Desarrollo de Productos Electrónicos
Para que una idea se convierta en una solución tecnológica, un dispositivo especializado, un componente o una placa de circuito, hay todo un proceso de desarrollo por etapas, de cuya observancia depende la diferencia entre el éxito o el fracaso. Conozca en esta entrega detalles sobre las etapas del desarrollo de productos electrónicos.
Para tener éxito en el desarrollo de nuevos productos electrónicos, expertos y fabricantes coinciden en la implementación de al menos seis etapas, algunas con varios sprint o iteraciones, algo común en el desarrollo de productos técnicamente complejos y competitivos con el empleo de plataformas software-hardware.
Las fases principales de este proceso de desarrollo de productos electrónicos se aprecian en la Figura 1, las cuales se describen a detalle más adelante, en un desarrollo disciplinado es necesario certificar que una fase está completa antes de avanzar a la siguiente.
Figura 1. Etapas principales en el desarrollo de producto electrónico (Marshall, Archard, & Hodges - 2019).
Aquí una visión sobre las tendencias de la industria electrónica en Colombia
Etapas del Desarrollo de Productos Electrónicos
Etapa 1: El concepto de producto, factibilidad y plan
La primera fase del ciclo de desarrollo de producto electrónico es la fase conceptual, en donde el objetivo es identificar un nuevo producto basado en la estrategia de mercado, concepto, necesidad o requerimiento del cliente.
La firma europea Promwad Electronic Design aconseja el uso de la herramienta Technical Level Map (TLM), básicamente una tabla de requerimientos que permite:
- Analizar la competitividad del producto
- Mercado y/o modelo comercial
- Caracterización a nivel de especificaciones
- Componentes base y cálculos del costo preliminar
- Finalidad y/o beneficios funcionales
- Validaciones necesarias/ revisiones de expertos y/o autoridades.
El resultado de esta fase, debe ser la respuesta a la pregunta: ¿Este producto tiene el mérito suficiente para pasar a la fase de diseño y desarrollo?
Desde este punto, la verificación es un paso muy importante y puede significar un mejor proceso de fabricación.
Una buena planificación y preparación permitirá que la fase de desarrollos avance eficientemente. Es necesario prever todos los detalles y requerimientos técnicos posibles, que reduzcan el trabajo y costos adicionales en fases posteriores.
No se debe pensar dos veces antes de realizar ajustes oportunos.
Etapa 2: Diseño y Desarrollo
En esta fase se materializa la idea mediante el desarrollo y la construcción del prototipo y para ello es necesario tener presentes las siguientes consideraciones:
- Madurez de Diseño: Para esta parte es necesario tener pruebas de verificación de diseño del producto, junto con sus resultados, teniendo en cuenta aspectos como: recursos, procesos de manufactura y entorno de uso del producto.
- Plan de fabricación: Se debe incluir un plan de prueba del producto que contenga: requisitos de firmware de prueba, estrategia de prueba, equipo de prueba, posibles fabricantes y precios.
- Despliegue: Se debe tener la infraestructura tecnológica suficiente para cubrir las necesidades de los clientes, o en su defecto subcontratarla.
- Regulación: Asegurar que se cumplan adecuadamente las pruebas asociadas a la normatividad del producto.
- Calidad: Siempre será útil tener documentación que incluya requisitos de calidad.
A este nivel es común escalar de un diseño esquemático a una placa de circuito impreso o PCB. Simultáneamente, los ingenieros pueden diseñar la interfaz, crear conceptos de controles y construir un árbol de funciones.
UMC Global advierte que es a este nivel donde la PCB migra al factor de forma requerido; se evalúan los puntos potencialmente débiles en funcionalidad y estética, rendimiento del software y otras consideraciones que pueden llevar a una o varias iteraciones o desarrollos incrementales.
El resultado de esta etapa debe ser un prototipo verificado internamente aún con funcionalidades o estéticas limitadas que conducirá a un mínimo producto viable o MVP.
Etapa 3: Mínimo Producto Viable – Introducción a Fábrica
Rigurosidad y cumplimiento de estándares rigen los desarrollos incrementales que caracterizan al desarrollo de prototipos en electrónica, sin embargo para los promotores o clientes este desarrollo implica la inyección de recursos significativos.
Esto genera la necesidad de que el prototipo se encamine hacia un retorno sobre la inversión, que cubra las funcionalidades para las cuales fue diseñado y que sea vendible.
Allí entra en juego el mínimo producto viable. Para Agile Alliance el MVP o Minimum Viable Product, es la versión del nuevo producto que permite validar la mayor cantidad de información, funcionalidades o estándares con la menor inversión de recursos.
Esta etapa es de depuración, múltiples tareas se producen simultáneamente. Entre ellas se encuentra la verificación de diseño y la ejecución de la producción de prueba o lote piloto.
Promwad comenta que en esta etapa del desarrollo de producto electrónico, se tienen en cuenta los mismos aspectos técnicos de la fase anterior, pero en un sentido más comercial ya que la idea es avanzar en la promoción del producto entre compradores e inversores potenciales y pruebas de certificación del dispositivo.
Etapa 4: Verificación del proceso – Validaciones
Ya se tiene un producto, placa, componente o dispositivo funcional y un mercado o cliente cautivo, pero si no se realizan las pruebas de certificación, validaciones de rigor o cumplimiento normativo, los riesgos asociados a pérdidas e implicaciones legales podrían materializarse.
Aunque durante el desarrollo de prototipos pudieron realizarse validaciones internas, en esta etapa del desarrollo el objetivo es implementar el cronograma de pruebas y certificaciones previstas desde el diseño conceptual.
Cuando los resultados de las pruebas están listos, se documentan los efectos de las métricas y/o ensayos realizados y de ser el caso se modifica la documentación de diseño.
Además del cumplimiento y certificaciones normativas a las que haya lugar, para esta etapa del proceso de desarrollo de productos electrónicos TECHdesign recomienda llevar a cabo las siguientes validaciones:
- Pruebas de verificación electrónica (EVT):
- Descarte de errores de integración de software y ensamble
- Tensiones térmicas
- Tensión de energía y EMI para la PCB
- Caracterización de sensores, botones y radiofrecuencias
- Pruebas ambientales y de batería
- Pruebas de verificación de diseño (TVP):
- Ergonomía y usabilidad
- Peso
- Requisitos de escucha en cuanto a estética y medio ambiente
- Ensayos de caída de altura
- Tensión térmica
- Resistencia al agua o humedad
- Versiones, complementos o accesorios
- Certificaciones de prueba o cumplimiento como UL/CSA; CE, RoHS y FCC
Es necesario aclarar que cada país o región tiene sus propios estándares de cumplimiento y es muy importante investigar los del mercado objetivo.
Etapa 5: Preparación para la producción y disponibilidad general
Ya tenemos un producto validado, ahora la atención se enfoca en los procesos y recursos necesarios para su escalamiento a la producción en masa.
La verificación clave durante este proceso se denomina carrera PVT (Production Validation Test) o prueba de validación de producción. El énfasis en esta altura del proceso de desarrollo electrónico está en evaluar cómo optimizar este proceso.
Se mejorará la línea de producción y se reducirá el tiempo estándar de fabricación de piezas o componentes, se alternan operaciones y se involucran los ingenieros de procesos.
Básicamente, se desea que todo el proceso sea lo más fluido y no dé lugar a daños, retrabajos o afectaciones posibles para su producto.
Esta etapa también permite una última oportunidad de modificación antes de lanzar el producto masivamente al mercado.
Etapa 6: Producción en masa
Una vez el producto se encuentra en circulación, puede ser fácil perder la vista de las actividades pertinentes para mantener las operaciones y la calidad.
Es importante tener presente que en este punto el producto ya se encuentra disponible en manos de los clientes.
La gestión es más del equipo de operaciones que de desarrollo, ellos velarán por:
- Corregir cuellos de botella ante una escalada en la producción
- Asegurar la cantidad de componentes (Supply Chain) y producto terminado
- Garantizar la calidad del producto
- Recoger calificaciones de mercado
- Corregir la aparición de posibles defectos
- Canales de distribución y la logística en general
Etapas del Desarrollo del Producto Electrónico – Conclusión
Como podrá apreciar, el ciclo de desarrollo de un producto electrónico es amplio y contiene detalles que dependen de la complejidad del producto, los requerimientos del mercado y el cumplimiento normativo local y regional.
Por supuesto que algunas de estas etapas se pueden tercerizar hoy en día, particularmente la producción gracias a los EMS (Electronic Manufacturing Services) y OEM (Original Equipment Manufacturer), no obstante, saber de entrada qué implican estas etapas le facilitará la solicitud, negociación y gestión de sus procesos de producción.
Conocer los componentes básicos de este ciclo y aplicar buenas prácticas de diseño, manufactura y pruebas, pueden llevar a la puesta en el mercado de productos exitosos que resuelvan necesidades a través de la tecnología.
En Cidei contamos con el conocimiento y los recursos para acompañarlo en cada etapa del desarrollo de productos electrónicos.
¿Está interesado en adoptar este tipo de herramientas en el diseño de sus productos electrónicos?
