ハードウェアの製品化のために、どのような試作品をいつ開発すればよいか

製品化を目的としたハードウェア開発において試作は重要だ。紙に描いたアイディアスケッチだけでは量販店に並ぶ製品は生まれない。アイディアの誕生からユーザーの手に届けられるまでの過程では膨大な量の試作品が開発される。これはハードウェアスタートアップにも大手メーカーにもあてはまる。

一方、目的なしに数多くの試作品を開発しても意味は無い。限られた時間と資金の中で出荷までスムースに進むためにも、適切な試作品を適切な時期に開発することが重要となる。この試作フェイズについて、ハードウェア開発の現場で見聞き経験したことをもとにまとめてみた。

1)どのような試作品を開発するか

開発する試作品の要件を決めるためには、その前に製品化に際してクリアすべきテストを決める必要がある。テストでの確認事項は大きく3つに分けられる。

・製品のアイディアや提供価値がユーザーに受け入れられるか
・製品が実用に耐えられるか
・実際に製造が可能か

これらのテストに対応する形で、試作品には3つに分類される。製品化に向けていずれも必須のものである。

a)製品が想定ユーザーに受け入れられるかを検証するための試作品

これは製品アイディアや形状、提供サービスが受け入れられるかを検証するものだ。製品アイディアをもとに「具体的な機能は搭載していないがとりあえず見た目だけ再現したもの」や「見た目は悪いがとりあえず提供機能だけ再現したもの」などを試作し、それを実際にユーザーに使ってもらい反応を見る。

リーンスタートアップの手法でもよく言われることだが、ユーザーに「何が欲しいか」を聞いても適切な答えは返ってこない。荒削りでも良いから見た目か機能か、何かしらの要素を含めた試作品(MVP / 実用最小限の製品)を複数開発し、ユーザーに利用させ観察する。

このフェイズでは、一つの試作品に多くの検証項目を盛り込むと失敗する場合がある。見た目のデザインや機能など、様々な要素を盛り込んだ試作品を用いてテストした場合、ユーザーの反応がどの要素によってもたらされたものか不明確になるからだ。

この検証は製品開発の初期に行われる事が多い。このフェイズでの検証は最終的に製造する製品に求められるスペックを決定するために重要だからだ。このフェイズでの検証に不足があると、仕様も部材も製造する工場も全てが決定した後に「やっぱりこの機能を削除して代わりにこの機能を追加」といった事が発生する。時間と資金を有効利用するためにもこのフェイズの検証は重要だ。

この段階での試作品は、誰でも作ることができるものから専門業者に依頼すべきものまで、多岐にわたる。ソフトウェア開発の現場ではUI設計のために紙に書いたイラストをもとに初期検証する場合があるが、ハードウェア試作においても同様だ。アイディアの初期検証であれば数千円で購入できるArduinoやmbed、Edisonなどを活用できるし、形状のみの検証であれば3Dプリンタや、テストによっては紙工作で作ったものでも良い場合がある。(その形のまま製品にできるかは別として)

より高度なテストを行うための試作品の開発には専門のプロダクトデザイナーやハードウェアエンジニアに依頼する事が必要だが、プロダクトオーナーが一人で試すことができるテスト、一人で開発できる試作品も多く存在する。

当然、思い描いていた製品が「ユーザーに受け入れられないアイディア」であることがわかった場合はプロジェクトの一時中止という判断もありうる。しかし、このフェイズで反応が良くなかった企画も、実際に形になるにつれユーザーの反応が良くなることもあるので、プロダクトオーナーにはユーザーの声に振り回さないことも求められるのかもしれない。

b)製品が実用に耐えられるかの検証するための試作品

これは製品がユーザーによる実際の利用に耐えられるかを検証するものだ。製品によっては風雨や振動、雑な操作などにさらされる場合がある。また無線通信や電源など、機能によっては国が定める様々な法規に従った仕様にしなければいけない。その製品が実際に使われる場面を想像しながら、対環境、対法規など想定して様々な試作が必要になる。

この検証はa)のフェイズも後半に差し掛かり、ユーザーの利用シーンや求められる機能が明確になった段階で可能になる。ここではa)のフェイズで明確になった要件を元に、実際の利用を想定した仕様を備えたプロトタイプの開発が行われる。

このフェイズも非常に重要であり、ここが破綻していると「風雨にさらされるIoTキャンプ用品を目指していたのに小雨を受けただけで壊れることがわかった」「日本国内で販売するはずが国内の技適取得が不可能なスペックだった」といった問題が発生する。

この段階での試作にはハードウェア製造に関わった経験があるエンジニアのアサインや、EMSのような企業との連携が不可欠だ。プロダクトオーナーには当初のアイディアのコアを維持したまま、開発チームから提案される「現実な製品仕様」との調整能力が求められる。

c)その製品が実際に製造可能かの検証

当然ながら物理的に実現不可能な試作品を試作することは不可能だ。一方で見落とされがちなのは、その製品が工場で適切に製造可能かどうかの検証だ。

b)の段階までの試作品はユーザーニーズと実際の利用に耐えられる仕様を満たしている仕様であるとはいえ、手作りの「一品物」である事が多い。しかしビジネスにするためにはある程度の量産が必要だ。そのためにはクオリティを維持したまま製造工場で速く多く作らねばならない。そのため射出成形機やチップマウンターなど、外装やエレキ部品の量産を目的とした様々な機材を使用する。

しかしb)のフェイズで決定された仕様のままでは、部材や設計の観点から量産のための機材では製造できない、もしくは製造コストが非常に高くなる場合がある。このフェイズではそれまでの試作品の設計を微妙に修正しながら量産可能なものに修正し、工場側と調整、検証していく作業が発生する。

このフェイズでもプロダクトオーナーには当初のアイディアのコアと実現性(製造コストなど)のバランスを取ることが求められる。

2)いつその試作品を作るか

a)b)c)それぞれの検証は多くの場合、その順番通りに開発されていく。そして各フェイズの中でどのような試作品から開発検証していくかが重要だ。

例えばa)では少なくとも、
・見た目のデザインの検証(色/形状/手触りなど)
・機能の検証(ユーザーインターフェース/応答時間など)
があり、それらについても検証項目は数多くあるだろう。

b)においても同様で、
・防水性
・熱
・耐久性
など、プロダクトオーナーとして満たしたい項目は多い。
(そして多くの場合、そこまで気が回らず後から困ることになる)

a)b)で何を検証したいかを早い段階で明確にすることが重要だ。そのためには製品に求められることを思いつく限り書き出していくことが必要だ。「当たり前だから書き出す必要がない」という項目は存在しないし、うまく言語化できないのであればまずは「かっこいいデザイン」などでもいい。とにかく自分がその製品に求めることを書き出し、その項目をさらに細分化していく。これにより途中でプロジェクトに入ったメンバーでも製品に求められる機能やコンセプトを把握しやすくなるし、エンジニアも何を実現させればいいのかを理解しやすくなる。

この作業はプロダクトオーナーが非エンジニアであればあるほど重要だし、早い段階から始めるべきだ。文字として書き出すことで自分自身が製品に求めることが明確になるし、アイディアの穴も見えてくる。

ここで書き出された項目のうち、特に重要なものから検証すべきだ。つまりまず作るべき試作品は重要な検証項目を検証できるものとなる。このようにすればどのような試作品をいつ作るかを決めることが可能だ。


どのような試作品をいつ作るか、ということについてまとめた。様々なケースを見る限り、速く安く作るためには以上のことを思い描くことが最低限必要のようだ。