От PoC до MVP в аппаратной разработке: что важно знать

Наша команда часто сталкивается с вопросом разницы между Proof-of-concept (PoC), Prototype, Minimum viable product (MVP), и это неспроста: любой из трех подтверждает концепцию, а «прототип», как форма продукта, которая лежит в основе всех последующих, имеет ту самую «минимальную жизнеспособность».

Когда к нам обращаются с запросом «разработать прототип/РОС/MVP будущего устройства», мы сразу задаем уточняющие вопросы, потому что есть доля вероятности того, что мы представляем результат разным. «Где будет использоваться этот вариант устройства?» «Будете ли вы его показывать своей аудитории?» «Собираетесь ли вы демонстрировать его на выставке?» «Уверены ли вы в осуществимости концепции?» Чтобы не попасть впросак как Заказчику, так и подрядчику, нужно разобраться в той самой разнице между понятиями, на что она влияет и в какой степени.

Могут ли PoC, MVP быть прототипами

Прежде чем давать однозначный ответ, предлагаем разобраться со значением слова «прототип». Руководствуясь определением из Википедии, становится ясно, что на этапе тестирования концепции мы уже имеем дело с черновой моделью, коей прототип и является. Когда мы взаимодействуем с целевой аудиторией, запрашиваем у нее обратную связь о функционале нашего устройства, мы предоставляем ей более адаптированную версию нашего продукта (там есть основная функция, и она уже рабочая), однако это все еще черновая модель.

Стоит учитывать, что парадигма применяется как в hardware, так и в software разработке, что создает дополнительную путаницу. В разработке software-продукта подрядчик сталкивается с меньшим количеством итераций, так как продукт не имеет материального воплощения и в него легче вносить корректировки. В случае hardware-продуктов изменения в существующей версии часто требуют создания новой, доработанной версии. Таким образом, в рамках одной версии, например, MVP, может быть несколько прототипов.

Ответ: «да», PoC и MVP являются прототипами. Однако можно выделить «прототип» как самостоятельную единицу. Классическая классификация подчеркивает различия между PoC, Prototype и MVP.

Proof-of-concept

Proof-of-concept (PoC) — это наглядное доказательство технической осуществимости идеи. Он появляется на самой ранней стадии разработки и предназначен для проверки базовых принципов функционирования. На этом этапе важно сфокусироваться на главных аспектах проекта и использовать простые и временные компоненты. В аппаратной разработке это может включать микрокомпьютеры, такие как Arduino или Raspberry Pi, 3D-принтеры для создания деталей, макетные платы для схем и простые батарейные блоки для питания.

Например, представьте, что команда планирует разработать умную кормушку для домашних животных, которая будет автоматически распределять корм по расписанию. Механизм включает мобильное приложение, шаговые моторы и ультразвуковые сенсоры для измерения уровня корма. Для проверки концепции инженеры могут создать PoC с использованием шаговых двигателей NEMA 17, контроллера ESP32 и сенсоров HC-SR04. На этом этапе не продумываются дополнительные функции, такие как автоматическое расписание кормления; главная цель — убедиться, что базовая механика и электронные компоненты работают правильно.

Намного более успешным окажется исход запроса инвестиций, если у вас на руках будет редуцированная версия вашего устройства: все можно увидеть своими глазами, не прибегая к абстракциям. Демонстрация работающего прототипа позволяет инвесторам увидеть устройство в действии, что повышает их доверие и вероятность вложений. Даже если у вас есть детальный план развития продукта, PoC показывает, что вы вложили не только интеллектуальные усилия, но и финансовые ресурсы на разработку базовой версии.

Prototype

После проверки технической осуществимости концепции с помощью PoC переходим к разработке Prototype. На этом этапе используются более надежные компоненты, детализируется дизайн и проверяется концепция в реальных условиях. Прототипы позволяют проверить взаимодействие всех компонентов и функциональность устройства.

Пример: на этапе Prototype умной кормушки для домашних животных команда создает чертежи и 3D-модели всех компонентов, интегрирует сенсоры уровня корма, разрабатывает ПО для управления кормушкой через мобильное приложение и настраивает систему уведомлений. Важно убедиться, что все компоненты работают бесперебойно и устройство удобно в использовании.

Поздние версии Prototype (TRL-6 и TRL-7) можно использовать для первого контакта с целевой аудиторией для получения их мнений и предложений по улучшению. При этом вы не только получите ответы на вопрос «Ну как же мое устройство?», но и сможете выделить типаж ранних последователей (early adopters) до выпуска продукта на рынок.

Разработка прототипа включает тестирование методов сборки и производства деталей. Это, в свою очередь, поможет подготовить устройство к массовому производству, так как мы шаг за шагом продумываем, какие технологии лучше использовать для изготовления, а какие нет, какое взаимное расположение компонентов наиболее выгодно. Например, если корпус кормушки напечатан на 3D-принтере и оказался хрупким, в будущем можно использовать литье под давлением для создания более прочного корпуса.

MVP

MVP — поздняя стадия аппаратной разработки. На этом этапе продукт уже готов к использованию реальными пользователями: он был доработан после получения обратной связи от фокус-группы. В качестве материалов и компонентов используются те, что пользователь увидит в финальном продукте: литой пластик, серийные моторы, точные инфракрасные или ультразвуковые сенсоры, батареи с возможностью подзарядки или постоянное подключение к сети. 

Важно помнить, что основная цель MVP — глубокий анализ пользовательского опыта. Если прототипы преследуют цель проверки того, как все части устройства работают вместе, то для демонстрации целевой аудитории MVP включает в себя только самые необходимые функции. MVP — проверка продукта на жизнеспособность с точки зрения бизнес-модели. Однако устройство на такой стадии готово к использованию. MVP-продукт должен быть достаточно стабильным и удобным для реального использования целевой аудиторией.

Анализируя продажи и отзывы, можно определить, есть ли потенциал для масштабирования продукта. Если MVP получает положительные отзывы и хорошие продажи, это подтверждает, что продукт востребован на рынке и его выпуск не будет сопряжен с высоким риском финансовых потерь. 

Получив обратную связь от целевой аудитории умной кормушки для домашних животных на этапе Prototype, команда доработала корпус (новый был изготовлен методом литья под давлением), добавила источник бесперебойного питания на литий-ионные батареи, чтобы не оставить питомца без еды в случаях аварий в сетях энергоснабжения, заменила ультразвуковой датчик HC-SR04 на лазерный инфракрасный VL53L0X для увеличения точности определения оставшегося объема корма в бункере, улучшила приложение для управления кормушкой, добавив расширенный планировщик кормлений и усовершенствовав механизм уведомлений о низком уровне корма.

Далее команда запустила краудфандинговую компанию на Kickstarter, что, как они считают, поможет им протестировать рынок и привлечь инвестиции. Они выпустили ограниченную партию продукта и протестировали ее в нескольких зоомагазинах и онлайн-платформах города или региона, провели исследования владельцев домашних животных.

Что общего это имеет со стадиями готовности технологии? Поскольку конечная цель продукта — его использование, то мнение пользователя неминуемо повлияет на инженерные решения: компоновка, выбор материала корпуса, выбор датчиков для более быстрого реагирования и т.д.

Примеры проектов ИнКата

Умная ловушка для грызунов: Компания-стартап обратилась к нам с запросом на разработку устройства для подсчета грызунов на сельскохозяйственных объектах. Наша команда разработала PoC, использовав сенсоры движения для обнаружения и учета грызунов. Первоначально мы использовали простые и недорогие компоненты, чтобы проверить возможность работы системы в реальных условиях. После успешного PoC мы перешли к созданию прототипа устройства, интегрировав технологию NB-IoT для передачи данных на сервер. Это позволило обеспечить мониторинг в реальном времени и управление ловушками через удаленный доступ. Прототип был представлен заказчику, и на основе его отзывов были внесены дальнейшие доработки для улучшения функционала устройства.

LeanKey — складской робот: Этот проект, разработанный нашей командой, представляет собой мобильную роботизированную платформу для автоматизации складских процессов. На этапе Proof-of-concept мы проверили основные функции робота, такие как передвижение и навигация по складу, используя простые сенсоры и контроллеры. Затем, на этапе Prototype, мы доработали конструкцию, интегрировали дополнительные компоненты для улучшения точности и надежности работы, и провели тестирование в реальных условиях. На стадии MVP LeanKey был оснащен всеми необходимыми функциями для полноценного использования на складах: автономное перемещение, интеграция с системами управления складом (WMS), возможность работы в разных условиях и взаимодействие с другими роботами и оборудованием.

В заключение

Разработка аппаратных продуктов проходит через несколько ключевых этапов, каждый из которых имеет свои цели и требования.

Целью PoC является проверка технической осуществимости концепции. На этой стадии создается версия продукта, которая демонстрирует основные принципы работы. PoC помогает определить, может ли предложенная идея быть реализована на практике, выявляет основные технические риски и предоставляет базу для дальнейших улучшений. Компоненты на этом этапе часто являются простыми и могут быть временными или подручными.

Прототип представляет собой более развитую версию продукта, в которой проверяются все ключевые узлы и компоненты в условиях, приближенных к реальным. При помощи Prototype-версий отрабатываются конструктивные решения, улучшается дизайн и повышается функциональность устройства. Прототип позволяет провести более детальное тестирование, получить обратную связь от фокус-группы и внести необходимые доработки перед массовым производством. Компоненты на этой стадии более прочные и точные, чем на этапе PoC, но еще могут отличаться от окончательной версии продукта.

MVP — это минимально жизнеспособный продукт, который включает в себя все основные функции и готов к использованию на реальном рынке. На этой стадии продукт уже имеет промышленный дизайн, стабильные и проверенные компоненты и может быть интегрирован в существующие системы пользователей. MVP позволяет протестировать продукт в реальных условиях, собрать отзывы пользователей, оценить рыночный спрос и внести последние изменения перед запуском массового производства.

Каждая версия — PoC, Prototype и MVP — играет свою уникальную роль в процессе разработки аппаратных продуктов. Понимание этих различий и правильное применение каждой стадии помогут вам грамотно и планомерно подойти к разработке продукта, а также заблаговременно спрогнозировать ее результаты.