Как произвести хардвер в Украине и не сломаться — кейс Ecoisme

Напомним, Ecoisme — это система энергоменеджмента, которая умеет распознавать устройства в доме и позволяет сэкономить до 15% электроэнергии. В 2016 году Ecoisme получил награду за лучшую инновацию в области умных домов на крупнейшей выставке потребительской электроники CES в Лас-Вегасе, пишут AIN.UA.

Фотография ниже показывает, через что нам пришлось пройти, запуская первое небольшое производство. С подобной болью сталкивается каждый хардверный стартап, от производителей ракет до антистрессовых брелоков. Уверен, наш опыт, описанный ниже, сможет помочь всем, кто решил делать бизнес в хардвере.

Один из ключевых каналов продаж Ecoisme — это бизнес-партнеры, среди которых крупные игроки на рынке электроэнергии, телекомы и установщики солнечных панелей.

Наши партнеры — это Electricity De France, Deutsche Telekom, Virgin Media и Dubai Electricity and Water Authority. Первым этапом к подписанию контрактов с ними является проведение пилотных проектов. Цель пилотов — дать клиентам партнера протестировать продукт. Для нас же это возможность протестировать работу устройства в квартирах и домах по всему миру. Именно под эти цели мы произвели первую партию из 100 сенсоров.

50 упакованных сенсоров Ecoisme

Шаг 1. Выбор страны производителя

Перед нами стал вопрос выбора страны и фабрики для запуска производства. За несколько следующих недель мы пообщались с большинством украинских компаний, у которых был такой опыт. Среди них были Petcube, Сoncepter, Hidez, Ajax, RND64 и ArtKB.

Мы поняли, что на подготовку полномасштабного производства в Китае может уйти еще не один месяц, и это потребует много денег. Поэтому мы решили произвести небольшую партию в Украине и параллельно работать над запуском полномасштабного производства.

Все производство мы разделили на следующие этапы:

производство корпусов;
производство и сборка плат;
закупка компонентов;
производство упаковки и печатной продукции;
тестирование и упаковка сенсоров;
отправка продукции.

Шаг 2: Производство корпусов

Корпуса мы решили производить в Китае, чтобы гарантировано получить изделия хорошего качества. В прошлом мы уже работали с ArtKB и видели корпуса, которые можно получить на китайской фабрике, с которой они сотрудничают. Также эта фабрика предлагала бюджетное решение — Soft Tooling (пресс-форма из сырой стали, которой хватает на 1 000 корпусов). Ресурса обычной пресс-формы из высококачественной стали хватает на 50 000 корпусов, но ее стоимость в несколько раз выше, а изготовление занимает на 30% больше времени. Нашей же целью являлось изготовить качественную пресс-форму, но с минимальными временными и денежными затратами.

Пресс-форма Ecoisme

За основу будущих корпусов мы взяли модель, которую использовали для 3D-печати прототипов, и адаптировали ее под новую плату. Доработать корпус к производству нам помогли инженерные бюро ArtKB и RND64.

Первые отливки (экземпляры корпусов) мы получили через 51 день. Мы не учли Китайский Новый год и немного выбились из графика. На согласование и нанесение текстуры на пресс-форму ушло 14 дней, еще 6 — на доставку с Китая. В целом, получение первых финальных отливков в Украине у нас заняло 71 день.

Первая тестовая отливка

На первых отливках мы увидели небольшие ошибки с размерами ножек под плату, которые были исправлены за несколько дней. Также мы поняли что забыли учесть на пресс-форме рассеиватель света, который должен был встраиваться в корпус. Доработка могла занять еще 5 рабочих дней, которых у нас не было, а фрезеровка деталей стоила бы около $700. Мы решили что сможем произвести рассеиватели своими силами в Украине. Однако, фрезеровка мелких деталей оказалась нетривиальной задачей для украинских подрядчиков. Мы переговорили со всеми, кого смогли найти, и в итоге фрезеровали наши друзья в HackLab.

Как мы заказывали фрезеровку, или немного об украинском сервисе

Шаг 3: Производство и сборка плат

Платы и трафареты для нанесение паяльной пасты мы решили заказывать в Украине на заводе «Гальванотехника». Так как наши партнеры были в разных странах мира, необходимо было заказать платы с бессвинцовым покрытием. Про это нам рассказали ребята из Ajax Systems. Для уменьшения вреда окружающей среде в Европе запрещено использовать свинец в электронных изделиях.

Компоненты мы заказывали из американского интернет-магазина Digi-Key и китайского аналога eBay — AliExpress. Доставка всех компонентов заняла около 4 недель. При доставке компонентов в Украину мы еще заплатили таможенный сбор в размере 30%.

Все компоненты, которые пришли к нам в офис

Для сборки плат мы выбрали компанию «ИКС-Техно», результатами работы которой остались довольны. У нее были были неплохие отзывы и хорошее коммерческое предложение. Стоимость пайки одного вывода обошлась в 20 раз дешевле, чем у китайских подрядчиков (цены рассчитывались для тиража в 120 плат).

Перед началом работы с компаниями-подрядчиками, стоит познакомиться с топ-менеджментом. Также необходимо съездить на производство для проверки условий, где будет проходить сборка.

Автоматы для SMD (Surface-mount technology) монтажа на фабрике «ИКС-Техно»

Основной проблемой на этапе сборки сенсоров была плохая пайка выводных компонентов. Это было связано с самими платами. В начале мы использовали платы с покрытием из иммерсионного олова, которое быстро окисляется и уменьшает сцепку компонентов при пайке. В Китае эту проблему решают кардинально: производство плат и их сборка происходит на одной фабрике.

После консультации со специалистами «ИКС-Техно» мы решили заказывать платы с золотым покрытием. Завод «Гальванотехника» нам уже не подходил, так как они не могли обеспечить достаточно ровное покрытие контактных площадок золотом. Это усложняло автоматический монтаж компонентов на плату. Платы у китайского производителя Seeedstudio нам обошлись в $4,5/шт. с доставкой, против $4/шт. за платы с покрытием из иммерсионного олова в Украине.

Платы Ecoisme с напаянными SMD компонентами

Шаг 4: Производство упаковки и печатной продукции

Параллельно со сборкой плат мы разрабатывали упаковки и печатную продукцию. На проектировку упаковки и ее внутренних частей ушло около месяца. С поиском подрядчика по упаковке нам помог Олег Науменко (CEO Hideez). Печатную продукцию мы изготавливали в принт-центре Андрея Пятыгина «Ателье печати на заказ», с которым работаем уже длительное время.

Так как мы сотрудничали с уже проверенными подрядчиками, все прошло более гладко в сравнении с другими процессами. Стоит отметить что процесс проектирования упаковки имеет много этапов и занимает около месяца времени. В нашем случае мы прошли следующие этапы:

проектирование и ручная сборка коробки;
внесение правок в конструкцию с учетом параметров картона и изготовление второго прототипа;
вырезка прототипа на лазере и внесение финальных правок;
изготовления штампа и пробная высечка упаковки;
в случае отсутствия дефектов — высечка всей партии.

Но не обошлось без сложностей. Ножи штампа рвали картон при высечке из-за ошибки в конструкции, которую сложно было выявить на этапе проектирования. Нам пришлось убрать из штампа часть ножей, что немного изменило конструкцию внутренней коробки и заняло еще несколько дней.

Порванные коробки при высечке

Шаг 5: Тестирование и упаковка продукта

Тестирование и сборка осуществлялась нашими силами в Украине. За первую неделю мы выстроили все процессы, включая тестирование плат, калибровку, прошивку и финальное тестирование. Над тестированием и сборкой работало 6 человек в перерывах от своих основных обязанностей.

Процесс упаковки сенсоров

При тестировании сенсоров мы столкнулись с еще одной проблемой — 30 сенсоров некорректно снимали данные. Для съема данных мы использовали микросхемы STPM33. Как выяснилось позже, у производителя было две модели данной микросхемы, которые продавались под одной позицией у поставщиков. На выявление проблемы, доставку и замену новых микросхем ушло еще 3 недели.

Инженер по электронике Алексей заменяет микросхемы

В заключении

Производство этой небольшой серии дало нам огромный опыт в планировании сроков и рисков, которые могут возникнуть при полномасштабном производстве.

Закон Мерфи, который гласит: «Если есть вероятность того, что какая-нибудь неприятность может случиться, то она обязательно произойдет», как нельзя лучше работает, даже при запуске такого небольшого производства.

Стоит также помнить, что главным всегда будет не страна или фабрика, где вы выпускаете продукт, и даже не стоимость производства, а ваша команда. В нашем случае команда была той опорой, которая смогла выдержать все сложности на пути к запуску первой партии в Украине.

Совсем скоро первые 100 сенсоров будут установлены в 15 странах по всему миру. И пока мы разбираемся, каким способом лучше отправить наши сенсоры, ниже можно увидеть результат четырех месяцев работы нашей команды!