01 USB接口防错的效果如何？ 在文章开始之前，我想请大家思考两个问题：
我猜您的回答是：
▲USB需要插3次才能插进 是的，USB接口可以防错。但是，从用户体验角度看，USB接口的防错设计被称为最愚蠢、最不人性化的设计。 如果类似USB接口的防错设计用在生产线上，那么操作员在组装零件时插入两三次才能插对，这不但严重影响生产效率，增加组装成本，也容易造成产品质量问题，同时也是对操作员的精神折磨，因为他们每天同一动作会做成千上万次，每次都需要仔细去看，仔细去对齐，能不神经衰弱吗？ 有多少次您在使用U盘时或者用钥匙开门时，拼命压抑住心中的熊熊怒火？ 这引出了本文的主题：产品设计不但要防错，而且要做到最好的防错，从而减少装配时间，降低装配成本，同时使得操作人员和消费者的用户体验最好。 02 防错概述 1）什么是防错 防错是指通过产品设计和制程管控来防止错误的产生，意即在错误发生前即加以防止。 防错起源于日本，Poka-yoke Poka：ぽか、（俗语）（因粗心而作出意外的）蠢事、错误 Yoke：よけ（余け，避け）、（接尾词）防、挡、遮，指为免受其害而备 置的东西 英文为Mistake-proof，Error-proof 台湾人称之位防呆法，意即一个呆子来操作也不会发生错误。这是一个非常形象的表达。 墨菲定律：可能出错的事情终将出错，哪怕这种可能性只有0.001%。 对产品设计来说，墨菲定律意味着：如果零件在装配时可能存在多个装配位置，无论在生产线上进行何种管控，或者对消费者进行何种教育，终究会装错。 2）现有防错思路集中在制程阶段 一提到防错（poka-yoke），大家首先想到的是产品生产部门的事情，与产品设计无关。网上搜索防错相关资料，您会发现99.99999%是讲如何从制程入手来进行防错，如下图所示：
▲现有防错观点认为防错是生产部门的事情 3）从设计入手防错才是王道 与现有的防错认知相反，我认为：防错首先是产品设计的事情，然后才是生产部门的事情，只有当产品设计无法进行防错或者成本较高时，才考虑从制程进行防错。 本文将会讲到9大防错设计指南：
03 防错设计指南#1： 零件仅具有唯一正确的装配位置 防错设计的基本原则是： 零件仅具有唯一正确的装配位置，当零件具有多个装配位置时，应当设计特征阻止零件被装配到其它不正确的位置。 防错的对象有两种：
当两个零件通过螺钉固定，很容易进行如下图所示的设计。在三维图中，零件之间的相对位置很正确。在做样品过程中、小批量生产过程中，由于产品设计工程师一般会全程参与并指导装配，那么零件也不会被装错。
▲原始的设计 但是，一旦产品大批量生产后，或者因为操作员培训不到位，或者因为操作员刚刚接了一个电话，或者因为操作员刚刚失恋、心情不好。。。。。，就非常有可能把零件装配到错误位置。 那么，上面零件有多少种可能的装配位置呢？ 操作人员可能装配成以下四种，其中只有第一种才是正确的。
▲四个装配位置 需要在两个零件上增加如下图所示的阻止特征，零件才具有唯一正确的装配位置，无论操作人员在何种状态下， 都不可能把零件装配到错误位置。
▲改进的设计
▲设计阻止特征 设计阻止特征、使得零件仅具有唯一正确的装配位置，案例很多，如下：
▲USB接口
▲PS/2接口 04 防错设计指南#2： 防错特征越明显越好 零件的防错设计特征越明显，防错效果越好。 防错特征不明显，需要操作人员的反反复复的识别和调整，浪费大量装配时间，不但容易造成产品质量问题，还使得装配成本增加。
▲防错特征不明显，让人抓狂 防错特征不明显的案例：PS/2接口 十几年前电脑的鼠标和键盘接口是使用PS/2接口，在接入鼠标和键盘时，必须把插头上的凸起与插座上的缺口仔细对齐，否则很难插上。用过PS/2接口的朋友一定体会过连接鼠标和键盘的痛苦。正因为如此，已经全面被USB接口替代。
▲PS/2接口 05 防错设计指南#3： 合并相似零件 在产品中，如果存在相似零件时，尽量把相似零件合并。合并相似零件不但可以节省相应的模具、治具和库存等成本，还可以避免因为零件太过相似而把零件装配到错误的位置。
▲把相似零件合并成一个零件 06 防错设计指南#4： 如不能合并，夸大零件的不相似性 如果两个零件太过相似，这会造成：
▲这就尴尬了
▲哥们，把球给我踢回来一下！ 如果相似零件不可避免，则应尽量夸大零件的不相似性：
▲夸大零件的不相似性 零件应具有独特性，这样就会节省装配过程中寻找零件的时间、以及避免出现装配错误等情况。
▲越独特越好 07 防错设计指南#5： 设计对称的零件、提高零件对称度 完美的零件是完全对称的零件：
典型案例包括耳机接口，是不是闭着眼睛就可以把耳机准确插到手机上？
▲耳机接口 如果完全对称的零件无法获得，则尽量提高零件的对称度。
▲对称度
▲提高零件的对称度
▲提高零件对称度实例 08 防错设计指南#6： 如不能对称，则夸大零件的不对称性 零件如果存在微小的不对称性，会产生以下后果：
如果零件的对称性无法获得，则夸大零件的不对称性。
▲夸大零件的不对称性 09 防错设计指南#7： 设计明显防错标识 如果零件防错特征很难设计，至少需要在零件上做出明显的防错标识，指导操作人员的装配、或者告诉消费者的使用，这些标识包括符号、文字和鲜艳的颜色等。
▲文字防错
▲符号防错 10 防错设计指南#8： 最后的选择：制程防错 当通过产品设计进行防错造成产品成本高昂、甚至无法通过设计进行防错时，可以通过产品的制程管控来防错。此时，产品设计工程师应当把防错的要求准确清晰的告诉制程工程师。 制程防错：
11 防错设计指南#9： 最完美的防错是不必防错 对于防错，仅仅做到防止装配错误还不够，还还需要充分考虑到操作员的操作顺畅性和效率、或者用户使用时的用户体验度。 下图所示的防错方法哪一种最好：
▲哪一种防错最好？ 从我的亲身体验来看：
对于大批量生产来说，生产线上的每秒钟不但影响着产品产能，同时一秒钟的流失意味着产品成本的增加。如果一个生产线上有10个操作员，每个操作员小时费率为30元/小时，那么一秒钟就价值约0.1元。产品年产量如为1000万台，则每年可节省100万人民币，千万不要小看每一秒的价值。 对于消费者使用的产品来说，这关系到用户体验。产品防错设计不好，老是会插错，浪费时间和精力，那么消费者以后就再也不会购买您的产品了。 对于防错设计指南#1~8，防错级别如下图所示。
▲防错级别 对于防错，希望能够做到完美的防错：
我们对于防错设计的要求：
这就是苹果使用Lighting接口、而不是Micro-USB接口的原因。
▲Lighting接口 而最新的USB3.1 TYPE C接口已经抛弃原来的最愚蠢的防错设计，提高了零件对称度，正反均可以插。
▲USB3.1 TYPE C接口 作者简介：钟元，著有书籍《面向成本的产品设计：降本设计之道》和《面向制造和装配的产品设计指南》 |
