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1 # 使用者371102696724
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2 # 湯圓電影Vlog
工控產品範圍很廣,主要有以下產品: PLC DCS PAC 工控機 整合控制 工業安全SCADA 自動化軟體 資訊化 人機介面 工業乙太網 現場匯流排 無線通訊 低壓變頻器 高壓變頻器 運動控制 機械傳動 電機 機器視覺 感測器 現場儀表 顯示控制儀表 分析測試儀表 執行機構 低壓電器 電氣連線 盤櫃 電源等等。 工控指的是工業自動化控制,主要利用電子電氣、機械、軟體組合實現。即是工業控制(Factory control),或者是工廠自動化控制(Factory Automation control)。主要是指使用計算機技術,微電子技術,電氣手段,使工廠的生產和製造過程更加自動化、效率化、精確化,並具有可控性及可視性。
首先我們要來理一理硬體研發過程中,工業設計師、機構設計師、電子開發工程師三者的工作職責。
工業設計師:工業設計的定義比較大,我們這裡單講狹義的產品設計。這其中包括產品與人的互動方式的設計、產品外形的設計和產品結構佈局的設計。
產品與人的互動方式,就是說我們如何操作這個產品。比如一扇門是用手推開,還是自動旋轉,還是利用紅外感應自動開門。一臺電視機是用遙控器控制,還是聲控,還是手勢控制。
產品外形就是說它是圓的還是方的,長的還是短的。
產品的結構佈局,就是說考慮到產品的美觀和使用方便,開關是應該放在頂部還是底部,介面是要放背面還是側面,螢幕應該是放在中間還是放在邊緣等等。
優秀的工業設計師應該對產品的整體形態負責,要在技術和藝術中尋找平衡,讓產品滿足多方的需求。也要在多方需求中尋找一個最佳的平衡點:使用者覺得產品很漂亮,用起來很方便;銷售方覺得產品有賣點,能吸引消費者眼球,質量好不容易壞;製造者覺得產品容易生產,成本可以接受,產量可以滿足銷售需求,不容易出次品。
但是在目前國內的情況來說,大部分的工業設計師主要就是負責產品的外觀設計,因此也有被稱為產品外觀設計師、產品造型設計師等。
機構設計師:(即結構設計師,業內普遍稱機構設計師)通常來講,機構設計師應該負責實現產品的外觀,保證產品能夠被生產、組裝出來,並能夠正常工作。
具體的設計內容包括:
1. 電子元件如何擺放,如果固定,如何連線。
2. 機器外殼的內部支撐結構如何設計,需要增加強度的地方要在內部設計筋肋,需要裝螺絲的地方,要設計螺絲孔,需要卡住固定的地方要設計卡扣,需要密封的地方要考慮密封結構等等。
3. 機械傳動結構的設計,比如一個電機如何帶動產品的零件做出活動,一個按鍵如何觸發電子元件上的微動開關,機身如何實現伸縮摺疊的功能等等。
總之,產品外殼之內的所有結構基本都是機構設計師要考慮的。
電子工程師:電子工程師是負責產品的電子件部分的設計規劃工作,例如選用電子元件,佈局規劃PCB電路板等等。我們的產品要實現的電器方面的功能都由電子工程師來負責。
電子工程師的工作內容大概包括:
1. 硬體原理圖設計,透過怎樣的原理來實現產品想要的功能,需要用到哪些元器件。
2. 電子元件選型,選擇適合產品使用的元器件,如顯示屏、電容、電阻等、聯結器等等。
3. PCB規劃,在PCB上如何佈置電子元件,PCB尺寸需要多大等。
以上大概是電子工程師與工業設計和機構設計相關的工作內容。
產品設計的四個設計步驟:
配齊了這三個師,他們通常會透過下面四個步驟完成硬體產品的設計:
1.電子工程師根據產品的功能定義,選擇合適的電子元器件,規劃出PCB的尺寸和佈局,
2.機構工程師根據電子工程師輸出的資訊,建立PCBA的模型(PCBA:是指所有電子元件的組合,包括PCB電路板,電路板上裝好所有的電容、電阻、晶片、顯示屏等等,還包括需要用到的輔助零件,比如散熱風扇、連線線、支撐銅柱等等)
3.工業設計師根據機構工程師輸出的PCBA模型和產品外觀的設計需求,設計產品的外觀,
4.機構工程師根據工業設計師設計的外觀,完成整個產品的結構設計。
不論是企業內部的設計團隊,還是設計公司,從總的設計流程來說,基本都是這四步。但是要做出好的設計,就不是簡單的四步走就能完成的。
各個步驟都需要反覆打磨
好的產品設計,必須是美觀、易用和可行的。我們拋開軟體方面的易用性來看,這三大因素直接對應的都是工業設計師的工作。因此,工業設計應該是硬體產品開發的主導,需要對使用者體驗負責。
但是在我們上面列出的工作流程中,我們可以看到工業設計師在第三步才加入進來,在這個時候,工業設計師和機構設計師及電子工程師之間就會出現碰撞,有可能工業設計師的想法會需要推倒之前的電子件佈局。
例如,原來電子工程師採用了伸縮式開關,工業設計師要求改為撥動式的開關;電子工程師選擇的螢幕是背光LED屏,工業設計師希望採用自發光的OLED螢幕;電子工程師選擇了插腳式的大電容,工業設計師為了外觀更小巧,希望採用貼片式的電容元件;原PCB是正方形的,工業設計師希望改成長方形或圓形。這些需求反饋回電子工程師後,設計流程又回到第一步從頭來過,這個過程可能有多次往復,直到第三步工作完成。
完成了產品的外觀設計後,機構設計師根據工業設計的外觀,要進行結構設計,這個時候也許會發現在現有工藝條件下,這個產品的外觀設計無法實現。或者說可以實現,但是存在較大的風險,或是成本過高。此時又需要回到第三步,讓工業設計師再次調整外觀。在這個過程中,甚至會回到第一步,電子元件設計也可能需要修改。
因此,這四個步驟並不是一個流水線一次完成的,每一步的工作和前後端都相互關聯,前置工作的一個決定,會限制後置工作的發揮,後置工作的一個修改,可能要推翻前期的很多決定,產品就是在這樣反覆磨合、取捨中誕生的。
為了提高工作效率,通常我們在專案開始時,需要所有相關的人員一起參與一個會議,討論出一個大家都認可的方案。我上面舉例中的開關選擇、螢幕選擇、方形還是圓形等,都有可能在這個會議上定下一個基本方向,減少後期工作中的反覆。但是即便有這個會議,也不代表我們能一次性明確所有的細節,有可能在後續設計工作中發現會議上的某個決策不可行或者有更好的方案,那還是會產生我說到的修改情況,增加團隊的工作量。
以上是個人工作中總結的一些經驗,各自的工作可能還有些細節,不過從三者發生的配合關係來講,大致就是這樣的。