"Фууу, вы продаёте китайское" или Как мы с нуля организовали производство в Китае и почему это другое

Сегодня хочу простым языком и с большим количеством фотографий рассказать, как мы прошли путь от прототипа в гараже до серийного производства своего продукта в Китае. Мы выстраиваем этот бизнес с нуля: я не стал покупать готовые решения и сам собрал первый прототип буквально из говна и палок, а паять электронику мне помогала 6 летняя дочь!

0. Кто мы и чем занимаемся

1. MVP или с чего всё начиналось

2. Version 1: в кровь стёртые руки от алюминия

3. Version 2: серийное производство в Китае

4. Version 3: новая схемотехника и планы по захвату мира

5. Version 4: влажные мечты об IP67 и антивандализме

6. Заключение

Всем привет, меня зовут Анатолий и я инженер. Для тех, кто видит проект впервые, дам небольшую вводную:

Наш продукт – интерактивные светодиодные пиксельные платформы, которые превращают помещение в игровую зону для детей и взрослых. Суть развлечения заключается в том, чтобы люди выполняли различные игровые сценарии: от обычных “Классиков” и “Пол – это лава”, до игры в “Пинг-Понг” на 32 квадратных метрах площади, покрытой специальными светодиодными плитками, оснащенными датчиками нажатия.

На сегодняшний день мы:

О проекте я рассказываю в телеграм канале @pixel_quest, делюсь техническими аспектами разработки, а также новостями и ежемесячными финансовыми показателями.

Кто следит за проектом с самого начала, скорее всего помнит, что электронику для прототипа я собирал дома руками. К расстановке компонентов на платы я привлекал даже дочь… как говорится, любишь играть, люби и платы собирать! Это были боль и страдания (мои, не дочери, ей даже нравилось) и десятки часов рабочих митингов, проведенных с пинцетом в руках и паяльником за кадром, да простят меня коллеги...

После ручной расстановки компонентов на паяльную пасту плата отправляется “запекаться” на термостол или в паяльную печь.

Сам каркас был сделан из дерева с помощью ЧПУ станка, а стекла из первого попавшегося молочного оргстекла с дополнительным матованием шлифмашинкой.

По итогу получилась небольшая платформа 3х2 метра для проведения детского праздника. Все остались довольны, а прототип доказал свою работоспособность.

Едем дальше.

Было принято решение строить в Москве полноценное игровое заведение с пиксельной комнатой площадью 32м2. Эту версию мы решили собирать из алюминиевого профиля. Профиль был изготовлен в Китае по нашим чертежам и аккуратно нарезан на короткие отрезки. Снова боль и страдания: пришлось за неделю скрутить между собой 1500 отрезков профиля на уголках.

Для сборки печатных плат мы привлекали уже студентов, благо это было как раз лето. Тоже боль и огромный процент брака, который мне приходилось исправлять в пыльном подвале во время пусконаладки.

Плавно подошли к самому интересному – организации своего серийного производства на фабриках в Китае. Для контекста: за первую половину этого года мы произвели суммарно уже более 5000 пикселей, а к концу года планируем утроить это количество. Разобью раздел по комплектующим.

Печатные платы

Электроника спроектирована и разработана полностью с нуля. Сборку плат для первой промышленной партии в 1500 штук мы заказывали уже на автоматизированном производстве с ручным контролем после.

В первой партии из под станка вышло достаточно много брака + встречался брак комплектующих. Пришлось в подвальных условиях заниматься срочным ремонтом (снова).

Сейчас у нас уже два этапа контроля: первый – на производстве печатных плат, второй – на этапе сборки готового изделия на другом предприятии. Должно стать сильно лучше, а дальше будем двигаться в сторону автоматизированного контроля при сборке печатных плат + дополнительного человека в роли ОТК на выходе с производства.

Корпуса пикселей

Изготовление под нас уникальной пресс-формы для литья корпусов и десяти тестовых образцов в Китае обошлось нам порядка 600 тыс. руб. Это долгий и сложный технологический процесс с фрезеровкой и электроэрозионной обработкой на ЧПУ. На видео можно рассмотреть целую систему трубок для заполнения пластиком и последующего охлаждения детали. Пресс-форма изготавливается один раз и практически не допускает внесения изменений, цена ошибки на этом этапе очень высока.

Срок службы такой формы составляет порядка 500 тыс. деталей. Одна деталь производится 2-3 минуты, т.е. в день можно выпускать около 500 единиц. Для литья мы используем огнестойкий филамент Nylon UL94 V0+GF с вкраплением стекловолокна для прочности.

Стекла (поликарбонат)

Чтобы подобрать нужный поликарбонат, мы заказали около 30 тестовых образцов разной степени молочности и выбрали один. Теперь производитель льет под нас сотни квадратных метров этого материала и сразу режет их на квадратики 30х30.

Вот в таких паллетах оно путешествует по Китаю. На одном паллете помещается больше 120 м2 стекол, что покрывает четыре наших игровых комнаты.

Датчики + 3D печать ножек

В качестве датчиков нажатия мы используем весовые тензодатчики. Сейчас перешли от самых дешевых ноунейм датчиков на 50кг к датчикам более именитого производителя (хочется верить наградам Alibaba) с заявленной характеристикой в 100кг каждый (у нас 4 датчика на каждый пиксель), пока что показывают себя отлично. Сами датчики серийные, но производитель под нас монтирует специальные разъемы на нужной длине провода.

Ну а ножки для них печатаем на китайских 3D фермах (я бы сказал “плантациях”):

Все 3D чертежи, в том числе и корпуса пикселя, по которому делали форму для литья, разрабатывали сами, так что можно сказать продукт полностью наш и он уникальный с точки зрения конструктива.

Кабеля и разъемы

CAN шина требует кабель с особыми характеристиками и соблюдения топологии разводки. Для этого приходится на заказ изготавливать неразрывный кабель с T-образными коннекторами. Причём кабель делает один производитель, а монтирует разъемы уже другой.

Дополнительно изготавливаются разъемы питания, выглядит это примерно вот так:

Финальная сборка

Ну и апогеем всего, что было до этого, является сборка и тестирование конечного изделия, когда комплектующие со всех фабрик съезжаются в Шэньчжэнь.

География нашего китайского производства выглядит примерно так:

Наша текущая реализация основана на идее объединения пикселей в группы по 9 шт (сегменты 3х3) с последующим подключением сегментов на единую шину данных. Это накладывает ряд неудобств на производственный процесс и эксплуатацию, а также сказывается на надёжности. Китайцы делают свои платформы на базе Ethernet-DMX трансмиттеров, объединяя пиксели в длинные цепочки, что негативно сказывается на скорости отклика.

В новой версии мы планируем сделать каждый пиксель самостоятельным, сохранив при этом преимущества CAN шины в части скорости передачи данных и удобства подключения. Такой подход позволит значительно оптимизировать производство (избавиться от отдельного изделия – блока связи) и ещё лучше наладить процессы ОТК, существенно повысив надежность, и снизить затраты на эксплуатацию и ремонт! После этого сможем масштабироваться ещё активнее!

Нашли интересный вариант сотрудничества и уже прорабатываем уличный вариант игры. Нам предстоит решить много сложных технических задач в контексте реализации влагозащищенного и антивандального исполнения пикселя, а также поиска надежного решения для датчика нажатия. Работать 24/7 под открытым солнцем – отдельный класс электротехнических устройств, который требует совсем других компетенций и инвестиций. Них** не понятно, но очень интересно!

Подводя итог статьи и отвечая на вопрос, что даёт нам собственное производство:

Статья отчасти является консолидацией постов телеграм канала @pixel_quest

Кому интересно следить за проектом своевременно и небольшими порциями, подписывайтесь, пишу там исключительно сам примерно раз в 4-7 дней. Больше планирую рассказывать про техническую составляющую проекта с постепенным уклоном в IT, дополнительно публикую ежемесячные финансовые отчёты. Вскоре начнем публиковать отчёты по локациям первых партнёров.