Custos Iniciais de Fabricação de PCB: Orçamento para Testes e Sucesso

A maioria das startups que ainda estão na fase de bootstrap ou de captação de sementes tem muito pouco dinheiro para gastar. Algumas startups de hardware consistem em alguns designers investindo suas economias de vida em um novo produto, e eles não têm o luxo de prototipagem infinita para construir um sistema funcional. Como o hardware vem com tantas restrições, os fundadores de startups de hardware precisam organizar seus orçamentos cedo para convencer os investidores a contribuir com dinheiro para um novo produto.

Recentemente, conheci e trabalhei com muitos fundadores de hardware vindos do mundo do software, e por isso eles tendem a abordar o desenvolvimento de hardware como fariam com uma nova plataforma de software. Essa abordagem ignora muitos riscos e leva a uma subestimação significativa do orçamento necessário para o lançamento bem-sucedido de um produto físico.

Com o novo foco em eficiência e uso inteligente de capital em 2023, as startups precisam estar muito atentas à sua taxa de queima de caixa e à sua capacidade de atingir seus marcos, e tudo depende de criar um orçamento inteligente. Neste artigo, meu objetivo é mostrar aos fundadores de startups o que eles devem considerar ao determinar seu orçamento de desenvolvimento e prototipagem.

O Que Entra no Orçamento de Produção da Sua Startup

O objetivo de determinar um orçamento de produção para um novo produto é duplo:

1. Determine quantos protótipos você pode produzir realisticamente enquanto desenvolve seu produto
2. Mostre aos potenciais investidores que você tem um plano realista para completar o desenvolvimento do produto e escalar

A tabela abaixo lista um orçamento típico para um produto avançado que requer múltiplas rodadas de engenharia, design físico, prototipagem, testes, conformidade e desenvolvimento embutido. Os números aqui são determinados com base em um sistema embutido de ponta visando uma aplicação automotiva. Os custos de produção assumiram produção e montagem na América do Norte, pois as preocupações com PI são muito importantes para esta classe de produtos.

Os seus custos de produção atingirão esses níveis? Isso é discutível, mas é importante pelo menos ver tudo o que pode entrar no design, produção, conformidade e testes antes que um produto possa ser escalado.

Durante todo esse processo, haverá alguma interação com um designer de PCB. Um dos fundadores pode ser um designer de PCB, caso em que suas despesas de vida e custos de licença de software devem ser incluídos no seu orçamento. Você também pode contratar uma empresa externa de design de PCB para ajudá-lo a construir um produto que seja otimizado para produção em volume.

Produzir Localmente ou Globalmente?

Graças à globalização, startups de hardware têm mais acesso a fabricantes do que nunca. Suas opções de fabricação de eletrônicos não estão mais confinadas à China. Essa flexibilidade e competição de mercado permitem que você encontre um fabricante que esteja disposto a trabalhar dentro das suas restrições financeiras enquanto atende aos seus requisitos funcionais. Devido a preocupações com PI, prazos de entrega e a capacidade de ligar diretamente para o seu fornecedor de fabricação/montagem, muitas vezes faz mais sentido produzir protótipos localmente, apesar do custo mais alto.

As empresas iniciantes muitas vezes esquecem que pode ser difícil fabricar produtos em massa de maneira oportuna. Embora as capacidades de fabricação e eficiência tenham melhorado, o design e a prototipagem rápida se tornaram muito mais fáceis e baratos. É fácil fazer uma unidade de algo, mas é difícil escalar isso para milhares de widgets idênticos.

Quando chega a hora de escalar, seu fornecedor de EMS precisará ajudar com o custeio de placas nuas, montagem e custos de sourcing. Os custos NRE por unidade caem significativamente quando um produto entra na produção em volume porque esses custos fixos são amortizados em toda a sua produção. A redução de custo por unidade ocorre com os custos dos componentes à medida que você produz em volume e escala.

Confiança Excessiva Leva ao Fracasso Precoce

Provavelmente, a razão mais comum pela qual startups de hardware falham é devido a um fator: confiança excessiva em relação ao custo. Quando alguém olha para um produto como um Arduino e vê que o preço unitário é muito barato, eles têm a ideia de que também podem completar seu desenvolvimento de forma econômica. Eles simplesmente não estão cientes de todas as tarefas necessárias para chegar àquele ponto, bem como dos custos associados a essas tarefas.

Quando uma startup me procura pedindo ajuda com o design de um protótipo e a transição para a escalabilidade, elas às vezes se surpreendem com todas as etapas envolvidas no design, prototipagem, sourcing, testes, desenvolvimento de aplicativos e, eventualmente, escalonamento. Eles então ficam bastante surpresos com o custo e tendem a ter essa percepção de que podem produzir em larga escala de forma barata e ainda atingir seus objetivos de funcionalidade, confiabilidade e qualidade. As fábricas chinesas que produzem e enviam uma placa por $10 prestaram um desserviço aos fundadores de startups nesta área.

Se você tem uma ótima ideia, não comece apenas investindo grandes quantias de dinheiro em compras de componentes, desenvolvimento de aplicativos e um espaço de escritório sofisticado. Faça o trabalho árduo necessário para entender os custos de desenvolvimento e fabricação de hardware primeiro. Afinal, sua placa de circuito será o componente principal que possibilitará a funcionalidade do seu produto.

Planejamento para o Pior Cenário

Incorporar os cenários de pior caso no seu orçamento requer uma considerável antecipação e experiência. Sua apresentação para investidores deve incluir cada fase que requer financiamento e até mesmo planos para contingências, caso algo dê errado. Os investidores não querem apenas ver que você planejou para o sucesso, eles também querem ver que você planejou para a Lei de Murphy. Algumas das planejamentos para o pior caso que você pode realizar incluem:

• Orçamento para múltiplas rodadas de protótipos (mais de 2)
• Orçamento para despesas altas com componentes (devido a acumulação por corretores, redesenhos, etc.)
• Prever 50% de excedentes no seu orçamento planejado para desenvolvimento embutido
• Prever 50% de excedentes no seu orçamento planejado para design de PCB

Esses acréscimos ao gasto pretendido e orçamento podem ser arquivados sob "Contingências" no plano orçamentário acima.

Não planeje apenas um redesenho, planeje múltiplos redesenhos e fases de teste. Após o teste alfa, você pode encontrar problemas não antecipados com seu produto que devem ser corrigidos antes da fabricação para o teste beta. Isso leva tempo e causa atrasos no seu cronograma. Também incorre em custos extras, pois você terá que pagar seus engenheiros para encontrar a fonte dos problemas e terá que pagar seus designers para corrigir quaisquer problemas no seu layout.

Os investidores em potencial vão apreciar que você tenha pensado nesta possibilidade antes de pedir-lhes dinheiro. Investidores atenciosos querem que sua empresa aperfeiçoe o produto, mesmo que isso signifique superfinanciar o projeto.

Planejamento para Escalar

Se seus protótipos funcionam maravilhosamente, você resolveu todos os problemas na sua aplicação embutida ou software, e confirmou que pode obter as peças no volume necessário, então parabéns estão em ordem. Você está pronto para escalar!

Uma vez que a empresa chega a este ponto, escalar traz um novo conjunto de processos de fornecimento, requisitos de garantia de qualidade, requisitos de teste e desafios logísticos. Após otimizar seu protótipo para produção em volume, você pode levar seu dispositivo para um provedor EMS maior, e eles podem ajudá-lo a navegar por esses requisitos durante a produção em volume. Grandes empresas EMS já têm muitos desses processos de QA, logística, embalagem e fornecimento no lugar, e eles estarão melhor posicionados para ajudá-lo a escalar seu produto e levá-lo ao mercado.

Profissionais da indústria, tanto de startups quanto de grandes empresas, confiam no Altium Designer^® para ajudá-los a construir hardware de ponta à medida que avançam por cada etapa de teste e, eventualmente, para a produção em grande volume. Quando você está criando seus orçamentos de prototipagem e produção, a ferramenta ActiveBOM ajuda você a gerar rapidamente uma lista de materiais e fornece dados de preços para componentes de múltiplos distribuidores. Uma vez que você tenha terminado o layout da sua PCB e esteja pronto para compartilhar seus entregáveis de fabricação, você pode facilmente compartilhar dados e liberar arquivos para sua equipe com a plataforma Altium 365^™.

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