製品のプロトタイプを作成する方法: ヒントと例をまとめた包括的なガイド

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製品のプロトタイプを作成し、投資や市場の注目を集めるには、次の手順に従う必要があります。

詳細な図やスケッチを作成する
3Dモデルを作成する
「概念実証」を作成する
最初のプロトタイプを作成する
作る生産準備完了プロトタイプ

詳細については、引き続きお読みください。

An XNUMX歳メキシコの少女が、古いホース、建設現場のガラス板、丸太を使って太陽熱ヒーターを作ったことで、権威ある科学賞を受賞した。彼女の発明は、低所得人々が薪のために木を切るのをやめ、気候変動を軽減します。

あなたにも、おそらく製品のアイデアがいくつかあるでしょう。おそらく、次に何をすればいいのかわからなかったために、そのアイデアを棚上げにしてしまったのでしょう。実は、製品のアイデアを実現させるために、大金や物理学の学位、研究室などは必要ありません。

ソチトル・グアダルーペ・クルス・ロペスと彼女のソーラーヒーター（メキシカン・ニュース・デイリー）

上の写真に写っているのは、製品のプロトタイプです。これは、製品のアイデアが浮かんだ後に行うべきステップです。プロトタイプは、製品の実現可能性を物理的に証明し、設計上の欠陥を見つけやすくします。プロトタイプを使用して、投資を確保したり、市場への関心を高めたりすることができます。 crowdfunding プラットフォームを構築し、製造プロセスを容易にします。

この投稿では、一歩一歩製品のプロトタイプを作成するプロセス。アイデアの展開方法、製造業者の探し方、特許の申請方法まで学びます。そして、 できる それをやってください。

製品プロトタイプとは何か

その核心は、プロトタイプは最初の反復です製品の実用性を示す 3 次元の予備モデルとして機能し、製品の機能や解決できる問題を示します。

プロトタイプは、あなたが後日発表する予定の製品やコンセプトのプレビューや初期バージョンとして機能します。大量生産する。

簡単に言えば、プロトタイプとは現実生活、製品アイデアの 3D バージョン。

おもちゃのデザインを3Dプリントしたものは「プロトタイプ」であり、紙と糊新しいツールのモデル。アイデアを実証したり、その実現可能性を研究したりするために存在する場合は、プロトタイプと呼ぶことができます。

製品プロトタイプの種類と例

プロトタイプは、機能と複雑さに基づいて 4 つの大きなカテゴリに分類できます。

ビジュアルプロトタイプ

ビジュアルプロトタイプは、最終製品のサイズと形状を示すためのものです。製品の機能、素材、質量は示しません。単に寸法を表すだけです。

最終製品の形に成形された木のブロックは「ビジュアルプロトタイプ」であり、3D レンダリングソフトウェアで作成されたデジタルモデルも同様です。

製品のサイズと形状を示す 3D レンダリングは、「ビジュアルプロトタイプ」の一例です。

「概念実証」

これは、アイデアの機能と実現可能性を示す、つまりコンセプトが実際に機能することを証明するための基本的なモデルです。このプロトタイプを作成するには、通常、手元にある材料を使用します。最終的な結果として、見た目、感触、または機能さえも優れている必要はありません。アイデアが実行可能であることを示すだけで十分です。

「概念実証」プロトタイプの好例は、スーパーソーカーのオリジナルデザインです。凝った機械加工部品の代わりに、PVC パイプと空のコーラボトルで作られています。

「概念実証」プロトタイプは、一般的に入手可能な材料から作られています（画像ソース)

プレゼンテーションのプロトタイプ

名前の通り、これはプレゼンテーション準備完了製品のバージョンです。機能的で、製品と同じ外観です。このプロトタイプを投資家、メーカー、見込み顧客に見せ、最終結果がどのようなものになるかを伝えることができます。このプロトタイプは通常、カスタムの材料と製造技術を使用して作成されます。

プレゼンテーションプロトタイプの例は、自動車メーカーが作成したコンセプトカーで見ることができます。これらは通常、生産用ではなくデモンストレーション用であるため、高価な材料やブティック製造技術が使用されることがよくあります。

2007年のシボレー・ボルト・コンセプトは、車のビジョンを披露するために高価な素材を使用しました（画像ソース)

プリプロダクションプロトタイプ

これはプレゼンテーションプロトタイプの修正版です。同じ機能を持ちますが、生産準備完了材料と方法。メーカーは、プレプロダクションプロトタイプを作成して、大量生産する製品。

この生産準備完了シボレーボルトのバージョン業界標準材料と製造技術。上のコンセプトバージョンと大きく異なることに注目してください（画像ソース)

これらのプロトタイプはそれぞれ前者に基づいています。もちろん、4つの段階すべてを経る必要はありません。ダクトテープと紙で作られた概念実証から、生産準備完了プロトタイプ。

なぜ製品のプロトタイプを作成するのですか?

プロトタイピングは、一見すると時間がかかるステップは、実際には経費節約大量生産前に実装すると、長期的に測定できます。その理由は次のとおりです。

潜在的な問題に積極的に対処する丈夫なラップトップバッグ設計を確保するには、プロトタイプを作成してストラップの耐久性などの問題を正確に特定することが含まれます。
市場洞察力を高めるプロトタイプを配布するフィードバックを求めるターゲットオーディエンスの影響力者生産へのさらなる投資を行う前に、貴重な市場調査を実施することができます。
ビジネスリスクを軽減するプロトタイプの写真を撮影して製品の需要を検証することを優先するプリセールス需要を評価し、実績のない製品に対する不必要な支出を防ぐ。
投資家を引き付けるプロトタイプを活用して、資金を投入する前に保証を求める潜在的な投資家に製品の実現可能性を示し、ビジネスプランを超えた具体的な証拠を提示します。

製品のプロトタイプを作成する方法

これを読んでいるあなたは、すでに製品のアイデアを持っている可能性が高いでしょう。それはナプキンの裏に描いた簡単なスケッチ、3Dレンダリング、あるいは完全に肉付けされた概念実証。

次のステップは、この大まかなアイデアを機能的なプロトタイプに変えることです。独自のプロトタイプを作成するプロセスを紹介します。

1. 詳細な図やスケッチを作成する

プロトタイプを作成する最初のステップは、詳細なコンセプトスケッチまたは図を作成することです。できるだけ多くのアイデアを視覚的に表現することが目標になります。

理想的には、次の 2 つのコンセプトスケッチが必要です。

完成後の製品がどのように見えるかを示す設計スケッチ
製品の寸法、材質、動作を示す技術スケッチ。

ソフトウェアを使用してこれを行うこともできますが、ペンと紙の方が適しています。特許を申請するときに、これらのペンと紙の図面を利用することもできます。このステップでは、自由に実験し、創造性を発揮してください。この時点では、製造には程遠いですが、新しいことに挑戦することを恐れないでください。

2. 3Dモデルを作成する（オプション）

次の（オプションの）ステップは、コンセプトスケッチを3Dモデリングソフトウェアに転送することです。これは、あなた（および他の第三者投資家やパートナーなどの関係者に製品をよりよく視覚化できます。このモデルを使用して、プロトタイプの 3D プリントコピーを作成することもできます。

3Dモデルのもう一つの利点は、次のような拡張現実アプリを使用できることです。オーグメント現実世界でそれを視覚化します。これは、製品アイデアのサイズ、形状、デザインを示すのに特に適しています。ただし、まだ立ち上げていない中小企業にとっては高価になる可能性があります。

使用できるツールは数多くありますシンプルな3Dモデルを作成する.

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3. 「概念実証」を作成する

次は楽しい部分、つまり実際に製品のアイデアを構築する部分です。

最初の概念実証をどのように構築するかは、さまざまな要因によって異なります。すでに 3D ソフトウェアでモデル化したシンプルな製品がある場合は、それを 3D プリントするだけで「概念実証」を作成できます。

ただし、多数の機械部品や電子部品を備えた複雑な製品の場合は、より高度な即興作業が必要になります。

コンセプトの実証は見た目がよい必要はなく、最終製品に似ている必要もありません。単に機能するものでなければなりません。一般的な家庭用品を使っても作成できます。初期段階モデル。

より複雑な製品の場合は、便利屋や機械工の助けを借りる必要があるかもしれません。

4. 最初のプロトタイプを作成する

概念実証により、製品が機能することが示されます。3D モデルでは、製品がどのように見えるかを示します。

次のステップは、概念実証と 3D モデルから得た学習内容を組み合わせて、最初のプロトタイプを作成することです。

これは、最終製品のように見え、同じ機能を備えた、かなり詳細なモデルである必要があります。

この詳細な最初のプロトタイプを一人で作成することは必ずしも可能ではありません。複雑さに応じて、機械工または専門のプロトタイプ設計者の支援が必要になる場合があります。

次のようなディレクトリを使用できます ThomasNet とエンジニアリング.com プロトタイプデザイナーを見つけるため。

ThomasNetには何千ものプロトタイプデザイナーとメーカーがいます

これは最初のプロトタイプに過ぎないので、使用する材料の種類やコストについてはあまり心配する必要はありません。最終製品に似た実用的なモデルを作成することが目的です。

5. 作成する生産準備完了プロトタイプ

製造に入る前の最後のステップは、最初のプロトタイプから余分な部分を取り除き、生産準備完了でのみ停止させることができます。

これは本質的にはコストと実現可能性を分析するプロセスです。プロトタイプのあらゆる部分を検討し、機能性を損なうことなくコストを削減する方法を見つけ出す必要があります。

同時に、製品の美観や耐久性を向上させる方法も検討する必要があります。

例えば、よく使われるプラスチック部分に金属を取り付け、あまり使われていない金属部品をプラスチックで置き換えます。これにより、品質を維持しながらコストを削減できます。

製造業者と協力し、プロトタイプのさまざまなコンポーネントがコストと品質にどのような影響を与えるかを把握することは役に立ちます。また、さまざまな原材料を検討し、どれが見た目に美しいかを確認する必要があります。

目標は、ターゲット顧客に応じてコストと品質のバランスを見つけることです。たとえば、高級品を求める購入者をターゲットにしている場合は、コストよりも品質が重要になります。予算重視の顧客の場合は、その逆になります。

いったん生産準備完了プロトタイプでは、メーカーを探すそしてあなたのアイデアを世界に売り始めましょう。

製品のプロトタイプを作成する際のヒント

アイデアをゼロからプロトタイプ化するのは、特に初めてメーカー。次のヒントに従うと、プロセスがはるかにスムーズになります。

1. 優先機能のリストを作成する

最終製品に、当初のアイデアで思い描いていた機能がすべて備わらないのは避けられません。コストと材料の制約により、高価な機能の一部を削減する必要があります。

したがって、最初のプロトタイプを設計するときは、すべての機能を次の 3 つのカテゴリに分けます。

必要なもの: これらは、製品が機能するために絶対に必要な機能です。たとえば、「ポータブルストレージ」は必需品 iPod の機能。
あると良いもの: これらは、製品を目立たせるのに役立つが、機能に必須ではない機能です。たとえば、「クリックホイール」はあれば良い iPod の機能です。iPod の使いやすさは格段に向上しましたが、動作に必須というわけではありませんでした。
必要ありません： これらは製品にとって不要な機能であり、魅力や実用性にはあまり貢献しません。また、多くの場合、これらの機能は実装にコストがかかりすぎます。設計ではこれらの機能を安全に削除できます。

第一世代のiPodには「クリックホイール」が搭載されていなかった。これは実装コストが高すぎたためである（画像ソース)

最終的なデザインには、必要な機能をできるだけ多く含めるようにしてください。

2. NDAに署名し、特許を申請する

プロトタイプを開発する過程では、必然的にプロトタイプデザイナー、機械工、3D モデラーなどに頼ることになります。

あなたのアイデアが革新的なものであれば、すぐに誰かがそれをAliExpressでずっと安い価格で販売しているのが見つかるでしょう。たとえ製品のアイデアをコピーしなかったとしても、あなたが開発した新しいデザインや製造技術をコピーするかもしれません。

知的財産の盗難から身を守るには、次の手順を実行してください。

製品のアイデアとデザインについて特許を申請します。
すべてに質問する第三者署名する非開示契約（NDA）。

NOLOは特許出願の初心者向けガイドただし、理想的には、特許弁護士を介して行うことをお勧めします。

NDAを作成するには、このテンプレート.

3. 設計する際にはコストを考慮する

プロトタイプを作成する際の最大の課題の 1 つは、実用性とコストのバランスを取ることです。製品が約束された機能を果たすことを望む一方で、適正な価格で販売することも望まれます。顧客が購入できないような優れた製品は、必ず失敗に終わります。

設計プロセスの各段階で、次の 2 つの質問を自問してください。

この部分は必要ですか？
もしそうなら、実用性を犠牲にせずにそれを作るための最も安価な材料は何ですか?

材料費は、同じカテゴリ（「プラスチック」や「金属」など）の材料間でも大きく異なります。製品を設計するときは、この点に留意してください。

4. 標準的な製造技術を使用する

プロトタイプから最終製品までのコストが超過するもう一つの理由は、カスタム製造技術の使用です。

基本的に、製品を製造する工場は、業界標準の製造プロセス（「射出成形」など）を使用します。それらのプロセスを使用して製品を製造できない場合、工場はカスタマイズされた技術を作成し、スタッフにその技術を使用するようトレーニングする必要があります。

特に少量生産の場合、生産コストが大幅に増加する可能性があります。

したがって、プロトタイプを設計するときは、各部品に必要な製造プロセスの種類を注意深く監視してください。機能に大幅にカスタマイズされた製造技術が必要な場合は、それを削除することを検討してください。プロトタイプの設計者または機械工は、これを理解するのに役立つはずです。

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5. 競合他社からアイデアを借りる

競合他社の製品を分析すると、製品を作る際に何がうまく機能し、何がうまく機能しないかを詳細に理解できます。これは、独自のアイデアを設計する上で大きな助けになります。

したがって、プロトタイプの作成を開始する前に、競合他社の製品を詳しく調べてください。材料、設計、製造技術を分析し、欠陥や機会を探してください。

6. 製品のプロトタイプをテストする

プロトタイプのテストは、製品を作成する上で不可欠な部分です。プロトタイプの弱点を特定し、予算超過を回避するのに役立ちます。プロトタイプを修正する方が最終製品を修正するよりも安価です。言うまでもなく、実際の人々から貴重な洞察を得て、製品を改善し、発売後の否定的なフィードバックを回避することができます。

外部でテストする前に、プロトタイプを自分でテストし、友人に参加してもらうこともできます。

プロトタイプをテストするときは、必ず次の点に注意してください。

何をテストするのかを正確に決めます。「プロトタイプをテストしたい」というのは漠然としすぎます。「私の製品を使ってケーキを安全に輸送できるかどうか知りたい」というようにすれば、プロトタイプの可能性を評価するのに役立ちます。
プロトタイプをテストするために適切なユーザーを招待します。理想的には、ターゲットユーザーである必要があります。たとえば、学生向けの製品を作成している場合は、学生に試用してもらうのが合理的です。
明確なタスクを設定します。テストする必要があることを正確に理解できるように、現実的なシナリオを提示する方がよいでしょう。たとえば、「誕生日パーティーです。ルールが簡単で、あらゆる年齢層に適したボードゲームを探しています。このゲームをプレイして、要件に合っているかどうかを確認してください。」

テスターに尋ねられる質問としては次のようなものがあります。