2011年3月1日 星期二

手機設計 / 張育儒

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






( ). 一部手機的設計靈魂部門

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. 與及 QA)等部門所組成.
( A ).ID (Industry Design).
  手機的工業設計.手機的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 MotorolaA1200翻蓋的半透明,Nokia 7610的圓弧形的外觀,SE W550c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.對一部手機是否成一部暢銷的產品,手機的工業設計也顯得特別重要了.

( B ).MD (Mechanical Design).
手機的結構設計,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.繁瑣的部件是需要MD的工作人員有關材質與以及工藝都非常熟識. Motorola V313.9mm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.另外有個別用戶的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.

( C ).HW (Hardware).
  硬體主要設計電路以及天線,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 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,大家可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 (MD)與工業設計師(ID)會有爭吵.MDID都是畫家,畫一些大家做不出來的東西,ID卻會說MD.不按他們的設計做,所以手機賣得不好. ,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成事.

當年Motorola Vv70ID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.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,HW/MD會開發新材料.才能應付ID的要求.Nokia 8800.是一個好例子,既有金屬感,但又不影響天線的接收能力.

( D ).SW(Software).
  軟件.相對來說,SW是更容易為大家所理解.由於電腦的普及.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 .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 ,名目繁多.SW的測試不僅只是在尋找Bug.SW對一致性的測試,兼容性的測試等都是非常重要的項目.以目前"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.軟件和硬體的工程師之間的衝突相信是不會比其他部門少!這種關係的繞來繞去.所以便需要 "PM(Project Management)來拹調了.
i-Phone中的介面和程式語法:
http://www.youtube.com/watch?v=4KVeVMkEAT0

( E ).PM (Project Management).
  項目管理部門.大規模公司凡的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拹調工作.PM這個部門通常存在於那些有自己設計,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.

( F ).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,新材質,新的手機元件/測試器材…..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 ,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,但投入的開發資金和人力便是付之流水了.是一個極大的損失.

( G ).QA (Quality Assurance)
 .QA部門將負擔起整個流程的質量保證之工作.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的簡單.一旦生產.就是成千上萬部.要保證每一部產品的優良質量是絕非一件簡單容易的 .生產一部手機的樣品和生產10萬部手機產品完全是兩碼子事.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 ,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制出來的手機卻不能投入生產的情況.不僅如 .一款手機的成功上市,能夠賣個滿堂紅,仍然是需要與一眾的手機用戶有親密的接觸.並且經歷過用戶的反映下作出極速的改善才能成功來的.










()手機製造流程
01
首先是項目啟動,獲得手機平臺的3D檔案(指手機的電路板的相關資料檔案和3D檔),在Pro-E中將手機的四視圖(正視圖,側視圖,開蓋圖,背面圖)的線框圖以11的形式匯出成圖片,然後列印出來發放給各個ID設計師。
注:這裡要說到的,其實這種只提供四視圖的方式不科學,應該提供手機各個視圖的資料,這樣可以各個角度,空間中去思考形體。但由於時間和公司的要求也就做罷了。
02
針對專案進行探討,對手機設計的方向提出相應要求。(例如針對的人群,成本的控制,風格的確定等等)
03
ID
設計師開始針對四視圖和3D檔案進行草圖的繪製,也就是開始設計了。然後出較多的設計方案進行反復的探討和篩選,對手機的結構和可行性還有材料進行一些評估,爭取在設計階段就儘量考慮完善,以免後期做結構和量產的時候出現更多的問題。 最後經過篩選後確定每位設計師的最終草圖方案。
04
然後根據最終的草圖方案進行2維效果圖製作。這裡需要注意的是要儘量按11的比例去進行,套著手機的板子做。在做效果圖的根據自己的水準儘量的表現充分,注意大小,結構,材質,顏色,細節各方面的製作
至於2維效果圖的製作使用的軟體就沒有限制了。

05
2
維效果圖完成以後,如果感覺不錯的話就可以做出簡單的3D模型並進行一些渲染,這樣可以在3維空間內推敲形體並對一些自己認為不妥的地方進行修改。另外可以對一些材質和效果做出解析圖,這樣有利於結構工程師和領導進行評價。
06
最後如果方案被選中,這樣就要開始進行外觀手板製作了,結構工程師就會根據你的2維效果圖和3維效果圖使用Pro-E製作3D檔案,在製作3D時結構工程師會考慮到一些結構的問題,完成以後就把3D檔檔案發送給模型廠進行模型製作,但目前只是外觀手板,還沒不是結構手板。 所謂外觀手板就是假的,不能用的,模型裡面沒有電路板和其它部件;結構手板其實就是可以用的手機了,手機裡面該有的都有了。
07
最後製作出來的手板進行檢討,並做市場調查,如果反映好的話,這樣就會進行量產了。
a 首先是做結構。結構工程師要根據板子在Pro-E裡面製作,要考慮到各個方面,這是相當關鍵的。
b
商業談判。結構工程師做完檔案後會把檔發給生產商看,生產商就會根據手跡的檔案和製作熟練進行評估,最後報價。這樣雙方就要開始進行商業談判和簽訂合同了。
c
小批量生產。小批量生產出來的手機會返回來試用,然後找出手機設計,硬體,軟體中的不足,然後進行修改,這樣的過程要反復很多次,這是為以後上市不出現問題所做的必要工作。
d ID
設計師和結構工程師跟蹤專案。在反復的修改中,ID設計師和結構工程師要對出現的問題進行快速的修改解決,對一些相應的細節進行確認。
e
如果上面的做的差不多了的話,就基本上快完成了,接下來的就是產品的包裝啊,廣告宣傳啊一些後續工作了。
f 最後上市。
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2 )較少為人知的手機測試項目.

1).
軟件壓力測試:
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,有關的軟件是需要重新0的編寫了,故有時候手機上是會出現不同的軟 件版本存在的情況來.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,是未有經過充分的測試工作便推出發售來了.

2).
抗摔性測試:
抗摔性測試是由專門的實驗室來進行.0.5M的微跌落測試要做300/(手機有六個面).2M的跌落測試每個面需各做一次.模擬人把手機拋到卓面,亦要經過最少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).
/低溫測試:
讓手機處於高低不同溫度的環境下進行測試手機的適應性. 低溫一般由零下20C,高溫則設在80C左右.

4).
高濕度測試:
用一個專門的柜子來操作滴水測試.模擬人出汗的情況(而水內是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):
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,是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嗅味與及掉油漆的可能來!

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,是用一部翻蓋的模擬機器來進行,它是設有力度,角度的行程來控制.

7).
扭矩測試:
對直身機,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:
在北方的地方,天氣較為之乾燥.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.進行這測試的工具.是被稱 "靜電槍"和銅板來配合使用,而有關的靜電槍其電壓是會調較到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~2秒左右,並在一間有濕度控制的房間內進行.而有關的充電器(火牛)亦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,假使用戶每攻按鍵100,就是1000,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,細小的沙子被鼓吹起來,經過約三小時後,把打開手機並察看手機內部是否有沙子進入,如果是有,那麼手機的設計密閉性不夠好,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,甚麼情況都會發生,例如尋找不到SIM. 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,是否會令到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 護電路設計是否能作正常的運作.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 .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,他們在賣長久的服務,誰都不想把自己辛苦建立起來的牌子名譽弄壞的 !



欣賞一下手機的製造過程吧!

資料參考:
http://adweb.aa.uic.edu/web/gallery/fullscreen.php?pid=259&s=1&np=5