Dans cette série d'articles nous allons vous donner un aperçu du monde du prototypage hardware et comment les différentes itérations s'enchainent le plus souvent pour créer un produit et développer un projet.
Le prototype est devenu un terme fourre tout qui peut définir des choses tout à fait différentes. Le Larousse nous en donne la définition suivante :
"Premier exemplaire construit d'un ensemble mécanique, d'un appareil, d'une machine et qui est destiné à en expérimenter en service les qualités en vue de la construction en série."
Cette définition est un peu optimiste dans le sens ou un seul prototype suffit rarement à éprouver son futur produit. Elle ne précise pas non plus le degré de ressemblance avec les futures productions en série.
En réalité cette définition s'avère orientée pour les usines et entreprises qui ont déjà leurs chaines de production, leur savoir faire et leur flux logistiques. Dans ce cas le prototype définit le(s) 1er(s) de série, les exemplaires d'avant commercialisation et les exemplaires d'épreuve ( destinés à des crash test par exemple dans le cas de l'automobile ) Ils peuvent servir à :
Pour des projets entrepreneuriaux ( création du produit et de l'entreprise qui va l'exploiter ) les prototypes finaux auront ces mêmes fonctions. Ils peuvent dans certains cas être appelés des MVP ( pour Minimal Valuable Product ) et dans ce cas cette terminologie signifie que le produit continuera d'évoluer même pendant sa période de commercialisation ( Nous en reparlerons bientôt ).
→ En définitive les prototypes finaux sont très proches de leur version commercialisable.
Un peu plus éloigné de la mise sur le marché nous retrouvons les prototypes dit "démonstrateur". Un démonstrateur est utile pour montrer et éprouver en conditions proches du réel les fonctionnalités et l’utilisation de la future version commerciale. Le démonstrateur est déployé dans le cadre de (projets) pilotes.
En termes de fiabilité et fonctionnalités le démonstrateur n’est pas encore débuggé ni/ou industrialisable et ne peut donc pas être déployé commercialement. En revanche il peut être utilisé dans le cadre de projets pilotes avec des partenaires conscients du caractère non achevé du projet et prompts à aider au développement de celui-ci. Ou du moins laisser passer quelques imperfections. Au contraire des prototypes finaux, les démonstrateurs n'ont pas encore rencontré leurs utilisateurs. C'est à cela qu'ils vont servir justement.
→ Le prototype démonstrateur n’a pas forcément trouvé la voie de l’industrialisation et certaines de ces pièces et méthodes de fabrications peuvent encore être artisanales.
Toujours plus éloigné de la mise sur le marché nous rencontrons les POC abrégé pour Proof Of Concept, Preuve de Concept en français. Cette fois ci le prototype est un support à la recherche, au développent, aux inventions, à l’élaboration du design. Tout élément portant une caractéristique intrinsèque et différenciant du futur produit peut être prototypé de façon cloisonnée et en constitue dans ce cas une preuve de concept. Les différentes preuves de concept "technologiques" peuvent être assemblée en un prototype fonctionnel ( mais pas vraiment utilisable à ce stade ) pour créer une preuve de concept du produit.
→ Le POC préfigure le futur produit mais est souvent éloigné de la version qui pourra être exploitée.
Enfin lorsqu’il est plus question de conceptualiser une idée que de prouver que celle-ci est réalisable/viable on parle de maquette. Une maquette peut être physique ou numérique. Elle préfigure le futur produit en terme de design et de fonctionnalités mais n’est pas utilisable ni même testable.
→ La maquette est la base indispensable de tout projet qui veut rapidement récolter des retours utilisateurs
Pour remettre les choses dans l'ordre vous allez donc commencer par des maquettes. Puis vous réaliserez des Preuves de Concept de parties de votre produit jusqu’à faire un POC produit complet. Vous passerez ensuite au stade du démonstrateur qui devra fonctionner en conditions de service dans le cadre de projets pilotes. Et enfin grâce à ces enseignements passer aux prototypes finaux qui servirons de base à la mise en production...
On vous rassure, on a décrit tout ça dans une série d'articles consacrés aux 4 itérations à franchir pour faire de votre projet un succès. Être bien conscient de ces étapes permet de gagner de précieux mois dans le développement !
Vous avez une idée de projet mais vous ne savez pas par ou commencer ? Ne cherchez plus, que ce soit pour un projet digital ou hardware la première étape reste la même pour tous : La maquette.
Une maquette peut être physique, mais cela restera une simple coquille vide, une maquette « en carton » par exemple. Ou numérique : rendu photo réaliste, design 3D...
C'est une simple représentation du futur produit dans son design et ses fonctionnalités mais qui n'est pas utilisable.
la maquette sert tout d'abord à mener des réflexions sur le design et les fonctionnalités et si possible les valider.
Elle sert également à récolter des retours « utilisateurs », même si à ce stade il s'agit seulement d'une présentation et non d'un essai.
Enfin une maquette bien faite va poser les bases des futurs travaux de conception et R&D. Elle permettra d'emmener bien plus facilement une équipe technique sur des développements qu'un seul cahier des charges ( même s'il ne faut pas s'en passer non plus )
Se passer de maquettes au démarrage, cela veut dire quoi ? C'est de tout de suite partir dans le design de quelque chose de physiquement prototypable.
Sauf qu'il vaut mieux partir dans une mauvaise direction au stade la maquette, et c'est fait pour cela, qu'au stade des réalisations physiques.
Partir trop vite sur les prototypes peut aussi avoir pour conséquence d'aboutir sur des développements non conformes aux attentes des futurs utilisateurs. Emmener tôt clients et utilisateurs sur le projet grâce aux maquettes permet de réduire ce risque de désintérêt pour le produit.
Enfin, sur des projets complexes, commencer par des maquettes évite de se tromper à l'étape suivante dans les développements à effectuer. Une maquette bien faite lève le voile sur ce que sera le produit dans ses grandes dimensions et grands principes de fonctionnement.
Chez Sacha Kooijman Engineering on n'hésite pas à conseiller à nos clients de faire plusieurs maquettes. En simultané lorsque l'on veut explorer plusieurs pistes, ou en itérant, se rapprochant de proche en proche du besoin client.
Faire une maquette physique est un luxe, du moins à l'échelle 1:1. Dans certains cas la maquette à échelle réduite reste pertinente, ce qui est aujourd'hui très aisé avec l'impression 3D.
Vous l'aurez compris, un design numérique sur logiciel 3D sera bien suffisant. Organisez vous pour que la réalisation d'une maquette soit une entreprise peu couteuse et chronophage, au cas ou ( très probable ) vous deviez la recommencer ou la peaufiner !
Votre produit existe dans votre tête et sur des planches à dessin ( rendus 3D, dessins CAO ). Vous avez commencé à le montrer et reçu des retours encourageants. Vous avez peut-être même fait un prototype en carton. C'est bien vous avez réalisé vos premières maquettes.
Il est temps maintenant de réaliser ses preuves de concept, les fameux POC ( Proof Of Concept )
La preuve de concept peut être de deux types, le POC produit et le POC technologique. Parlons du 1er, c'est le plus évident des deux.
Votre premier POC produit, donc preuve de concept de votre produit, sera tout simplement le premier prototype fonctionnel de votre futur produit. Le but de cette preuve : Montrer que votre produit est réalisable. Mais il n'est pas encore vraiment question de le qualifier d'utilisable. Il fonctionne sous des conditions particulières tout au plus.
En fonction des projets, il se peut que vous ayez à embarquer des technologies difficiles à maitriser ou que vous avez vous même développé. Ces points doivent faire l'objet d'études séparées, pour les valider indépendamment du reste et ainsi donner pleine confiance aux parties prenantes du projets quand vous allez les intégrer à votre produit. Il s'agit là des POC technologiques. Au contraire du POC produit qui est un exercice en soit, le POC technologique peut nécessiter une caractérisation en laboratoire de la techno pour en connaitre son rendement, son efficacité, ses diagrammes d'utilisation...
Résumé rapide :
POC technologie
-> Preuve « de laboratoire » que la techno peut fonctionner
POC produit
-> Preuve que le produit est réalisable
Toute bonne itération d'un projet doit servir à valider des éléments. Les POCs se concentrent essentiellement sur les validation techniques. Les technologies développées peuvent être intégrées avec succès car leur bon fonctionnement a été démontré. Le produit va fonctionner comme prévu car un premier jet de sa conception a été éprouvé avec succès.
Attention à ne pas trop en demander à une Preuve de Concept. Il s'agit seulement de prouver que la technologie peut fonctionner en laboratoire ou sur banc de test, et que le produit a une possibilité d'exister tangible. Souvent au moment des POCs les prototypes fonctionnent en conditions bien particulières, dans un environnement contrôlé et confiné. Il n'est pas encore question de faire fonctionner les POCs autrement que dans les cadres de test. Tout simplement parce que la fiabilité n'est pas au rendez vous et que le produit n'est pas fini et ne supporterai pas d'être en interaction avec un utilisateur ou un bêta-testeur
Si le POC est un prototype fonctionnel uniquement dans le cadre de test, la prochaine étape est de déployer un démonstrateur sur des projets pilotes avec de vrais utilisateurs ( bêta testeur ou simple utilisateur ).
Passer directement de la maquette au démonstrateur est très risqué car rien n'aura été validé et éprouvé au préalable, et le projet pilote échouera très certainement.
Fiabiliser un prototype peut prendre autant de temps que de le concevoir et de le construire. Alors si cette fiabilisation doit se faire durant un projet pilote, l'image renvoyée va être catastrophique. Et aucun enseignement n'aura pu être tiré de ces essais.
Les POCs puis plus tard les démonstrateurs exigent de savoir mettre en place des environnement de test. Ce qui est capital dans tout le développement de projets technologiques. Vous ne sauteriez pas en parachute sans avoir appris à sauter auparavant ( POC ) ni sans avoir vérifié votre matériel pour le saut ( démonstrateur ) ?
Chez Sacha Kooijman Engineering, juste après les maquette, on conseille nos clients sur les points dur technologiques qui les attendent.
Si le point est contournable provisoirement en utilisant une technologie sur étagère, on en profite, pour en apprendre davantage et commencer par le POC produit, le développement de la technologie sera plus précis ensuite. Sinon, si on doit développer ses propres technos il peut être malin de concevoir son banc de test ( = son expérience ) en même temps que sa techno.
Bien réaliser ses Preuves de Concept n'est jamais chose aisée, mais dans le monde des startup, c'est aussi prendre une avance indéniable sur ses concurrents.
Vous avez réalisé vos preuves de concept et vous avez un premier prototype complet, bravo ! Et maintenant vous aimeriez bien le tester en conditions réelles ? Cela tombe bien les projets pilotes servent exactement à ça !
Attention bien souvent les POC ne sont pas assez aboutis pour être lâchés dans le grand bain des test utilisateurs. C'est pour cela que l'on fait la distinction entre POC et démonstrateurs, et qu'une nouvelle itération est nécessaire à ce moment du projet.
Le démonstrateur est un prototype utilisable dans un environnement proche des conditions de service.
Il a pour but d'être déployé dans le cadre de projets pilotes ( = tests chez le client ). Ce déploiement servira de test "grandeur nature" mais sans que les défaillances du prototype aient de conséquences sur le projet. A part les atteintes à la sécurité des utilisateurs bien évidemment ! . Au contraire, au plus il y a de bug et de problèmes, au plus le projet pilote aura servi... A condition bien sur d'avoir mis en place un environnement pour détecter tout problème et déviation dans le temps.
Les interactions produit/utilisateur sont contrôlées, car le démonstrateur n'est pas encore totalement fiabilisé et le produit doit être suivi par ses inventeurs et monitoré. Par contre au contraire du POC, le démonstrateur peut sortir du laboratoire et fonctionner dans le monde réel.
Il s'agit tout simplement d'éprouver le produit en conditions plus ou moins proches du service nominal. En général les interactions utilisateur restent contrôlées ( toutes les fonctionnalités ne sont pas testées, "débridées ) mais l'environnement dans lequel va évoluer le démonstrateur sera très proches de la version commercialisée, le projet a quitté le laboratoire.
Si le produit doit évoluer dans un environnement compliqué ( par exemple en extérieur ) il peut être judicieux de faire plusieurs démonstrateurs, qui se rapprochent progressivement des conditions finales ( un premier en intérieur, le second en extérieur )
Passer d'un POC à une version commercialisable directement cela signifie ne jamais avoir validé l’utilisation du produit en conditions. Et donc s'exposer à tous risque de défaillance, d'usure prématurée, de bug, de problèmes d'utilisation... La liste est longue !
Mettre le projet dans les mains d'utilisateurs implique de respecter un certain nombre de critères de sécurité et fiabilité. Chez Sacha Kooijman Engineering nous nous basons sur notre expertise pour évaluer ces critères et faire avancer le projet jusqu'à déployer le démonstrateur dans de bonnes conditions.
Un démonstrateur est souvent extrêmement riche en enseignements. Il permet de dé-risquer fortement la fin du développement et la préparation de la mise sur le marché. C'est aussi une formidable opportunité commerciale : il est bien plus facile de signer un projet pilote qu'une vente pure, alors que celui ci peut aussi déboucher sur des ventes à l'issue du projet.
Quand faut il se lancer dans la commercialisation de son produit ? C'est la grande question qui hante nombre d'entrepreneurs à en juger par le nombre de projets qui sont éternellement en phase finale de prototypage... Mais qui ne se lancent jamais vraiment ! La question n'est vraiment pas simple à trancher !
Chez Sacha Kooijman Engineering, nous distinguons deux approches qui permettent d'atteindre la commercialisation, le cas du 1er de série, et celui du MVP. Mais dans tous les cas le prérequis est le même : avoir réussi ses projets pilotes et démonstrateurs avant d'attaquer ses prototypes finaux
Les prototypes finaux doivent être :
-Fiabilisés, c'est à dire qu'ils peuvent déjà fonctionner normalement sans défauts, ce que l'on attend de tout produit. Plus dur, ils doivent supporter des interactions improductives de leurs utilisateurs.
-Fini, c'est a dire qu'il n'a pas été fini avec des pièces qui trainaient, des bricolages de dernière minute. La moindre pièce ( écrou, vis, collier rislan...) et la moindre fourniture ( colle, emballage... ). "Fini" n'interdit pas de futures améliorations, bien au contraire !
-Sur, ce qui est la moindre des choses. Le produit ne doit en aucun cas mettre en danger son utilisateur. C'est une notion parfois oubliée des concepteurs.
Ce sont les contraintes qui découlent de la mise sur le marché. On n'oubliera pas non plus les exigences réglementaires de certification qui sont un sujet à part, et non des moindres.
Ensuite parmi les prototypes finaux, on distinguera deux approches : Celle du 1er de série, qui correspond à un exemplaire pré-production déjà complètement industrialisé et finalisé dans son développement et ses fonctionnalités. ( le produit est prêt à être produit à 1000, 10 000, 100 000 exemplaires ) Et celle du MVP ( Minimal Valuable Product ), qui correspond à un produit qui va être mis sur le marché à plus petite échelle et dont le développement va continuer en parallèle des premières ventes.
Le concept du MVP vient du monde du software. Cela consiste à commencer avec la version de produit la plus simple et épurée possible, tout en gardant de l'intérêt aux yeux du client. En hardware, ce principe est applicable au prix de quelques concessions. C'est également un bon moyen de démarrer son projet entrepreneurial. On en parle bientôt dans un article dédié.
Le prototype final, que ce soit en démarche de 1er de série ou MVP a un but évident, sortir une V1 commercialisable !
Il sert de base aux différentes certifications à obtenir, à développer ses packaging et écrire la documentation nécessaire/réglementaire ( notice, fiche technique ).
Il sert également à tester ses outillages et sa production.
L'utilité de tels prototypes tombe sous le sens. Pourtant il y a un piège dans lequel il ne faut pas tomber...
La tentation est grande : Vous avez un proto qui fonctionne bien et recherchez des partenariat pour lancer des projets pilotes. Sauf que les rendez-vous commerciaux se sont trop bien passés, les prospects sont emballés et vous proposent de payer une partie des coûts du projet pilote. Dans votre tête vous vous dites alors : pourquoi attendre 6 mois avant de réaliser mes premières ventes alors qu'une occasion me tends les bras? Et le projet pilote s'est transformé en vente pure et simple au prix d'une pirouette commerciale !
Cela peut paraître tiré par les cheveux, mais dans cette circonstance ou dans d'autres, nous avons vu un nombre considérable de projets tomber dans cet écueil chez Sacha Kooijman Engineering. Le gros risque ici c'est d'avoir vendu un produit qui est en fait toujours un prototype, non fiabilisé, sans maintenance possible et qui n'a pas été convenablement testé. Les conséquences pour la réputation du projet sont désastreuses. Alors qu'à l'inverse un produit objectivement nul mais qui fait ce qu'on lui demande quand on lui demande n'attirera pas les foudres du public.
Allez bon courage c'est la dernière ligne droite !