5.开发与原型制作

01   开发工作的定义

开发工作涉及对解决方案的精炼和改进。这一过程贯穿设计的各个阶段，甚至在产品交付给客户后仍会继续进行。开发的初衷是确保解决方案能够有效运行，并在此过程中降低风险，优化成功率。

02   开发工作的目标

开发工作的首要目标是创建一个可行的解决方案。在复杂的开发过程中，例如为竞赛构建机器人，需要尽早识别并消除不确定性，以避免在最终方案选择上浪费时间，早期发现潜在问题是降低风险的关键。

设计问题通常涉及多个相互冲突的要求，优化是找到不同要求之间最佳折衷的过程，是开发工作的重要组成部分。

03   开发的方法

开发工作可以通过多种方法进行，较多主题可以根据以下顺序进行开发：

1．绘图

绘图用于记录想法、与他人沟通以及研究设计各部分如何协同工作。绘图的类型包括草图、图示绘图和技术绘图，后者通常使用计算机辅助设计软件，例如CAD制作。

2．建模

模型可以是物理对象或数学/计算机模型。物理模型用于可视化解决方案，目前青少年使用较多的123D、犀牛、Solidworks（较难）等，而计算机模型则用于预测解决方案的表现（难度较高，不适用于青少年制作）。

3．原型制作

原型是一个研究方案的研究版本，通常使用与最终产品不同的材料制作，具有便宜、易于操作的优势。原型使设计师能够评估解决方案的实际效果。通过展示原型，设计师可以获取用户的意见和建议，从而进一步优化设计。此外，帮助设计师在结构、功能和外观上进行探索和改进。

04   原型制作的方法

§ 现成材料

常见的原型材料包括纸板、海报纸、泡沫板等，这些材料易于切割和组装。此外，塑料薄片和木材也可以用于建模。家中常见的物品，如塑料瓶、吸管和铝罐等，亦可用于原型制作。

§ 构建工具包

有多种构建工具包适合用于原型制作，这些工具包不仅适合儿童，在实际工作中，许多专业工程师也常用它们来快速构建简单设备。例如乐高可以用于组装、无焊面包板与电子模块是制作简单电路的理想选择。