Bei der Herstellung eines Teils oder Produkts sind viele Prozesse erforderlich, bevor der Hersteller es an den Kundenstamm weitergibt. Auch wenn es wie ein unilinearer Prozess erscheinen mag, müssen viele dieser Phasen einzeln durchgeführt werden, bevor das Teil/Produkt in die nächste Phase übergehen kann. Ein Beispiel für eine solche Phase ist die Prototypenentwicklungsphase.
Diese Phase ist eine der wichtigsten, da sie bestimmt, ob das Produkt für die Herstellung oder Funktion geeignet ist. Es reduziert auch die Kosten, da der Maschinist in dieser Phase unnötige Merkmale der Teile entfernen kann. Wenn Sie wissen möchten, was die Phase der Prototypenentwicklung beinhaltet, sollten Sie diesen Artikel bis zum Ende lesen.
Was ist Prototypenentwicklung??
Definition
Um die Phrase zu definieren, zerlegen wir sie in ihre Bestandteile. Ein Prototyp ist ein Nachbau oder eine Kopie eines Teils, das die Produktmerkmale demonstriert und alle Möglichkeiten auslotet, bevor in die vollständige Entwicklung des Teils investiert wird. Ein Prototyp kann von einer detaillierten Zeichnung mit Stift und Papier bis hin zu einer voll funktionsfähigen Version des Produkts reichen. Daher handelt es sich bei der Prototypenentwicklung einfach um eine Reihe von Prozessen, die der Hersteller zur Herstellung des Prototyps verwendet. Viele bezeichnen die Prototypenentwicklung auch als Prototypenfertigung.
Kategorien der Prototypenentwicklung
Wir können Prototypen anhand des Produktdesigns und der Erwartungen der Hersteller an die Funktionsweise des Endprodukts in vier Kategorien einteilen. Zu den Kategorien gehören:
1. Funktionierender Prototyp
Wie der Name schon sagt, sorgt der Produktentwickler dafür, dass der funktionierende Prototyp möglichst viele Merkmale und Funktionen des Endprodukts aufweist.
2. Funktioneller Prototyp
Ein funktionaler Prototyp und ein funktionierender Prototyp ähneln sich in ihren Entwicklungsprozessen. Allerdings fertigen die Produktentwickler den funktionsfähigen Prototyp meist in einem anderen Maßstab und mit einer anderen Technik.
3. Visueller Prototyp
Die Produktentwickler entwerfen den visuellen Prototyp, um die Formen, Maße und den Aufwand ihres Konzepts für das Produkt darzustellen. Da es bei diesem Prozess nicht darum geht, zu zeigen, ob das Produkt funktioniert oder nicht, ist es einfacher herzustellen als die anderen Prototypen.
4. Prototyp der Benutzererfahrung
Die Produktentwickler sorgen dafür, dass der User-Experience-Prototyp genügend Details zeigt, die bei der weiteren Forschung bei der Produktherstellung hilfreich sein können.
Bedeutung der Prototypenentwicklung
Die Prototypenentwicklungsphase ist ein unschätzbar wertvoller Prozess, der für jeden Teilehersteller wichtig ist. Hier sind einige Gründe, warum Teilehersteller die Phase der Prototypenentwicklung nicht außer Acht lassen dürfen:
1. Das Produkt vorstellen
Es macht keinen Sinn, ein Teil oder Produkt herzustellen, das von den Kunden oder Stakeholdern nicht unterstützt wird. Wir sind uns alle einig, dass der Verkauf eines Produkts mit Prototyp den Kunden/Stakeholder mehr überzeugt als der Verkauf ohne Prototyp. Denn sie können den Prototyp anfassen, fühlen und Feedback geben. Ihr Feedback ist auch wichtig, um erhebliche Designänderungen am Endprodukt vorzunehmen.
2. Das Konzept auf den Prüfstand stellen
Die Ausarbeitung des Entwurfs für ein Teil garantiert nicht, dass es seine beabsichtigten Funktionen unter realen Bedingungen erfüllen wird. Das Entwerfen eines Prototyps ist eine hervorragende Möglichkeit, die Leistung des Teils in seiner Arbeitsumgebung zu bewerten. Dieser Test hilft dem Hersteller zu bestimmen, welche Teile des Designs überarbeitet oder verworfen werden müssen.
3. Minimierung der Produktionskosten
Für einige mag dies falsch erscheinen, da der Prototyp auch einen Teil des für die Produktproduktion vorgesehenen Kapitals verschlingen wird. Allerdings ist die Menge, die bei der Prototypenherstellung verwendet wird, unbedeutend im Vergleich zu der Menge, die die Beteiligten verschwenden müssen, wenn die Trial-and-Error-Methode angewendet wird. Dies liegt daran, dass der Prototyp dabei hilft, alle Überarbeitungen zu bestimmen, die der Hersteller am Produkt vornehmen muss. Somit kann eine genauere Schätzung der Produktionskosten ermittelt werden.
Der Unterschied zwischen einem Prototyp und dem Endprodukt
Im Allgemeinen versuchen Hersteller und Produktentwickler, den Unterschied zwischen Prototyp und Endprodukt so gering wie möglich zu halten. Das tatsächliche Produkt kann hinsichtlich seines Aussehens, des verwendeten Materials oder des Bearbeitungsprozesses vom Prototyp abweichen.
Beispielsweise sind die zur Herstellung des Endprodukts verwendeten Materialien in der Regel teuer, während das Rohmaterial des Prototyps aus etwas Billigem besteht. Seine Eigenschaften sind jedoch in der Regel identisch mit denen des Endprodukts. Dieser Unterschied im Rohmaterial könnte zu einer Veränderung des Aussehens und der Verarbeitung des Endprodukts führen.
Außerdem ist die Menge des Endprodukts und der hergestellten Prototypen immer unterschiedlich. Normalerweise stellen Hersteller die Produktprototypen in kleinen Stückzahlen her, da sie diese nur für den Produktionsprozess benötigen. Aus mehreren Gründen stellen sie die Endprodukte jedoch in großen Mengen her. Erstens könnte der Herstellungsprozess komplex sein. Daher können sie es sich nicht leisten, das Produkt in kleinen Mengen wie den Prototyp herzustellen. Außerdem hilft die Produktion des Endprodukts in Chargen, Zeit und Geld zu sparen.
Phasen der Prototypenentwicklung
Wie bereits erwähnt, umfasst der Entwicklungsprozess eines Produktprototyps drei allgemeine Phasen. Sie sind:
1. Alpha-Phase
In dieser Phase der Prototypenherstellung werden Prototypen entwickelt, die zwei Fragen beantworten:
- Wie wird das Teil aussehen und sich anfühlen?
- Wird es funktionieren?
In den meisten Phasen wird für jede Frage ein eigener Prototyp erstellt. Einige Hersteller stellen jedoch möglicherweise einen Prototypen für beide Fragen her. Es hängt alles von der Situation ab. Um sowohl Fragen zum Erscheinungsbild als auch zum Machbarkeitsnachweis zu beantworten, bezeichnen Hersteller die hergestellten Prototypen als Prototypen.
Der Proof-of-Concept-Prototyp ist der Prototyp, mit dem getestet wird, ob das Teil funktioniert. Bei diesem Prototyp geht es nicht um das Aussehen. Sein Hauptziel besteht darin, die vorläufige Funktionalität des Designs zu testen. Auf diese Weise kann der Hersteller vor Beginn feststellen, ob das Design für die Herstellung geeignet ist. Es werden sehr günstige und leicht zugängliche Materialien wie Pappe, Motoren, Schalter usw. verwendet.
Der Erscheinungsbild-Prototyp folgt als nächstes, nachdem der Hersteller den Proof-of-Concept-Prototyp als Erfolg erachtet. Dieser Prototyp legt mehr Wert auf das Aussehen und hat möglicherweise nicht einmal eine Funktion. Außerdem werden für die Prototypenherstellung teurere Materialien und Bearbeitungsmethoden verwendet. Der 3D-Druck ist ein gängiges Bearbeitungsverfahren, das in dieser Phase eingesetzt wird.
Hersteller können dies auch nutzen, um potenzielle Käufer und Stakeholder anzusprechen. Auf diese Weise können der Kunde und die Stakeholder das Produkt visualisieren. Auch die Hersteller können für die nächste Phase entsprechendes Feedback einholen. Wenn diese Phase erfolgreich verläuft, beginnen die Maschinisten mit der Vorbereitung komplexerer Bearbeitungsmethoden wie der CNC-Bearbeitung für spätere Prototypen.
2. Beta-Phase
Diese Phase baut auf dem Feedback von Kunden und Stakeholdern in der Alpha-Phase auf, um noch anspruchsvollere Prototypen zu erstellen. In dieser Phase nähern sich die Produkte hinsichtlich Aussehen und Funktionalität immer mehr dem Endprodukt an. In dieser Phase werden auch die Prototypen umfangreichen Tests unterzogen. Die beiden in dieser Phase hergestellten Prototypen sind die Ingenieurwesen und Produktion Prototypen.
Das technischer Prototyp ist ein Upgrade des Proof-of-Concept-Prototyps in der Alpha-Phase. Ziel ist es, eine visuelle, herstellbare und funktionale Nachahmung des Endprodukts zu erreichen. Aufgrund des zuvor eingeholten Feedbacks wurde dieser Prototyp noch weiter verfeinert. In dieser Phase nutzen die Maschinisten komplexere Fertigungsmethoden wie Spritzguss und Blechbearbeitung. Dadurch soll eine möglichst weitgehende Nachahmung des Endprodukts erreicht werden. Für die Herstellung dieses Prototyps verwendet der Maschinist hochwertige Materialien.
Noch einmal testen die Hersteller den Prototypen unter Echtzeitbedingungen, um zu sehen, ob das neue Produkt seine vorgesehene Funktion erfüllen kann.
Nach dem Erfolg des technischen Prototyps erstellen die Hersteller einen Produktionsprototyp. Dies ist der letzte Prototyp, bevor die Entwürfe für die Massenproduktion und den Werkzeugbau freigegeben werden. Aufgrund der Nähe dieses Prototyps zur Massenproduktion sollte er die größte Ähnlichkeit mit dem Produkt aufweisen. Allerdings werden möglicherweise nicht die teuren Materialien verwendet, die für das Endprodukt verwendet werden.
In manchen Situationen kombinieren einige Maschinisten möglicherweise sowohl Konstruktions- als auch Produktionsprototypen. Dies hängt jedoch weitgehend von der Risikobewertung des Produkts ab. Abschließend nutzen die Maschinisten den Produktionsprototyp für die verbleibenden verbleibenden Entscheidungen. Dies reicht von der Ästhetik bis zur endgültigen Designfreigabe. Sobald die Beteiligten diesen Test und die Produktionskosten genehmigen, bereiten sich die Maschinisten auf die Massenproduktion vor.
3. Pilotphase
In dieser Phase fertigen die Maschinisten den endgültigen/Pilot-Prototyp. Es ist das erste Produkt, da die anderen Teileinheiten genau so aussehen werden, sofern keine weiteren Probleme auftreten. Der einzige Grund, warum die Maschinisten es als Prototyp betrachten, ist, dass es noch einige Zertifizierungen erhalten muss. Hier könnten noch einige Änderungen vorgenommen werden, beispielsweise die Änderung der Produktionsmethode (z. B. Spritzguss und CNC-Bearbeitung), mit der einige Metall- und Kunststoffteile hergestellt werden.
Nach allen letzten Änderungen schicken die Maschinisten den Pilotprototyp zur Zertifizierung an unabhängige Prüfgremien. Nach Erhalt dieser Zertifizierungen kann die Produktion endlich in die kommerzielle Phase übergehen.
Während einige andere Maschinenbauer möglicherweise andere Begriffe wie Proof of Concept (POC) und Minimum Viable Product (MVP) verwenden, sind diese drei Begriffe für die Prototypenentwicklung im Großen und Ganzen universell.
Häufige Fehler bei der Prototypenentwicklung
Viele Neueinsteiger in der Branche neigen dazu, falsche Vorstellungen über die Phase der Prototypenentwicklung zu haben, was zu vielen Problemen mit dem Endprodukt führen kann. Beispiele für solche Fehler sind:
- Sie suchen nicht nach fachkundigen Überlegungen zum weiteren Vorgehen in den einzelnen Phasen der Prototypenentwicklung.
- Keine genaue Schätzung der Kosten möglich
- Ich bekomme nicht genügend Benutzer-Feedback. Das Feedback der Benutzer ist für den Erfolg des Prozesses von entscheidender Bedeutung.
- Der Versuch, den Prototypenentwicklungsprozess in einen festen Zeitrahmen einzupassen. Die Dauer dieses Prozesses hängt von der Komplexität des Teils ab.
Ein wesentlicher Faktor für den Erfolg Ihrer Prototypenentwicklung ist die Beratung durch Profis. Bei RapidDirect verfügen wir über das gesamte Fachwissen, das Sie benötigen, um die Herstellung Ihres Produktprototyps zum Erfolg zu führen.
Zusammenfassung
Die Prototypenentwicklung eines beliebigen Teils der Produktion ist ein Teil des Prozesses, der viel Planung und sorgfältige Überlegungen erfordert. Sie können dies zwar selbst tun, aber auch die Hilfe von Experten in Anspruch nehmen, was die Arbeit erleichtert und Zeit spart.
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FAQs
Wie lange dauert ein Prototypenentwicklungsprozess?
Dies hängt weitgehend von der Art des Produkts ab. Von der Konzeptphase bis zur kommerziellen Produktion kann es zwischen sechs Monaten und einigen Jahren dauern.
Wie viel kostet es, einen Prototyp eines Teils herzustellen?
Der Preis für Prototypen variiert je nach Prototyping-Phase und der Ausgereiftheit des Produkts. Beispielsweise könnte der Erscheinungsbild-Prototyp zwischen 500 und 150 US-Dollar kosten.
