電子產(chǎn)品設計與硬件開(kāi)發(fā)流程概述

作為電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的從業(yè)者，了解電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的流程，各部分的具體職能和作業(yè)方式，以正確給自己定位，把握自己的工作內容和工作方式，可以更好的為完成開(kāi)發(fā)工作。本文結合從業(yè)經(jīng)驗就開(kāi)發(fā)流程簡(jiǎn)單概述，簡(jiǎn)要記述筆者對各開(kāi)發(fā)相關(guān)環(huán)節的職能和作用的理解，從而在工作時(shí)的準確個(gè)人定位及正確參與團隊工作，更好的完成電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)工作。相關(guān)文章：《簡(jiǎn)述智能硬件設計開(kāi)發(fā)流程步驟》

 

 

一、概念研發(fā)

這個(gè)過(guò)程是在科研機構或者大學(xué)和少數企業(yè)研究院進(jìn)行的，比如高等院校，國家科研機構，獨立研究機構或者由企業(yè)開(kāi)辦或支持的研究機構等等。這時(shí)的研發(fā)是純粹科研層面的，研發(fā)者僅對認為有學(xué)術(shù)價(jià)值的研究項目進(jìn)行研究，甚至開(kāi)發(fā)的時(shí)候開(kāi)發(fā)者還不完全清楚該項目的具體商業(yè)價(jià)值。所開(kāi)發(fā)的項目也多是一些倫理的驗證或者核心元件的工作原理等問(wèn)題，得到的研究成果往往是一些基礎元件的原型樣品，和產(chǎn)品相去甚遠。這也就是為了不同廠(chǎng)家生產(chǎn)出來(lái)的同種商品的基本工作原理，產(chǎn)品基礎結構和要素部品基本相同的原因。

1、先行開(kāi)發(fā)

這是由企業(yè)培養的具有較高技術(shù)實(shí)力的部門(mén)，從業(yè)者的技術(shù)水平和個(gè)人知識水平相對較高。主要職能是將研發(fā)機構研發(fā)出來(lái)的科技成果轉化為商品所需要的實(shí)用技術(shù)，和開(kāi)發(fā)一些針對商品的具體實(shí)用功能的技術(shù)；同時(shí)分析競爭對手的產(chǎn)品特點(diǎn)，完成公司產(chǎn)品的原型開(kāi)發(fā)。先行開(kāi)發(fā)完成了所有系列投影機的原型設計；和各種新型技術(shù)轉化成可行性研究；同時(shí)完成了一些特殊需要結構的設計。

該環(huán)節對產(chǎn)品新技術(shù)的應用，新產(chǎn)品賣(mài)點(diǎn)的設置起到了至關(guān)重要的作用。主要生成的文件是原型機和研討報告資料等。

2、產(chǎn)品需求調查

新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)需求調查對產(chǎn)品至關(guān)重要，了解客戶(hù)的需要和客戶(hù)的喜好對產(chǎn)品的設計和定位起著(zhù)決定性作用。該環(huán)境是市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)人員的責任和義務(wù)，除了需要了解客戶(hù)對產(chǎn)品需求的了解外還要了解客戶(hù)對產(chǎn)品的外觀(guān)造型好惡，及細節的需求。市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)人員是最接近最終用戶(hù)的環(huán)節人員，也是最了解客戶(hù)喜好和市場(chǎng)動(dòng)態(tài)的，由市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)人員收集的產(chǎn)品需求信息最客觀(guān)最貼近消費者。

3、產(chǎn)品造型設計

這個(gè)工作是專(zhuān)業(yè)從事工業(yè)設計的人員擔當的，從業(yè)者除具有一定的工業(yè)技術(shù)基礎外還應具備良好的美術(shù)功底，并掌握當下流行的流行風(fēng)尚；能夠參考客戶(hù)需求設計出迎合消費者需求或者超越消費者需求引領(lǐng)流行趨勢。工業(yè)設計，是一種根據產(chǎn)業(yè)狀況以決定制作物品之適應特質(zhì)的創(chuàng )造活動(dòng)。適應物品特質(zhì)，不單指物品的結構，而是兼顧使用者和生產(chǎn)者雙方的觀(guān)點(diǎn)，使抽象的概念系統化，完成統一而具體化的物品形象，意即著(zhù)眼于根本的結構與機能間的相互關(guān)系。該設計需要完成產(chǎn)品的造型和顏色，色澤，圖案，麻紋等設計，直接對銷(xiāo)量負責。主要生成文件有產(chǎn)品效果圖，和顏色色號，麻紋紋路號等等。
 

 

4、企劃

理性決策提供按效益化原則設計的方案。規避風(fēng)險和追求效益最大化是企劃的兩大功能。該環(huán)節是根據市場(chǎng)需求情況決定開(kāi)發(fā)的具體機種及其衍生機種，明確新機種的功能，買(mǎi)點(diǎn)，計劃產(chǎn)量，核算成本，利潤等等。主要生成《商品企劃書(shū)》等書(shū)面文件。

二、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)

企劃明確了開(kāi)發(fā)的項目及功能后交由產(chǎn)品設計部門(mén)進(jìn)行產(chǎn)品設計工作?，F在電子產(chǎn)品主要分硬件和軟件兩大類(lèi)，硬件又分為機構件與電氣件。以投影機為例，主要分為4類(lèi)：電氣，軟件，機構和光學(xué)。其中電氣部品又分信號部分和電源部分；機構部分外裝，結構，冷卻，包裝部品等。

外裝部品是指在產(chǎn)品外觀(guān)上看得到的部品和一些相關(guān)的結構件，按照造型設計的效果圖將外觀(guān)零件拆分成可以簡(jiǎn)單加工的多個(gè)部品，多為樹(shù)脂部品，如產(chǎn)品上下蓋，按鍵，門(mén)等。外觀(guān)部品的特點(diǎn)是尺寸除配合尺寸，其他的要求并不嚴格，注重外觀(guān)效果，平整光滑，對有表面處理的件的要求比較高。同種材料的兩個(gè)部品配合的時(shí)候一般都是間隙配合的，且間隙留的比較大。而一些軸孔配合的尺寸會(huì )要求比較高，有些為了達到緊固目的采用了過(guò)贏(yíng)配合的方式；還有一些為了實(shí)現開(kāi)門(mén)動(dòng)作的緩慢進(jìn)行還是用了圓錐形軸和軸套，還可以防止門(mén)意外脫落。

近年來(lái)也有很多公司也使用其他一些材料，如鋁鎂合金材料，碳素纖維材料等，以加強強度或者滿(mǎn)足其他需要。結構件有樹(shù)脂件和鈑金件，主要是連接加固各個(gè)組件或者安裝某個(gè)部品。多以螺釘形式緊固，尺寸要求比較嚴格，尤其是可動(dòng)部件，尺寸要求比較精確。一般由鈑金部品和樹(shù)脂部品緊固的多用粗牙螺紋的自攻螺絲緊固到樹(shù)脂件上，鈑金做通過(guò)孔，而鈑金與鈑金固定為細牙螺紋，為方便組裝，在緊固處的旁邊增加定位銷(xiāo)定位。冷卻機構主要是為冷卻空氣提供必要的通路管道，冷卻風(fēng)由風(fēng)扇驅動(dòng)進(jìn)入送風(fēng)管道，通過(guò)控制管道的截面積來(lái)調整風(fēng)速，達到最佳的送風(fēng)效果。

造型設計是通過(guò)計算機完成的，比較先進(jìn)的設計方法是通過(guò)服務(wù)器組建設計組，每個(gè)人都是一個(gè)設計終端，分攤一個(gè)模塊的造型工作，數據保存在服務(wù)器中，并共享，以方便他人參考。同組的設計者應該保持互相交流，以便及時(shí)發(fā)現并更正問(wèn)題，同時(shí)還能及時(shí)了解別人的想法，以統一設計思想，使設計風(fēng)格一致。

初步造型完成后使用快速成形，切割造型及手工加工的方法做出設計試作品，然后試裝，試驗以發(fā)現并總結問(wèn)題，修改問(wèn)題。根據設計的難易程度決定作一次還是多次設計試作。試作問(wèn)題都排除以后與部品制造部門(mén)或者廠(chǎng)家進(jìn)行研討，根據他們提出的問(wèn)題再進(jìn)一步修正設計，增加工藝性特征，如增加相應的分模線(xiàn)，拔模斜度，導角等。最終生成正式圖紙和相關(guān)作業(yè)文件及電子數據。并在模具品完成以后配合工場(chǎng)技術(shù)對模具品進(jìn)行檢驗，及工廠(chǎng)試作，在對工場(chǎng)試作品的試驗完成以后召開(kāi)質(zhì)量確認會(huì )議，設計工作完成，根據設計難度的不同所需時(shí)間也不相同，一般為半年，全新開(kāi)發(fā)的機種有的可達一年之久。

三、工場(chǎng)技術(shù)

工程技術(shù)（下稱(chēng)工技），主要職責是協(xié)調部品制造部門(mén)或制造商，檢驗模具品的質(zhì)量，把握開(kāi)發(fā)日程和協(xié)調生產(chǎn)。在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段，由產(chǎn)品設計向工技人員介紹產(chǎn)品的特點(diǎn)，讓工技人員了解產(chǎn)品特征。開(kāi)發(fā)后期產(chǎn)品設計向工技提供設計試作樣機，供工技人員了解產(chǎn)品結構。

工技人員參與產(chǎn)品設計與部品制造部門(mén)或者廠(chǎng)家的部品研討，及時(shí)發(fā)現并整理設計中的不足，已經(jīng)模具設計者為簡(jiǎn)化設計提出的要望，工技人員必須全面了解制品設計及模具加工的大致方案，一般把握部品特征，預見(jiàn)部品可能出現的問(wèn)題和做出相應的解決對策，根據實(shí)際生產(chǎn)特點(diǎn)向設計提供符合現地生產(chǎn)的。正確判斷和把握部品的式樣，最終在保證設計意圖的情況下盡快完成開(kāi)發(fā)工作。
 

 

在模具品試模以后，對單個(gè)部品進(jìn)行判定，并試組裝以確定配合尺寸。所有單品完成后進(jìn)行工場(chǎng)試作，試作品提供品質(zhì)保證部門(mén)試驗及檢驗。試驗完成以后對需要修改的地方進(jìn)行修正，制作工廠(chǎng)作業(yè)指導書(shū)，《組裝規格書(shū)》，《部品個(gè)別判定基準》等作業(yè)文件。一般在工場(chǎng)試作一月以后實(shí)施小批量生產(chǎn)，旨在指導工場(chǎng)流水線(xiàn)作業(yè)者正確組裝和調試產(chǎn)品，即發(fā)現并解決流水線(xiàn)作業(yè)時(shí)發(fā)生的問(wèn)題。完成質(zhì)量品質(zhì)會(huì )議，整理問(wèn)題點(diǎn)及對應情況。工作時(shí)間從了解產(chǎn)品開(kāi)始計算一般4個(gè)月左右的時(shí)間。

四、部品制作

該環(huán)節涉及設計的部分是模具制造部門(mén)，在工業(yè)大規模生產(chǎn)中必須使用模具化生產(chǎn)以保證制品的一致性，所以模具設計與生產(chǎn)為商品開(kāi)發(fā)的二次開(kāi)發(fā)。模具設計和生產(chǎn)雖是單件生產(chǎn)，但模具用于大規模生產(chǎn)中，其產(chǎn)品存在一致性，所以在模具生產(chǎn)中就必須保證模具的正確性。

模具設計使用產(chǎn)品設計提供的三維或者二維電子數據，以保證制品與設計的一致性。因模具成形時(shí)會(huì )增加一些工藝性的部分，比如澆口、切斷口、分模線(xiàn)、等痕跡，因模具設計者所使用數據并非完整的產(chǎn)品數據，必須通過(guò)工技與產(chǎn)品設計溝通，達成共識后方可實(shí)施，以便產(chǎn)品設計總體把握產(chǎn)品狀態(tài)和式樣。其他對產(chǎn)品造型的修改，如拔模斜度，公差中間值等修改原則上以產(chǎn)品設計為主。

模具設計與產(chǎn)品設計研討過(guò)程要求工技人員參與，以便工技人員了解部品可能出現的問(wèn)題，合理預見(jiàn)問(wèn)題處理方法。模具設計主要生成模具電子數據和圖紙，加工人員通過(guò)圖紙了解設計意圖，使用電子數據保證加工的準確性。因模具成本相對較高，模具設計階段應基本保證制品造型的正確性和合理性，否則加工完成后修改一則成本較高，二則可能對原有模具結構造成不可修復的破壞，影響模具質(zhì)量。

整個(gè)模具制造時(shí)間為20天到50天時(shí)間。還有一些部品的加工模具相對比較簡(jiǎn)單，如片型材料的五金模具，刀模等。所需時(shí)間也相對較短。外觀(guān)制品往往有表面處理要求，如涂裝、電鍍、蒸著(zhù)、印刷等等，為保證符合造型設計的設計意圖，需要反復調試比對，以達到最佳效果，因工業(yè)生產(chǎn)存在一定誤差，此類(lèi)樣本在封樣時(shí)需要同時(shí)確定上限樣本與下限樣本，將色差，光澤等難于控制的因素限制在某一范圍區間內，以方便生產(chǎn)。