Kaupallisesti kannattavan tuotteen kehittäminen vaatii huolellista valmistelua ja suunnittelua kaikilla suunnittelun osa-alueilla. Kun lähdetään kehittämään tuotetta, joka sisältää ainakin jossakin määrin älyä, laitteen kehitysprojektissa tarvitaan elektroniikka-, ohjelmisto-, ja mekaniikkasuunnittelua. Myös muotoiluun liittyvä suunnittelu halutaan usein sisällyttää tuotekehitykseen.
Tuotteen suunnitteleminen sisältää karkeasti kolme vaihetta: vaatimusmäärittelyt, suunnittelutyö ja testaus. Suunnittelutyön lisäksi välttämättömiä tuotekehityksessä ovat komponenttien hankinta, prototyypin valmistaminen ja sen testaus sekä valmistuskustannukset. Tuotekehityksen lisäksi markkinointi ja myynti vaativat oman budjettinsa. Tässä artikkelissa keskitytään kuitenkin pelkästään tuotesuunnitteluun.
Tuotesuunnittelun kustannukset
Tässä artikkelissa käymme lyhyesti läpi tuotesuunnitteluun liittyvät kustannukset. Huomio, että antamamme arviot ovat vain suuntaa-antavia, sillä suunnittelun eri osa-alueiden kustannukset ja niiden keskinäiset suhteet voivat vaihdella hyvin paljon riippuen tuotteesta ja sen ominaisuuksista.
Esimerkkissämme suunnitellaan on yksinkertainen kuluttajalle suunnattu laite.
1. Esiselvitys
Esiselviys sisältää alustavan suunnittelun, eli vaatimukset, spesifioinnin, kriittisten komponenttien etsinnän ja valinnan, komponenttilistauksen ja ehdotuksen toteutustavasta.
Näiden tietojen pohjalta voidaan laskea tarkempi arvio tarvittavasta suunnittelutyön määrästä sekä valmistuskustannukset. Esiselvityksen pohjalta voidaan arvioida hyvin myös eri suunnitteluvaiheiden monimutkaisuutta ja kustannuksia.
Esiselvityksen kustannukset ovat tyypillisesti 1000 – 10000 €
2. Elektroniikkasuunnittelu
- Schematics eli piirikaaviosuunnittelu: 2000 – 20 000 €
- Layout -suunnittelu: 2000 – 20 000 €
- Piirilevyprototyyppien valmistuksen tuki: 500 - 2000 €
Protokustannusten vaihteluväli on hyvin suuri riippuen tuotteesta ja sen monimutkaisuudesta. Protokustannuksista suunnittelutyö kuuluu suunnittelukuluihin, kun taas protojen ladonta- ja kokoonpanon kulut kuuluvat tuotteen materiaali- ja valmistuskustannuksiin.
3. Ohjelmistosuunnittelu
-
Firmware eli laiteohjelmiston suunnittelu ja toteutus: 5000 – 50 000 € (vaihteluväli on hyvin suuri riippuen toteutuksesta)
-
Sovellusohjelmisto eli korkeamman tason ohjelmisto: 5000 – 10 0000 €
Tällainen on esimerkiksi mobiilisovellus tai PC-ohjelmisto. Käyttötarkoituksesta riippuen sovellusohjelmistoja pitää usein olla useampia versioita eri alustoille. Ohjelmistosuunnittelun hinta riippuu myös vahvasti tuotteesta. Jos esimerkiksi halutaan näyttävä ja monipuolinen käyttöliittymä hienolla grafiikalla niin sellaisen kehittämiseen menee merkittävästi aikaa. Usein ohjelmiston kehittäminen on kalliimpaa kuin elektroniikan kehittäminen. -
HW/SW -integraatio: 2000 – 10 0000 €
Tässä työvaiheessa laitteisto ja ohjelmisto integroidaan yhteen ja varmistetaan, että elektroniikka, laiteohjelmisto ja sovellusohjelmisto toimivat keskenään kuten on suunniteltu. HW/SW -integrointi on ensimmäinen vaihe, jossa tuotetta testataan kokonaisuutena ja varmistetaan että HW/SW toimii kokonaisuutena oikealla tavalla. -
Testaus / debuggaus: 2000 – 20 000 €
Tuote testataan perusteellisesti ja samalla korjataan löydetyt ongelmat. Integraatiovaiheeseen verrattuna tässä vaiheessa keskitytään löydettyjen virheiden/bugien korjaamiseen. Debuggausvaiheen keston ja kustannusten arvioiminen etukäteen on vaikeaa, koska ongelmien ja bugien määrää ei voi ennakkoon tietää. Tosin kokeneet asiantuntijat pystyvät kyllä arvioimaan testausvaiheeseenkin tarvittavan ajan melko realistisesti, kun tiedetään HW/SW -toteutustapa ja ohjelmiston monimutkaisuus.
4. Mekaniikkasuunnittelu
Mekaniikkasuunnittelu on usein mukana tuotteen suunnittelussa, koska yleensä laite sijoitetaan jonkinlaiseen koteloon. Joissakin tapauksissa sopiva kotelo löytyy valmiina, mutta useimmissa tapauksissa parhaaseen tulokseen päästään suunnittelemalla kotelo ja muu tarvittava mekaniikka tapauskohtaisesti.
Mekaniikkasuunnittelussa suunnitellaan 3D -malli jonka pohjalta mekaniikka valmistetaan. Ensimmäinen protomalli voidaan usein valmistaa 3D -tulostamalla kun taas massavalmistuksen kotelo valmistetaan esimerkiksi ruiskuvalutekniikalla.
Mekaniikkasuunnittelu maksaa tyypillisesti 3000 – 30 000 euroa.
5. Dokumentointi
Dokumentointi on tärkeää valmistuksen tueksi sekä siihen, että suunnittelun ymmärrys ja tekeminen on siirrettävissä tarvittaessa toisille henkilöille muutosten tai korjauksien tekemiseksi. Käytännössä suunnittelijat itsekin unohtavat yksityiskohdat melko nopeasti. Joten hyvän dokumentoinnin ja koodin kommentointien myötä on nopeaa päästä sisälle tehtyihin toteutuksiin sen sijaan että niihin pitäisi käyttää kohtuuttoman paljon aikaa tehdyn työn sisällön selvittämiseen.
Dokumentoinnin kustannus asettuu yleensä 500 – 3000 euron tietämille, riippuen dokumentoinnin laajuudesta.
6. Hyväksynnät
Useille teknisille laitteille vaaditaan tyyppihyväksyntä. Esimerkiksi Euroopassa käytössä oleva CE -merkintä on valmistajan vakuutus siitä, että tuote täyttää sitä koskevat EU -direktiivien mukaiset vaatimukset. CE -merkintä ei ole virallinen lupa, sertifikaatti tai turvallisuusmerkintä.
Vaikka kaikissa tuotekategorioissa ei vaadita virallisia mittauksia, niin on kuitenkin vahvasti suositeltavaa testata laitteet standardoidulla tavalla, jolloin voidaan vakuuttua siitä, että laite täyttää viralliset vaatimukset muun muassa turvallisuuden ja sähkömagneettisen yhteensopivuuden (EMC) osalta. Tietyissä tuoteryhmissä CE -merkinnän käyttäminen edellyttää vaatimustenmukaisuuden arviointia hyväksytyssä testauslaboratoriossa, jossa tuotteelle suoritetaan tarvittavat testit ja sertifioinnit.
Hyväksyntäkustannukset ovat tyypillisesti muutamia tuhansia euroja tai enemmän riippuen mihin laiteryhmään suunniteltava tuote kuuluu.
7. Projektinhallinta
Isommissa suunnitteluprojekteissa on huolehdittava asiantuntevasta projektinhallinnasta. Yleensä projektissa toimii useampia henkilöitä, joiden tekemä suunnittelutyö pitää edetä johdonmukaisesta ja lopulta yhdistää. Projektinhallinta on välttämätöntä, jotta suunnittelun eri osa-alueet sulautuvat sujuvasti lopulliseksi tuotteeksi. Tämän vuoksi kokonaisuutta on hallittava keskitetysti.
Projektinhallinnan osuus koko projektin kustannuksista on yleensä 2000 – 20 000 €
Suunnittelukustannukset ovat välttämättömiä kuluja
Yllä kuvasimme tyypillisen teknologiatuotteen suunnitteluvaiheet, jotka tarvitaan tuotteen saamiseksi markkinoille. Kustannukset voivat vaihdella huomattavasti, mutta mainitut vaihteluvälit toteutuvat useimmissa tuotesuunnitteluprojekteissa. Suunnittelukustannukset ovat välttämättömiä kuluja menestyvän tuotteen kehittämisessä ja sen vuoksi suunnittelukustannuksiin on varauduttava realistisilla odotuksilla. Tuotekehityksellä täytyy olla käytettävissään riittävä budjetti, jotta tuote voidaan suunnitella laadukkaasti vastaamaan alkuperäistä ideaa ja teknisiä vaatimuksia. Tällöin tuotteella on mahdollisuus menestyä alati kilpailluimmilla markkinoilla.
Tarvitsetko apua tuotesuunnittelussa?
Palveluitamme ovat mm. ohjelmistosuunnittelu, sulautetut järjestelmät, elektroniikkasuunnittelu, mekaniikkasuunnittelu, automaatiosuunnittelu (PLC), projektinhallinta, tuotekehitys ja tuotteistus. Alkukartoitus on meillä aina ilmainen, joten ota yhteyttä!
