电子产品的结构设计实用13篇

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电子产品的结构设计

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作者简介:郑海航(1987-),男,广东汕尾人,学士,准备评中级机械工程师,研究方向:产品结构开发

电子产品的功效不仅需要通过原理性设计来实现,同样也需要进行电子产品结构设计优化来实现。电子产品的结构性设计与原理性设计相辅相成、不可分割,在电子产品设计时要综合考虑。但是一些电子产品设计人员在产品设计时只侧重于功能性原理设计,忽略了结构性设计。在对电子产品结构设计时要充分考虑到电子产品的功能,综合考虑电子产品生产和维修、产品设计零件材料、产品功效实现、产品用户使用、产品使用寿命、产品经济效益等影响因素。

1电子产品结构设计的要求与原则

1.1电子产品的结构设计要求

电子产品结构设计的要求一般体现在以下几个方面:第一是功能要求,电子产品作为一种商品,要在结构设计中体现自身的使用价值;第二是产品质量要求,产品美观、实用、环保等质量要求决定了产品的价值,有助于实现电子企业的经济效益;第三是产品结构优化,电子产品结构设计涉及到工艺、材料、联接方式、形状、位置、尺寸等结构设计元素,找到结构优化的最佳方案;第四实现结构设计创新,现代电子产品与信息技术同步发展,在高速发展的现代社会,电子产品更新升级速度相当的快速,所以在对电子产品结构设计时要运用创造性思维,运用最先进的电子技术和设备,实现电子产品的盈利。

1.2电子产品结构设计的基本原则

第一,实现各个部件的预期功能的原则,立足结构设计的整体,协调各个结构之间的关系,简化电子产品结构,实现一个结构多种功能;第二,遵循强度与刚度的要求,通过结构设计、减小应力集中、改善受力情况来增加强度,对外壳材料进行综合的检测,满足所需要的强度和刚度;第三,满足制造工艺和装配要求的原则,在结构设计中,要简化电子产品零部件的配置、提升产品装配性能、合理划分装配单元等来实现零部件的合理安装;第四,满足用户审美的原则,电子产品不仅要有实用功能,更不可以忽视电子产品的外在美感[1]。

2结构设计阶段应考虑的主要因素

2.1产品的生产和维修方面的因素

做好电子产品结构设计生产和维修环节,笔者建议从以下几个方面做起:一是增强元器件布局的安全性、高效性、方便性。做到电路清晰识别,避免波峰焊出现隐蔽效应。产品的生产是做好电子产品的基础,因此在产品生产阶段就应当做好结构设计,设计好的产品才能投入生产中。电子产品的设计一定要结合其实用性考虑,将实用性纳入到电子产品结构设计工作中,做到产品的美观设计和实用设计相结合。其次,注重组件部件的连接。组件部件的连接要综合考虑连接线的方式和种类,其对组装效率和产品检修有很大的影响,一般来讲,排线连接生产效率要高,插拔连接较方便,同时,在维修方面的设计也非常重要,电子产品要做到维修便捷,因此在维修方面的设计要易于打开相应设备,维修的线路和主板能够直观地被维修人员看到,及时检查故障点,快速维护产品性能。产品生产和维修是结构设计阶段应当考虑的首要因素。

2.2产品设计零件材料方面的的因素

对产品设计零件材料的选择,也将极大的影响到电子产品设计的效果。在零件材料的选择上,要考虑零件材料是否环保、可回收再利用、安全等因素。在对电子产品设计零件材料的选择上,要选择信誉较好、价格较合适的厂家,不能贪图低价的便宜,缩减生产成本,采购前要选定产品设计所需要的材料,采购时尽量选择材料优质,价格合适的厂家,采购来的零件材料要送到相关的检测部门,经过一系列的检测程序后,安全合格后方可投入到正式的电子产品设计环节中;电子产品的种类不断增多,电子产品的使用人群增多,电子产品的普及产生了较多的电子污染,对土地资源、水资源等都造成了不可修复性的威胁。可是相关电子技术设计人员却忽视了对电子产品的后期处理,造成许多电子产品在被使用后没有得到科学的处理方法,电子设计人员要牢牢树立环保意识,要实现电子产品设计各个环节的无污染。另外,还要考虑电子产品的可回收利用。

2.3产品功效实现方面的因素

电子产品的功效能否实现很大程度上取决于产品内部布局的合理性,因此要想实现电子产品预先设计的功能,就必须要考虑元器件布局、电路板布线、组件部件布局、以及三者之间的相互影响。在元器件布局上要克服电路之间相互干扰的问题,考虑电路板承重限度,避免过重导致电路板的变形甚至是断裂,对于怕热的元器件要远离物源;在电路板布线方面,要考虑公共、高频线路阻抗、信号、接地等因素对信号的影响,避免分布电容对布线带来的干扰;在组件部件布局方面,应该考虑到与相关因素的地理位置距离。

2.4产品在用户使用方面的因素

电子产品设计是为了服务广大用户,因此,要考虑到用户使用方面的因素。电子产品贴近人们生活,所以务必要保证其安全性,完善安全保护接地措施,安装电子安全设备,比如安全接地、防雷接地等,消除触电的隐患;杜绝外界因素对电子产品机械零部件损害,延长电子产品机械零部件的寿命;电子产品对外辐射较大,久而久之,对设计人员、用户等都形成了无形的生命威胁;对电子产品结构的设计要有可靠的防过热高温、防火、防爆措施;同时,不可忽视对电子产品运输、存储时的安全,防止引起意外爆炸。

2.5产品使用寿命方面的因素

产品的结构好坏,对产品使用寿命有着很大的影响。综合考虑散热、热保护、热机械固定、太阳辐射等温度对产品使用寿命的影响因素,及时为元器件散热,对功率性发热的元器件实施热保护,避免长时间的太阳直射,保护元器件,避免电子产品的过早报废,延长产品使用寿命;保证电气连接、机械连接的可靠,进行防振动设计,防止连接松动和噪音产生;在结构设计时既要避免内部电路的误操作,又要避免外部电路的误操作,避免误操作对元器件的损害。避免印制线路由于电路板变形过量而断裂,提高产品的耐用性,提高产品的使用性能[2]。

3结束语

实现电子产品结构设计需要综合考虑很多因素,只要电子设计人员准确把握电子产品结构设计的影响因素,才能实现电子产品的预期功效,使电子产品更加符合人们的需求,满足人们日益增长的使用需要,使电子企业在激烈的市场竞争中处于不败之地,获得长足发展。

参考文献:

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1优化空调性能的优点

现在的空调与电脑、电视、洗衣机、冰箱一样是人们日常生活中,家用电器的重要组成部分,其中空调的消耗能量是最高的,对人们的生活环境影响也最大。在空调的生产过程中,使用了非金属元素氟,非金属元素氟可以对大气外层的臭氧层进行破坏作用,臭氧层具有隔离太阳紫外线的功能,保护地球生物不被紫外线直接照射;一旦臭氧层出现空洞,紫外线就会通过空洞直接进入到地球表面,给地球生物造成重大的伤害。例如:紫外线直接照射到地表或是人体上,可以产生强烈的辐射,导致海洋生物的死亡或是灭绝,使农作物大量的减产,使人们的皮肤出现红肿、皱纹、色素沉积等问题。空调使用的数量越多,产生的氟元素就会越多,破坏臭氧层的几率就越大,对人体造成的伤害就越强。空调的运转是由电能带动的,电能是由煤炭资源经过燃烧释放出的热能,或是由石油、天然气等不可再生资源的消耗产生的热能带动。如果有一天这些不可再生资源消耗完了,人类生存的环境将不可想象。因此,只有优化空调的性能,改善空调的内部结构,加强空调的能源使用效率,生产出符合社会经济发展的新型产品,才是节约能源的最好做法。

2优化空调的各个组成部分

2.1空调换热器的优化

换热器是空调的重要组成部分之一,要想提升空调的能源利用率,改变空调的内部结构,首先,就要优化空调的换热器。空调的重要组成部分中包括换热器和压缩机,它们是空调消耗能源最大的组成部分,要想优化空调的结果设计,就要先将空调的换热器更换成比当前使用更大的。更大的换热器可以促进空调更好的调节环境的温度,降低空调的能源消耗。当然,优化换热器的同时,还要兼顾生产成本的考虑,既要选择最适合的换热器,优化空调的结构设计,又要提高空调的使用性能。

2.2空调压缩机的优化

空调的压缩机比换热器的重要性更高,属于是空调结构的核心技术,压缩机的性能决定了空调的使用性能,优化空调的压缩机是提高空调节能的最佳途径。空调的压缩机大多数采用的旋转式压缩机,这种压缩机的制冷量与空调的整体制冷量不同,当压缩机的制冷量过高时,就会增加空调的耗能,降低了空调的性能;当压缩机的制冷量过低时,就会损失制冷的数量,使空调的整体制冷量降低,起不到空调节能的效果。因此说,压缩机的能效决定了空调的能效,是空调能效的重要参考数值,能效高的比能效低的更加节能。与换热器一样,优化压缩机要考虑生产的成本控制,推动空调事业的发展。

3影响空调性能的送风方式

空调的使用是为了更好的改善人们生活和工作的环境,更换室内的空气,保证室内空气的流通和清新,使人们生活在轻松、愉悦的环境之中,提高生活环境的质量。

3.1置换通风

置换通风是新兴起的一种空调换气方式,他是将新鲜的气流从空调的散热器中释放出来。这些新鲜的气流由于没有受到外界的污染,所以质量比较轻,是从室内的底部上升到室内的顶部,在气流上升的过程中,底部的空气比较新鲜,上面的空气由于杂物比较多,空气的质量不是很好。因此,空调的散热器一般安装在室内的底部,确保空调通风的顺利进行。

3.2工位送风

工位送风是非常特殊的送风方式,包括设备通风、区域通风、人员的自动调节。工位送风的方式就是将送风的出口安装在人们可以呼吸的位置,通过特殊的管道把送风口与空调的送风设备连接在一起。空调的送风口的位置可以根据人们的需要进行位置的调换,气流的速度、流量、流向、温度的调节,从而提高空调设备的使用性能。工位通风更加适合现代的办公环境,满足不同人对生活环境的要求,更好地发挥空调设备的性能。

3.3地板送风

地板通风属于混合形通风方式,空气经过处理之后要经过地板下的静压箱,传输到送风散流器,再由送风散流器输送到室内,与室内的空气混合在一起。地板送风将新鲜空气由下至上地在室内进行流通,带走室内的热量和湿气,通过屋顶的排风口排除,保持室内温度和湿度的均衡。地板式的送风方式带有一定的局限性,受到地板高度的限制,送风的数量有限。适合安置在散热设备比较多、人员集中、建筑密集的地方使用,促使空调设备的效果达到最好。

4结束语

综上所述,空调是人们日常生活和工作必不可少的电器设备,空调的耗能也是众多电器中最大的一个。随着社会经济的不断发展,环保节能越来越受到人们的重视,只有提高空调设备的使用性能,才能推动空调设备市场的向前发展。调节空调设备的结构,优化空调设备的压缩机和换热器,提高空调的使用性能,使空调的性能发挥到最大值。在生产空调时,设计师要了解空调结构设计的重要性,设计出更好、更符合人们需要的空调,切实地改善人民的生活和工作的环境。

参考文献

[1]龙剑秋.空调结构设计对提高产品性能的影响[J].科技经济市场,2014(5):79-80.

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1、稳固性的缺陷

电子产品是一种非常精密的仪器,在运输过程中如果电子产品的稳固性不够,或者受到严重的外力重击,将会使电子产品功能损坏或者坏壳损坏。从消费者投诉中可以了解到由于产品因为运输遭到损坏是电子产品类投诉的热点,它的数量仅次于电子产品性能质量的投诉。

2、屏弊层的缺陷

电子产品在运行时,将会产生电磁效应,如果外壳的屏幕层绝缘效果不佳,将会使电子产品出现漏电现象。比如前段时间出现一名护士在手机充电时使用手机触电身亡的事件,这就是电子产品屏弊层出现问题引起的事故。同时电子产品运行时会与其它的电磁产品互相产生电子感应,它会使电子产品出现功能型的损坏。

3、元器件的问题

电子产品常常要使用各种元器件,比如电子产品会使用液晶手触屏、键盘等操作设备。如果元器件的质量出现问题,则会影响人们对电子产品的评价。比如苹果手机及IPAD之所以被人们追捧,其中重要的原因是苹果产品使用优秀的元器件。人们使用苹果手机的触屏感情与使用国产手机的触屏感觉会有完全不同的体验。

4、外观上的问题

如果电子产品的结构设计外观美感,人们看到电子产品内心会产生愉悦的感觉,内心会喜欢该电子产品,反之,如果结构设计的外观不合理,人们看到该类产品,内心就不会对它产生感。比如目前人们对国内的平板电脑评价不价,其中的原因之一是国产的许多平板电脑外观设计给人的感觉是:傻、大、黑、粗,人们喜欢外观优雅、线条流畅、品味独特的电子产品。

二、电子产品结构优化设计方案

1、选用优质外壳材料

电子产品应当使用怎样的材料一直是人们在探讨的。比如部分电子产品使用合金金属外壳。目前人们常常应用热塑料材质或热固性塑料材质。热塑料材质生产工艺简便,具有机械强度高的特点,它能满足电子类产品的需求;热固塑料是塑料分子与其它它学材料相结合的结果,使材料既拥有塑料制品的优点,同时具有自身的优点,它具有绝缘性强、耐热性好、不易变型的特点,非常适合作为电子产品的外壳。热固性塑料发展潜力很大,目前人们正在深入研究如何将热固性塑料应用到电子产品结构设计中,因此对电子产品的外壳塑料可以在成本允许的情况下使用热固性塑料材质。

2、选用优质的元器件

电子产品通常是由于多种元器件拼装而成,如果元器件本身的质量出现问题,则电子产品的结构也将出现问题,因此要保证电子产品的结构能满足人们的需求就必须慎重选择元器件。它包含:要使用优质的元器件原材料,使元器件的每件产品都能符合人们的需求;元器件必须适合拼装,如果元器件不能紧密结合,则它的产品结构容易出现问题;元器件必须耐冲击,否则产品会在运输过程中或者使用过程中出现问题。

3、强调产品的人性化

人性化是指了解人们的需求,根据人们的需求设计电子化产品。比如苹果产品使用一体性无螺钉设计,使产品的牢固性得到保证,人们使用苹果产品不会想到产品结构会散架、摔坏的问题,人们也不会随意拆开产品的外观,使产品结构发生变化;在电子产品中还常常会使用到卡扣,卡扣的设计也是体现人性化的重要方面。人们只有觉得卡扣的大小合适、位置合理,才会觉得使用电子产品感觉很方便。

4、突出产品的美观性

美观性也是人们对电子产品结构评价的重要评估标准。比如一件电子产品设计的大小将决定人们觉得携带该产品是否方便;该产品的线条是否优美决定人们看到它是否会感觉到很美观;该产品的颜色会使人们决定它的整体风格。如果电子产品的美观性能设计得合乎人们的要求,人们就会凭第一眼的直觉喜欢该产品;反之,即使电子产品的性能很优异,然而人们还是会觉得很遗憾。要对电子产品的美观性进行设计,是要针对电子元器件本身的大小、人们的功能需求、人们的品味喜好决定如何对产品的美观性进行设计就需要做好详细的市场调查。

总结:

目前我国的电子产品设计常常不能很好地满足人们的需求。它反映在人们选购电子产品时,常常觉得它抗冲击力不强、绝缘性能不佳、使用时感觉没有贴心的设计、美观性不够。电子结构的设计是决定电子产品质量和性能的重要指标,要做好电子产品设计,就不能忽视电子产品的结构设计。

参考文献:

[1].安军.范劲松.产品的个性特征分析与材料设计研究[A].2005年工业设计国际会议论文集[C].2005.

[2].马宁伟.塑料制品机械连接技术[J].工程塑料应用,1993(01)

[3].李树.揣成智.刘风芝.注塑成型的塑料连接件设计[J].塑料科技,2004(04).

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[6]McAloone, T and Bey, N. Environmental improvement through product development - a guide[Z].Copenhagen:Techincal University of Denmark, 2009. ISBN 978-87-7052-950-1.

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云计算对IT的影响是各个层面的,电子产品设计概莫能外——终端的设计越来越简单,但“设计无处不在,设计可无中生有,有中生无”,交互界面的设计也是工业设计,人机界面和使用方式的设计已经独立为一个很大的设计需求市场。“工业设计组成元素是:人、产品、环境,硬件技术、软件技术以及内容,需要通过设计来实现,设计不仅指产品设计,而是广义的概念,且不能狭隘地把设计当成简单的外观造型、结构设计、配色等。现代科技的发展和工业设计是相辅相成的、共同成长的。”

谈到本次国内电子产品设计公司九强邀请展的意义,程益浪认为,品牌是一种标识,更是一种重要的经营资产。资产需要时间、空间和资本的长期持续积累并且需要精细化经营,它才能将无形资产转化为资本,从而实现社会价值。TOP品牌形象的推出在行业中具有强大的号召力和市场价值,可带动行业快速发展。

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(2)防水防潮。电子产品零部件中各个元器件越来越小,相互之间的距离越来越近,在潮湿环境中容易出现毛细管结露,短路损毁电子产品。在产品内包装加一层塑料薄膜、铝箔纸、蜡纸等防水包装材料,以及在包装中置放干燥剂防止电子产品生锈或结露。近年来,高阻隔材料塑料膜、具有红外反射功能的铝箔纸以及纳米改性的隔热高阻隔涂料等新型防水材料逐渐在电子产品包装中应用。有些电子产品采用遇水(潮)图文消失或图文显示或图文模糊等智能标签显示该电子产品是否经历过遇水(潮)过程。

(3)防静电。随着电子元件集成度越来越高,电路中绝缘层的厚度越来越薄,承受静电电压能力越来越低,而且产生和积累静电的高分子材料大量使用,使得静电危害越来越严重。静电对电子产品的破坏表现主要有四个方面:静电吸附灰尘,降低元件绝缘电阻;静电放电直接破坏电路或元件;静电放电电场或电流产生的热使元件受损;静电放电产生幅度很大,频谱极宽(从几十兆到几千兆,达几百伏/米)的电磁场使电子产品受电磁干扰损坏。完全消除静电十分困难,电子产品在装卸、运输、储存过程中振动、摩擦、碰撞、挤压过程中还会新产生静电积累。电子产品静电防护唯一可依赖的就是包装。国际电工委员会(IEC)根据产品的静电敏感度和性能要求的高低,将静电包装分为三个等级,静电屏蔽包装,要求包装材料的体电阻小于1000Ω;静电导电型包装,其体电阻10000Ω;静电逸散型包装,其体电阻介于104~1011Ω。静电敏感电子元器件通常采用多层防静电屏蔽袋包装,内层是不易产生静电或消散静电的材料,中层为导电材质提供静电屏蔽保护,最外层为静电屏蔽材料,降低外界电场对电子元器件的影响。新材料技术的进展提供了多种性价比不同的新型防静电材料。

(4)防氧化。采用气调技术降低包装中的氧气和水蒸汽含量,产品包装特别是一些军用印制板备件,应装在防静电铝箔薄袋内并充氮气封口,以防印制板面及元器件被氧化。四川国营长虹机器厂生产的军事电子装备采用了聚乙烯薄膜干燥空气密封封存技术,不仅延长了产品储存期,而且节约了机器返修费;南京长江机器制造厂等军工产品的包装,推广应用了气相防锈和除氧封存工艺技术,不仅提高工效3倍,还降低了包装成本30%左右,而且延长了产品封存期,保证了产品的稳定性和可靠性。

2.电子产品包装的生态设计、应用新型环保包装材料

生态设计是指在产品设计、选材、生产、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期全过程中,充分考虑产品的环境属性和资源属性,将可拆卸性、可回收性、可制造性等作为设计的目标,在产品设计时,选择与环境友好的材料、机械结构和制造工艺,在使用过程中能耗最低,不产生或少产生毒副作用,使产品及其制造过程、使用过程和报废处理后,对环境和资源消耗的总体影响减到最小。首先全面了解产品的结构特点。它包括产品结构强度设计(六面承受的允许强度)、产品底面结构状况、外表的耐磨性、内部结构件的布局及强度、导线的编扎固定牢度、元器件安装长短、各种支架的强度及机壳使用材料等。对于电子产品,一般采用全面缓冲设计方案,缓冲形式可有左右套衬和上下天地盖两种。大型电子产品常用的外包装是瓦楞纸箱,部分大而重的产品采用蜂窝纸板包装箱。衬垫结构一般以成型衬垫结构形式对电子产品进行局部缓冲包装,衬垫结构形式应有助于增强包装箱的抗压性能,有利于保护产品的凸出部分和脆弱部分。棱角边应有垫条、垫块、垫片等保护;在外包装箱内填充碎纸屑、碎泡沫等缓冲。包装箱要装满,不留空隙,减少晃动,可以提高防潮、防振效果。内包装的最主要功能是提供内装物的固定和缓冲,有多种内部包装材料及方法可供选择。

(1)发泡塑料是传统的缓冲包装材料,有质量轻、保护性能好、适用范围广等特点。特别是发泡塑料可以根据产品形状预制成相关的缓冲模块。目前,电子产品内包装材料以聚苯乙烯(EPS)和聚乙烯(EPE,珍珠棉)为主,尽量选用价格低的可降解材料。EPE目前在国际上是比较认可的环保材料,主要用于易碎品的包装,成本比较高。EPS可以模塑成型,成本低,但不可降解和回收,导致白色污染。

(2)气垫缓冲膜是在两层塑料薄膜之间采用特殊的方法封入空气,使薄膜之间连续均匀地形成气泡。气泡有圆形、半圆形、钟罩形等形状。气泡薄膜对于轻型物品能提供很好的保护效果。作为软性缓冲材料,气泡薄膜可被剪成各种规格,可以包装几乎任何形状或大小的产品。气垫薄膜的缺点在于易受其周围气温的影响而膨胀或收缩。膨胀将导致外包装箱和被包装物的损坏,收缩则导致包装内容物的移动,从而使包装失稳,最终引起产品的破损。而且其抗戳穿强度较差,不适于包装带有锐角的易碎品。小型电子产品常用包装纸盒进行包装。纸盒有单芯、双芯瓦楞纸板和硬纸板。在保证电子产品包装防护功能的前提下,尽量减少包装物的使用量和选用轻质包装材料、其它工业的废料(纸张裁切后的边角料)。同时,包装材料的生产以及废弃后可以进一步回收利用。目前纸蜂窝、纸浆模塑等环保材料已经在格力、长虹、海尔、海信、美的等知名家电企业得到了广泛的应用,取得了很好的成效。收缩与拉伸薄膜包装在海尔集团得到推广应用。

3.简化外包装图文印刷、采用智能标签适应网购物流需求

在互联网、物联网时代,网购电子产品所占比重越来越高,电子产品的包装设计必须适应网购产品销售模式和物流方式。消费者网络购物时主要关注产品的图片和性能,对包装外观图文无过多要求。因此包装箱(盒)表面可以尽量少印刷图文,降低印刷成本和减少印刷图文过程中的环境污染。网购商品单件产品物流中间环节更多,储存运输过程中的温度湿度环境更加恶劣,除了包装的防护功能需要进一步提高外,还可以采用智能标签技术,如射频识别标签(RFID)、近场通讯标签(NFC)实现电子产品包装全程跟踪监控、简化物流人工操作。对温度或湿度敏感的电子产品,还可以采用温度湿度指示记录标签或将温度湿度测试结果存入RFID或NFC芯片回传物流管理系统。

4.包装外观个性鲜明,凸出品牌和产品主题

包装具有创意形象、示范引领、体现企业品牌意识的特点。新产品的产生,消费形态的改变,商业流通的发展,新材料的涌现,制作工艺、技术的改进,市场营销的发展等都会促进新的包装形态的出现。甚至人们的生活观念、审美情趣的改变也会对包装形态产生影响。强调视觉设计方面的充实与舒适,设计创意更追求养眼的唯美效果,显得更“友好”更“亲切”。产品包装和创意设计融合,完全从用户的角度去考虑产品的包装设计。以iphone系列手机的包装为例,非常简约的图形和颜色的重度识别。数码电子产品在包装上有极强的品牌效应。特别是在包装纸型方面,结构设计非常有讲究。在视觉设计方面,国外知名企业都有独特的公司标志图案和标志颜色,采用统一品牌、统一型号、统一包装装潢设计和统一包装结构设计,简洁、明快地树立产品生产者的形象。

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1.从客户体验中找创新

对于客户而言,接触医疗电子设备首先是对包装的拆装体验,然后才是对产品的性能体验。通过包装创新设计达成包装拆装友好感,能够直接提升产品品牌的认同度,极大提高产品投放市场的信心。经过对客户的走访调研,我们发现以往常用的钢带木箱在客户拆箱时非常费时,甚至会对客户造成伤害。于是我们对钢带木箱结构进行了优化,使用锁扣结构替代钢带插舌结构,极大地缩短了拆装时间,简化了拆装步骤,这种来自于客户体验的结构创新很快就得到了客户的认同。

2.从社会责任中找创新

包装废弃物会造成自然资源的浪费与损耗,这是一个值得全社会关注的问题,环境问题会危害到我们每个人的生存以及企业和社会的健康发展,一些有社会责任感的企业已经开始积极使用可持续性包装。例如,我公司产品的外包装一般只使用小面积的单色印刷或不印刷的原色纸板,以降低包装的生产损耗、增加回收利用率,相比很多采用多色复杂印刷的包装,我公司的这一点创新改变将会带来更多的社会示范效益。

3.从成本控制中找创新

成本控制是企业全方位管理的最基本环节,能给企业带来直接的经济效益。包装成本控制是包装开发过程中最为重视的活动,能推动企业在很多方面实现包装创新。举个最近的例子,我公司供应链系统提出降低成本的计划,并寻求包装部门的支持。包装部门经过成本分析后发现,用于物流周转的木质托盘和塑料托盘综合成本较高,在寻找替代方案的过程中发现,全纸托盘在采购成本、运输成本方面具有较大的优势。因此,通过切换托盘物料,我公司最终实现了40%的成本降低。

4.从供应商资源中找创新

在包装材料研发方面,包装供应商一般比终端用户具有更多的资源和实力,同时其还可以充分利用市场渠道获取很多已经取得重大突破的包装新材料。因此,终端用户便可通过包装供应商的这些优势,帮助自身实现包装材料的创新应用。另外,包装设计方面创新也需要及时与包装供应商沟通,以满足制造工艺的实现,进一步优化包装方案。通过与包装供应商广泛建立包装创新技术的共享与合作,可以得到进一步提升终端用户的包装创新。

包装创新:更新、创造、改变

在消费方式日趋个性化、营销手段逐步多样化的今天,包装创新可以为企业带来超乎想象的价值,成为企业获利的主要因素之一。一直以来,创新是我公司一直所推崇的包装设计理念。对于电子产品,在进行包装创新时,产品一定是主角,包装是为产品进入流通市场所服务的,包装的外在品质应与产品的内在品质相呼应。因此,我认为,在满足保护产品功能的前提下,包装创新主要体现在以下3方面。

1.注重环境保护性

从环境保护与包装可持续发展的角度出发,包装工程师和终端用户同时肩负着社会责任。因此,在进行包装设计时,包装工程师应尽量采用可回收利用的环保材料,如采用瓦楞纸箱、蜂窝纸板、纸浆模等替代木质、EPS、塑料等材料。目前,我公司已将采用木箱包装的产品(如天线)基本都换成了重型瓦楞纸箱。

2.合理进行包装设计

从结构上来讲,巧妙的包装结构设计不仅可以最大限度地利用包装空间,还可以节约包装材料,更可以提高托盘的货运量。如缓冲结构应尽量采用一体成型的设计,使用最少的材料满足缓冲条件,避免过度包装。不同的产品包装可能会有不同的包装结构设计方案,但包装结构设计时必须利于包装工艺的操作。此外,还应从消费者的角度考虑,将人体工程学融入到包装结构设计中,使包装利于消费者携带,并易于拆装。

从装潢上来讲,包装表面图案应设计得当,利于视觉传达。例如,苹果产品的包装具有一定的质感,装潢大方清爽,具有很强的视觉冲击效果。

3.采用物流新技术

在包装物流方面,应用RFID技术不仅可以节约大量的人力,还可以降低仓储时间。目前,将RFID技术应用到电子产品包装中已成为一种趋势。我公司一些出口到国外的产品包装采用了RFID技术,由于国外用工成本较高,而应用RFID技术不需要人工查看,只需查看进货条码便知产品信息,这样就可以大大节省用工成本。此外,如果产品出现问题,也可以利用RFID技术进行追溯,联系到产品的相关负责人,这样处理起来也比较方便。RFID技术在国外的成功应用进一步提升了我公司继续做好这项技术的信心,目前我公司正在积极地向国内外其他企业进行推广这一技术。

当然,每一次的包装创新还需要包装供应商的积极配合,这样才能共同实现包装创新。

把握包装创新思路

在电子产品行业竞争日益激烈的今天,产品的成本控制、供应链管理的完善、完美用户体验的获取、研发周期的缩短,都在促使电子产品不断升级换代。作为保护产品、展示产品信息的重要手段,产品包装的创新研发和设计是企业最有效的市场营销手段之一。

对于电子产品而言,其包装被赋予了更为重要的使命,因此,各大电子产品企业对包装更是格外重视。我认为,在进行包装创新过程中,应当牢牢把握以下4点创新思路。

1.包装表面装潢方式

大多数电子产品的外包装都是瓦楞纸箱或纸盒,其表面是向消费者展示产品信息的重要载体,各种精美图案的设计以及印后加工方式在展示产品本身内涵和科技感的同时,应该能让消费者获得更多的产品信息。例如,覆PP膜、上光等方式能将设计者的创意体现得淋漓尽致,达到近乎完美的展示效果。

2.环保材料的使用

随着绿色环保意识的增强,EPS等材料已基本从包装中消失,取而代之的是可回收、可重复利用的纸衬垫、纸浆模、EPE等环境友好型材料,这些材料既能达到保护产品的目的,又能兼顾包装的可持续性。例如,宏基等终端用户坚持将纸作为其包装的主要材料,以降低对石油化工材料的使用和依赖。而且,当消费者打开包装时,除了感受到新奇和产品本身的魅力之外,大量精美的纸质包装更能拉近产品与消费者的距离,获得消费者的好感。

3.缓冲结构设计

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Key words: three-proofing design;digital walkie-talkie;configuration design

中图分类号:TN802 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)16-0047-02

0 引言

21世纪,数字对讲机是现代指挥专用的主要无线通信方式,在实际的工作状态中,所发生的故障约一半是由环境因素导致的,其中90%以上是由温度、盐雾、湿度、霉菌和振动造成的。换句话说,设备的可靠性与环境因素有着重大关系。

在电子通信行业中,三防设计一般定义为防潮热设计、防盐雾设计和防霉菌设计。电子装备的“三防”性能,已成为系统整机重要的性能指标之一。随着现代通信技术的高速发展,工程师越来越重视三防设计,采用三防技术设计的数字对讲机,能有效降低设备的故障率,提高产品可靠性和适应使用环境能力。因此,加强产品的三防结构设计,减小环境对设备性能的影响,是产品设计中的重要环节。

1 结构设计对产品性能的影响

专用数字对讲机使用环境比较恶劣,采用三防技术设计的产品可适应野战的高低温,潮热,盐雾等严酷气候条件,并且能够长期稳定、可靠地工作。三防结构设计是三防设计完善与否的关键之一[1],通过结构设计体现出三防设计的要求。因此,在电子设备的产品设计中,整机结构设计是否合理,不仅决定产品的成本高低,同时影响产品的使用性能。

当前,数字对讲机的结构设计存在诸多缺陷,主要体现以下方面:

①密封性差,防水防潮性能弱,导致对讲机在雨天或者潮湿气候条件下不能正常使用;②材料选择或者工艺处理不当,导致产品在盐雾环境使用时不能有效抵抗盐雾腐蚀,甚至断裂;③我国南方及沿海地区气候较潮湿,产品放置一段时间后就会发霉。

为解决上述不合理问题,需将三防设计的原则和方法融入结构设计中,从而提高对讲机的环境可适应性,机械性能以及电气性能。

2 三防结构设计

三防技术是涉及结构设计、电子元器件装配以及工艺和生产技术管理等内容的综合性系统工程[2],其中结构设计为主要内容。运用三防设计的原则和方法,解决数字对讲机结构设计存在的不合理问题,主要考虑如下几点:

2.1 防潮热结构设计 在三防设计中,防潮热设计主要是防水设计。数字对讲机由于体积小、重量轻、电子元器件之间的间隙小,其采用的防潮热设计方法如下:

①优选防火、防锈蚀的合金材料;②在数字对讲机表面涂覆保护层以防止锈蚀;③整机采用外壳密封防水,将电子元器件与周围环境隔离,不与外界的空气、水或其他腐蚀介质接触。

依照《GB4208-93 电子产品外壳防护等级》标准,手持式数字对讲机属于外壳结构防水且不怕腐蚀的小型通信设备,其整机的防水等级为IPX7。为便于更快、更直观地检测产品的气密性,采用充气检测法代替浸渍试验。表1为数字对讲机气密检测的试验参数。

为达到要求的防水等级,数字对讲机结构设计时主要采用防水圈、防水双面胶及局部封胶等防水形式。如果防水等级要求比较高,可采用二次啤塑及超声波焊接方式防水[3]。以手持式数字对讲机为例,具体防水结构设计如下:

①受话器前腔的出声孔使用防水透气膜,既起到防水作用,也可以透气透声。

②采用硅橡胶密封圈防水方式。1)前壳和中壳以及中壳和后盖配合处采用截面为圆形,邵氏硬度为45±5°的硅橡胶密封圈防水,使数字对讲机成为一个密闭的腔体;2)功能旋钮和中壳局部配合处采用O型圈密封;3)硅胶按键周圈设计的半圆型凸台与前壳配合起到防水作用。

③采用防水胶的密封方式。如视窗玻璃和前壳,充电座周圈与后盖之间的配合面可以采用3M双面防水胶,以起到密封防水作用。

④电池上,下壳体材料都为PC或ABS,通过超声波焊接的方式,将电池上下壳体焊接为一整体,同样可以达到良好的密封防水效果。

2.2 防盐雾腐蚀的结构设计 盐雾环境会引起手持式数字对讲机的腐蚀,甚至影响整机的使用性能。按照《GB /T2423.17电子产品防盐雾测试》的试验方法:需要将对讲机放置在氯化钠含量为5±1%的盐溶液,温度为35±2℃的试验箱中,承受连续喷雾时间为48h的试验,且连续喷雾每24h检测一次盐雾的沉降率和pH值。试验结束后,检测喷雾后收集液的pH值是否在6.5~7.2范围内,并将设备在正常的试验大气条件下放置48h,然后进行全面直观检查及性能检测,如果没有任何盐雾腐蚀迹象,样品试验合格。图1所示,盐雾试验样品为镁合金AZ91B,采用阳极氧化处理,可以抗连续盐雾试验48h。

防盐雾设计的原则是:①选用耐盐雾腐蚀性材料,金属一般选择合金为最佳;②元器件要有一定的覆盖层防护;③合理的结构设计。依上述设计原则,在结构设计方面主要考虑以下3点:

①优选耐盐雾腐蚀材料。由于工作环境恶劣,对讲机设计需要优选耐蚀性强的材料。相较镁合金,铝合金本身耐蚀性强,一般大气条件下,镁合金需要加保护层,而铝合金只有在严酷的大气条件下才加保护层[4]。如表2所示,铝合金和镁合金在不同的后处理方式下的抗盐雾试验时间对比,其中镀层厚度均为7μm。

②采用表面涂覆层保护。1)由于紧固螺钉的十字槽处易磨损,应使用奥氏体不锈钢,如:0Cr18Ni9(304)、0Cr17Ni12Mo2(316)并钝化处理,满足强度要求同时也可以通过中性盐雾试验48h无腐蚀;2)外露的充电触点选用黄铜材料,且表面覆盖层采用镀金方式,镀层厚度为3μm;3)铝合金LY12壳体可以采用阳极导电氧化磷化底漆喷褐绿色塑粉。

③设计合理的结构。考虑涂装和维修的方便,设计时尽可能采用简单、合理的结构方式。例如,前壳需要暴露在外,设计时采用开放式的百叶窗结构形式,可以避免残余水分积聚和灰尘积存,起到良好防护作用。

2.3 防霉菌设计 在湿热环境中,对讲机极易遭受霉菌侵蚀,因此,防霉设计是湿热环境下对讲机环境防护设计的重要内容。数字对讲机采用铝合金材料,霉菌试验仅作外观检查,试验周期28天。其具体测试内容:在温湿度交变环境下进行,每24h循环一次。植入试验要求菌种,试验结束时,立即检查样品表面霉菌生长情况,按表3评定试验结果。

由于工作环境的特殊性,数字对讲机在结构设计上的防霉菌措施是:①选用抗霉菌性能强材料。优选不易发霉的铝合金材料;②加入防霉剂和合理的表面涂覆。比如橡胶表面需要添加水杨铣苯胺的防霉剂,而金属外壳表面可以喷涂防霉漆,既美观又可以防霉;③防霉包装、密封。金属外壳密封前,零部件用强紫外线进行照射,同时密封的内腔充入高浓度的臭氧,防止和抑杀霉菌,能起到有效防护作用。

3 结论

三防技术是一项复杂且与结构设计紧密联系的系统工程,随着新技术、新材料、新工艺的广泛应用,“三防技术体系”得到逐步完善。结构设计师在设计产品时应考虑整机的三防设计要求,大大提升产品的环境适应能力。如今,随着人们对产品质量的要求越来越高,采用三防设计的数字对讲机逐步走进人们日常生活中。

参考文献:

[1]刘欣,刘继芬.三防技术分析与应用[J].电子工艺技术,2010,31(6):354-357.

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由于电子产品是与人们的日常生活与生命健康最直接相关的电子器具,因此它的质量是每一个电子生产企业与供应商都应当高度重视的问题。本文重点就电子产品质量管理工作进行了探讨,并对其在设计过程中,如何控制外部和内部的组织和技术接口提出了具体的方法和措施。以供相关人士参考。

二、电子产品设计控制的重要性

随着科学技术的发展,社会对产品的要求也愈来愈高。概括起来说即高精度、高可靠性、美观、耐用、安全等。我国由于生产工艺手段落后,历来把生产过程看成质量工作的重点。这种状况随着生产手段的改进和市场竞争逐步转变,应当抛弃以往重制造、轻设计的落后观点,把设计控制作为产品质量的首要环节。

三、电子产品设计和开发的计划管理

设计和开发的策划是指针对某设计和开发项目而建立质量目标、规定质量要求和安排应开展的各种活动。计划网络图是设计和开发策划的成果,是研制项目计划管理和质量管理的重要文件。计划网络图不仅应体现各阶段工作的时间计划节点,更重要的是以《研制工作程序》、《可靠性保证大纲》、《质量保证大纲》为依据,反映研制全过程的质量控制点和质量活动监控点。计划网络图应随着科研进度作动态管理、及时修改,同时,应明确上一阶段工作未达到要求不能转入下阶段,防止有缺陷的设计造成更大影响。

1、组织和责任落实

设计和开发活动应委派给具有一定资格的人员去完成。这是设计和开发的必备条件之一。组织不落实,没人去设计,开发只是空话。由不具备资格的人去设计,质量没保证,因此必须对设计人员进行任命。

2、设计和试验规范

现代的电子产品,一般由多个分系统或成百上千甚至上万个零部件组成,在设计这样的产品时,没有统一的设计、试验要求是不可想象的。“设计和试验规范”是开展产品设计和试验并以此作为控制和评价设计和试验工作的准则。

“设计和试验规范”是统称,根据产品复杂程度不同,有多种设计规范和试验规范,如“电信设计规范”、“结构设计规范”、“元器件选用要求”、“安全性设计要求”等。各种规范,按专业分工,分别由总体设计师或主管设计师负责编写,同时应对各级分系统设计师或分机设计师执行规范的情况进行监控,以保证全机设计的统一性。

3、控制新技术、新器材的采用

新技术和新器材的采用是在新产品研制中常遇到的问题。采用的新技术、新器材需要经过充分论证、试验和鉴定,确认这些条件全面达到设计要求后才能使用在新产品的设计中。

预先研究课题开设和研制程序中的专题科研项目,是为了对新技术进行充分论证和验证用的。实践证明,将已确认的新技术用于产品设计,把握性大,质量有保证,而把未被确认的新技术直接就用于产品设计,仍然要经过反复试验、反而会延长产品研制周期或存在隐患,因此控制新技术和新器材的使用是很有道理的。

四、电子产品如何有效控制“组织与技术接口”

“接口”指两个或两个以上实体的连接和相互间关系,实体通过接口进行信息和物资流动。设计过程有许多外部、内部组织和技术接口,如雷达总体与各分系统之间就有接口问题,结构设计与工艺之间、电信设计与可靠性之间、设计部门与物资部门之间等等都有许多技术上的接口。因此应规定从设计输入到参与设计过程的不同部门间在组织上和技术上的接口,接收和传递什么信息、接收和发出的部门和单位、传递信息的方式和达到的作用以及如何收发保存传递文件等,以保证设计的正确性。

1、控制“设计输入”

设计输入是设计的依据,即产品应达到的目标,包括顾客对产品的需求,有关法令法规和社会要求等,通常并不列入设计任务书中。

设计输入也是验证、评审设计输出的依据。控制设计输入,就要求设计输入形成文件,由任务提出方和承接方按签署规定的职责认真签暑。

2、控制“设计输出”

设计输出是通过相关资源和活动产生的设计成果,如为产品编制的各种文字材料、图纸等,这些文件为制造、采购、检验、试验、操作和服务提供必要的依据。

3、关于设计确认

设计确认是指对一个产品设计的最终检查过程,以确定是否符合合同评审时与顾客达成的要求。设计定型和技术鉴定都是确认的一种形式,定型和鉴定通过的产品,证明设计是符合设计输入要求的。

五、电子产品设计与开发的过程控制

1、设计与开发策划

设计开发策划的输出转化为《设计开发计划书》等,内容包括:

(1)设计开发的输入、输出、评审、验证、确认等各阶段的划分和主要工作内容;

(2)各阶段人员职责和权限、进度要求和配合单位;

(3)资源配置需求,人员、信息、设备、资金保证等及其他相关内容。

2、设计和开发输入

确定与产品要求有关的输入,并保持纪录。

(1)产品主要功能、性能要求,一般应包含在合同、订单或项目建议书中;

(2) 适用的法律、法规要求,对国家强制性标准一定要满足;

(3) 对确定产品的安全性和适用性致关重要的特性要求,包括安全、包装运输、贮存、维护及环境等。

3、设计和开发输出

设计和开发输出的方式应适合于对照设计和开发的输入进行验证,并应在放行前得到批准。

(1)满足设计和开发输入的要求,如设计文件、作业指导书等;

(2)给出采购、生产和服务提供的适当信息;

(3)包含或引用产品接受准则;

(4)规定对产品的安全和正常使用所必需的产品特性,如设计和开发过程的相关记录等。

4、设计和开发验证

设计和开发验证的对象:

(1)设计输出的文件;

(2)新材料、新零件;

(3)样件、样机等。

验证的方法

(1)进行试验、模拟、试用、演示等;

(2)根据以往的经验与教训进行评价。

验证的结果及任何必要的措施的记录应予以保持。

5、设计和开发的确认

为确保产品能够满足规定的使用要求或已知的预期用途的要求,应依据所策划的安排,对设计和开发进行确认。只要可行,确认应在产品交付或投产实施之前完成。

确认可根据产品的特点,可以选择下述几种确认方式之一:

(1)召开新产品鉴定会,邀请有关专家、用户参加,提交《新产品鉴定

报告》;

(2)试产合格的产品,选择顾客试用后,由其提供客户试用意见;

(3)送国家授权的试验室进行型式试验并出具报告。

6、应识别设计和开发的更改,并保持记录。

应对设计和开发的更改进行适当的评审、验证和确认,并在实施前得到批准。设计和开发更改的评审应包括评审更改对产品组成部分和已交付产品的影响。

六、结束语

加强设计控制是提高设计质量的重要手段,但设计控制涉及的面很广,方法也很多,以上的论述,只是笔者所认识到的一些控制措施,而各单位根据本行业特点,肯定会有许多经典、成熟和行之有效的控制办法,希望各种好的控制办法能及时得到推广。

参考文献:

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1电子设备结构设计中的电磁兼容

1.1电磁兼容的概念

所谓电磁兼容就是指在电子设备正常运行状态下,电子线路产生的电磁对电子设备产生电磁干扰。电子设备结构设计中良好的电磁兼容就是表示电子设备和电子系统,以及电子线路等在电磁环境中都不会受到各自的影响,对电子设备的质量和功能都不会产生影响。要确保电子设备安全、正常运行,就要在电子设备结构设计中充分考虑电磁兼容的问题,这样才能够提高电子设备运行效率,从而为电子行业以及相关单位的良好发展作贡献。比如一些军工事业应该要高度重视对电磁兼容的设计,在飞机上就存在着许多电子设备,其电磁环境也是十分复杂,所以也就会产生很大的电磁干扰,一旦这些问题没有处理好就会造成很严重的后果。由此可见,电子设备结构设计中的电磁兼容是一定要引起高度重视的。

1.2对电磁兼容进行设计的必要性

现阶段人们生活和生产中,电子设备的正常运行是与电磁兼容密切相关的。由于当前社会中各个行业都会频繁使用各种电子设备,所以一旦电子设备中出现了问题,就会造成整个行业的经济受到严重损失,甚至会影响行业的稳定发展。所以电子产业在设计电子设备时要充分考虑电磁兼容的相关因素,对于那些电磁不兼容的电子设备进行及时的改进。因此,电磁兼容设计的主要目的就是要研究如何有效控制并消除电磁干扰,让电子设备在与其他设备共同工作时不会受到影响。作为理想的电磁兼容的设计,应该是要使电子设备在正常运行时不受到那些不好的影响。对于电磁兼容的设计应该通过合理的接地和搭接以及屏蔽等方式,将外部对电子设备的干扰进行减弱并消除。

2电子设备结构中电磁兼容的设计措施

2.1电磁兼容设计中要考虑电磁滤波的应用

电磁滤波是一种常见的压缩信号回路以及影响电磁兼容的方法,电磁滤波在使用时可以有效抑制干扰因素,也能控制相关干扰源谱分量对其他电子设备的影响。所以说电磁滤波就是能够对信号中一些特定的波段频率进行过滤,通过这样的形式就能够有效抑制电磁的干扰。因此,在对电子设备中电磁兼容进行设计时要考虑电磁滤波的应用。由于电子设备在正常运行中电路会产生一部分较强的干扰信号,而这些干扰信号就会通过电源线及信号线等途径,从而对整个设备的电路产生极大的干扰。而在当前社会中,电磁滤波已经被广泛应用于各类电子设备中,这也是能够保证电子设备安全稳定的重要方法。当然电磁滤波的设置也是需要一定的方法和技巧的,对于改善电路过程中通常会使用到穿心电容、三端电容等重要元件。除此之外,在对电磁滤波进行设置时也要确保所有滤波器装置是与电子设备连接好的,只有正确、合理地设置了电磁滤波,才能有效提高电磁兼容的成效,从而改善电子设备的运行状态。

2.2电子设备结构设计中电磁屏蔽的作用

电磁屏蔽就是指对两个不同的空间进行金属隔离,使整个电磁场以及电磁波都能得到有效控制,并且对区域之间的辐射和感应也能相应的控制。所以在进行设计时要充分利用电磁屏蔽的作用,利用屏蔽物将整个电路以及电子设备都控制起来,从而阻止干扰源的影响。目前在电子设备中解决此类影响的方法是电磁屏蔽技术,利用电磁屏蔽的作用可以有效促进电磁兼容,从而提高电子设备的质量和效率。另外,在进行电磁屏蔽时也要注意电磁屏蔽设备的放置,放置时要尽可能地靠近被屏蔽的电子设备,这样才完全发挥其作用。并且电磁屏蔽板的形状也会影响电磁屏蔽的效果,通过实践表明,最有效的电磁屏蔽板应该是全封闭的金属盒电场。这种金属盒的材质也要特别注意,只有良性的导体材料才能真正起到屏蔽的作用,比如一些铜、铝等金属,其金属材料的厚度也需要根据实际应用情况来灵活改变。

2.3电磁兼容设计时要运用接地技术

在对电子设备结构设计中的电磁兼容也要合理运用接地技术,要将电源与信号提供的回路以及电位进行结合。电子设备中电磁兼容的核心目的就是为了利用接地技术来控制电磁干扰的发生。在运用接地技术过程中也要具有一定的规则和标准,要确保接地的安全性,并且接地的方式以及选择等因素也会对电子设备的正常运行产生一定的影响。电子设备中使用的金属外壳要与地面相接,这能够充分保障人们的经济效益以及人身安全,从而也能保证电子设备运行的效率。在电子设备正常运行过程中,有时会发生静电相关的情况,而接地技术能够有效避免这类问题的发生。如图1所示,电磁兼容设计中运用接地技术时,要考虑整个电路系统中的单元电路有一个公共的参考电位,这是确保电路正常运行的前提。由于接地技术能够防止外界电磁场产生的一些不良干扰,所以为了避免电荷形成的高压而引起电子设备内部漏电以及起火等现象,可以选择将电子设备的机壳接地,利用这样的方式可以有效控制电荷的释放,从而减少电磁的干扰。除此之外,接地技术还能避免雷电等电磁感应的影响,可以对电子设备进行有效的保护。

3结语

随着电子设备的不断进步,而电子设备中的电磁兼容也成为电子行业的核心工作。由于电磁兼容作为电子设备正常运行的基础条件,所以在对电子设备进行设计时要充分考虑电磁的兼容性,要尽量提高电磁的兼容,从而提高电子设备的质量和效率。当然,现阶段电子设备结构设计中的电磁兼容性还有许多复杂的问题有待解决,解决过程中也存在着一定局限性,但是提高电子设备的电磁兼容性有许多技术方法,所以在实际操作中要将这些渗透到各个行业中,从而使电子设备中的电磁兼容得到更完善的设计。电子行业在生产中要根据实际情况和需求来对电磁兼容选择最合适的方法,旨在提高电子设备运行的效率。

[参考文献]

[1]陈灿雄.论电子设备结构设计中的电磁兼容设计[J].科技展望,2016(30):286.

[2]刘兴俊.电子设备结构设计中的电磁兼容[J].中国新技术新产品,2015(6):2-3.

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电子工程设计;EDA技术;电子技术

近些年来,随着电子技术日益发展、革新,应用逐渐实现了快速化和大容量发展,设计系统的数字化,由传统组合芯片转变为单片系统发展。可以说,EDA技术发展,实现了电子领域、电子系统开发的变革,是科技提高、发展的重要产物,对电子工程设计而言,EDA技术的研究、分析具有十分重要的现实意义。

1EDA技术概述

EDA技术,实现了电子设计的自动化,CAM和CAE技术概念出现,逐渐产生了EDA技术,该技术以计算机为主要工具,集合拓扑逻辑结构、计算数学技术、数据库技术、数字优化技术、图形技术等学科,逐渐产生了最新理论结构,由微电子、信号处理分析、电路技术和信息技术的重要集合。现代化EDA技术特点较多,选择自顶向下方式设计程序,确保了设计方案整体性和优化性,加上该技术自动化程度较高,在电子工程设计时,可开展各类级别调试和仿真,对于电子工程设计者而言,可及时发现结构设计错误,防止设计工作浪费,防止细枝末节错误,在系统开发中能够投入更多精力,确保设计的高效率和低成本,缩短设计周期。同时,EDA技术能够并行操作,构建框架结构环境,可实现同步电子工程开发、设计。可以说,EDA是电子技术设计自动化,也就是能够帮助人们设计电子电路或系统的软件工具。该工具可以在电子产品的各个设计阶段发挥作用,使设计更复杂的电路和系统成为可能。

2EDA技术的特点

首先,在现代EDA技术的运用,大多选择“Top-Down”程序进行设计,保证设计方案优化性、合理性,防止“Bottom-up”的设计局部优化,避免整体结构缺陷。其次,HDL技术的设计优点,可实现语言的公开利用,保证语言描述范围,确保设计和工艺无联系,保证现场、系统编程,确保设计保存更为便捷,可实现在线升级。第三,自动化程度较高,在设计过程中,能够实现各级别仿真和调试,在早期结构设计时,设计者能够及时发现设计错误,防止设计工作重叠。另外,设计人员能够省略具体细节问题,在系统开发上能够集中精力,确保设计低成本和高效率。

3EDA技术的发展

在电子工程设计领域,随着EDA技术出现到发展,主要分为3个历史发展时期:首先,初级阶段。从1970年开始,EDA技术主要是采取CAD技术,集成电路具有小规模特点,在传统手工图设计时,因集成电路板、集成电路成本较大,周期较长,设计效率不高,主要依靠计算机技术进行设计印刷,选择CAD工具,可实现布图布线的二维设计和分析,代替了传统的高重复性工艺。其次,发展阶段。从1980年开始,EDA技术逐渐发展完善,集成电路规模也随之增大,电子系统的复杂化,开展软件开发研究,实现CAD系统集成,强化了电路功能设计、结构设计,EDA技术逐渐延伸至半导体芯片设计。第三,成熟阶段。EDA技术经过长时间发展,从1990年开始,微电子技术发展十分迅猛,一个芯片集成,就可达到几千万、上亿晶体管,对于该技术现状,对EDA技术要求也随之提高,促使EDA技术进一步发展。全球各大公司陆续研发EDA系统,开展大规模系统仿真,研究高级语言技术和综合技术。

4EDA技术软件研究

首先,EWB软件。该软件技术是基于PC电子软件设计,具有集成化、仿真分析、原理图、接口设计、文件夹设计等几个特点。其次,PROTEL软件。使用该技术,主要在PROTE199中广泛运用,立足电路原理图设计,采取印刷电路板设计和高层次设计技术。近些年来,EDA技术开发成为热门话题,得到迅速发展。在该领域,主要包含高层次模拟和硬件语言描述,是一种高层次综合技术。随着科学技术水平不断提高,EDA技术朝着更科学、更高层次设计技术逐渐发展。

5EDA技术作用

首先,使用EDA技术,可验证电路设计,保证方案正确性。确定设计方案后,通过系统仿真、结构模拟,对设计方案可行性进行验证设计,保证系统环节传递函数能够实现。推广系统仿真技术,在非电专业系统设计时,可确定某种新构思和新理论设计方案。待仿真后,可模拟分析系统各电路结构,对电路性能指标实现性、结构设计正确性进行判定。其次,使用EDA技术,可优化设计电路特性。对于元器件容差,加上工作环境温度变化,会影响电路稳定性。通过传统设计方法,难以全面分析这种影响,也难以完成整体优化设计。使用EDA技术,利用统计分析、温度分析功能,处于各种温度条件下,可分析电路特性,有利于最佳电路结构、系统稳定温度和最佳元件参数确定,保证电路优化设计。第三,使用EDA技术,可实现电路模拟测试。对于电子电路设计,在设计过程中,包含大量的特性分析、数据测试,由于受测试仪器精度、测试手段约束,存在较多测试问题,选择EDA技术,可实现功能的全部测试。

6EDA技术实现步骤

如上文所述,在现代电子设计领域,EDA技术是技术发展的重要方向,主要是一种硬件HDL描述语言,对硬件电路功能、信号连接、定时关系的语言描述。因此,EDA技术具有较高的自动化程度,能够实现并行操作,具有较广的语言描述范围,可实现语言公开利用,促使整体设计方案的优化设计。对于EDA步骤的实现,主要包含如下方法:首先,文本图编辑和原理图修改。通过图形编辑器,对文本、图形进行设计,可充分表达设计者的设计意图。其次,编译。通过编译器,对设计描述进行拍错编译,通过设计描述,直接转换成特定的文本形式。第三,综合。在该步骤中,可实现软件设计、硬件实现性的合二为一,由硬件电路代替软件设计,通过HDL综合器,促使网表文件生成。另外,以门级为出发点,可描述门电路结构。只要用硬件描述语言将数字系统的行为描述正确,就可以进行该数字系统的芯片设计与制造。第四,行为仿真。通过设计描述网表文件,实现功能仿真,对设计描述和设计意图是否一致进行判定。第五,适配。对于网表文件,利用布局布线适配器,针对某一目标器件进行逻辑映射操作,例如逻辑分割优化,布局布线,以及底层器件的优化配置,等到逻辑映射操作完成之后,EDA软件可形成多项结构,例如适配报告、下载文件。第六,功能仿真。在该步骤中,仿真精度非常高,和真实情况十分接近。第七,下载。如果上述6个步骤能够顺利实现,可将适配器文件下载,直接在目标芯片中转存。

7电子工程设计中EDA技术的应用流程

近些年来,EDA技术在各领域不断深入,涉及医疗、生物、航天、通信等领域,然而,EDA技术在电子工程设计中的运用最为突出,通过EDA技术,利用虚拟仪器进行产品测试,保证技术支持。可以说,EDA技术的运用,主要是电路特性优化和电路设计仿真。EDA技术在电子工程设计中的运用,主要应用流程如下:首先,源程序。在一般情况下,在电子工程设计时,主要是利用EDA器件软件,通过图形编辑器,展示文本、图形。不论是文本编辑器,或图形编辑器,均需依靠EDA工具编译、排错,方可实现文件格式转化,保证了逻辑综合分析。输入源程序之后,即可实现仿真器仿真。其次,逻辑综合。输入源程序之后,利用VHDL格式转化,即可进入逻辑综合分析流程,利用综合器,在电路设计过程中,通过高级指令,实现高级向层次较低语言转化,即逻辑综合。在逻辑综合过程中,可将其看作电子设计的目标优化流程,输入文件到仿真器后,实现仿真操作,确保功效、结果一致性。第三,时序仿真。逻辑综合适配后,进入到时序仿真环节,时序仿真是利用适配器、布线器,通过适当手段,将VHDL文件传输至仿真器内,逐渐开始部分仿真。因VHDL仿真器的使用,需考虑器件特性,在适配之后,时序仿真结果比较精确。第四,仿真分析。明确了电子工程设计方案,通过结构模拟、系统仿真方法,对方案可行性、合理性进行研究分析。通过EDA技术,可实现系统函数传递,建立数学模型开展仿真分析。使用该系统仿真技术,可应用到其他非电专业设计中,在理论验证、方案构思中能够正确运用。

8结语

综上所述,随着科学技术不断发展,现代技术逐渐革新,促使EDA技术领域朝着更高层次推广、开发,且成效非常显著。在本篇文章中,笔者详细分析、研究了EDA技术的基本信息。根据研究表明,在我国电子工程设计领域,EDA技术的运用是一种技术推动和变革,基于EDA技术的电子产品,其使用性能、专业化程度明显高于传统设计方案。因此,在电子工程设计领域,使用EDA技术,可明显提升工作效率,优化电子产品,拓展产品附加值,EDA技术发展方向的高层次自动化设计技术必将取得更辉煌的成绩。无线互联科技•设计分析

作者:陈瑾 单位:徐州工程学院

[参考文献]

[1]赵欢欢.电子工程设计的EDA技术研究分析[J].电子技术与软件工程,2014(3):140.

[2]许术利.电子工程设计的EDA技术[J].中外企业家,2014(12):114.

[3]姚国雪.电子工程设计的EDA技术刍议[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2014(10):214-215.

[4]许勇.电子工程设计中EDA技术的应用研究[J].福建电脑,2014(9):106-107.

[5]潘松.电子设计自动化(EDA)技术及其应用(一)[J].电子与自动化,2000(1):51-54.

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姓名:

目前所在:天河区年 龄:39 岁

户口所在:广西国 籍:中国

婚姻状况:未婚民 族:壮族

培训认证:未参加 身 高:168 cm

诚信徽章:未申请 体 重:65 kg

求职意向

人才类型:普通求职

应聘职位:工业/产品设计:产品结构设计,工业/产品设计:产品外观设计,平面设计师:设计师/管理

工作年限:15职 称:无职称

求职类型:全职可到职日期:随时

月薪要求:3500--5000希望工作地区:广东省,广东省,

工作经历

广东尊创科技实业公司 起止年月:2009-09-22 ~ 2010-07-20

公司性质:民营企业 所属行业:家具/家电/工艺品/玩具/珠宝

担任职位:产品外观和结构设计

工作描述:家居套房:实木,软体床/衣柜/床头柜

离职原因:上班路程远

广州云峰企业科达电器公司 起止年月:2007-09-20 ~ 2009-07-20

公司性质:民营企业 所属行业:家具/家电/工艺品/玩具/珠宝

担任职位:产品外观兼结构设计

工作描述:舞台音箱/多媒体音箱/功放机/调音台,主要客户:PHILIPS(飞利浦)

离职原因:订单量少

广东中山南歌电子公司 起止年月:2005-02-21 ~ 2007-08-20

公司性质:私营企业 所属行业:计算机硬件

担任职位:产品外观兼结构设计

工作描述:鼠标/键盘等电脑周边产品

离职原因:个人发展

广东台湾优可企业电器公司 起止年月:2002-02-20 ~ 2005-01-20

公司性质:外商独资 所属行业:家具/家电/工艺品/玩具/珠宝

担任职位:产品外观设计

工作描述:电烤箱/刨冰机/加湿机等小家电外销产品

离职原因:个人发展

广东佛山南海哈比科技公司 起止年月:1999-02-22 ~ 2002-01-22

公司性质:私营企业 所属行业:家具/家电/工艺品/玩具/珠宝

担任职位:产品外观和结构设计

工作描述:家具产品外观和结构设计

离职原因:个人发展

台湾龙昌塑胶工业(南宁)公司 起止年月:1995-08-21 ~ 1999-01-20

公司性质:外商独资 所属行业:贸易/消费/制造/营运

担任职位:平面设计

工作描述:产品外观造型,产品外箱,彩盒设计

离职原因:离住地远

教育背景

毕业院校:西南大学

最高学历:本科 获得学位: 学士学位毕业日期:2009-04-01

专 业 一:美术学专 业 二:

起始年月终止年月学校(机构)所学专业获得证书证书编号

1993-09-011995-07-01广西柳州教育学院美术系美术教育大专1900133

2007-03-012009-05-01西南大学网络教育学院美术教育学士106357200905003298

语言能力

外语:英语 良好粤语水平:精通

其它外语能力:

国语水平:良好

工作能力及其他专长

篇13

机载电子产品研发过程涉及多个学科、专业领域,有多个体系贯穿其中。以机载计算机研制过程为例,其研制过程涉及的学科包括计算机学科、微电子学科、结构力学、热力学、电磁学等;涉及的设计专业包括机载计算机总体和模块、机载总线与交换网络、机电控制、机载专用软件、机载专用集成电路、PCB、机箱结构等;涉及的体系包括机载计算机设计技术体系、项目管理体系、质量保证体系、适航认证体系等。其中,产品设计的技术体系又可以分出若干分支,除了产品功能设计的技术方法体系外,产品的五性设计、需求管理、配置管理、仿真验证和试验管理等也具有一定的逻辑完整性,构成设计体系的一些分支体系。

多个学科/专业和多重体系的叠加作用,使得机载电子产品研发过程的相对复杂。只有对这个复杂过程进行多体系、多视角的梳理与解构,才能实现机载电子产品研发过程复杂工作流的结构表达。

1 复杂工作流

1.1 机载电子产品研制过程

通用机载电子产品开发过程模型将机载电子产品开发过程要求,包括设计方法和技术体系要求、设计保证技术要求、项目(型号)管理要求、质量保证体系要求、适航支持过程要求等落实在产品开发生命周期活动中。该模型将机载电子产品开发生命周期划分为项目启动、产品需求定义、产品初步设计、产品详细设计、产品实现、产品验证与确认(最终产品验证及确认)和项目结项等若干阶段。

其中,产品开发的计划过程在项目启动阶段和产品需求定义阶段实施;产品的设计、验证和确认过程,以及安全性评估、可靠性/维修性/测试性分析与评估、质量保证过程、适航支持过程等过程在产品需求定义、产品初步设计、产品详细设计、产品实现、产品验证与确认各阶段分布实施;构型管理过程贯穿产品开发生命周期,如图1所示。

1.2 复杂性分析

一个流程的复杂性通常体现在以下三个方面:流程的体量庞大,节点众多;流程节点间的关系复杂;流程的控制类型复杂。由图1的模型可以看出,机载电子产品研制过程的流程复杂性,多体现在流程体量庞大和流程节点间的复杂关系方面。

机载电子产品研制过程组织方式主要是逐层分解、顺序执行、问题返回,工作流形式基本是串行,以及在串行基础上的一些简单条件分支;但由于研制过程的试探性,使得产品研制的工作流节点之间存在反复迭代关系;而除了简单的顺序、分支和迭代关系外,研制过程中还涉及多部门协同和资源约束关系,因此,产品研制的工作流节点之间还存在着并行触发和资源等待关系;此外,产品研制过程中,一部分流程节点会构成相对独立的子流程,如一些辅助任务流程等,这些子流程与主流程之间存在流程嵌套调用关系。上述种种表明,机载电子产品研制流程节点间的关系是复杂的。

1.3 工作流分析

工作流是一种反映业务过程的计算机化模型[1],是为了在先进计算机支持下实现业务过程集成与过程自动化而建立的可由工作流管理系统执行的业务模型。在复杂性分析中,明确了机载电子产品研制过程主要由一系列的研制活动以及这些活动之间的顺序、分支、递归、协同、排斥和制约等关系组成,因此,使用工作流模型[2]来梳理机载电子产品的开发过程,进而建立该过程的可执行模型是合适的。

机载电子产品的开发过程是一个多体系流程的协同过程,有主任务流程、辅任务流程和临时指派任务;有强制性流程、提示性流程和条件触发性流程。其中,所谓主任务流程,是指能够被严格规范的研发流程,以研制阶段的里程碑和重要结果文件作为规范要点;所谓辅任务流程,是指那些以主流程的节点到达或流出为触发条件的流程,如部分质量监督流程、协同工作流程、试验检验流程、仿真验证流程、适航认证流程等。

因此,分析机载电子产品开发过程的工作流结构,将复杂流程通过结构分解化繁为简,是机载电子产品研制过程的多体系复杂工作流建模与实现的关键所在。

2多体系复杂工作流的分解

机载电子产品的研发流程是复杂的,但是,通过对流程的梳理和分析可以发现,这种复杂性可以被分解,从而被简化。

2.1 复杂流程的结构分解

处理复杂流程的有效方法就是“分解”――对复杂流程进行分层分块分解。将整个流程分解为若干子流程块,这些子流程块之间的关系构成一个层次的流程表述;而每个子流程块,又可分解为若干更低层次的子流程块,最终实现复杂流程的层次分解。

首先,引入流程块的概念,一个流程块可定义为一组流程节点和子流程块的集合,这些流程块之间,以及流程块对流程节点(单向)的流程关系限制为简单的顺序和分支关系。一个流程块,如果仅由流程节点组成,则称该流程块为末级流程块。

这种分层分块、逐层细化的分解方法简化了流程块之间的流程关系,但限制了复杂流程关系的表达。因此,除了简单的顺序、分支关系外,需补充建立流程节点对流程块的调用、触发关系,以及流程节点之间的协同工作机制,如表1所述。

综上所述,我们通过流程块概念的引入和流程块之间的流程关系的简化,建立了复杂流程分层分块的结构化方法,将“大”流程分解为“小”流程,每层每块都是“小”流程,但组合起来是“大”流程。同时,通过流程节点的调用、触发关系的补充定义,以及流程节点之间的协同工作机制建立,使得这种复杂流程的解构不会破坏流程内容的表达。

2.2 机载电子产品研制过程的流程分解

运用多体系复杂工作流的结构化方法分析机载电子产品的研制过程,可以得到支持复杂流程分解的所谓“不变量”。

流程分解中,识别子流程块的标准是“业务完整性”和“稳定性”。所谓完整性,是指该子流程块应完成一个有明确意义的业务或业务过程;所谓稳定性,是指该子流程块所反映的业务或业务过程整体上相对稳定,内容也许会有演变,但整个业务是“不变量”。

以机载计算机研制过程为例,研制阶段划分(产品研发生命周期的各个阶段或军机K/F/C/S/D/P阶段)、专业划分(计算机总体设计、机箱结构设计等)、交付物定义(需求规范、设计说明等)应识别为研制过程的“不变量”。

根据“不变量”的划分,机载计算机研制过程的分解策略为:

1)根据产品研发生命周期的阶段划分进行流程第1个层次的分解;

2)根据专业划分进行流程的第2个层次的分解;

3)围绕项目交付物进行流程第3个层次的分解;

4)经过三个层次分解后,得到的子流程块在很多情况下已经是可指派任务,此时,应根据具体情况决定一个层次的流程块是否需要进一步分解(该流程块的业务是否可由一个角色完成;该流程块的业务是否产生一个项目交付物或一个明确定义的中间结果;该流程块的业务是否依赖一个明确定义的信息化支撑环境)。WBS分解的末节点,应该是不可再分的原子任务项,通常对应一个直接的输出物。

经过上述方法对业务流程进行分解后,就形成了业务流程的WBS分解结果。一般的业务流程经过WBS分解后,会形成3-4级的层次结构,如图2所示。这只是流程梳理的基础,流程梳理还包括其他的组成要素。

3机载电子产品研制过程的工作流梳理

机载电子产品研制过程的流程梳理内容包括承担研制任务的人员组织/角色分工、研制流程、数据流转、操作规程、设计辅助工具以及设计过程所应遵循的规范、参考的知识、可重用的实例等。所以应基于流程分解产生的WBS分解结构从角色、工具、知识、数据、流程图五个方面阐述流程梳理方案。

3.1 角色

经过WBS分解后,最低层中的每一个流程块的业务都应该是可指派给某个角色来完成的,所以梳理角色信息十分重要。内容包括:角色编号、角色名称、所属机构代码、能力要求、工作范围等。

3.2 工具

机载电子产品研制的管理和设计生产过程已离不开信息化工具的支持。因此,流程梳理的内容也应包括相关工具的梳理。建立工具列表,说明每一项工具的专业属性、用途、供应商、版本、部署方式、系统集成需求等相关信息。

3.3 知识

流程梳理的内容应包括每个WBS流程节点相关知识[2]的梳理。内容包括:知识名称、知识来源、被引用工作项(即在WBS中哪一个节点中)等信息。

3.4 数据

数据流[3]是机载电子产品研制过程中的重要内容,需梳理任务流中每一个任务节点的输入/输出数据,说明这些数据的类型/格式、数据来源、需要用到的系统或工具。

3.5 流程图

依据WBS分解结果及角色、工具、知识、数据的梳理结果,可绘制对应的流程图。

流程图的组成要素主要包括节点、顺序和控制。其中,节点是一个个可执行的、具体的任务单元,若将一个项目的执行过程视为复杂任务[4],则WBS分解的最低层的任务就是整个项目过程的任务节点;顺序,就是节点的执行顺序,受一个节点的入口/出口条件、节点任务的触发条件及任务节点间转换规则影响;而控制,就是根据控制条件进行的任务节点间的转移和切换。

除了节点、顺序和控制外,添加每个任务节点承担者的角色、所需的系统或工具、涉及的参考知识以及该节点的输出输入数据,即可形成包含每个流程要素的完整流程图。所以,绘制流程图时,包含的对象如图7所示。

经过各要素的梳理,就形成了机载电子产品研制过程的工作流梳理结果。WBS分解将整个研发过程按层次分解,最终分解为若干可执行任务项;角色、工具、知识、数据四个要素的流程描述则说明了任务的责任方/参与角色、所使用的工具名称、支撑知识/实例和标准/规范、入口/出口条件和输入/输出数据;最后,形成各个层次任务的流程图,将机载电子产品研制过程体现在流程图中。这样一来,就完成了机载电子产品研制过程工作流全方位的流程梳理。

4 结束语

一个体量庞大的复杂工作流建模,如果没有很好地识别其内在结构,通过层次化、结构化将流程化繁为简,对于工作流模型的表达和测试来说,是灾难性的。本文通过复杂流程的结构、不变量、层次分解形式等的讨论,建立了复杂流程的结构化方法。进而,探讨了机载电子产品研制过程的多体系复杂工作流梳理和表达,为机载电子产品开发过程模型的实现探寻了理论基础。

参考文献:

[1] 李海波. 工作流模型复杂控制结构构造方法[J].计算机科学,2012,39(11).