这一期和大家分享NPDP产品经理中制造与装配阶段的原型法（Prototyping）。

原型法是将产品概念转为实物模型的一种设计方法，其主要目的是评估产品特性是如何满足用户期望的。因此，原型法是一种解决问题的设计方法。原型近似于设计创意的最初形态。产品开发团队用原型来验证产品的运行、部件、布局、功能、外观和体验。从概念草图到全功能产品都可以是原型。

原型保真度是指设计阶段使用的原型与最终使用的产品一致的程度。在不同阶段，设计团队对原型保真度的要求也会有所不同，例如，在产品概念阶段可以采用低保真原型，但在后期阶段就要采用高保真原型。此外，采用中保真原型对产品设计与消费者体验结果进行评估，就可以提前暴露产品中的问题。

基于不同的复杂度或关注重点，在产品创新流程中有几种不同类型的原型

可用两个维度对原型进行分类，即实物原型和分析原型，以及单一原型和综合原型。黏土模型是实物原型，而模拟模型本质上是分析原型。单一原型（如纸质原型）可用于对少数属性进行评估，综合原型（如汽车原型）则可用于对多个变量进行更严格的评审和分析。下面简要介绍几种原型法。

• 纸质原型法（Paper Prototyping）

纸质原型法是用来体现概念和创意的最常见形式，目的是评估所设计的外观、感觉、功能和界面是否满足消费者需求。纸质原型不具备设计的技术特征，只是通过图形和纸质外形来生成创意，促进头脑风暴并生成解决方案。纸质原型法有几种，包括用一系列框架图来描述用户界面的故事板。此外，将纸张和塑料界面结合可用于识别产品特性和交互顺序。除用纸张作为原型制作材料之外，还可用泡沫芯、聚苯乙烯泡沫、木材、热塑性片材、聚氨酯、黏土和塑料等材料。

• 功能原型法（Functional Prototyping）

功能原型法用于测试产品如何工作并交付预期功能。在所有功能尚未完善的早期阶段，通过可用性测试识别出可能出现的设计错误。该方法有利于帮助用户识别具体任务、已完成的任务及需要改进之处，并根据需要修改原型。总之，通过功能原型实验来评估以用户为中心的设计需求，包括人机工程、认知方面的考虑及用户体验。

• 可体验原型法（Experience Prototyping）

可体验原型法适用于产品或服务体验设计。该方法要求用结构化的方式来描述不同交付阶段的产品或服务，以及产品和用户间的互动。在服务行业中，创建服务地图（Service Maps）或蓝图（Blueprints）是为了识别“关键时刻”（Critical Moments）或可能造成价值交付不足或遗漏的时刻。以产品为例，该方法研究用户与产生功能、情绪的产品使用设置之间的互动关系。该方法可以让用户、设计者和其他参与创造、创新和设计流程的人在“体验环境”和社会环境中成为积极的参与者，因为他们能够发现并生成丰富的产品解读。

• 阿尔法原型（Alpha Prototype）

阿尔法原型是用于测试目的的非完整功能版本产品。在测试过程中，测试人员会仔细检查所有特性、功能和子系统，并评估产品的工作方式。此外，也会验证系统集成及技术实现方式。通常用较为简单的加工工艺制作该原型（例如，用机械加工而非模压成型），该原型与量产版本产品已经很接近了。

• 贝塔原型（Beta Prototype）

贝塔原型是完整功能版本产品，用于在试生产阶段之前对产品进行评估。该原型用于在实际使用环境中与客户、装配商、零部件制造商和零部件供应商一起测试产品，主要目的是评估产品可靠性。贝塔原型是用实际生产设备加工出来的。用该原型可以分析实际生产过程中的需求及所需改善。

• 试生产原型（Preproduction Prototype）

试生产原型是最终版产品。在进入设计流程的制造阶段之前，除用试生产原型确定零件和部件规格外，还可以确定所有设计要素，尤其是设计技术要求和规格。在该阶段，用试生产原型来确认装配和制造设计，并确认详细的生产工艺、装配时间、零部件外购与集成、产线平衡和生产改善。

• 虚拟原型法（Virtual Prototyping）

虚拟原型法将虚拟环境与工程设计相结合，确保设计者能够对设计敏感性和优化过程进行评估。在生产最终产品之前，可以运用虚拟原型来进行“如果……那么”情景测试。因此，它缩短了开发和上市时间。

虚拟原型法要采用计算机辅助设计来生成三维模型。虚拟原型法可用于形态和形状分析、零部件配合关系、渲染和装配分析。此外，该方法要求输入装置能感知用户交互和运动，输出装置用计算机生成的输入代替用户的感官输入，并用软件进行实时处理、渲染和仿真测试。

虚拟原型法被工业设计者广泛采用，因为设计者的目标是将概念可视化。三维CAD软件有AutoDesk（AutoCAD和AutoCAD LT）、Solidworks、TurboCAD、Solidthinking（Inspiron和Evolve）和PTCreo（Direct Modeling、Direct Drafting和Direct Model Manager）。

• 快速原型法（Rapid Prototyping）

快速原型法也称实体自由成形技术（Solid Freeform Fabrication，SFF），旨在不影响质量和盈利能力的前提下，缩短产品开发周期和上市时间。快速原型法采用设备技术对设计进行实物建模。与传统的原型制作不同，快速原型制作是通过一层层材料的（如聚氯乙烯片材）沉积来制造出零件和部件的。液态塑料、树脂、纸张和金属板材等很多材料都可用于制作快速原型。该方法在制造业中被称为增材制造（Additive Manufacturing，AM），也被人们称为3D打印。

快速原型制作流程：

a）构建CAD模型。

b）将CAD模型转换为STL格式文件（STereoLithography）。通过STL文件，将零件信息从CAD系统转到快速原型设备中。快速原型的输入是制作实物模型所需的电子信息。

c）验证STL文件是否允许生成支持结构。

d）将模型分层。

e）生成实物模型。

f）移除支持结构。

g）将实物模型进行后期处理和优化。