机构工程师的设计感受

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第一篇:机构工程师的设计感受

BenQ台湾机构工程师的设计感受(一

天天画PRO-E,日日摔产品,时时钉厂商,「专做 内在美」─结构工程师雕塑产品最完美的曲线

一切,从破坏开始……

家里的后院,洗衣机矩形的外壳被拆了下来,一把螺丝起子、一根铁槌,洗衣机机身内的片片块块散落一地,ABCD、ACDB、DACB、CDBA……太多可能的排列组合,就算想破他的小脑袋瓜儿,也变不回原来的洗衣机……

明基桃园事业区6F研发中心,一台造价不斐的投影机,机壳静置在桌上的一角,螺丝、面板、灯泡模块、UHP 高效能灯泡、风扇……上百种零组件被一一地仔细端详、拆解开来,再依序一个个组装回去,熟练的动作,投影机分毫不差地回复原本的面貌。这次可不像小时候那么逊,现在,他可是会拆又会装!

结构设计,穿上我的内在美

结构工程师的工作就像是在堆积木,工业设计中心提出他们对产品外观的构想后,结构工程师用ProE勾勒出产品的内部架构,实现ID(industrial design)设计的梦想。工业设计中心决定产品的外在美,与Chris同样身为结构工程师的同仁们负责产品的内在美,也就是产品的内构件与心脏,设法在有限的空间里放进所有的零组件,于既有功能一个也不能少的前提下,努力把产品的内涵做得比别人更优美。

L.J.形容自己就像一名建筑师,建筑师思考的是房子的坪数大小、需要用到哪些建材、如何盖出一栋好房子等问题;结构工程师想的是产品的长宽高各是多少、达成任务功能需要哪些组件、在应许的空间内如何放下这些零组件。进行设计时,结构工程师必须随时提醒自己,是否做出工业设计想要的东西,是否兼顾到产品的功能性与量产性,包括产品的良率等。

新手机的诞生从PM制定各种规格开始,在工业设计中心完成外观设计,于结构工程师手中进行内部规划与建整;CD-ROM也是在PM依据产品诉求族群与使用状况提出产品规格要求后开始进入研发与生产流程,但是它的属性和手机、数字相机等消费性电子产品不同,CD-ROM是个与速度竞赛的量产性产品,在结构上强调的是设计的可制造性与可量产性,如果设计过于复杂,CP担心将会提高量产的困难度,丧失

速度上的竞争优势。

ID所设计出的外观有时会造成结构设计上的限制,在结构设计的过程中衍生出各种问题,例如外观该以喷漆还是电镀方式处理等,因此,正式进入结构设计阶段之前,结构工程师会先就空间、EE等面向评估

工业设计中心提案的可行性。

在结构设计的第一个阶段,工程师扮演的是设计师的角色,决定产品的内部架构,并将内部空间的零组件配置绘制成图(lay out)。过去还没有软件工具的时候,Chris与结构工程师只能用纸、笔和尺一笔笔画出设计图,设计图上必须有正确、清楚的尺寸标示,图每个人都会画,但是产品内部有许多内构件,有的内构件符合公差上限,有的符合公差下限,如何得出一个合理的累积公差是最大的挑战。

进入第二个阶段后,工程师化身为建筑师,将产品整个机身搭建起来。制图后,产品还要经过开模(mock up)、发包等各种步骤才能进入量产,在这个过程中,除了各种测试外,结构工程师还要负责模具厂的选择、模具制程前后的检讨等工作。

从工业设计出发再进入结构设计是一个由外而内的过程,H.W.将结构设计所扮演的角色归纳为整合、接口、美化、与保护等四种。

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boris at 2007-5-11 13:47:43

结构工程师,角色四合一

结构是个整合者,因为从电池、外观设计、到产品制造,结构工程师必须整合产品与各部功能,有些零组件有固定的位置,有些可以随意移动,结构工程师设法将所有元素兜在一起,让ID的梦想成真。结构是一种接口,她所涉及的零件本身就是各种接口,例如,按键是产品对外的接口,沟通人与机器。结构是一种美化,与工业设计中心携手合作,实现工业设计中心的造形设计,为一堆冰冷的电子零件,穿上美丽的外衣。结构也负责保护产品与消费者,例如手机外壳防水、防震的功能,能让手机在受到某种程度的外力冲击时,维持正常的运作。

与电子、韧体相比,结构具有相对的外显性,设计的结果摊在阳光底下,每个人都可以看得到,也因此每个人都有自己的意见与想法,许多结构工程师都和CP有过同样的经验,结构进行变更时,可以听见各种不同的声音,结构工程师应该多观察、多拆解别人的产品,并从中学习他人的长处。他山之石可以攻错,拆别人的机器,想想别人为何如此设计,可以吸收别人的经验,也能获取一些设计的灵感。

先后负责过扫描仪与数字相机两种产品的结构设计后,Vincent依然热爱这份工作,已趋成熟的扫描仪强调产品功能,具有消费产品属性的数字相机除了功能之外,也强调轻薄短小的外观,然而,不管产品种类是否相同,结构设计一直有新的任务等着自己去完成。

就像开车,当你掀开引擎盖时,总会希望汽车内部装置的安排能干净又利落。每每拆开日本知名品牌的数字相机,Vincent都会惊讶于她内部结构设计的简洁,一开始就采用对的方法,设计出来的自然会是个好产品,如何运用理性的方法让每个组件,甚至每条排线的组合都让人看得舒服,考验的不只是结构工程师初始设计架构的完善性,更是结构工程师的技术与创新能力。

结构特务,要苦其心志、劳其筋骨

计算机当机之后可以重开机,数字相机不能用到一半就当机,使用的时候机身的外壳也不能突然掉下来。结构工程师的工作内容中,「测试」大概是多数人最感兴趣的部分。不论是落下测试还是破坏式测试,以各种测试方法验证产品的品质与功能可信度,主要都是为了确保产出的产

品有一定的水平。

不同的产品有不同的属性,测试方法也不尽相同。手机的测试必须考虑消费者的使用情境,除了落下测试外,还要考虑手机在不同地方、不同环境的使用情况,温度的高低、冷热的冲击等都是测试要项。手机的体积越小,内部结构设计所能保留的安全空间也越小,对H.W.而言,落

下测试与热冲击是较具挑战性的两个测试项目。

摔落是消费者使用手机时最常发生的意外状况,因此,落下测试是结构设计最基本的关卡。热冲击的目的在确保手机在特定的高、低温范围内,能不受温度变化影响,正常运作,烤完之后再冰,冰完之后又烤。每家厂商设有不同的测试标准,不一定是以100°C烘烤、以0°C冰镇。落下测试与热冲击也会交叉进行,在冰、烤之后进行落下测试,检测手机在高、低温环境下的耐

摔程度。

IC贴牌客户的手机必须通过客户的测试,过去测试设备并不齐全,结构工程师必须自己设法补强。为了顺利通过客户端所进行的测试,结构工程师采取比一般更严格的测试标准,H.W.与同事们「还曾经站到桌子上,往上跳起,再松手让手机落下,或像丢棒球一样,把手机对着墙壁

摔,用各种方法让手机受尽折磨。

BenQ台湾机构工程师的设计感受(二)

boris 发表于: 2007-5-11 13:48 来源: 设计之路

H.W.所负责的手机可以直接摔到地上,但是Chris所负责的投影机单价昂贵,必须活用落下测试的方法,避免在测试过程中损坏整台机器可能付出的高额成本,投影机造价高,在进行落下测试前,结构工程师会先进行评估,将昂贵、不影响测试准确性的零组件先取出,初步测试完成后再做最后的测试。

数字相机主要的测试项目大致可分为功能性与结构性两大类,前者包括分辨率、色彩饱和度与锐利度、省电性、与拍照速度等,后者包括可靠度与相机的结实度。CD-ROM的结构设计则首重整合后产品功能是否能正常运作,为了消费者的安全起见,也为了让消费者留下美好的使用经验,完整的测试项目是最重要的关键。

创新,生命会自己寻找出路

结构,如果你因为它听起来生硬就以为它没有创新的空间,那么,结构工程师们的实际行为表现马上

可以证明你是错的。

创新不一定要抽象,也不一定要深奥,解决问题其实就是一种创新的过程。CP相信专利可以从小地方做起,多思考、多问为什么、看看别人的做法、回顾自己的经验,工作不能只是埋头苦干,也要懂得思考。

要创新,就不能有“me too”的想法,把创新当作一种态度,接受新的观念、新的想法、与新的点子。手机的结构设计在工业设计完成后开始进行,H.W.与结构设计同仁时常看见工业设计中心在产品设计上一些奇特的想法,这些创新的点子其实并不一定要有艰深的技术才能实现,拿到ID设计图时,不能只是因为

过去从来没有人做过,就否定它的可行性。

习惯去想一些新的点子,就像生命会自己寻找出路,困难也一定会有解决的方法,只是现在我们还没想到。Chris与同仁时常用这句话勉励自己,随时将相反(reverse)、转移(transfer)、合并(combine)、改变方向(change direction)、延伸(extend)、减少(reduce)等六个创新法则拿出来检视,把生活上的点点滴滴融入设计里,简单的一个移除或重新排列的动作都可能得到意想不到的效果。

以投影机为例,结构设计的创新可以从系统架构与材料选择两方面着手。投影机在运转的过程中会产生噪音,结构工程师必须设法将噪音减到最低,不一定要有大幅度的结构设计变动才能有改善的效果,有时候小小的改变也可能获得很大的突破。Chris表示,风扇是噪音的主要来源,目前结构工程师正设法寻找

具有散热功能,又能不制造噪音的替代方案。

参考别人的设计与经验,也能汲取创新的泉源。影存事业群储存事业部成立于1994年,直到1998、1999年之际CD-ROM才开始由同仁负责完整的结构设计,为了让结构设计有更多的变化与可能性,CP与结构工程师们时常拆解竞争厂商的产品,参考别人设计与思考的过程,「跨入消费性电子领域后,面对新的、过去毫无设计经验的产品,工程师们更要懂得去学习、参考他人的经验,减少错误的发生。

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boris at 2007-5-11 13:48:54

同样的方法,也应用在数字相机的结构设计上,在拆解的过程中往往会产生新的想法,创新最快的方法是观摩其它人的做法,再将这些概念重新转化成设计理念。除了功能与可靠度这两种结构上的考量外,Vincent也会在操作接口上动脑筋,构思新的创意。

这样的产品怎么卖得出去?K.Y.看到我们设计出来的第一台数字相机时,对当时做出来的产品品质非常不满意。有了第一次的经验后,第二台数位相机铝镁合金的外壳为整体结构的质感加了不少分数,我们的数字相机也从此开始正式问市。」数字相机属于消费精品,在结构设计上要求的不是压低价格,而是新技术的应用,Vincent表示,目前数字相机内部共有四片板子,设计出来的产品既要精致化,也要有质感,结构工程师必须设法找到空隙,发现空间,让产品符合轻

薄短小的市场潮流。

就方法言,Vincent透过观摩别人的产品、寻找并应用新零件、以及新技术的发展来创新,拆解世界知名品牌的机器,看看别人如何将各种功能所需要的零组件整齐、干净地置入有限的空间,既能从中汲取经验,也能获得新的灵感。以镜头这个数字相机的关键零组件为例,在目前的市场供需态势下,属于卖方市场,买方很难掌握这部分的成本,结构工程师必须设法取得并掌握

最新的关键零组件,才能跳出卖方市场的局限。

全球营销总部副总王文璨(Jerry Wang)观察CeBIT 2003的产品发展趋势,发现轻薄短小等流行元素的产品外观与设计内涵是进军消费性电子产业的成败关键,就纯手机而言,大方向的趋势也是如此。如何在有限的空间里达成ID的要求,并做出具有信度的产品,是手机结构工程师面临的最大的挑战。缩小体积,L.J.从缩小组件所占的空间着手,合并和减少是两个可行的方法,但是考虑到手机的视讯操作性,体积的缩小还是存在着某种程度的极限。

真正的创新存在于日常生活中,《国家地理频道》、《Discovery》等频道的节目提供许多科技新知与文化艺术知识,Chris相信,把这些平日获得的涵养带入设计与工作流程之中,有助于设计的创新。目前结构工程师仍偏重于设计层面,未来还是要能兼顾研发。结构工程师,三分

之二的精神贡献在项目上,三分之一留给思考与学习。

品质,设计要进取,验证要保守

设计对品质有七成的影响力,品质不该只是品管同仁的责任。CP直言结构工程师在品质把关上具有举足轻重的地位,结构设计涉及各种零组件的组装,零组件与供货商的选择、制度的建立、结构工程师技术与经验的累积等,都是影响产品品质的重要因素。

手机采用客制化(customization)组件,对零组件与供货商的品质控管,L.J.有深刻的感受,目前手机组件的合作厂商以本土供货商为主,这些厂商大多缺乏制度,品质控管能力不足,因此,结构工程师往往也肩负了监督厂商的责任,协助厂商找出问题、解决问题,让组件供应维持稳定的品质。

对于这种状况,H.W.也表示,个人计算机已成为成熟产业的一环,零组件供货商具有一定的品质水准;相对上,消费性电子产业有更高的品质要求,外观处理也更多样化,大部分的零组件厂商都跟不上消费性电子大厂的脚步,结构工程师时常得协助厂商解决各种管理上的问题。

不单是手机,数字相机下游厂商参差不齐的水准往往也造成Vincent与同仁工作上的困难,不单是零组件的品质,厂商的良率表现太差时,结构工程师也要从流程着手,设法协助厂商分析

并解决制程上的问题。

不论做得多好,品质永远都会是个问题,最重要的是制度的落实。L.J.指出,相较于其它世界大厂,日本手机大厂推出新型手机的速度之所以会比较慢,主要就是因为他们对品质的坚持,当速度与品质两者只能取其一时,在结构工程师的心里,品质永远要摆在第一位。当然,将品质放到第一位,时间久了在心态上难免会驱于保守,为了避免这种情况发生,L.J.始终坚持设计要

进取(aggressive),验证要保守

BenQ台湾机构工程师的设计感受(三)

boris 发表于: 2007-5-11 13:49 来源: 设计之路

在明基之前,台湾没有其它厂商做过手机,个人计算机的规格大同小异,手机的规格却是百家争鸣。从手机部门成立之初就参与结构设计的H.W.回想整个手机研发的发展过程,一开始,结构设计最重要的任务是让手机动起来,按键按了不会动,拿起听筒没声音,不能正常运作,一切都免谈。

做出可以「动」的手机后,结构设计接下来要考虑的是手机的耐用性与坚固程度,规格是一种标准,一开始我们并没有一个可供参考的对象,只凭直觉制定规格,这对结构设计而言,无异是瓦上霜

随着IC贴牌经验的累积,规格制定也渐渐上了轨道,有了规格,结构设计师知道自己要做到什么程度,在设计上也就更能掌握产品的品质。

日制与韩制手机向来以高品质著称,要与这些世界级大厂竞争,结构工程师就不能只把目标放在做出产品上,做得出来之外,还要追求更高的品质与质感。握感是否能让消费者觉得坚实不会松动、外观处理是否能做得更细致,产品的质感就从这些小地方累积出来,在加入新功能的同时,H.W.也会看看日本与韩国如何把手机做得小巧又精致,如何把接缝做得均匀又有美感。

当外界影响因素多的时候,品质控管也变得难上加难,CD-ROM这类动件产品便是如此,CP表示,外部变量多,CD-ROM的测试项目也跟着多,然而,CD-ROM的运作会出现状况,大多时候问题是出在光盘片身上,毕竟不同品牌的光盘片不一定能在所有CD-ROM上运转,这也是CD-ROM的测试特别重视测试项目

完整性的主要原因。

速度,以团队换取时间

不断汰旧换新是IT与消费性电子产业的特性,唯有在第一时间抢先推出新产品,才有成为机会成为市场上的赢家。速度取决于结构工程师的技术成熟度,流程(process)与专业分工则是加快设计脚步的催化剂。结构设计是一个团队合作的工程,非个人力量所能独立完成。在这场与时间的竞赛里,L.J.与结构工程师们以成熟的技术、团队合作、与制度化的管理领先同业。

学校教育教的是理论,结构工程师必须在实务操作的过程中累积拆、装的经验,掌握来龙去脉,才能节省时间,然而,除了最基本的人员技术训练外,Vincent认为结构设计团队也可以透过细部分工,由两、三位同仁共同负责一个零组件的结构设计图,将所需花费的时间极小化。团队如何分工,L.J.认为方法视

产品的种类而定。

从体积最庞大的背投电视到最迷你的二、三磅投影机,众多的产品种类提高了数字媒体事业群结构工程师工作的难度,其中投影机结合了声、光、电、热、与结构,工程师必须具备系统整合的能力,才能完成设计的任务,然而,也正因涉及的领域如此广泛,工程师可以在投影机身上看到各种不同的层面,Chris相信对学机械的人而言,投影机是可以学到最多东西的产品,过程中挫折感难免,但是这些经验的累积却

能让自己的基本功夫变得更扎实。

产品多,复杂度高,人力又有限,早上手边做的是LCD TV,下午可能就换成了投影机。在这样的境况下,又要因应产品生命周期短的市场生态,数字媒体事业群的结构设计团队如何克服开发速度这个难题?

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boris at 2007-5-11 13:50:27

速度不可能单靠一个人就能达成,唯有运用团队的力量才能追上产品更新的速度。如何运用有限的人力完成公司所交付的项目,有赖组织对项目进行与人力配置的安排,例如,让不同的项目有不同的起始点,便是一个可以尝试的方法。然而,团队合作说起来容易,做起来难,每个小组负责的项目不只一个,有些项目可能正要收尾,有的可能正在进行起始的可行性评估,也有的可能正在设法解决问题(debug),这些工作分别该由哪些同仁负责,Chris与团队伙伴间随时都要做好协调与分配的工作。速度决定于良好的规划(plan)。H.W.相信制度化的公司对所有的规格与结构设计有一定的流程安排,可以让产品的开发过程更有效率。工作检查清单(checklist)的建立便是加速结构设计流程的一种机制,从工业设计中心拿到产品外观设计图后,倘若结构工程师有一张清楚、完整的表格,可以用来检查所有工作项目是否已全数完成,Vincent相信结构设计的过程

将会更流畅。

结构工程师永远都在追schedule。早一步提出项目,就能拉长思考的时间,为了让结构工程师有更杰出的表现,Vincent建议可以订定一个两年的计划时间表,至于正在进行的工作,可以运用既有的人力配置,有效利用时间,例如在绘制设计图的同时也一边进行检讨,在错误发生前事先防范,缩短作业时间,提高速度。在着手画设计图之前缜密思考,画得快也要画得小心。倘若因为一心求快而忽略设计的通盘性与完整性,CP相信日后花在解决问题上的时间将数倍于此。

Cost Control,以经验为师

为产品找到各种组成组件是结构工程师份内的职责,有正确的成本概念才能从设计之初就做好成本控制的工作。一般提到降低成本大抵不出大量生产、降低规格与减少功能等方法,控制成本主要是希望能提高公司的获利,H.W.认为,提高产品的附加价值(value up),多花一百元提升产品美感与规格,让产品价格提高1000元,同样也能增加利润。消费性电子产品如果在一开始设计的时候就只考虑成本问题,结构工程师很难兼顾产品的质感,CP建议或许可以换个方式,设计出产品后再设法进行成本控制。

结构工程师在选择材料时,通常会考虑材料的成本、使用特性、与组装性。就CD-ROM而言,日系厂商的规格复杂度高,所选用的工程材料也比较高级,要与日本大厂竞争,CP建议可以从改善产品的结构强度着手,在成本的控制上,选用厂商选择性较多的组件材料,可以降低被厂商

剥削的风险,压低材料成本。

然而,投影机这类产品所需用到的特殊用料选择性少,能提供物料的厂商也少,结构工程师必须在有限的范围里找出最好的选择。Chris指出,产品上市前必须通过安规认证,材料含有多少有毒物质、是否会受高温影响失去黏性或产生异味,结构工程师必须审慎选择,才能避免因

rework而徒然增加的不必要成本。

就像投影机灯泡的螺丝不小心掉进投影机内部,会造成当机一样,有了一次经验,下回设计时,结构工程师就会设法让螺丝在松开的时候还是与机身相连,把消费者更换灯泡的动作变得更简

单。

这些宝贵的经验透过checklist记录下来,与同仁分享,可以避免错误再次发生,降低成本,也提高设计的速度。

有九分实力,说九分话

结构工程师负责架构的整合,必须具有良好的空间与几何概念,虽然就学期间大多主修机械系,但是学校教育以理论为主,学了许多关于汽车引擎运转的原理,却从来没有实际看过汽车引擎的模样。在明基从传真机、无线电话、到手机,许多结构设计实务应用所需要的知识与技术,H.W.都是在接触到产品后才逐渐累积出来。(www.xiexiebang.com)

L.J.也坦言甄补新人时,很难去期待他能具备专业知识与技术,特别是因为我们走在台湾手机研发与生产的最前端,不论是知识技术还是相关经验,都领先同业,因此,L.J.期待的是「擅于自我表达,个性不会过于沉闷,具有沟通能力的社会新鲜人,至于有经验的人才,L.J.希望他

们能为组织带进良好的管理经验与制度。

BenQ台湾机构工程师的设计感受(四)

boris 发表于: 2007-5-11 13:52 来源: 设计之路

经验丰富后自然会在设计的过程中把工厂的组装性与量产性考虑进去,也会让使用者的便利性与产品的可靠度在设计上占有一定的比重。靠相信,经验是结构设计师最重要的资产;然而,一如前文所言,结构设计必须靠团队的力量才能完成,唯有将个人的经验有效地转换成组织的竞争力,才能提升整体的战

力。

实务重于理论,张开触角,心不设限,拉进各种信息与经验,结构工程师才能养成全方位的能力;在不挖角的前提下,甄选新人时,CP重视的是对方是否拥有与人分享的胸襟,每个人都延伸自己的触角,再把自己所获得的知识技术与经验分享给其它同仁,组织就能汇集团体的力量,累积最丰富的经验,避免错

误的二次发生。

结构设计需要仰赖团队的力量才能完成任务,是否符合企业文化、能否融入组织当中,当然是主管看重的特质,H.W.认为,除了思考有逻辑、做事有条理、积极解决问题之外,更重要的是要有合作的态度与观念,然而Chris也表示,要找到这样的人并不容易,过去陆续大约面试了三、四百人,但是进来的只有三、四十人。

诚实、实在、实际,有九分实力,说九分话,有丰富的经验,也要能用语言把这样的经验表达出来。在应征者以英文自我介绍时,Chris会观察对方的反应能力与组织能力,也会依据对方的言谈内容找出下一个要提问的问题,如此不仅能看出对方是否只是死背一段自我介绍的文字,测出对方真正的语言能力,也可以知道对方事前是否已经做好充分的准备,重视这个求职的机会。

结构工程师的工作内容重复性高,CP相信大多时候CD-ROM结构工程师的工作是沉闷的,做出第一台光驱的时候,当然会有很大的喜悦与成就感,但是接下来要面对的是一连串冗长的测试,测试过程中又得承受庞大的时间压力,工程师必须耐得住烦躁,才能悠游于工作中。同样地,从工业设计完成后,扫描仪开始进入结构设计流程,不论是模具厂的修模,还是进入工厂端的问题解决(debug),时间紧迫时,靠与同事一起熬夜到天亮是常有的事,不能吃苦耐劳,无法胜任这份工作。

一台投影机内部有两、三百个零件,不够细心,无法将这些零件兜在一起;耐心也很重要,投影机涉及热学领域,如何把热量带走关乎风扇与散热材的选择,没有足够的专业知识,无法找到解决方法(solution),有时坐在位置上大半天,可能只解了一个bug;耐操就更不用说了,绘图之外,结构工程师还要负责选用材料,材料必须有一定的品质,也要有合理的价格,有时材料不贵但是后加工的成本高,这些影响因素事先就要考虑进去,遇上特殊用料还要设法找到能够提供的厂商。细心、耐心、加上耐操,是Chris

对结构工程师的基本要求。

公司不断在扩张,未来势必会走进工程师未知的领域,结构工程师要有不断学习、负责与分享的精神才能将问题收敛到最小的程度,也才能积极面对持续成长的要求。

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boris at 2007-5-11 13:52:46

压力,成长的维他命

结构设计是个专业领域,不是这个领域的人往往不知道结构工程师到底在做些什么事,靠表示,在光电产业起飞之际,结构大多被认为是附属于电子产业之下,围绕在电子与电机的周围。

不同的工作有不同的压力,时间与成本是结构工程师最主要的压力来源。与同业的竞争让时间和成本控制成为扫描仪结构设计最大的压力,扫描仪是成熟的产品,不论是高阶扫描仪还是处于价格战的一般机种,都要设法比竞争对手早一步上市。同样的品质与速度,如何将成本控制在最低的水准,靠认为时时观察别人的产品,不只是扫描仪本身,更要向外延伸到数字相机、手机、烧录器等其它产品,从中学习别人的优点,才能更上层楼。

虽然要在最短的时间内让手机进入量产,L.J.与同仁承受了相当大的压力,但是,结构设计可说是手机部门里既有天时又有地利的团队,因为从成立之初的三人团队发展到现在六、七十人的规模,团队里的每个同仁都在同一个地点上班,经验分享与交流比较频繁,遇到难解的问题时,在办公室里随时可以找到人一起想办法解决。每当某个小组结束测试后,其它小组的同仁会你一言我一语地「听说你们今天又摔坏一只手机了!玩笑归玩笑,H.W.表示,大家还是会言归正传,了解别的小组在设计时出现的问题与状况,以及可行的解决之道。

有压力的学习会成长得比较快。虽然PM与工业设计中心同仁随时都会施以压力,然而,认份地做好每一件事情,Vincent相信,每解决一个bug,结构工程师就能快乐好几天!

结构的视野在结构之外

结构设计的工作压力大,内容或许有些枯燥,也不易成为幕前英雄,结构工程师们为什么还

能怡然自得于其中?

看见新的idea、做出自己的产品、在自己的岗位上不出错,都让人感觉到一股成就感。日本与欧美资深的结构工程师常常能设计出够深度的产品,这是个信息不虞匮乏的年代,只有经验是属于自己、别人抢不走的,只要有定性,多下苦功夫累积实力,我们也能设计出超水准的产品。在光驱里,CP发现许多需要了解的知识,也至今依然记得每个自己设计过的产品。所有的电子产业都需要结构设计,显示器、投影机等产品以户为单位,手机和数字相机以人为单位,是消费者拿在手上的产品,不论男女老少,每个人都有可能购买。正因手机是许多人会购买、会讨论的产品,H.W.与结构同仁做起来特别有成就感。

在诸多限制中要把数字相机做到轻薄短小,是结构设计的大挑战,工程师通常会先摆好镜头、LCD屏幕、按键、电池盖、插槽等必备组件的位置,待结构设计完成后,再由工业设计中心同仁负责为相机穿上紧身衣。在结构设计的过程里,Vincent找到最大的乐趣,自己的bug、同仁所遇到的bug,解决的那一刻最有成就感。(www.xiexiebang.com/bbs)

看着自己所设计的产品按照工作流程一个个量产出来,也看着她们在网络上被大家讨论,把一台自己设计的、可以媲美世界知名品牌的产品带回家,结构工程师有最令人欣羡的一份骄傲。

自我淘汰,否则就会被别人淘汰。结构工程师以开放的心胸让自己的触角延伸得更广,以系

统整合者自我期许,他们的视野在结构设计之外。

第二篇:结构及机构设计工程师必备

5.1.1机械结构设计的任务

机械结构设计的任务是在总体设计的基础上,根据所确定的原理方案,确定并绘出具体的结构图,以体现所要求的功能。是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件,具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况的同时,还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。所以,结构设计的直接产物虽是技术图纸,但结构设计工作不是简单的机械制图,图纸只是表达设计方案的语言,综合技术的具体化是结构设计的基本内容。5.1.2机械结构设计特点

机械结构设计的主要特点有:(1)它是集思考、绘图、计算(有时进行必要的实验)于一体的设计过程,是机械设计中涉及的问题最多、最具体、工作量最大的工作阶段,在整个机械设计过程中,平均约80%的时间用于结构设计,对机械设计的成败起着举足轻重的作用。(2)机械结构设计问题的多解性,即满足同一设计要求的机械结构并不是唯一的。(3)机械结构设计阶段是一个很活跃的设计环节,常常需反复交叉的进行。为此,在进行机械结构设计时,必须了解从机器的整体出发对机械结构的基本要求 5.2机械结构件的结构要素和设计方法 5.2.1结构件的几何要素

机械结构的功能主要是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。零部件的几何形状由它的表面所构成,一个零件通常有多个表面,在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触,把这一部分表面称为功能表面。在功能表面之间的联结部分称为联接表面。

零件的功能表面是决定机械功能的重要因素,功能表面的设计是零部件结构设计的核心问题。描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。通过对功能表面的变异设计,可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。5.2.2结构件之间的联接

在机器或机械中,任何零件都不是孤立存在的。因此在结构设计中除了研究零件本身的功能和其它特征外,还必须研究零件之间的相互关系。

零件的相关分为直接相关和间接相关两类。凡两零件有直接装配关系的,成为直接相关。没有直接装配关系的相关成为间接相关。间接相关又分为位置相关和运动相关两类。位置相关是指两零件在相互位置上有要求,如减速器中两相邻的传动轴,其中心距必须保证一定的精度,两轴线必须平行,以保证齿轮的正常啮合。运动相关是指一零件的运动轨迹与另一零件有关,如车床刀架的运动轨迹必须平行于于主轴的中心线,这是靠床身导轨和主轴轴线相平行来保证的,所以,主轴与导轨之间位置相关;而刀架与主轴之间为运动相关。

多数零件都有两个或更多的直接相关零件,故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。在进行结构设计时,两零件直接相关部位必须同时考虑,以便合理地选择材料的热处理方式、形状、尺寸、精度及表面质量等。同时还必须考虑满足间接相关条件,如进行尺寸链和精度计算等。一般来说,若某零件直接相关零件愈多,其结构就愈复杂;零件的间接相关零件愈多,其精度要求愈高。例如,轴毂联接见图5.1。

5.2.3结构设计据结构件的材料及热处理不同应注意的问题

机械设计中可以选择的材料众多,不同的材料具有不同的性质,不同的材料对应不同的加工工艺,结构设计中既要根据功能要求合理地选择适当的材料,又要根据材料的种类确定适当的加工工艺,并根据加工工艺的要求确定适当的结构,只有通过适当的结构设计才能使所选择的材料最充分的发挥优势。

设计者要做到正确地选择材料就必须充分地了解所选材料的力学性能、加工性能、使用成本等信息。结构设计中应根据所选材料的特性及其所对应的加工工艺而遵循不同的设计原则。

如:钢材受拉和受压时的力学特性基本相同,因此钢梁结构多为 对称结构。铸铁材料的抗压强度远大于抗拉强度,因此承受弯矩的铸铁结构截面多为非对称形状,以使承载时最大压应力大于最大拉应力,图示5.2为两种铸铁支架比较。钢结构设计中通常通过加大截面尺寸的方法增大结构的强度和刚度,但是铸造结构中如果壁厚过大则很难保证铸造质量,所以铸造结构通常通过加筋板和隔板的方法加强结构的刚度和强度。塑料材料由于刚度差,铸造后的冷却不均匀造成的内应力极易引起结构的翘曲,所以塑料结构的筋板与壁厚相近并均匀对称。对于需要热处理加工的零件,在进行结构设计时的要求有如下几点:(1)零件的几何形状应力求简单、对称,理想的形状为球形。(2)具有不等截面的零件,其大小截面的变化必须平缓,避免突变。如果相邻部分的变化过大,大小截面冷却不均,必然形成内应力。(3)避免锐边尖角结构,为了防止锐边尖角处熔化或过热,一般在槽或孔的边缘上切出2~3mm的倒角。(4)避免厚薄悬殊的截面,厚薄悬殊的截面在淬火冷却时易变形,开裂的倾向较大。5.3.1机械结构设计的基本要求

机械产品应用于各行各业,结构设计的内容和要求也是千差万别,但都有相同的共性部分。下面就机械结构设计的三个不同层次来说明对结构设计的要求。

1.功能设计 满足主要机械功能要求,在技术上的具体化。如工作原理的实现、工作的可靠性、工艺、材料和装配等方面。2.质量设计 兼顾各种要求和限制,提高产品的质量和性能价格比,它是现代工程设计的特征。具体为操作、美观、成本、安全、环保等众多其它要求和限制。在现代设计中,质量设计相当重要,往往决定产品的竞争力。那种只满足主要技术功能要求的机械设计时代已经过去,统筹兼顾各种要求,提高产品的质量,是现代机械设计的关键所在。与考虑工作原理相比,兼顾各种要求似乎只是设计细节上的问题,然而细节的总和是质量,产品质量问题不仅是工艺和材料的问题,提高质量应始于设计。

3.优化设计和创新设计 用结构设计变元等方法系统地构造优化设计空间,用创造性设计思维方法和其它科学方法进行优选和创新。对产品质量的提高永无止境,市场的竞争日趋激烈,需求向个性化方向发展。因此,优化设计和创新设计在现代机械设计中的作用越来越重要,它们将是未来技术产品开发的竞争焦点。

结构设计中得到一个可行的结构方案一般并不很难。机械设计的任务是在众多的可行性方案中寻求较好的或是最好的方案。结构优化设计的前提是要能构造出大量可供优选的可能性方案,即构造出大量的优化求解空间,这也是结构设计最具创造性的地方。结构优化设计目前基本仍局限在用数理模型描述的那类问题上。而更具有潜力、更有成效的结构优化设计应建立在由工艺、材料、联接方式、形状、顺序、方位、数量、尺寸等结构设计变元所构成的结构设计解空间的基础上。5.3.2机械结构基本设计准则

机械设计的最终结果是以一定的结构形式表现出来的,按所设计的结构进行加工、装配,制造成最终的产品。所以,机械结构设计应满足作为产品的多方面要求,基本要求有功能、可靠性、工艺性、经济性和外观造型等方面的要求。此外,还应改善零件的受力,提高强度、刚度、精度和寿命。因此,机械结构设计是一项综合性的技术工作。由于结构设计的错误或不合理,可能造成零部件不应有的失效,使机器达不到设计精度的要求,给装配和维修带来极大的不方便。机械结构设计过程中应考虑如下的结构设计准则。1.实现预期功能的设计准则 2.满足强度要求的设计准则 3.满足刚度结构的设计准则 4.考虑加工工艺的设计准则 5.考虑装配的设计准则 6.考虑造型设计的准则 5.3.2机械结构基本设计准则 1.实现预期功能的设计准则

产品的设计主要目的是为了实现预定的功能要求,因此实现预期功能的设计准则是结构设计首先考虑的问题。要满足功能要求,必须做到以下几点。

(1)明确功能: 结构设计是要根据其在机器中的功能和与其他零部件相互的连接关系,确定参数尺寸和结构形状。零部件主要的功能有承受载荷、传递运动和动力,以及保证或保持有关零件或部件之间的相对位置或运动轨迹等。设计的结构应能满足从机器整体考虑对它的功能要求。

(2)功能合理的分配:产品设计时,根据具体情况,通常有必要将任务进行合理的分配,即将一个功能分解为多个分功能。每个分功能都要有确定的结构承担,各部分结构之间应具有合理、协调的联系,以达到总功能的实现。多结构零件承担同一功能可以减轻零件负担,延长使用寿命。V型带截面的结构是任务合理分配的一个例子。纤维绳用来承受拉力;橡胶填充层承受带弯曲时的拉伸和压缩;包布层与带轮轮槽作用,产生传动所需的摩擦力。例如,若只靠螺栓预紧产生的摩擦力来承受横向载荷时,会使螺栓的尺寸过大,可增加抗剪元件,如销、套筒和键等,以分担横向载荷来解决这一问题。

(3)功能集中:为了简化机械产品的结构,降低加工成本,便于安装,在某些情况下,可由一个零件或部件承担多个功能。功能集中会使零件的形状更加复杂,但要有度,否则反而影响加工工艺、增加加工成本,设计时应根据具体情况而定。5.3.2机械结构基本设计准则 2.满足强度要求的设计准则(1)等强度准则

零件截面尺寸的变化应与其内应力变化相适应,使各截面的强度相等。按等强度原理设计的结构,材料可以得到充分的利用,从而减轻了重量、降低成本。如悬臂支架、阶梯轴的设计等。见图5.3。

图5.3(2)合理力流结构

为了直观地表示力在机械构件中怎样传递的状态,将力看作犹如水在构件中流动,这些力线汇成力流。表示这个力的流动在结构设计考察中起着重要的作用。力流在构件中不会中断,任何一条力线都不会突然消失,必然是从一处传入,从另一处传出。力流的另一个特性是它倾向于沿最短的路线传递,从而在最短路线附近力流密集,形成高应力区。其它部位力流稀疏,甚至没有力流通过,从应力角度上讲,材料未能充分利用。因此,若为了提高构件的刚度,应该尽可能按力流最短路线来设计零件的形状,减少承载区域,从而累积变形越小,提高了整个构件的刚度,使材料得到充分利用。

如悬臂布置的小锥齿轮,锥齿轮应尽量靠近轴承以减小悬臂长度,提高轴的弯曲强度。图5.4例举几个典型的实例。(3)减小应力集中结构

当力流方向急剧转折时,力流在转折处会过于密集,从而引起应力集中,设计中应在结构上采取措施,使力流转向平缓。应力集中是影响零件疲劳强度的重要因素。结构设计时,应尽量避免或减小应力集中。其方法在相应的章节会作介绍,如增大过度圆角、采用卸载结构等。如图5.5。(4)使载荷平衡结构

在机器工作时,常产生一些无用的力,如惯性力、斜齿轮轴向力等,这些力不但增加了轴和轴衬等零件的负荷,降低其精度和寿命,同时也降低了机器的传动效率。所谓载荷平衡就是指采取结构措施部分或全部平衡无用力,以减轻或消除其不良的影响。这些结构措施主要采用平衡元件、对称布置等。

例如,同一轴上的两个斜齿圆柱齿轮所产生的轴向力,可通过合理选择轮齿的旋向及螺旋角的大小使轴向力相互抵消,使轴承负载减小。如图5.6。

5.3.2机械结构基本设计准则 3.满足结构刚度的设计准则

为保证零件在使用期限内正常地实现其功能,必须使其具有足够的刚度。

5.3.2机械结构基本设计准则 4.考虑加工工艺的设计准则

机械零部件结构设计的主要目的是:保证功能的实现,使产品达到要求的性能。但是,结构设计的结果对产品零部件的生产成本及质量有着不可低估的影响。因此,在结构设计中应力求使产品有良好的加工工艺性

所谓好的加工工艺指的是零部件的结构易于加工制造,任何一种加工方法都有可能不能制造某些结构的零部件,或生产成本很高,或质量受到影响。因此,对于设计者认识一种加工方法的特点非常重要,以便在设计结构时尽可能的扬长避短。实际中,零部件结构工艺性受到诸多因素的制约,如生产批量的大小会影响坯件的生成方法;生产设备的条件可能会限制工件的尺寸;此外,造型、精度、热处理、成本等方面都有可能对零部件结构的工艺性有制约作用。因此,结构设计中应充分考虑上述因素对工艺性的影响。5.3.2机械结构基本设计准则 5.考虑装配的设计准则 装配是产品制造过程中的重要工序,零部件的结构对装配的质量、成本有直接的影响。有关装配的结构设计准则简述如下(1)合理划分装配单元

整机应能分解成若干可单独装配的单元(部件或组件),以实现平行且专业化的装配作业,缩短装配周期,并且便于逐级技术检验和维修。

(2)使零部件得到正确安装

-保证零件准确的定位。图5.7所示的两法兰盘用普通螺栓连接。图(a)所示的结构无径向定位基准,装配时不能保证两孔的同轴度;图(b)以相配的圆柱面作为定位基准,结构合理。

-避免双重配合。图5.8(a)中的零件A有两个端面与零件B配合,由于制造误差,不能保证零件A的正确位置。图5.8(b)结构合理。

-防止装配错误。图5.9所示轴承座用两个销钉定位。图(a)中两销钉反向布置,到螺栓的距离相等,装配时很可能将支座旋转180°安装,导致座孔中心线与轴的中心线位置偏差增大。因此,应将两定位销布置在同一侧,或使两定位销到螺栓的距离不等

图5.9(2)使零部件便于装配和拆卸

结构设计中,应保证有足够的装配空间,如扳手空间;避免过长配合以免增加装配难度,使配合面擦伤,如有些阶梯轴的设计;为便于拆卸零件,应给出安放拆卸工具的位置,如轴承的拆卸。如图5-10。5.3.2机械结构基本设计准则 6.考虑造型设计的准则

产品的设计不仅要满足功能要求,而且还应考虑产品造型的美学价值,使之对人产生吸引力。从心理学角度看,人60%的决定取决于第一印象。技术产品的社会属性是商品,在买方市场的时代,为产品设计一个能吸引顾客的外观是一个重要的设计要求;同时造型美观的产品可使操作者减少因精力疲惫而产生的误操作。外观设计包括三个方面:造型、颜色和表面处理。考虑造型时,应注意下述三个问题:(1)尺寸比例协调 在结构设计时,应注意保持外形轮廓各部分尺寸之间均匀协调的比例关系,应有意识地应用“黄金分割法”来确定尺寸,使产品造型更具美感。

(2)形状简单统一

机械产品的外形通常由各种基本的几何形体(长方体、圆柱体、锥体等)组合而成。结构设计时,应使这些形状配合适当,基本形状应在视觉上平衡,接近对称又不完全对称的外形易产生倾倒的感觉;尽量减少形状和位置的变化,避免过分凌乱;改善加工工艺(3)色彩、图案的支持和点缀

在机械产品表面涂漆,除具有防止腐蚀的功能外,还可增强视觉效果。恰当的色彩可使操作者眼睛的疲劳程度降低,并能提高对设备显示信息的辨别能力。

单色只使用于小构件。大的特别是运动构件如果只用一种颜色就会显得单调无层次,一个小小的附加色块会使整个色调活跃起来。在多个颜色并存的情况下,应有一个起主导作用的底色,和底色相对应的颜色叫对比色。但在一个产品上,不同色调的数量不宜太多,太多的色彩会给人一种华而不实的感觉。

舒服的色彩大约位于从浅黄、绿黄到棕的区域。这个趋势是渐暖,正黄正绿往往显得不舒服;强烈的灰色调显得压抑。对于冷环境应用暖色,如黄、橙黄和红。对于热环境用冷色,如浅蓝。所有颜色都应 淡化。另外,通过一定的色彩配置可使产品显得安全、稳固。将形状变化小的、面积较大的平面配置浅色,而将运动、活跃轮廓的元件配置深色;深色应安置于机械的下部,浅色置于上部。5.4机械结构设计的工作步骤

不同类型的机械结构设计中各种具体情况的差别很大,没有必要以某种步骤按部就班的进行。通常是确定完成既定功能零部件的形状、尺寸和布局。结构设计过程是综合分析、绘图、计算三者相结合的过程,其过程大致如下:

1.理清主次、统筹兼顾:明确待设计结构件的主要任务和限制,将实现其目的的功能分解成几个功能。然后从实现机器主要功能(指机器中对实现能量或物料转换起关键作用的基本功能)的零部件入手,通常先从实现功能的结构表面开始,考虑与其他相关零件的相互位置、联结关系,逐渐同其它表面一起连接成一个零件,再将这个零件与其它零件联结成部件,最终组合成实现主要功能的机器。而后,再确定次要的、补充或支持主要部件的部件,如:密封、润滑及维护保养等。

2.绘制草图:在分析确定结构的同时,粗略估算结构件的主要尺寸并按一定的比例,通过绘制草图,初定零部件的结构。图中应表示出零部件的基本形状,主要尺寸,运动构件的极限位置,空间限制,安装尺寸等。同时结构设计中要充分注意标准件、常用件和通用件的应用,以减少设计与制造的工作量。

3.对初定的结构进行综合分析,确定最后的结构方案:综合过程是指找出实现功能目的各种可供选择的结构的所有工作。分析过程则是评价、比较并最终确定结构的工作。可通过改变工作面的大小、方位、数量及构件材料、表面特性、连接方式,系统地产生新方案。另外,综合分析的思维特点更多的是以直觉方式进行的,即不是以系统的方式进行的。人的感觉和直觉不是无道理的,多年在生活、生产中积累的经验不自觉地产生了各种各样的判断能力,这种感觉和直觉在设计中起着较大的作用。

4.结构设计的计算与改进:对承载零部件的结构进行载荷分析,必要时计算其承载强度、刚度、耐磨性等内容。并通过完善结构使结构更加合理地承受载荷、提高承载能力及工作精度。同时考虑零部件装拆、材料、加工工艺的要求,对结构进行改进。在实际的结构设计中,设计者应对设计内容进行想象和模拟,头脑中要从各种角度考虑问题,想象可能发生的问题,这种假象的深度和广度对结构设计的质量起着十分重要的作用。

5.结构设计的完善:按技术、经济和社会指标不断完善,寻找所选方案中的缺陷和薄弱环节,对照各种要求和限制,反复改进。考虑零部件的通用化、标准化,减少零部件的品种,降低生产成本。在结构草图中注出标准件和外购件。重视安全与劳保(即劳动条件:操作、观察、调整是否方便省力、发生故障时是否易于排查、噪音等),对结构进行完善。

6.形状的平衡与美观:要考虑直观上看物体是否匀称、美观。外观不均匀时造成材料或机构的浪费。出现惯性力时会失去平衡,很小的外部干扰力作用就可能失稳,抗应力集中和疲劳的性能也弱。总之,机械结构设计的过程是从内到外、从重要到次要、从局部到总体、从粗略到精细,权衡利弊,反复检查,逐步改进。小结

机械结构设计在机械设计中起着举足轻重的作用。本章主要讨论机械结构设计的特点、步骤和思维方式。机器工作原理及装配的设计要求是确定零部件结构和形状的主要因素,其次是材料的选择、制造工艺方面的要求,使之具有良好的工艺性(加工、装配)。此外,零部件的结构和形状的完善对强度和刚度的提高有很大的影响。

第三篇:结构设计的经验分享 -----台湾机构工程师的真实感受1

结构设计的经验分享-----台湾机构工程师的真实感受1

天天画PRO-E,日日摔产品,时时钉厂商,「专做 内在美」─结构工程师雕塑产品最完美的曲线

一切,从破坏开始„„

家里的后院,洗衣机矩形的外壳被拆了下来,一把螺丝起子、一根铁槌,洗衣机机身内的片片块块散落一地,ABCD、ACDB、DACB、CDBA„„太多可能的排列组合,就算想破他的小脑袋瓜儿,也变不回原来的洗衣机„„

明基桃园事业区6F研发中心,一台造价不斐的投影机,机壳静置在桌上的一角,螺丝、面板、灯泡模块、UHP 高效能灯泡、风扇„„上百种零组件被一一地仔细端详、拆解开来,再依序一个个组装回去,熟练的动作,投影机分毫不差地回复原本的面貌。这次可不像小时候那么逊,现在,他可是会拆又会装!

结构设计,穿上我的内在美

「结构工程师的工作就像是在堆积木,工业设计中心提出他们对产品外观的构想后,结构工程师用ProE勾勒出产品的内部架构,实现ID(industrial design)设计的梦想。」工业设计中心决定产品的外在美,与Chris同样身为结构工程师的同仁们负责产品的内在美,也就是产品的内构件与心脏,「设法在有限的空间里放进所有的零组件,于既有功能一个也不能少的前提下,努力把产品的内涵做得比别人更优美。」

L.J.形容自己就像一名建筑师,「建筑师思考的是房子的坪数大小、需要用到哪些建材、如何盖出一栋好房子等问题;结构工程师想的是产品的长宽高各是多少、达成任务功能需要哪些组件、在应许的空间内如何放下这些零组件。」进行设计时,结构工程师必须随时提醒自己,是否做出工业设计想要的东西,是否兼顾到产品的功能性与量产性,包括产品的良率等。

新手机的诞生从PM制定各种规格开始,在工业设计中心完成外观设计,于结构工程师手中进行内部规划与建整;CD-ROM也是在PM依据产品诉求族群与使用状况提出产品规格要求后开始进入研发与生产流程,但是它的属性和手机、数字相机等消费性电子产品不同,CD-ROM是个与速度竞赛的量产性产品,在结构上强调的是设计的可制造性与可量产性,如果设计过于复杂,CP担心将会提高量产的困难度,丧失速度上的竞争优势。

ID所设计出的外观有时会造成结构设计上的限制,在结构设计的过程中衍生出各种问题,例如外观该以喷漆还是电镀方式处理等,因此,正式进入结构设计阶段之前,结构工程师会先就空间、EE等面向评估工业设计中心提案的可行性。

在结构设计的第一个阶段,工程师扮演的是设计师的角色,决定产品的内部架构,并将内部空间的零组件配置绘制成图(lay out)。过去还没有软件工具的时候,Chris与结构工程师只能用纸、笔和尺一笔笔画出设计图,「设计图上必须有正确、清楚的尺寸标示,图每个人都会画,但是产品内部有许多内构件,有的内构件符合公差上限,有的符合公差下限,如何得出一个合理的累积公差是最大的挑战。」。

进入第二个阶段后,工程师化身为建筑师,将产品整个机身搭建起来。制图后,产品还要经过开模(mock up)、发包等各种步骤才能进入量产,在这个过程中,除了各种测试外,结构工程师还要负责模具厂的选择、模具制程前后的检讨等工作。

从工业设计出发再进入结构设计是一个由外而内的过程,H.W.将结构设计所扮演的角色归纳为整合、接口、美化、与保护等四种。

结构工程师,角色四合一

结构是个整合者,因为从电池、外观设计、到产品制造,结构工程师必须整合产品与各部功能,有些零组件有固定的位置,有些可以随意移动,结构工程师设法将所有元素兜在一起,让ID的梦想成真。结构是一种接口,她所涉及的零件本身就是各种接口,例如,按键是产品对外的接口,沟通人与机器。结构是一种美化,与工业设计中心携手合作,实现工业设计中心的造形设计,为一堆冰冷的电子零件,穿上美丽的外衣。结构也负责保护产品与消费者,例如手机外壳防水、防震的功能,能让手机在受到某种程度的外力冲击时,维持正常的运作。

与电子、韧体相比,结构具有相对的外显性,设计的结果摊在阳光底下,每个人都可以看得到,也因此每个人都有自己的意见与想法,许多结构工程师都和CP有过同样的经验,「结构进行变更时,可以听见各种不同的声音,结构工程师应该多观察、多拆解别人的产品,并从中学习他人的长处。」他山之石可以攻错,拆别人的机器,想想别人为何如此设计,可以吸收别人的经验,也能获取一些设计的灵感。

先后负责过扫描仪与数字相机两种产品的结构设计后,Vincent依然热爱这份工作,「已趋成熟的扫描仪强调产品功能,具有消费产品属性的数字相机除了功能之外,也强调轻薄短小的外观,然而,不管产品种类是否相同,结构设计一直有新的任务等着自己去完成。」

「就像开车,当你掀开引擎盖时,总会希望汽车内部装置的安排能干净又俐落。」每每拆开日本知名品牌的数字相机,Vincent都会惊讶于她内部结构设计的简洁,「一开始就采用对的方法,设计出来的自然会是个好产品,如何运用理性的方法让每个组件,甚至每条排线的组合都让人看得舒服,考验的不只是结构工程师初始设计架构的完善性,更是结构工程师的技术与创新能力。」

结构特务,要苦其心志、劳其筋骨

「计算机当机之后可以重开机,数字相机不能用到一半就当机,使用的时候机身的外壳也不能突然掉下来。」结构工程师的工作内容中,「测试」大概是多数人最感兴趣的部分。不论是落下测试还是破坏式测试,以各种测试方法验证产品的品质与功能可信度,主要都是为了确保产出的产品有一定的水平。

不同的产品有不同的属性,测试方法也不尽相同。手机的测试必须考虑消费者的使用情境,「除了落下测试外,还要考虑手机在不同地方、不同环境的使用情况,温度的高低、冷热的冲击等都是测试要项。」手机的体积越小,内部结构设计所能保留的安全空间也越小,对H.W.而言,落下测试与热冲击是较具挑战性的两个测试项目。

摔落是消费者使用手机时最常发生的意外状况,因此,落下测试是结构设计最基本的关卡。热冲击的目的在确保手机在特定的高、低温范围内,能不受温度变化影响,正常运作,「烤完之后再冰,冰完之后又烤。每家厂商设有不同的测试标准,不一定是以100°C烘烤、以0°C冰镇。」落下测试与热冲击也会交*进行,在冰、烤之后进行落下测试,检测手机在高、低温环境下的耐摔程度。

「IC贴牌客户的手机必须通过客户的测试,过去测试设备并不齐全,结构工程师必须自己设法补强。」为了顺利通过客户端所进行的测试,结构工程师采取比一般更严格的测试标准,H.W.与同事们「还曾经站到桌子上,往上跳起,再松手让手机落下,或像丢棒球一样,把手机对着墙壁摔,用各种方法让手机受尽『折磨』。」

H.W.所负责的手机可以直接摔到地上,但是Chris所负责的投影机单价昂贵,必须活用落下测试的方法,避免在测试过程中损坏整台机器可能付出的高额成本,「投影机造价高,在进行落下测试前,结构工程师会先进行评估,将昂贵、不影响测试准确性的零组件先取出,初步测试完成后再做最后的测试。」

数字相机主要的测试项目大致可分为功能性与结构性两大类,前者包括分辨率、色彩饱和度与锐利度、省电性、与拍照速度等,后者包括可*度与相机的结实度。CD-ROM的结构设计则首重整合后产品功能是否能正常运作,为了消费者的安全起见,也为了让消费者留下美好的使用经验,完整的测试项目是最重要的关键。

创新,生命会自己寻找出路

结构,如果你因为它听起来生硬就以为它没有创新的空间,那么,结构工程师们的实际行为表现马上可以证明你是错的。

「创新不一定要抽象,也不一定要深奥,解决问题其实就是一种创新的过程。」CP相信专利可以从小地方做起,「多思考、多问『为什么?』、看看别人的做法、回顾自己的经验,工作不能只是埋头苦干,也要懂得思考。」

要创新,就不能有“me too”的想法,把创新当作一种态度,接受新的观念、新的想法、与新的点子。手机的结构设计在工业设计完成后开始进行,H.W.与结构设计同仁时常看见工业设计中心在产品设计上一些奇特的想法,「这些创新的点子其实并不一定要有艰深的技术才能实现,拿到ID设计图时,不能只是因为过去从来没有人做过,就否定它的可行性。」

习惯去想一些新的点子,「就像生命会自己寻找出路,困难也一定会有解决的方法,只是现在我们还没想到。」Chris与同仁时常用这句话勉励自己,「随时将相反(reverse)、转移(transfer)、合并(combine)、改变方向(change direction)、延伸(extend)、减少(reduce)等六个创新法则拿出来检视,把生活上的点点滴滴融入设计里,简单的一个移除或重新排列的动作都可能得到意想不到的效果。」

以投影机为例,结构设计的创新可以从系统架构与材料选择两方面着手。投影机在运转的过程中会产生噪音,结构工程师必须设法将噪音减到最低,「不一定要有大幅度的结构设计变动才能有改善的效果,有时候小小的改变也可能获得很大的突破。」Chris表示,风扇是噪音的主要来源,目前结构工程师正设法寻找具有散热功能,又能不制造噪音的替代方案。

参考别人的设计与经验,也能汲取创新的泉源。影存事业群储存事业部成立于1994年,直到1998、1999年之际CD-ROM才开始由同仁负责完整的结构设计,为了让结构设计有更多的变化与可能性,CP与结构工程师们时常拆解竞争厂商的产品,参考别人设计与思考的过程,「跨入消费性电子领域后,面对新的、过去毫无设计经验的产品,工程师们更要懂得去学习、参考他人的经验,减少错误的发生。」

同样的方法,也应用在数字相机的结构设计上,「在拆解的过程中往往会产生新的想法,创新最快的方法是观摩其它人的做法,再将这些概念重新转化成设计理念。」除了功能与可靠度这两种结构上的考量外,Vincent也会在操作接口上动脑筋,构思新的创意。

「『这样的产品怎么卖得出去?』K.Y.看到我们设计出来的第一台数字相机时,对当时做出来的产品品质非常不满意。有了第一次的经验后,第二台数字相机铝镁合金的外壳为整体结构的质感加了不少分数,我们的数字相机也从此开始正式问市。」数字相机属于消费精品,在结构设计上要求的不是压低价格,而是新技术的应用,Vincent表示,目前数字相机内部共有四片板子,设计出来的产品既要精致化,也要有质感,结构工程师必须设法找到空隙,发现空间,让产品符合轻薄短小的市场潮流。

就方法言,Vincent透过观摩别人的产品、寻找并应用新零件、以及新技术的发展来创新,「拆解世界知名品牌的机器,看看别人如何将各种功能所需要的零组件整齐、干净地置入有限的空间,既能从中汲取经验,也能获得新的灵感。」以镜头这个数字相机的关键零组件为例,在目前的市场供需态势下,属于卖方市场,买方很难掌握这部分的成本,结构工程师必须设法取得并掌握最新的关键零组件,才能跳出卖方市场的局限。

第四篇:访问工程师实习感受

访问工程师实习感受

从“十三五”开始,中国新能源汽车产业将由起步阶段进入加速阶段。新能源汽车发展在整个国民经济和社会发展中将处在十分重要的地位。“十三五”的新能源汽车发展仍然以电动汽车为核心,向纯电驱动技术转型,开发电动汽车动力系统技术平台,超前研发下一代技术,完成电动汽车产业链,支撑电动汽车产业化发展。在“十三五”期间,自主品牌新能源汽车企业在动力电池方面会更积极主动地采用新材料、新技术,解决电动汽车续驶里程问题,新材料的研究等先进领先技术带来的技术创新机遇。与过去相比,中国的自主品牌新能源汽车企业对新技术的学习应用和产业化能力,已经产生了质的飞跃。

在这样的大背景之下,学院给予了我们车辆工程极大帮助和支持,分别安排我们年轻教师参加访问工程师项目。通过访问工程师的访问学习,我们的收获很大。电动汽车的理论知识都很新,我们教师很少有实践认识,对学生的讲解都是空洞的理论。通过进行访问工程师项目后,我们认识到各大汽车公司纷纷力推新能源汽车——电动汽车,目前新能源汽车公司急需要的技术人员有动力电池的研究,动力总成的匹配,材料的轻量化,互联网、大数据等数字技术与新能源汽车融合,电动汽车空调,智能控制,新的技术标准等,各大汽车公司急需进行技术创新、产品创新、商业模式创新,尽快降低产品成本、优化产品性能。我们将把我们访问的经验陆续应用到后续教学内容的侧重点、课堂教学设计的方式、实践教学以及教学大纲和教学计划的修订中去,尽可能的让我们的学生能够“学以致用”,毕业后的3-5年内能迅速成长为电动汽车行业的主力军。

衷心感谢学院各级领导对访问工程师项目的支持和关爱。为能够让更多的年轻教师得到这样的锻炼机会,建议学院加大这方面的支持力度,无论是时间还是精力等方面。

车辆工程系:缪亚芹

2017.3.28

第五篇:如何选择网络工程师培训机构

如何选择网络工程师培训机构!

想要参加网络工程师培训的大学本专科毕业生请注意了!

现在对于网络工程等专业的大学毕业生来说,如果要想从事本专业工作,进入网络工程师行业,可能还需要一定时间的磨练了充足的理论知识,更重要的是丰富的工作、项目经验。有许多大学生毕业生去找工作,到处碰壁,就算是录用也是实习、学徒级别的。这可能让你更明确了要进行二次培训的想法,想要再次培训,为的是能够找个不错的工作。

那么到哪里培训好一些吗?推荐给你一个地方,不是培训机构,不过也提供专业的网络工程师培训与安排就业这两项,如果你想学可以参考一下,或者打电话咨询一下。

“中国网络人才发展计划项目”——提供网络工程师职业培训,安排就业,签订两年劳动合同。

这个培训+就业项目的创办、运营负责企业是辽宁网力技术合作有限公司与福建星网锐捷网络有限公司。

这个项目有以下几个特点:

1、加入者可享受由你未来就业企业出资,有锐捷提供整套训练体系与讲师、实训设备等支持、提供。

就培训这个环节来看,与培训机构相比,有知名企业支持,在实训设备等方面有原厂的设备作为支持。

2、加入者在培训合格后能够取得锐捷网络技术工程师认证,这个与na、np、IE是一个性质的认证,都是针对网络工程师方面的,只是颁发的单位不同。这个认证在锐捷体系内,即锐捷原厂、锐捷服务商与合作伙伴中得到认可,在同行业内的企业也很认可。不过他得作用还是取决于你学的怎么样。

3、加入者在培训合格后可以由网力公司安排工作,签订两年的就业合同,并保证月薪不低于2000元,享受正规的保险等福利待遇。而就业单位为:锐捷原厂,锐捷的服务商和合作商与国内的系统集成商等领域内企业。

4、在105个工作日的学习费用是由你将来就业的企业为你支付的,不需要你支付任何费用,也可以说是免费的培训。

如果想要进行网络工程师培训,不妨可以了解一下,是个不错的选择,目前这个计划在郑州、沈阳、西安都开设了训练基地,大家可以了解一下情况。不是所有人都适合,要看自己的实际情况哦。

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看看是否正规,大型网站有没有相关报道

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可以和在学的学员取得联系(不过学员说的话要客观对待,他说的好对你来说并不一定是好,他说的一些负面的东西,并不是完全不好的,毕竟每个人的角度不同,关键是正规并适合你自己,这个就像谈恋爱一样)

还有很多种方式方法吧,你可以多方面的了解,以免找到不合适的耽误时间,浪费金钱。

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