Kā pārbaudīt jaunas detaļas dizainu: būtisks process

TL;DR

Jaunas detaļas dizaina validācija ir būtisks process, kura laikā jūsu konceptu pārbauda attiecībā pret reālas pasaules lietotāju vajadzībām, lai nodrošinātu, ka tiek izstrādāts pareizs produkts. Tas ietver dizaina apstiprināšanu, vai tas efektīvi risina paredzēto problēmu, pirms pāriet uz pilnmēroga ražošanu. Galvenās validācijas metodes ietver prototipu izveidi un testēšanu, rūpīgu lietotāju testēšanu ar mērķauditoriju, kā arī simulāciju izmantošanu, lai analizētu veiktspēju un agrīnā stadijā identificētu potenciālas neveiksmes.

Pamata jēdzieni: Validācija pret Verifikāciju

Pirms iedziļojaties procesā, kā validēt jaunu detaļas dizainu, ir svarīgi saprast pamata atšķirību: atšķirību starp validāciju un verifikāciju. Šos terminus bieži lieto aizstājami, taču tie apzīmē divas atšķirīgas un vienlīdz svarīgas produktu izstrādes stadijas. Iedomājieties šādi: verifikācija ir kā pārbaudīt savu mājasdarbu kļūdām, bet validācija ir par to, vai vispār pareizi atbildējāt uz jautājumu.

Dizaina verifikācija uzdod jautājumu: „Vai mēs izgatavojam detaļu pareizi?“ Tā ir tehniska, objektīva procedūra, kas koncentrēta uz nodrošināšanu, ka dizains atbilst iepriekš noteiktai specifikāciju, prasību un standartu kopai. Tas ietver iekšējas pārbaudes, analīzi un testēšanu, lai apstiprinātu, ka visas dimensijas ir pareizas, materiālu īpašības ir ievērotas un detaļa teorētiski var veikt savu funkciju tā, kā tas dokumentēts. Verifikācija ir par precizitāti un atbilstību rasējumam.

No otras puses dizaina validācija jautā: „Vai mēs izveidojam pareizo sastāvdaļu?” Šis ir lietotāju orientēts process, kas apstiprina, ka dizains tiešām atbilst klienta vajadzībām un efektīvi darbojas paredzētajā reālajā vidē. Validācija nav par specifikāciju pārbaudīšanu; tā ir par to, lai apstiprinātu, ka sastāvdaļa risina lietotāja problēmu. Kā to aprakstīja M3 Design , pat ideāli izskatīts prototips var slēpt neredzamas problēmas, tādēļ reālās vides testēšana ir būtiska, lai nodrošinātu, ka produkts ir gatavs.

Lai skaidrāk izprastu šos jēdzienus, apsveriet vienkāršu salīdzinājumu:

Dizaina validācijas process soli pa solim

Efektīvai dizaina validācijai ir būtiska strukturēta pieeja. Šī posma steigšanās var izraisīt dārgus pārprojektējumus, zemu lietotāju pieņemšanu vai pat tirgus neveiksmi. Sekojot sistēmiskam procesam, jūs varat metodes veidā samazināt riskus saistībā ar dizainu un iegūt pārliecību pirms investīcijām dārgos instrumentos un ražošanā. Šie soļi, kas sintezēti no labākajām praksēm, nodrošina skaidru ceļvedi no sākotnējās plānošanas līdz pēdējai iterācijai.

1. Definēt lietotāju vajadzības un prasības
   Validācijas pamats ir dziļš sapratne par jūsu mērķauditoriju. Pirms jūs varat pārbaudīt, vai dizains atbilst lietotāju vajadzībām, jums ir skaidri jādefinē šīs vajadzības. Tas ietver detalizētu lietotāju personas izveidi, kurā fiksētas demogrāfiskās īpašības, uzvedība un problēmas. Kā uzsvērts UserTesting , šis solis ir būtisks funkciju izstrādei, lai apmierinātu konkrētas lietotāju vajadzības. Veiciet intervijas, aptaujas un tirgus pētījumus, lai identificētu pamatproblēmas, kuras jūsu sastāvdaļa ir paredzēta risināt.
2. Izstrādāt validācijas plānu
   Ar skaidriem mērķiem nākamais solis ir veidot formālu dizaina validācijas plānu (DVP). Šis dokuments kalpo kā jūsu ceļvedis, norādot, ko jūs testēsiet, kā to darīsiet un kā izskatās panākumi. Tajā jāiekļauj konkrēti, mērāmi un saistīti mērķi. Piemēram, mērķis varētu būt sasniegt noteiktu uzdevuma pabeigšanas līmeni lietojamības testos vai izturēt noteiktu ciklu skaitu izturības testā. Jūsu plānā jābūt detalizēti aprakstītiem testa scenārijiem, nepieciešamajiem resursiem un reālistiskam grafikam.
3. Izveidojiet un testējiet prototipus
   Prototipēšana padara jūsu dizainu par realitāti, ļaujot to fiziski izmēģināt un testēt. Prototipi var svārstīties no zemas precizitātes modeļiem (piemēram, 3D drukāti vai pat papīra maketi) līdz augstas precizitātes pilnībā funkcionāliem vienībām, kas cieši atgādina gala produktu. Galvenais ir izveidot daļas versiju, ko var izmantot, lai iegūtu atsauksmes par tās formu, piemērotību un funkcionalitāti. Specializētām sastāvdaļām, jo īpaši nozarēs, piemēram, automašīnu rūpniecībā, ir būtiski iegādāties augstas kvalitātes prototipus. Piemēram, uzņēmumiem, kas meklē izturīgas un uzticamas sastāvdaļas, vajadzētu izpētīt pielāgotus karsta kalšanas pakalpojumus no piegādātājiem kā Shaoyi Metal Technology , kas specializējas IATF16949 sertificētā karstā kalšanā un piedāvā pakalpojumus no ātrprototipēšanas līdz masveida ražošanai.
4. Veikt validācijas testēšanu
   Šeit jūs realizējat testus, kas izklāstīti jūsu DVP. Tieši saistieties ar mērķauditoriju, lai iegūtu atsauksmes par prototipa veiktspēju un lietošanas ērtību. Novērojiet, kā viņi mijiedarbojas ar sastāvdaļu simulētās reālās situācijās. Šie lietotāju testi ir neaizvietojami problēmu atklāšanai, kuras dizaineri ar savām iekšējām zināšanām varētu palaist garām. Savāciet gan kvalitatīvus datus (lietotāju komentāri, frustācijas), gan kvantitatīvus datus (uzdevumu veiksmes līmeņi, pabeigšanas laiks).
5. Rezultātu analīze un iterācija
   Pēc testēšanas rūpīgi analizējiet visus apkopotos datus. Identificējiet modeļus, kopīgās problēmas un stiprās puses. Šo analīzi, kā paskaidro UXtweak , jāizmanto, lai atrastu potenciālos risinājumus un informētu par dizaina modificēšanu. Prioritāti piešķiriet nepieciešamajām izmaiņām, balstoties uz to ietekmi uz lietotāja pieredzi un realizējamību. Validācija reti ir vienreizējs notikums; tā ir iteratīva cikla. Ieviešanas izmaiņas jaunā prototipā un pārbaudiet vēlreiz, turpinot procesu, līdz dizains pastāvīgi atbilst lietotāju vajadzībām un jūsu noteiktajiem panākumu kritērijiem.

Būtiskās metodes un tehniki validācijas testēšanai

Pareizu validācijas metožu izvēle ir būtiska, lai iegūtu rīcībai piemērotus ieguvumus. Dažādas tehniki ir piemērotas dažādām attīstības stadijām un var atbildēt uz dažādiem jautājumiem par jūsu dizainu. Daudzveidīga pieeja, kombinējot vairākas metodes, nodrošinās visaptverošāko izpratni par jūsu sastāvdaļas dzīvotspēju. Šeit ir dažas no efektīvākajām tehnikām, ko izmanto produktu attīstības komandas.

Prototipēšana un lietošanas testēšana

Prototipēšana ir validācijas pamats, ļaujot jums nodot lietotājiem taustāmu dizaina versiju. Lietojamības testēšana ietver reālu lietotāju novērošanu, kamēr viņi mijiedarbojas ar šo prototipu, lai pabeigtu konkrētas uzdevumus. Mērķis ir identificēt visas problēmas vietas – berzes, neskaidrības vai neefektivitāti dizainā. Šī metode sniedz tiešu, kvalitatīvu atgriezenisko saiti par to, cik intuīts un efektīvs sastāvdaļas dizains ir reālās dzīves kontekstā. Tas ir spēcīgs veids, kā atklāt negaidītas problēmas un pārbaudīt, vai dizains ir ne tikai funkcionāls, bet arī lietotājam draudzīgs.

Simulācija un analīze

Pirms fizisko prototipu izveides digitālās simulācijas var sniegt būtiskus ieguldījumus un palīdzēt pārbaudīt dizaina integritāti. Metodes, piemēram, galīgo elementu analīze (FEA), var paredzēt, kā detaļa reaģēs uz reālas pasaules spēkiem, vibrāciju, siltumu un citiem fizikāliem efektiem. Vēl viens spēcīgs rīks ir dizaina nelaidības režīmu un sekas analīze (DFMEA), kas ir sistēmiska metode potenciālu dizaina nelaidību režīmu, to cēloņu un sekų identificēšanai. Šīs analītiskās metodes palīdz agrīnā stadijā noteikt dizaina trūkumus, samazinot nepieciešamo fizisko prototipu skaitu un ietaupot ievērojamus laika un resursus.

Tirgus un ekspluatācijas testēšana

Tirgus testēšana pakļauj produktu jūsu mērķauditorijas apakškopa reālos tirgus apstākļos, lai novērtētu interesi, pievilcību un pieprasījumu. Tas var ietvert pilotpētījumus vai beta testēšanu, kuros ierobežots produkta daudzums tiek izlaists agrīniem lietotājiem. Šāda veida testēšana sniedz neaizvietojamu atsauksmi par produkta vispārējo vērtības piedāvājumu un tā darbību nenosacītā vidē. Tā palīdz pārbaudīt ne tikai sastāvdaļas dizainu, bet arī tā piemērotību tirgum, cenrāžu stratēģiju un konkurētspējīgu pozicionēšanu pirms pilnmērīga izlaišanas.

Sastāvdaļu un atbilstības validācija

Daudziem produktiem, īpaši elektronikā vai regulētās nozarēs, piemēram, medicīnā un automaģistrālēs, ir obligāti validēt atsevišķas sastāvdaļas un nodrošināt atbilstību noteikumiem. Tas ietver katras sastāvdaļas specifikāciju atbilstības pārbaudi, izmantojot datu lapu analīzi un parametriskas salīdzināšanas metodes. Rīki un platformas var palīdzēt inženieriem pārliecināties par atbilstību standartiem, piemēram, RoHS vai REACH. Kā norādīja Altium , šis solis ir būtisks, lai mazinātu riskus, kas saistīti ar viltošanu, nodrošinātu piegādātāju uzticamību un novērstu ražošanas kavēšanos.

Dizaina validācijas plāna (DVP) izstrāde

Pāreja no teorijas uz praksi prasa strukturētu plānu. Dizaina validācijas plāns (DVP) ir formāls dokuments, kas kalpo kā celtnes zīmējums visām jūsu validācijas darbībām. Tas nodrošina, ka jūsu testēšana ir sistēmiska, pārdomāta un saskaņota ar jūsu projekta mērķiem. DVP izveide piespiež jūs kritiski domāt par to, kas jāpierāda un kā to pierādīt, tādējādi padarot visu procesu efektīvāku un produktīvāku. Rūpīgi izstrādāts DVP dod skaidrību un atbildības sajūtu jūsu validācijas pūliņos.

DVP galvenais mērķis ir noteikt jūsu validācijas testēšanas apjomu, metodes un panākumu kritērijus. Tas nodrošina, ka visi ieinteresētie puses vienotu izpratni par validācijas procesu un ka neviens būtisks tests netiek ignorēts. Tas arī kalpo kā svarīgs dokumentācijas elements, īpaši nozarēs ar stingriem regulatoriem prasībām. Saskaņā ar iegūtajiem atklājumiem no Survicate , validācijas procesa saskaņošana ar stratēģisko redzējumu ir būtiska panākumiem.

Pilnīgam Dizaina Validācijas Plānam vajadzētu ietvert šādus galvenos komponentus:

• Mērķi un panākumu kritēriji: Skaidri norādiet, ko mēģināt validēt. Noteiktais, mērāms rādītājs panākumiem (piemēram, "detaļai jāiztur 10 000 cikli bez bojājumiem", vai "8 no 10 lietotājiem spēj uzdevumu pabeigt mazāk nekā 60 sekundēs").
• Testēšanas apjoms: Precīzi norādiet, kuras detaļas funkcijas, darbības un veiktspējas raksturojumi tiks testēti.
• Testa procedūras un metodes: Aprakstiet konkrētos testus, kas tiks veikti, piemēram, lietošanas ērtuma testus, izturības testus vai vides testus. Iezīmējiet katras pārbaudes soli pa solim procedūras.
• Nepieciešamie resursi: Uzskaitiet visus nepieciešamos resursus, tostarp personālu, aprīkojumu, testēšanas objektus un prototipus.
• Grafiks un laika plāns: Sniedziet detalizētu laika grafiku visām validācijas darbībām, sākot no prototipa izveides līdz pēdējā ziņojuma sagatavošanai.
• Dokumentācija un ziņošana: Norādiet, kā tiks reģistrēti, analizēti un pārbaudīti rezultāti attiecīgajiem ieinteresētajiem dalībniekiem.

Izveidojot un ievērojot DVP, jūs pārvēršat validāciju no neformālas aktivitātes par disciplinētu inženierpraksi, ievērojami palielinot iespēju veiksmīgai produkta izlaišanai.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kādi ir 5 validācijas soļi?

Lai gan konkrētie modeļi var atšķirties, tipisks dizaina validācijas process ietver piecas pamata darbības: 1. Definēt lietotāju vajadzības un noteikt skaidrus validācijas mērķus. 2. Izveidot detalizētu validācijas plānu, kurā izklāstīti testi un panākumu kritēriji. 3. Izstrādāt prototipus, kurus var pārbaudīt lietotāji. 4. Veikt validācijas testus ar pārstāvīgiem lietotājiem reālistiskos scenārijos. 5. Analizēt atsauksmes un testu datus, lai iteratīvi uzlabotu dizainu, līdz tas atbilst noteiktajiem mērķiem.

2. Kādi ir trīs galvenie validācijas veidi?

Trīs visbiežāk sastopamās validācijas metožu kategorijas ir: 1. Lietotāju testēšana: Tieša lietotāju novērošana, kamēr tie mijiedarbojas ar produktu vai prototipu, lai novērtētu tā lietošanas vieglumu un efektivitāti (piemēram, lietošanas viegluma pētījumi, testēšana terenā). 2. Pārbaudes metodes: Ekspertu izmantošana produkta novērtēšanai, balstoties uz noteiktiem principiem vai heuristiskām metodēm, neiesaistot galalietotājus (piemēram, heuristiska novērtēšana, kognitīvie apskati). 3. Analīze un simulācija: Izmantojot programmatūru un analītiskos modeļus (piemēram, FEA vai DFMEA), lai paredzētu veiktspēju, identificētu potenciālas kļūmes un pārbaudītu dizaina specifikācijas bez fiziskiem testiem.

3. Kā jūs validējat prototipus pirms ražošanas?

Prototipu validācija pirms ražošanas ietver vairāku posmu procesu. Pirmkārt, identificējiet galvenos ieinteresētos dalībniekus un apkopojiet viņu prasības. Tālāk testējiet prototipu attiecībā pret šīm prasībām, izmantojot dažādas metodes, tostarp lietošanas testēšanu ar faktiskajiem klientiem, ražošanas iespējamības testēšanu ražošanas līnijā un regulatīvo testēšanu, lai nodrošinātu atbilstību. Iegūtie atsauksmes un dati tiek izmantoti, lai pārskatītu un uzlabotu dizainu. Šis iteratīvais cikls no testēšanas un pārskatīšanas turpinās, kamēr prototips pastāvīgi atbilst visām funkcionalitātes, lietotāja un biznesa prasībām.