沒有焊接元器件的叫做印刷電路板，英文簡稱PCB；焊接了元器件的就是我們一般所說的板卡，簡稱PCBA。PCBA是一款智能硬件產(chǎn)品核心運行邏輯的承載體，可以說是產(chǎn)品的“大腦”，硬件設(shè)計重點關(guān)注元器件的選型和連接，信號傳導的效率、電磁兼容能力等。

電氣設(shè)計，針對各種組件的供電及通信進行設(shè)計，是一款產(chǎn)品能順暢使用的關(guān)鍵所在，好似疏通人的經(jīng)絡。電氣設(shè)計重點關(guān)注過流能力、屏蔽干擾的能力、安裝使用的易用性及便捷性等。

請注意，智能硬件產(chǎn)品還需進行軟件設(shè)計，包括UI設(shè)計、APP、固件等的設(shè)計，重點關(guān)注業(yè)務邏輯和交互方式，這里不做重點闡述。

1. 工業(yè)設(shè)計

工業(yè)設(shè)計主要包含三部分的工作。

首先是由工業(yè)設(shè)計師和產(chǎn)品經(jīng)理共同確定方案，需設(shè)計師繪制ID線框和工藝圖，標注部件、材料、工藝等；

其次是外觀建模，設(shè)計師需在三維軟件上確定大型，調(diào)整細節(jié)；

最后需輸出輸出手板工藝文件，三維設(shè)計需輸出三維文件和CMF；平面設(shè)計需輸出菲林文件等。

2. 結(jié)構(gòu)設(shè)計

結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包含四部分的工作。

1. 進行工業(yè)設(shè)計評審，評審ID手板，確認外觀是否符合要求
2. 進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，結(jié)構(gòu)工程師需完成3D結(jié)構(gòu)設(shè)計，考慮材質(zhì)、加工工藝、散熱方式，結(jié)構(gòu)強度等
3. 打樣，需輸出手板打樣文件，含2D/3D圖紙，BOM；需完成3D打印或CNC加工手板樣
4. 測試，需配合測試工程師輸出測試用例；結(jié)構(gòu)工程師跟進振動沖擊測試、防護能力測試等并輸出測試報告

3. 硬件設(shè)計

硬件設(shè)計主要包含四部分的工作。

1. 由硬件工程師和產(chǎn)品經(jīng)理對齊需求并確認方案。需確定功能列表、主要器件、外圍電路等；準備好PCB元件庫與SCH元件庫
2. 原理設(shè)計及Layout，硬件工程師需設(shè)計繪制原理圖；配合結(jié)構(gòu)工程師進行PCB結(jié)構(gòu)設(shè)計，合理布局器件和數(shù)字電路、模擬電路等；需布通并優(yōu)化電路
3. 打樣，需準備好BOM并進行電子料備料；需輸出光繪文件（含鋼網(wǎng)資料）并外發(fā)打樣及貼片；。樣品最終成品是焊接了器件的PCBA
4. 測試，需配合測試工程師輸出測試用例；硬件工程師獨立進行單板測試、配合進行功能測試、可靠性測試等并輸出測試報告

4. 電氣設(shè)計

電氣設(shè)計也包含四部分的工作。

1. 由電氣工程師和產(chǎn)品經(jīng)理、硬件工程師、結(jié)構(gòu)工程師等對齊需求并確認方案。需設(shè)計電氣控制原理圖，計算主要技術(shù)參數(shù)
2. 工藝設(shè)計，電氣工程師需設(shè)計組件布置圖、安裝圖及接線圖等
3. 打樣，需準備好BOM并進行器件備料；需輸出接線圖紙、線序文件并外發(fā)打樣。最終形成線束樣品
4. 測試，需配合測試工程師輸出測試用例；電氣工程師跟進通斷測試、插拔測試、防護能力測試等并輸出測試報告

一款智能硬件產(chǎn)品的誕生，需要眾多不同學科，不同專業(yè)的人才相互配合，產(chǎn)品經(jīng)理在其中起著決定性作用。專業(yè)的設(shè)計交給專業(yè)的人去做，而產(chǎn)品經(jīng)理要進行方向把控、需求梳理、架構(gòu)設(shè)計、人員安排、成品驗收等工作，是如同領(lǐng)航員一樣的存在。

正如領(lǐng)航員往往是船上知識最淵博的人，在智能硬件行業(yè)，智能硬件產(chǎn)品經(jīng)理自身的知識儲備也需要非常豐厚，才能帶領(lǐng)團隊做正確的事情，和正確的做事。

本文由 @Smile 原創(chuàng)發(fā)布于人人都是產(chǎn)品經(jīng)理。未經(jīng)許可，禁止轉(zhuǎn)載

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