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电子产品设计:技术、合作、审美与成本


发布时间:2019-05-31 来源:互联网 

  做电子一段时间后,慢慢的会积累相当的一些经验。电子总归是产品中的一部分,脱离产品的电子只有实验室的意义。至于电子在产品中的重要性,这个会因产品而异,但大体上给人的感觉是,产品正常使用时,电子是属于润物细无声的存在;产品不能正常使用时,电子是万夫所指的存在。那么在产品设计中,电子是怎样设计实现呢?


  先来看看电子设计。简单来说就是一个电机加上一块线路板,接上电源线。完了。就这么多,没有了。大部分人对于电子的看法基本上是这个样子,当然,这么看也没有错。只是,对于电子人来说,这种看法太粗线条,这种方式做出来来的电子也基本上是无法使用的。


  那么进一步来看,电子就是直流有刷电机,加上控制部分,加上电源部分,再加上各种连接线。这个样子基本上能做出个能动的东西了,可以完成基本的功能。但是,硬要说这个是产品的电子部分就有点勉强了,这个只能是实验室里的功能验证电子。


电子产品设计光电鼠标.jpg


  如果在这个基础上再进一步,电子是直流有刷电机(型号,功率,转速,电压等),加上加上控制部分(具体的控制方案),加上电源部分(带有各种防护措施),再加上各种连接线。这样的电子基本上就成了产品的电子部分,有了完整的功能,有了一定程度的保护,这也是相当一部分市场中产品的电子所处于的状态。但是,这样也有好多的问题,当然这些问题也许跟功能并没有直接的关系。


  接着来看看合作。在做产品设计过程中合作是不可避免的,因为考虑产品的上市周期,为了最快速的卖向市场,产品设计时往往是团队合作。当然并不否认一个人搞定一个产品(外观、结构、硬件、软件等)的大牛的存在,只是我们通常能见到的全能型人才往往是全不能。回到合作,其实是在做电子时需要考虑团队中其它人的配合,这里包括软件与硬件、软件与外观、外观与结构、外观与硬件、结构与硬件等等,只要是产品中所涉及的部分都存在交集的可能。具体的可能为电机固定架,电机驱动散热片的固定与通风,按键实现方式,传感器的安装方式等等。


  这些交集的部分一般在设计之初就应该考虑,而实施与验证则会放在原理验证之后。这时候团队的能力就会得以体现,就如人们常说的1+1?2,这里的?可以是等于、小于或大于。具体是什么由团队中各个部分的合作能力决定的。那之前参与的一个项目举例。


  项目组有软件、硬件、结构三人,外观外包。项目是一个水循环系统,进行恒温控制。在项目进入量产转化的时候出现分歧,分歧点在测温装置的安装方式上。测温装置一直是用卡子固定于循环回路中与热源直接触的金属外壳上;而现在结构人要求把测温装置于环路中,直接测试水温。分析下两种方案,第一种方案用卡子固定,因为是对外壳温度的检测,其与水温在确定时刻会有一个温度差(恒温之前),一旦进入恒温,可以认为这个温度差小到足以忽略。


电子产品设计典范u盘.jpg


  从系统角度分析,这是个时滞系统,本身的延时已经非常大了,外壳温度与水温的差另可以看做是系统延时的一个小的组成部分,这对控制精度并无影响,而在前期的调试中也确认了这个结果;第二种方案是直接测试水温,这对于系统测温来说无疑是好的,因为无论如何也想要减少对系统的不良影响。问题是实现,如果想要直接测试水温,那么测温装必须进入循环回路,也就是说要对管路进行破口,再密封。如果有好的可实施方案,第二种方案比第一种方案理想。可是实现方案是增加三通,且测温装的外形配合三通改变。


  6个测试装置,需要增加6个三通,在管路中增加的开口数为18个,这不仅增加的装配时的难,也大大增加了循环回路漏水的风险。所以第二方案虽然理论上说优于第一方案,但第二方案的实现明显存在大的缺点,故无法通过项目讨论。但由于结构人的坚持,以及其它种种因素,项目仍以第二种方案实施,结果是可以预测的悲剧收场。在这个例子中团队是一个明显的1+1<2的团队,具有典型的合作力缺失的特征。


  然后再来看看审美。这是一个做产品一定绕不开的话题,也是一个一定有相当多的人跳过坑的话题。为什么说是个坑?因为在很多产品设计之初往往是没有项目立项书之类的明确的项目目标,仅仅是boss的一家之言“嗯,只完成这个功能就好了,外观先不考虑”之类云云,而一旦项目完成,就有“这个不太好看啊”的说法。


  审美,一般意义是产品的外观,广义来说,是产品整体上带给用户的体验。外观再精巧好看,久了也会有审美疲劳,且体验却可以无限对美的审视。那审美跟电子有什么关系?两个层面。首先是外观,好看的外观一般都会有好看的led或显示屏,这些实现是离不开电子的;再就是体验,同样的显示屏或是感应按键,用起来舒服不舒服,这是需要电子人有一颗美的心来实现。举例来说,产品正在运行的时候实然电机不转了,接下来考虑两个场景。


IMG_20180523_105053.jpg


  场景1,电机不转了,用户查看产品,跟正常运行没有什么差别,用户茫然不知所措;场景2,电机不转了,用户听到有指示音,再看到显示屏上提示说“系统暂停,请移开手柄继续。”,手柄明明在手里啊,看看手柄架,哦,刚才不小心把毛巾放到手柄架上了,把毛巾拿开,电机正常转动。这两种情况下用户的体验差异是巨大的,用户对产品的好感度也会有大大的不同,这就形成了客户对产品的审美。产品拥有好看的外观,同时又拥有良好的体验,这是对电子人审美的综合考验。


  以上都做好了,也决不能说一个产品是一个好的产品,因为她缺少了一个极其关键的因素:成本。产品是用来赢利的,如果一个产品非常好,非常好看,功能非常完善,用户体验非常好,只是成本太高,根本卖不出去,或是仅有少数人能用,那就得问,是不是可以为公司创造最大价值?是的话无可厚非。


  但那只是少数产品,大部分商业产品是做不到的,所以以合理的成本实现预定的功能,再加上合适的体验与适应的外观就成了一个好的产品所不要或缺的几个因素。仍以前面合作中的例子来说,第一种方案与第二种方案对比。

  第一种方案在做固定架时,顺带做几个卡子,成本几块钱,后期的人工成本+固定螺丝是正常损耗;第二种方案更换测温装置,加6个三通,成本在100+,工艺上增加了对三通的密封,后期的人工成本是正常损耗(当然时间增加了),同时增大了漏水的风险,而对系统的性能上并没有明显的改善。这个成本的增加是不值得的。


电子产品设计概念效果图.jpg


  而这些还没有提及国家强制性的认证(不同行业要求不同),以及出口的话需要其它的国际上认可的其它国家的认证。这些都是做产品时需要综合考虑的。


  综上,产品设计是技术、合作、审美与成本平衡考虑得出的结果,缺失任何一项都会给产品带来巨大的缺陷而最终导致产品失败。作为电子人,要把电子设计的技能磨练到极致,同时也要了解产品其它相关的部分,让自己的审美也能有达到一定的水平。当然并不是全部都学好,那很可能会是鼯鼠;而是要先有所长,然后力所能及再涉及其它。大道至简,一个好的产品一定是简单而美好的


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