ハードウェア開発費用｜費用内訳と効果的な削減方法

ハードウェア開発費用の内訳

ハードウェアの開発には、様々な費用がかかります。製品の成功には、各費用を正確に見積もり、適切に管理することが大切です。製品のアイデアが形になるまでのハードウェア開発の主な費用の内訳を詳しく解説します。

人件費

開発チームやプロジェクトに関与するすべての人材の給与や関連する費用が含まれます。ハードウェア開発には、エンジニア、デザイナー、プロジェクトマネージャー、テストエンジニアなど、さまざまなスキルセットを持つ専門家が必要です。

従業員に支払う福利厚生費用も人件費に含まれます。これには健康保険、厚生年金、労災保険などの社会保険料や、有給休暇、退職金、社員旅行などの福利厚生プログラムの費用が含まれます。

材料費

ハードウェア製品の製造に必要な素材や部品の費用です。これには、基板、電子・電気部品、樹脂部品、金属部品などの物理的な部品が含まれます。また、部品を購入する際の輸送費や関税なども含まれます。

設計・開発ツールの費用

ハードウェアを設計し、開発するために必要なソフトウェアツールやハードウェアツールの費用です。これには、タスク管理ツール、CADソフトウェア、シミュレーションツール、などが含まれます。これらのツールのライセンス費用や購入費用、アップデートやメンテナンス費用が含まれます。

試作・評価費用

ハードウェア製品の試作品を製造し、評価するための費用です。試作品の製造には、やり方によっては特別な生産工程や工具が必要であり、これらの費用も含まれます。また、試作品の評価やテストに必要な機器や施設の利用料も考慮されます。

試験、認証費用

ハードウェア製品が適切に機能し、規制に準拠していることを確認するための試験や認証の費用です。製品の品質試験、安全試験、規制認証、および製品の国際規格への適合テストが含まれます。

Bluetooth SIG、電気安全法（PSE）、技適、CE、FCCなど、仕向国での機器利用に必要な認証を取得するための、試験費用や申請費用も含まれます。これらの規制は、ハードウェア製品が世界中の市場で販売され、安全に使用されることを確保するためのものです。

その他の経費

その他、開発プロセス全体にかかる経費が含まれます。これには、現地調査するための旅費交通費、通信費、資料の印刷費用などが含まれます。また、物理的な製造が伴うゆえに、運搬費用や開発を行うための建物・施設の賃料なども必要となります。その他、必要に応じて、特許取得費用や法務コンサルティング費用などの知的財産関連の費用も含まれる場合があります。

開発チームの人件費

ハードウェア製品の開発には、様々なスキルと専門知識を持つチームが必要です。ここでは、開発チームの主要な役割とその人件費について見ていきます。

エンジニア

エンジニアは、製品の設計、開発、テストにおいて中心的な役割です。電子回路設計や組み込みシステムの開発など、ハードウェアの核となる技術を担当します。また、ハードウェアを動かすための組み込みソフトウェアやファームウェアの開発も行います。製品の機能性や信頼性を高めるために必要不可欠な存在です。

エンジニアの人件費は、スキルレベルや経験に応じて異なりますが、一般的に経験豊富なシニアエンジニアや特定の技術領域に精通したエキスパートエンジニアは高い時給や報酬になる傾向があります。また、プロジェクトの規模や重要性に応じて、エンジニアの人件費も変化します。

プロジェクトマネージャー

プロジェクトマネージャーは、開発プロセス全体を計画し、調整し、管理する役割です。チームの進捗状況を追跡し、予算や期日を遵守してプロジェクト全体をまとめます。チーム全体の協調性と効率性を確保する上で重要です。

プロジェクトマネージャーの人件費は、経験レベルや資格、プロジェクトの複雑さによって異なります。経験豊富なプロジェクトマネージャーやプロジェクトマネジメントの専門家は、一般的に高い報酬になる傾向があります。

プロダクトデザイナー

プロダクトデザインの要素はインダストリアルデザイン（外観・形状・質感）と、UI/UXデザイン（製品やディスプレイ、インタフェースの設計）などがあります。プロダクトデザイナーはこれらの要素を組み合わせて、製品を魅力的で使いやすいものにするためのデザインを作る役割です。

プロダクトデザイナーの人件費は、デザインスキルや経験、プロジェクトの要件に応じて変動しますが、有名なデザイナーや特定の分野での専門家は、通常高い報酬になります。また、プロダクトデザイナーの人件費には、デザインのコンセプト開発から実装、プロトタイプの作成、および最終的なデザインの調整までのすべての段階を含める必要があります。

品質保証（QA）担当者

品質保証担当者は、製品が高品質であることを確保するための試験や品質管理の活動を担当します。製品の機能や性能のテスト計画を立て、実施、製品が仕様に適合しているかを確認、そしてバグや欠陥を特定して修正する役割です。

品質保証担当者の人件費は、テストスキルや経験に応じて変動しますが、人件費には、テスト計画の策定、テスト実行、品質レポートの作成など、品質保証活動に関連するすべての作業が含まれる必要があります。

購買担当者

購買担当者は、製品の開発に必要な部品の調達や製造プロセスの管理を行い、プロジェクトのコストとスケジュールを最適化する役割です。適切なサプライヤーを見つけて価格交渉を行い、製品の品質とコスト効率を最適化します。

購買担当者の人件費は、調達スキルや交渉力、調達する製品やサービスの種類によって変動しますが、製調達計画の策定、ベンダーとの交渉、契約の管理などが含まれる必要があります。

開発プロセスの各工程の所要時間

ハードウェア開発の所要時間はプロジェクトの規模や複雑さによって変わりますが、一般的にはPoC（原理試作）、EVT（機能試作）、DVT（設計検証試験）、PVT（生産検証試験）、量産のフェーズがあります。

それぞれフェーズごとに、以下で紹介する開発サイクルがあります。（ただし、プロジェクト毎に特性も異なるため一概には言えません）

つまり、費用を算出するためには、この開発サイクルごとに期間や人数はどれくらいなのか、また、部材費はどれくらいなのかといった点を鑑みて見積もる必要があります。

要件定義

• 所要時間: 1 ～ 2 ヶ月
• 詳細: 製品の目的や要件を明確にし、顧客のニーズを理解し、仕様書を作成するのに数週間から数ヶ月かかる場合があります。後工程の要件定義は、前のフェーズで出てきた課題などがあれば、修正や追加をするかたちになります。

設計

• 所要時間: 2 ～ 4 ヶ月
• 詳細: 要件定義に基づいて、ハードウェアのアーキテクチャや回路図、機 械設計などの設計が行われます。設計段階では、製品の機能や性能、外観などが具体化されます。

開発

• 所要時間: 3 ～ 6 ヶ月
• 詳細: 設計された仕様に基づいて、ハードウェアの実際の製造やプログラミングなどが行われます。この段階では、製品の試作やプロトタイプの作成、組み立て、ソフトウェアの開発が行われます。

テストと検証

• 所要時間: 2 ～ 4 ヶ月
• 詳細: 開発された製品の機能や性能を確認するためのテストや検証が行われます。テストは、ユニットテスト、統合テスト、システムテストなどの段階に分かれる場合があります。また、品質管理や安全性の評価も行われます。

ハードウェア開発の費用が高くなる要因

ハードウェア開発の費用が高くなる要因は多々あります。それらを把握しておくことはハードウェア開発の成功に向けて重要です。主な要因を下記で紹介します。

複雑性の増加

ハードウェアの複雑性が増すと、開発に必要なリソースや時間が増加します。高度な機能や技術を実装する場合、設計やテストにかかる費用が増える傾向があります。複雑な設計はエンジニアリングの困難さを増し、テストや問題解決に時間と労力を要します。

試作とテストの費用

新しい製品やサービスを開発する際には、試作品の製造とテストが必要です。特に複雑な製品や多くの条件が付くと、試作とテストの費用は上がります。また、それらの製品の性能や信頼性を確保するための試作サイクルや厳密なテストが必要となります。

試作品の製造やテスト施設の利用、専門的な知識を持ったテスト担当者の給与など、これらの要素が開発費用を大きく増加させる要因となります。

部材費の高騰

製品の開発に必要な部材の価格が上昇することも開発費用の増加につながります。原材料や部品の価格は市場の需給バランスによって変動するため、グローバルな問題が供給チェーンに影響したり、為替が影響するケースもあります。

また、希少な素材や特定の部品の需要が高まると、その価格は急激に上昇することがあります。これにより、製品の製造コストが増大し、開発費用が高くなります。

製造数量が少ない

少量生産では製造数量が少ないため、それらの開発費などの固定費（イニシャル費用）を各製品に均等に割り振ると、製品一つあたりの開発費用が大きくなります。

さらに、製品の数量が少ないと生産ラインの設定や準備、部品の注文量などが大量生産に比べて効率的でなくなります。このため、少量生産のハードウェア製品の生産コストも高くなります。

人件費の高騰

人件費が高騰すると、製品の生産にかかるコストが増加します。製品の組み立てやテストなどの作業に従事する労働者の給与が上昇するため、製品の製造費用が増加します。

また、中国などの安価な労働力を活用していた企業が、他の国や地域に製造拠点を移転する可能性があります。これにより、製品の供給チェーンが変化し、製造や物流にかかる費用が増加することがあります。

開発費用の削減方法

ハードウェア開発には多くの場合、膨大な費用がかかります。費用を抑えながらも、ハードウェアの開発を成功させるためにはどのような方法があるのでしょう。

ハードウェア開発において費用を削減する方法を紹介します。

オープンソースや既存の技術の活用

オープンソースソフトウェアは、ソースコードが一般に公開され、ライセンスの範囲内で誰でも自由に使用、変更、再配布することができるソフトウェアのことです。ハードウェア製品の設計や図面作成に使用するCADソフトウェアなどがあります。

新たに開発する必要がない部分については、オープンソースソフトウェアや既存の技術を活用することで、開発費用を削減することができます。既存のライブラリやツールを使用することで、開発作業の効率化が図れます。

プロトタイピングとテストの効率化

プロトタイピングは、製品の初期のバージョンや試作品を作成するプロセスです。プロトタイピングやテストのプロセスを効率化し、試作サイクルを短縮することで、開発費用を削減することができます。迅速なフィードバックを得て、早期に問題を発見し修正することで、開発コストを抑えることができます。

リスクの最小化

プロジェクトの初期段階でリスクを評価し、適切な対策を講じることで、開発費用を効果的に削減することができます。

部品や材料の調達遅延や品質の問題による遅れを防ぐためには、信頼性の高いサプライヤーとの関係構築や複数の調達先の確保が重要です。また、予備部品のストックを保有することで、予期せぬ問題にも柔軟に対応できます。

さらに新しい技術やプロセスの導入には、予想外の障害や課題が発生する可能性があります。これを踏まえ、プロジェクトの初期段階で十分な研究と検証を行い、リスクの特定と軽減策の検討を行うことが重要です。

まとめ

費用の削減においてはバランスが大切です。費用を過度に削減することで、開発プロセスや製品の品質に影響が出る可能性があります。後から修正や改善を行うことで、かえって追加の費用や時間がかかることもあります。そのため、費用の削減策を実施する際には、製品の品質や性能を損なわないよう慎重に検討する必要があります。

ハードウェア開発の過程での品質管理やテストの手順、適切な設計プロセスの採用など、品質と性能を確保するための投資も重要です。