2011年2月28日 星期一

手機工業設計 / 葉庭吟


現在的手機已經漸漸脫離了單純通訊工具的身份,逐漸轉變成為一個多媒體和信息的終端設備,未來日常的溝通、娛樂、理財等活動,都是可以透過手機來進行。當大家在每一次看到一部新奇而又擁有高性能、鮮亮的外觀設計的手機出現時,各位是否有這樣的好奇心,這樣的手機到底是怎麼設計和製造出來的呢?

所以今天我們嘗試用一個技術的客觀角度,來簡單描述手機設計部門的構造與及部門與部門之間的關係,最後向大家展示手機由製造到面世前的種種測試,好讓大家更進一步瞭解手機,更加珍惜你的愛機,或許你日後不會輕易的更換它了吧!


一、手機的設計流程
用一個較簡單的闡釋,一般的手機設計公司是需要最基本有六個部門:
ID、MD、HW、SW、PM、Sourcing、QA。


1、ID(Industry Design)工業設計
包括手機的外觀、材質、手感、顏色配搭,主要界面的實現與及色彩等方面的設計。

例如摩托羅拉「明」翻蓋的半透明,諾基亞7610的圓弧形外觀,索愛W550的陽光橙等。這些給用戶的特別感受和體驗都是屬於手機工業設計的範疇,一部手機是否能成為暢銷的產品,手機的工業設計顯得特別重要!


2、MD(Mechanical Design)結構設計
手機的前殼、後殼、手機的攝像鏡頭位置的選擇,固定的方式,電池如何連接,手機的厚薄程度。如果是滑蓋手機,如何讓手機滑上去,怎樣實現自動往上彈,SIM卡怎樣插和拔的安排,這些都是手機結構設計的範疇。繁瑣的部件需要MD的工作人員對材質以及工藝都非常熟識。



摩托羅拉V3以 13.9mm的厚度掀起了手機市場的熱潮,V3手機以超薄為賣點,因為它的手機外殼材質選擇十分關鍵,所以V3的外殼是由技術超前的航空級鋁合金材質打造而成。可以這樣說,特殊外殼材質的選擇成就了V3的成功。

另外有個別用戶反應在使用某些超薄滑蓋手機的時候,在接聽電話時總能感覺到手機前殼的左右搖動,這就是手機結構設計出了問題,由於手機的殼體太薄,通話時的揚聲器振動很容易讓手機的機身產生了共振。


3、HW(Hardware) 硬件設計
硬件主要設計電路以及天線,而HW是要和MD保持經常性的溝通。

比如MD要求做薄,於是電路也要薄才行得通。同時HW也會要求MD放置天線的區域比較大,和電池的距離也要足夠遠,HW還會要求ID在天線附近不要放置有金屬配件等等。可想而知一部內置天線的設計手機,其製造成本是會較一部外置天線設計的手機貴上20-25%,其主要因素就是天線的設計,物料的要求與及電路的設計和製造成本平均都是要求較高一些。

通常結構設計師(MD)與工業設計師(ID)都會有爭論,MD說ID都是畫家,畫一些大家做不出來的東西,而ID會說MD笨,不按他們的設計做,所以手機賣得不好。所以,一款新的手機在動手設計前,各個部門都會對ID部門的設計創意進行評審,一個好的ID一定要是一個可以實現的創意,並且客戶的體驗感覺要很好才行。當年摩托羅拉V70的ID就是一個很好的實現創意例子,後期市場的反應也不錯,而西門子的Xelibri的創意雖然也很好,也可實現,但可惜的是最終客戶的使用感覺並不好,所以一個真正好的創意,不但要好看,可實現,而且還要好用。


另外HW也會與ID吵架,ID喜歡用金屬裝飾,但是金屬會影響了天線的設計以及容易產生靜電的問題,因此HW會很惱火,ID/MD會開發新材料,才能應付ID的要求。諾基亞8800就是一個好例子,既有金屬感,又不影響天線的接收能力。


4、SW(Software)軟件設計
相對來說,SW是更容易為大家所理解,由於計算機的普及,讓我們最大程度地接觸了各種各樣的軟件,手機操作界面的模式,大家經常看到的手機九官格操作菜單的實現,這都是SW設計的範疇。
SW要充分考慮到界面的可操作性,是否人性化,是否美觀的因素。SW的測試非常複雜,名目繁多,SW的測試不僅只是在尋找Bug,一致性的測試、兼容性的測試等都是非常重要的項目,在目前「內容為主」的信息時代,軟件才是手機的最終幕後支柱,硬件的驅動是軟件來實現,軟件和硬件的工程師之間的衝突相信是不會比其它部門少,這種關係的繞來繞去,所以便需要有PM(Project Management)項目管理來協調了。


5、PM(Project Management)項目管理
大規模公司的PM都分得非常細緻,比如TPM (Technologly Of Project Management),即專門管技術的PM,而普通的PM,只管理項目的進度各協調工作,PM這個部門通常存在於那些自己設計,自己生產,自己銷售手機的公司,AM(Account Manager)的職位恐怕大家都不陌生,作為客戶經理,對公司內部是代表客戶提出要求,對外則代表公司的整體形象,在兩者之間起著不可或缺的橋樑作用。



6、Sourcing資源開發部
資源開發部的員工要不停地去挖掘新的資源,如新材質、新的手機組件、測試器材等,當手機開始試產時,他們要保證生產線上所需要的所有生產物料齊備。

手機進行小批量試生產,考察的不僅是軟/硬件的成熟度,還包括考察生產工藝和生產的測試技術,有些手機在進行到這個階段時,卻通過不了這一關的話,最後是以失敗告終。於是這款新設計的手機便不會出現在市場上了,而投入的開發資金和人力卻付之流水,是一個極大的損失。


7、QA(Quality Assurance)質量監督
QA部門負擔起整個流程質量保證的工作,督促開發過程是否符合預定的流程,保證項目的可生產性,有很多新設計的手機,就因為碰上了不可生產的某種因素而放棄了。
生產一部手機不是在實驗室內做實驗那麼簡單,一旦生產就是成千上萬部,要保證每一部產品的優質絕非一件簡單容易的事。生產一部手機的樣品和生產10萬部手機完全是兩碼子事。

舉例:中國的菜館出的都是樣品,麥當勞做的是產品,所以麥當勞可以做得很大,而且到目前為止,中國的菜館暫時還沒有做到像麥當勞的規模是事實,所以手機設計公司才會建立起很多流程來防止出現設計研製出來的手機卻不能投入生產的情況。

不僅如此,一款手機的成功上市,能夠賣個滿堂紅,仍然是需要與大眾手機用戶有親密的接觸,並且經過用戶的反饋以及快速的改善才能成功。



二、鮮為人知的手機測試項目

1、壓力測試
用自動測試軟件連續對手機撥打1000個電話,檢查手機是否會發生故障。倘若出了問題,有關的軟件就需要重新編寫了。所以有時候手機上會出現不同的軟件版本存在的情況,其實告訴大家一個秘密,手機的版本越多,這可以證明該手機在推出發售前,未經過充分的測試工作便發售了。



2、抗摔性測試
抗摔性測試是由專門的Pprt可靠性實驗室來進行,0.5m的微跌落測試要做300次/面(手機有六個面)。而2m的跌落測試每個面需各做一次,還仿真人把手機拋到桌面,而手機所用的電池,也要經過最少4m的高度,單獨的向著地面撞擊跌落100次而不能有破裂的情況出現。



3、高/低溫測試
讓手機處於不同溫度環境下測試手機的適應性,低溫一般在零下20攝氏度,高溫則在80攝氏度左右。


4、高濕度測試
用一個專門的櫃子來作滴水測試,仿真人出汗的情況(水內滲入一定比例的鹽分),約需進行30個小時。



5、百格測試(又稱界豆腐測試)
用H4硬度的鉛筆在手機外殼上畫100格子,看看手機的外殼是否會掉下油漆,有些要求更嚴格的手機,會在手機的外殼上再塗抹上一些「名牌」的化妝品,看看是否因有不同的化學成分而將手機的油漆產生異味或者掉漆的可能。



6、翻蓋可靠性測試
對翻蓋手機進行翻蓋10萬次,檢查手機殼體的損耗情況,是用一部翻蓋的仿真機來進行,它可以設置翻蓋的力度、角度等



7、扭矩測試
直機用夾具夾住兩頭,一個往左擰,一個往右擰。扭矩測試主要是考驗手機殼體和手機內面大型器件的強度。



8、靜電測試
在北方地區,天氣較為乾燥,手摸金屬的東西容易產生靜電,會引致擊穿手機的電路,有些設計不好的手機就是這麼樣突然損壞了。進行這種測試的工具,是一個被稱為「靜電槍」的銅板,靜電槍會調較到10-15KV的高壓低電流的狀況,對手機的所有金屬接觸點進行放電的擊試,時間約為300ms-2s左右,並在一間有濕度控制的房間內進行,而有關的充電器(火牛)也會有同樣的測試,合格才能出廠發售。


9、按鍵壽命測試
借助機器以給設定的力量對鍵盤擊打10萬次,假使用戶每按鍵100次,就是1000天,相當於用戶使用手機三年左右的時間。


10、沙塵測試
將手機放入特定的箱子內,細小的沙子被吹風機鼓吹起來,經過約三小時後,打開手機並察看手機內部是否有沙子進入。如果有,那麼手機的密閉性設計不夠好,其結構設計有待重新調整。

此外,手機的測試還包含了更多更離奇的測項目,比如把手機放在鐵板上打電話加以測試,由於此時磁場發生了變化,什麼情況都會發生,例如尋找不到SIM卡等。

用鐵絲在手機底部連接器內撥來撥去,主要是要考慮到手袋內有鎖匙的情況下,是否會令手機出現短路的問題。

還有故意把充電器/電池反接測試,看看手機的保護電路設計是否能正常運作,靠近日光燈打電話的測試,人體吸收電磁波比例的測試,以及靠近心臟起博器打電話的測試等等,上述所提及的各種測試都是不可少的。

以上的測試基本上各大知名的手機製造商都會嚴格執行,因為他們賣的不僅只是手機本身,更重要的是他們在賣服務和信譽,誰都不想把自己辛苦建立起來的招牌砸了吧!



介紹完手機設計的流程,接下來是有關手機工業設計的部分。
以下是採訪一位工業設計師的資料。

陳銘鏞,Moto北亞區資深工業設計師,英文名sean chen,也叫700,2006年年初「明」Moto A1200手機上市。陳銘鏞就是這款手機的主設計師。如下是sean chen為大家介紹這款手機的設計以及和網友們從1200聊起的設計話題。









精彩問答
zjut-winflower 說:
請問700老師一個問題:
1,你剛開始在MOTO做設計的時候,應該也是想法很多,但是也會被卡掉很多吧?
2,在經過了一段時間後,也許你的想法設計都成熟了,但是每次設計,我相信你肯定也是想給自己一個突破,那發現做的東西和自己以前做的東西比較相像的時候,會不會比較煩惱,遇到思路沒法打開了,這個時候該怎麼辦?
3,MOTO對剛進去的新人一般是怎麼培養他們的呢?
sean chen 說:
1. 沒錯.就算是現在也一樣會被卡掉很多,因為在大公司工作大部分的時間多是在協調的工作也,就是處理人的問題….只有一點點時間做design,有時候根本不需要sketch or rendering……
2. 多看…..多看好的設計.也就是多看好的設計….. 把自己每次的 sketch 保留下來並標上日期九了你會看到進步旳過程.
3. 操………狠狠的操……… 開玩笑的……….. 其實新進的設計師在Skills 方面是不太有問題的,因為這在進門前我們都是精選過旳….為一缺乏的是瞭解MOTO….做對的設計,因為每一個案子多有不同旳一要求及銷售對象.......

zy2757667說:
我做手機設計不久,A1200上市後比較關注,也曾跑過幾次商場,把玩過,作為設計者,我覺得結構設計還是最為值得學習的,(關於設計語言的運用還是深深佩服V3ID和結構創新).
關於nokia和moto的市場策略的確有所不同和朋友聊過,如果去年沒有V3,那末moto會怎麼樣,nokia又會怎麼樣,我的意思是前年(也許是更早)的V3的市場策略如果失誤那麼後果會如何,當然,在中國,萬老師說過可以用一款產品撼動市場,OK,我們也很高興地看到適時而出地"超薄"概念所引領的風潮,哈哈.
回到主題,1200前面的大"lens"是水貨市場以及一些品牌廠商短期無法複製的,其中SPK走線也曾在高端音響產品中看到過,但沒敢把這種思路copy到我們的手機上(這種設計對於一般廠商來說是十分冒險的,還是真心話吧,哈哈),問過許多人,在真實接觸後,他們感覺這塊lens太厚了些.功能界面而言,我覺的對於一般所屬受眾來說還是不錯的.
但就其價位和市場定位,更重要的,現在的國內手機水平而言,在06年1200是很難達到V3的效應了(當然V3效應現在還未曾消失),所以,我正等待moto今年年底應該會有另一大作

sean chen 說:
V3………….的成功的確是救了MOTO 也是使無前例的….它是以專案的方式完成且秘密的進行, 期間全世界旳MOTO員工也只有極少知道, 且MOTO 傾全力用最好旳 ME & EE engineers support 「研究」出最薄旳結構後才交給設計師去做設計(包殼)……….. 薄到只有打電話及接電話的功能……其他的功能大多去除了. 我也很喜歡…..誰不想做這樣的案子.
知道嗎? MOTO 每在開啟一個案子時有分所謂的global and regional之分, V3 就是前者而 A1200 就是後者. 此外V3 在production 檢測時完全是專案特別通過而活, A1200 卻是一項一項測試慢慢的依要求標準完成通過. MOTO 有很多的案子其實是這樣被砍掉的,存活率保守估計大約不到一半,可能更少實際的數子我也不清楚……想想實在心酸….. designer 的心血……
至於你說的(高端音響產) 我的確是沒見過如果可以的話請你也放個圖片給我看看. 因為我在設計時的確是沒見過……..
此外我也跟你一樣很期待MOTO 旳新產品上市,因為它們多是很辛苦的被完成的….by the way, 我想很少會有其它的手機銷量及效應可以跟 V3它一樣… Let』s wait to see.

wangwanyong 說:
恩,project確實只是 很小一部分,往往其他的協調溝通等 後續工作更多..
還有一個問題想請教700
你們在設計的同時
如何來發現 考慮和 運用 最新的 材料 和 處理工藝,這些信息 會有部門來提供給你們嗎? 
比如說V3,部分採用金屬的材料,那麼一開始誰來提供這些創新信息呢?
對於設計師,對時尚東西的敏感的表現,你是如何來做的呢?
不好意思,又問了這麼多
sean chen 說:
Materials, color and finish will be provided by "co-function team」 for designer inspiration…… (材料、色彩和工藝?由合作團隊提供給設計師)
Designer 其自身的修養與對culture& fashion & aesthetic & trends 的敏銳度需要有一定的陪養….. 今天的designer 已與傳統的designer 不一樣啦……不只是做做project 而已.

明日王 說:
請問700老兄覺得在大學這段時間裡應當注重設計意識的培養還是著重對軟件的學習?
sean chen 說:
1.Software不管2D or 3D 已經是必備的……應當注重設計意識的培養.
2.手繪的練習,只有練習,別無它途,但要多看好的設計,並且知到道為什麼別人為什麼這樣做.
3.平面以及立體構成的作業,是設計的基礎,是訓練你的"執行能力"及你對"設計品質"要求.
4.網站, under construction….




當然設計師也可以來個天馬行空的夢想手機
以下要來介紹Nokia 888 的概念手機
目前最火紅的手機是什麼?iPhone、HTC、Google Phone、Nokia、黑莓、還是……?如果要說目前最被矚目的手機,不外乎是觸控螢幕系列,不論是哪家手機公司,都搭上這股熱潮,推出許多沒有實體按鍵的觸控型手機。這股觸控型手機的熱潮被預計會延續到2013年,屆時會有超過一半的手機是採用觸控式的螢幕介面。不過如果你對於觸控式的手機已經感到厭煩,或是想知道未來手機其他可能的表現方式,本篇要介紹給你的就是最新概念機,Nokia 888
【Nokia 888】
其實Nokia 888早在數年前就已經發表構想,但是由於當初的觸控螢幕和電子材料的不普遍,這款蓋念機只有曇花一現。最近Nokia 888再次被提起,因為他被視為Nokia未來極有可能反擊的秘密武器。


Nokia 888的最炫概念就是可以隨意彎曲的機殼,背面就是目前熱門的觸控螢幕
其他的功能細項,看完影片就很清楚囉



很多設計的靈感,其實是來自人類對未來的想像。
如果人們相信,那它就會成真。


參考網站
http://3c.msn.com.tw/View.aspx?ArticleID=42599&pageIndex=0
http://www.youtube.com/watch?v=D3dF44XtHek&feature=player_embedded
http://www.dk101.com/Discuz/viewthread.php?tid=90719
http://designers.tw/article-743-1.html