Разработка корпуса — это всегда многоходовочка, которая сочетает в себе работу дизайнера, конструктора, ограничения технологий производства и множество других факторов. Кажется, что сейчас мы всё аккуратно спланируем и будем работать по графику. Но в реальном мире воплощению планов почти всегда мешает общая сложность процесса и его отдельных этапов. 

Эту высокую неопределенность необходимо закладывать в план, чтобы он был способен пережить изменения.

Сегодня на примере корпуса моноблока BRG One Pro расскажу, как всё может пойти не так буквально на каждом этапе — производство накосячит, плату перестанут производить, а прототип повредят при доставке — и какие меры приходится предпринимать, чтобы проект все-таки увидел свет.

Предыстория

BRG One Pro — это моноблок, который после установки специализированного программного обеспечения позволяет вводить результаты исследований СОЭ, лейкоцитарной формулы и морфологии крови, тромбоцитов по Фонио и т.п. Устройство помогает вручную фиксировать результаты, отправлять их в базу лаборатории и на чековый принтер. 

Мы начали работать над его корпусом в 2016, когда заказчик запланировал сделать прибор с полноценным экраном, в то время как в аналогах использовали однострочный дисплей. И далее мы сопровождали проект все эти годы: корректировали дизайн, помогали с выпуском очередной партии приборов и приостанавливали общение на то время, пока заказчик ее реализовывал. И далее по кругу. За это время у заказчика сменилось две команды электронщиков. Три раза менялась начинка прибора, два раза — его дизайн, три раза конструкция корпуса.

Первая команда электронщиков предложила использовать внутренности готового 7-дюймового планшета, дополнив его собственной платой ввода информации и клавиатурой. Это значит, что от планшета мы брали экран и плату, выкидывали родной корпус и устанавливали все в собственный, спроектированный с учетом размещения дополнительных плат. 

Под такую концепцию мы и начали разрабатывать первый корпус.

Варианты дизайна предлагали разные — от экзотических до максимально близких к первоначальному. Заказчик выбрал довольно строгий вариант, похожий на изначальные формы, без сильных скруглений.

В последующих итерациях мы доработали дизайн — добавили скосы, которые визуально сделали его компактнее, тоньше.

К слову, каждая итерация была полноценным проектом со своим эскизированием, моделированием и изготовлением прототипа. Так что на иллюстрациях вы увидите разные стадии разработки корпуса. Рассказывать буду по этапам самого проектирования, а не по итерациям прибора.

Как это обычно и бывает, в проекте участвовали три стороны: заказчик, который подключался только на ключевых этапах, а также мы (разработчики корпусов) и электронщики. Работали итеративно: мы накидали корпус, электронщики прикинули плату, а потом всё это совмещали с учётом сборки, реальных габаритов разъемов и т.п.

В идеальной картине мира в рамках такого проекта мы с электронщиками в несколько итераций договариваемся, заказчик все это утверждает и корпус уходит в производство. Но в реальности вышло по-другому.

Дизайнерскую идею пришлось подогнать под пользователей

Еще в первой итерации мы предложили варианты дизайна со своим видением клавиатуры — тонкими клавишами на мембранной основе. 

Изначально в ТЗ тип клавиатуры не прописывали и мы предложили использовать готовый блок NumPad (отдельно подключаемый блок клавиш для ввода цифр и арифметических операций). 

Уже на эскизах стало понятно, что этот вариант не подходит.

Во-первых, NumPad имеет стандартный набор кнопок, который не подходит под задачу ни по количеству, ни по расположению.

Во-вторых, потенциальные пользователи прибора — лаборанты. Им нужна была привычная олдскульная кнопочная клавиатура с тактильной отдачей и большим ресурсом нажатий, на которую можно не смотреть во время работы. Один из сценариев использования — лаборант набирает результат вслепую, наблюдая в микроскоп. 

Разрабатывать свою клавиатуру с мембраной сложно и дорого для мелкосерийного проекта — всего 150 корпусов. Поэтому предложили использовать механические кнопки Cherry, которые выдерживают около миллиона нажатий.

Для прототипа взяли более простой вариант— сделали свою на базе заводской. В качестве «донора» использовали механическую клавиатуру, буквально разобрав ее на отдельные кнопки. Для производства серийных корпусов потом закупали новые клавиши и ставили их на плату. 

Внешний вид устройства пришлось немного изменить — мы уже не могли отрисовать изящную тоненькую ноутбучную клавиатуру, визуально его облегчив.

Кстати, кнопки и клавиши в малых сериях — это всегда проблема. В наших проектах регулярно упираемся во внешний вид кнопки включения/выключения. Выбор вариантов на рынке очень мал, а то, что есть, не так-то просто вписать в современный дизайн особенно небольшого корпуса. Кнопки, как правило, большие.

Взятый за основу планшет уже ко второй итерации корпуса перестали производить

В первой версии корпуса мы выпустили около 150 устройств. А вот следующую партию спустя пару лет выпустить уже не смогли, потому что планшет сняли с производства. 

Пришлось брать аналог с другой диагональю, менять пропорции корпуса и крепления. Это вам не просто поля вокруг дисплея поменять — нужно было переработать конструктив так, чтобы влезли разъемы в новой конфигурации. Пришлось даже двигать планшет вверх, иначе не хватало места для размещения проводов. 

Кстати, все это пришлось повторить еще раз при следующей переработке — конкретные модели потребительских планшетов производятся ограниченное время, сменяя друг друга. Сразу взять на склад большой запас устройств заказчик был не готов — пошли путем постоянных корректировок.

В конце концов пришли к использованию промышленного планшета с большим сроком выпуска. Как правило, такой срок обусловлен требованиями корпоративных заказчиков, у которых может использоваться специальный софт или стандартизованные аксессуары. Изначально этот путь не смотрели из-за стоимости устройств: промышленный планшет стоит почти в 5 раз дороже, чем дешевый потребительский. Но каждая правка корпуса — тоже бюджет. На длинной перспективе промышленный планшет с гарантированным сроком выпуска больше 10 лет выгоднее.

Взятый в итоге за основу планшет оказался толще, чем предыдущий потребительский вариант,  из-за габаритов платы. Это пришлось учесть и поправить дизайн. И, кстати, планшеты приходили с немного отличающимися габаритами. На этапе разработки конструкции корпуса запасы на это не закладывали, поэтому немного помучились при сборке. 

Распечатанный на одном из этапов макет повредили при доставке

Один из важных этапов разработки корпуса — создание макета или прототипа, который позволяет проверить отрисованный дизайн в реальных условиях. В зависимости от задачи для этого могут использоваться разные технологии. Например, в ходе первой итерации печатали макет на FDM-принтере — проверяли использование в качестве клавиатуры отдельного блока NumPad, эта версия не пошла в серию.

На третьей итерации применили УФ-печать, которая дает хрупкие детали, но почти без усадки. Ничего кроме эргономики и собираемости устройства проверять не требовалось, поэтому мы экономили.

Клиент, наша команда, электронщики и производство находятся в разных городах: Москве, Санкт-Петербурге, Подмосковье, Нижнем Новгороде. За время проекта мы ни разу не встречались, а все нужные компоненты ездили между офисами благодаря службам доставки. Во время одной из транспортировок из-за неудачной упаковки макет разбили. 

Чтобы не задерживать процесс, мы просто склеили его своими силами.

Это отняло ценное время, но как выяснилось, не зря. Макет показал проблему с кнопками — верхний ряд при нажатии задевал за край пластика, так что окно немного увеличили.

Планируемый тираж сократился — технологию производства пришлось сменить

Это была одна из основных проблем проекта. Во время последнего обновления корпуса первоначально подразумевали тираж в 500 экземпляров и мы проектировали его под технологию литья под давлением. Но уже в процессе работы планируемый тираж сократился до 300 штук.

Это нормальная ситуация: пока проект дойдет от стадии предварительной оценки до производства на разные согласования уходят месяцы. Цены, общая экономическая ситуация и планы самого клиента за это время могут измениться.

При таких объемах производства делать полноценную оснастку для литья под давлением невыгодно, дешевле переделать конструктив на литье в силикон. Так что пришлось экстренно откатываться до предыдущей технологии.

Если бы под литье в силикон проектировали изначально, конструктивные допущения были бы другие. Банально нужны другие параметры — например, стенки 2 мм, более низкая точность изготовления, отсутствие литейных уклонов и т.п. В сочетании с увеличением габаритов планшета из-за перехода на промышленное устройство, это вызвало сложности. 

К сожалению, использование силиконовой формы не подразумевает такой высокой точности корпуса, как в случае с литьем под давлением. Первая отливка в новую форму была идеального качества, а примерно к двадцатой геометрия уходила, появлялись зазоры. В итоге при сборке электроника не вставала на свои места, приходилось «дорабатывать напильником». Чтобы вовремя заметить проблемы, мы заказывали тираж корпусов небольшими сериями.

Производство накосячило в последней итерации

Два тиража корпусов — считая все итерации, около 400 экземпляров — мы выпустили без особых проблем. Все детали собирались, сроки соблюдались. Но на третьей итерации все пошло не по плану, хотя работали с проверенным производством.

Первая часть тиража — 50 корпусов — пришла хорошая, а вот на второй завод сменил краску с устойчивой к спиртосодержащим растворам, которая  была заявлена в ТЗ, на обычную. Пришлось возвращать всю партию для перекраски. На заводе ее отмывали в ацетоновой бане и перекрашивали нужным составом.

Качество последующих частей тиража гуляло — это проблема самой технологии производства. Если из 50 корпусов мы случайным образом обнаруживали три бракованных, все корпуса возвращали на завод. Пытались немного ускорить процесс за счет оптимизации логистики — к нам в офис отправляли партию после проблемной, и если всё было хорошо, следующую высылали напрямую электронщикам для сборки приборов. Но существенного прироста скорости это не дало. Выпуск 300 корпусов затянулся на полгода. И это при том, что всё общение с заводом вели мы. Если бы заказчик взял его на себя, сроки бы поехали ещё сильнее.

Выводы

Сейчас устройство продолжает выпускаться: заказчик получил новую партию устройств и постепенно их реализует. 

Этот проект отлично показывает, что на старте невозможно предусмотреть всё.

Косяки случаются, проблемы решаются, но страдают сроки. Хорошо, что мы подстелили соломку и это не стало проблемой для заказчика. Все корпуса, а точнее — уже собранные электронщиками приборы, поступали к нему с самого начала производства небольшими партиями — было, что отправить на сертификацию и отгрузить первым клиентам. 

В начале всегда есть красивый и логичный план с этапами, сроками, бюджетами и контрольными точками. Но такой план — лишь гипотеза, что компоненты будут доступны, основные параметры не поменяются, производство будет выдавать стабильное качество . А в реальности проект — это постоянная адаптация к меняющимся условиям. И правильная стратегия — сразу понимать, что план будет неоднократно пересмотрен и создавать его устойчивым к изменениям.