电子产品设计与硬件开发流程概述

作为电子产品开发的从业者，了解电子产品开发的流程，各部分的具体职能和作业方式，以正确给自己定位，把握自己的工作内容和工作方式，可以更好的为完成开发工作。本文结合从业经验就开发流程简单概述，简要记述笔者对各开发相关环节的职能和作用的理解，从而在工作时的准确个人定位及正确参与团队工作，更好的完成电子产品的开发工作。相关文章：《简述智能硬件设计开发流程步骤》

 

 

一、概念研发

这个过程是在科研机构或者大学和少数企业研究院进行的，比如高等院校，国家科研机构，独立研究机构或者由企业开办或支持的研究机构等等。这时的研发是纯粹科研层面的，研发者仅对认为有学术价值的研究项目进行研究，甚至开发的时候开发者还不完全清楚该项目的具体商业价值。所开发的项目也多是一些伦理的验证或者核心元件的工作原理等问题，得到的研究成果往往是一些基础元件的原型样品，和产品相去甚远。这也就是为了不同厂家生产出来的同种商品的基本工作原理，产品基础结构和要素部品基本相同的原因。

1、先行开发

这是由企业培养的具有较高技术实力的部门，从业者的技术水平和个人知识水平相对较高。主要职能是将研发机构研发出来的科技成果转化为商品所需要的实用技术，和开发一些针对商品的具体实用功能的技术；同时分析竞争对手的产品特点，完成公司产品的原型开发。先行开发完成了所有系列投影机的原型设计；和各种新型技术转化成可行性研究；同时完成了一些特殊需要结构的设计。

该环节对产品新技术的应用，新产品卖点的设置起到了至关重要的作用。主要生成的文件是原型机和研讨报告资料等。

2、产品需求调查

新产品的开发需求调查对产品至关重要，了解客户的需要和客户的喜好对产品的设计和定位起着决定性作用。该环境是市场营销人员的责任和义务，除了需要了解客户对产品需求的了解外还要了解客户对产品的外观造型好恶，及细节的需求。市场营销人员是最接近最终用户的环节人员，也是最了解客户喜好和市场动态的，由市场营销人员收集的产品需求信息最客观最贴近消费者。

3、产品造型设计

这个工作是专业从事工业设计的人员担当的，从业者除具有一定的工业技术基础外还应具备良好的美术功底，并掌握当下流行的流行风尚；能够参考客户需求设计出迎合消费者需求或者超越消费者需求引领流行趋势。工业设计，是一种根据产业状况以决定制作物品之适应特质的创造活动。适应物品特质，不单指物品的结构，而是兼顾使用者和生产者双方的观点，使抽象的概念系统化，完成统一而具体化的物品形象，意即著眼于根本的结构与机能间的相互关系。该设计需要完成产品的造型和颜色，色泽，图案，麻纹等设计，直接对销量负责。主要生成文件有产品效果图，和颜色色号，麻纹纹路号等等。
 

 

4、企划

理性决策提供按效益化原则设计的方案。规避风险和追求效益最大化是企划的两大功能。该环节是根据市场需求情况决定开发的具体机种及其衍生机种，明确新机种的功能，买点，计划产量，核算成本，利润等等。主要生成《商品企划书》等书面文件。

二、产品开发

企划明确了开发的项目及功能后交由产品设计部门进行产品设计工作。现在电子产品主要分硬件和软件两大类，硬件又分为机构件与电气件。以投影机为例，主要分为4类：电气，软件，机构和光学。其中电气部品又分信号部分和电源部分；机构部分外装，结构，冷却，包装部品等。

外装部品是指在产品外观上看得到的部品和一些相关的结构件，按照造型设计的效果图将外观零件拆分成可以简单加工的多个部品，多为树脂部品，如产品上下盖，按键，门等。外观部品的特点是尺寸除配合尺寸，其他的要求并不严格，注重外观效果，平整光滑，对有表面处理的件的要求比较高。同种材料的两个部品配合的时候一般都是间隙配合的，且间隙留的比较大。而一些轴孔配合的尺寸会要求比较高，有些为了达到紧固目的采用了过赢配合的方式；还有一些为了实现开门动作的缓慢进行还是用了圆锥形轴和轴套，还可以防止门意外脱落。

近年来也有很多公司也使用其他一些材料，如铝镁合金材料，碳素纤维材料等，以加强强度或者满足其他需要。结构件有树脂件和钣金件，主要是连接加固各个组件或者安装某个部品。多以螺钉形式紧固，尺寸要求比较严格，尤其是可动部件，尺寸要求比较精确。一般由钣金部品和树脂部品紧固的多用粗牙螺纹的自攻螺丝紧固到树脂件上，钣金做通过孔，而钣金与钣金固定为细牙螺纹，为方便组装，在紧固处的旁边增加定位销定位。冷却机构主要是为冷却空气提供必要的通路管道，冷却风由风扇驱动进入送风管道，通过控制管道的截面积来调整风速，达到最佳的送风效果。

造型设计是通过计算机完成的，比较先进的设计方法是通过服务器组建设计组，每个人都是一个设计终端，分摊一个模块的造型工作，数据保存在服务器中，并共享，以方便他人参考。同组的设计者应该保持互相交流，以便及时发现并更正问题，同时还能及时了解别人的想法，以统一设计思想，使设计风格一致。

初步造型完成后使用快速成形，切割造型及手工加工的方法做出设计试作品，然后试装，试验以发现并总结问题，修改问题。根据设计的难易程度决定作一次还是多次设计试作。试作问题都排除以后与部品制造部门或者厂家进行研讨，根据他们提出的问题再进一步修正设计，增加工艺性特征，如增加相应的分模线，拔模斜度，导角等。最终生成正式图纸和相关作业文件及电子数据。并在模具品完成以后配合工场技术对模具品进行检验，及工厂试作，在对工场试作品的试验完成以后召开质量确认会议，设计工作完成，根据设计难度的不同所需时间也不相同，一般为半年，全新开发的机种有的可达一年之久。

三、工场技术

工程技术（下称工技），主要职责是协调部品制造部门或制造商，检验模具品的质量，把握开发日程和协调生产。在产品开发阶段，由产品设计向工技人员介绍产品的特点，让工技人员了解产品特征。开发后期产品设计向工技提供设计试作样机，供工技人员了解产品结构。

工技人员参与产品设计与部品制造部门或者厂家的部品研讨，及时发现并整理设计中的不足，已经模具设计者为简化设计提出的要望，工技人员必须全面了解制品设计及模具加工的大致方案，一般把握部品特征，预见部品可能出现的问题和做出相应的解决对策，根据实际生产特点向设计提供符合现地生产的。正确判断和把握部品的式样，最终在保证设计意图的情况下尽快完成开发工作。
 

 

在模具品试模以后，对单个部品进行判定，并试组装以确定配合尺寸。所有单品完成后进行工场试作，试作品提供品质保证部门试验及检验。试验完成以后对需要修改的地方进行修正，制作工厂作业指导书，《组装规格书》，《部品个别判定基准》等作业文件。一般在工场试作一月以后实施小批量生产，旨在指导工场流水线作业者正确组装和调试产品，即发现并解决流水线作业时发生的问题。完成质量品质会议，整理问题点及对应情况。工作时间从了解产品开始计算一般4个月左右的时间。

四、部品制作

该环节涉及设计的部分是模具制造部门，在工业大规模生产中必须使用模具化生产以保证制品的一致性，所以模具设计与生产为商品开发的二次开发。模具设计和生产虽是单件生产，但模具用于大规模生产中，其产品存在一致性，所以在模具生产中就必须保证模具的正确性。

模具设计使用产品设计提供的三维或者二维电子数据，以保证制品与设计的一致性。因模具成形时会增加一些工艺性的部分，比如浇口、切断口、分模线、等痕迹，因模具设计者所使用数据并非完整的产品数据，必须通过工技与产品设计沟通，达成共识后方可实施，以便产品设计总体把握产品状态和式样。其他对产品造型的修改，如拔模斜度，公差中间值等修改原则上以产品设计为主。

模具设计与产品设计研讨过程要求工技人员参与，以便工技人员了解部品可能出现的问题，合理预见问题处理方法。模具设计主要生成模具电子数据和图纸，加工人员通过图纸了解设计意图，使用电子数据保证加工的准确性。因模具成本相对较高，模具设计阶段应基本保证制品造型的正确性和合理性，否则加工完成后修改一则成本较高，二则可能对原有模具结构造成不可修复的破坏，影响模具质量。

整个模具制造时间为20天到50天时间。还有一些部品的加工模具相对比较简单，如片型材料的五金模具，刀模等。所需时间也相对较短。外观制品往往有表面处理要求，如涂装、电镀、蒸着、印刷等等，为保证符合造型设计的设计意图，需要反复调试比对，以达到最佳效果，因工业生产存在一定误差，此类样本在封样时需要同时确定上限样本与下限样本，将色差，光泽等难于控制的因素限制在某一范围区间内，以方便生产。