电子产品论文范文

2022-05-11

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第一篇:电子产品论文范文

汽车电子产品的特点发展动态及其对基础电子产品的影响

为 民/编译

汽车电子工业占全球电子产品生产的大约7%的份额,在2004年达到六百五十亿美元。预期每辆车中的平均电子设备的数量不断增长,这个产品门类预期将以大约每年4%的速度增长,直至2008年。

国际电子制造业促进会(iNEMI)将电子产品大致分为六类,即便携式和消费类电子产品;医疗类电子产品;办公/大型商业系统产品;网络通信(网络,数据通信和通信)产品;汽车电子产品;和航空航天/国防类电子产品。汽车电子产品在技术性质,系统功能,基础设施,支持的零部件等方面,和其它五类电子产品分别相比,既有相同之处,也有其特点。因此,提供其它门类的电子产品公司,在向汽车电子产品领域发展时,不能不注意其特点和发展趋势。

1)首先,汽车电子产品产品的特点是由其所处的环境所决定的。产品必须要能够在汽车(包括轻型和中型汽车以及重型卡车)内可靠地工作。很多特性,例如成本、集成度和元件等,都和其它电子产品门类是相同的。主要问题是如何使其它电子产品门类的技术,能够在汽车内的高温、恶劣环境条件下,经济有效地达到汽车产品的可靠性的要求。

图1 汽车发动机盖下的温度

2) 其次是可靠的工作寿命期限问题。汽车制造商现在正在给消费者提供更长的保质期,达到十万英里/十年甚至更长。这增加了对可靠性的要求。然而,在实地数据与可靠性筛选测试之间的关联信息目前还很缺乏,为了满足这个要求,可靠性测试的规范正在变得越来越严格,越来越耗时。而快速面市却是电子产品成功的关键。这是互相矛盾的要求。

3)安全性。行车安全,防止碰撞,翻滚,以及在事故发生时减少人员伤情一直是人们关注的焦点。而且随着技术的发展,不断加强。

4)节能,燃料取代与环境保护问题。为了实现燃油经济性和降低排放,混合电动汽车(Hybrid Electric Vehicles,简称“HEV”)的到来为汽车电子产品创造了新的机遇。很多汽车公司现在已经可以提供混合电动汽车,而另一些公司已经宣布了未来开发混合动力的汽车的计划。这些汽车的关键部件将使用更高电压的系统(42V-500V),由于电压更高,因此它们的电流水平更低,因此在高效热能管理方面将获得好处。HEV使用AC马达和一个小的内燃机,以改进的燃料经济性,并提供可接受的扭矩和功率水平。这些系统也具有连续可变的传动装置、可再生能源的刹车装置和镍氢电池组。

4)近来人们在汽车中渡过的时光越来越多。人们希望车内也能具备类似办公室或家庭中的办公和娱乐系统。再加上追求舒适与豪华的倾向,使得汽车电子产品在某些方面与办公/消费类电子产品趋同。当然也要求这类产品能够在乘客舱内的环境下(-40℃-85℃)长期稳定地工作。现在有一种趋势,越是豪华的轿车,电子产品在成本中所占的比重越来越大,甚至超过50%。

图2、单片集成的、有源红外传感器

汽车电子产品所处的工作环境

汽车电子产品的恶劣工作环境包括:高低温极限温度、振动、冲击、跌落、暴露于尘土和污染物、潮湿、化学品、辐射和气体。对内部和外部噪声EMI/RFI(Electro Magnetic Interference /Radio Frequency Interference,电磁干扰/射频干扰)的屏蔽以及防止静电放电(ESD),都是非常重要的要求。

周围温度的极限(-40/55℃~125/150℃)可能是汽车电子产品面临的最为严峻的挑战。随着时间的推移,产品的内部温度(例如结和基板的温度)将随着产品尺寸的减小而增加,对元器件也提出了更为严格的要求。图1是当前的汽车发动机盖下的温度情况。随着功率密度的增加,以及动态或强制冷却的应用越来越少见,热能管理将变得愈发困难。

图中也给出了在汽车发动机上的元件和温度;和乘客舱中的温度极限。同时,还给出了在汽车轮胎上安装的元件的温度需求,以强调这种应用中的严格要求。

无线网络的汽车应用

在未来,无线连接方式,如IEEE 802.11a局域网(LAN)能够以54Mb/s的速度传输数据。尽管绞线和其它类似的技术也可能满足这些要求,但是还是更倾向于使用光电子器件,这是因为它们在可比的性能数值下有更好的EMI/RFI(电磁干扰/射频干扰)保护。需要有大规模数据存储系统来储存行车和娱乐信息。平板显示器对信息、图片(地图)和视频显示来说,是非常重要的。消费者期望彩色显示器能够达到和游戏及电视的一样的高质量显示。高频雷达(直至77 GHz),将被用来避免碰撞。这项应用的普及已经为时不远,而且价格也是豪华轿车目前可以承受的现实。使得在汽车中也能够得到过去只有在家中才能够得到的愉悦享受。

先进的无线基础设施,如802.11 LAN,宽带卫星、3G移动电话和数字TV广播,将提供足够的带宽,能够大量下载的,经过数字压缩的娱乐多媒体内容。包括音乐、电影和游戏软件,通过宽带互连网销售到顾客的家用多媒体个人计算机上,然后再通过802.11 LAN系统转移到顾客汽车中的硬盘驱动器上。802.11 LAN也可以在诸如停车场、加油站等地方使用,这样,客户可以象往油箱里加油那样填充自己的硬盘。我们相信,娱乐服务将能够使远程信息处理(telematics)成为现实的应用。

图3 单片集成的微机械电容性压力传感器

无线设备将继续成为汽车中的娱乐中心。下一代的无线设备很可能基于某种计算平台,具有从几十兆比特到几十G比特的内置存储器。同时,它还将具有内建的无线LAN能力,以便能够对数字文件进行更加容易的转移和管理。其它的能够向上集成到无线设备中的功能包括:卫星无线接收器、远程信息处理模块、电视机、DVD回放设备、可移动硬盘、闪存卡等功能。

MEMS的应用

对汽车电子产品门类,自从1979年第一次引入了微机械的MAP传感器之后,MEMS应用已经有很长的历史。当前,一个普通的汽车包含超过四十个不同的传感器,大约百分之三十是微机械传感器。应用领域包括发动机管理、乘客安全和舒适,以及环境保护。一个新兴的应用领域是办公和娱乐门类,需要使用集成的麦克风和光学信号处理等设备。此外,无线系统,例如直接轮胎压力传感系统,在2003年已经被引入。汽车传感器系统的总市场将在2005年达到七十亿美元。

当讨论任何产品门类的MEMS应用时,最好能对整个系统心中有数,而不是只盯在一个器件上。这样的系统被广泛地称为“集成微系统(Integrated Microsystem)”,它在汽车电子产品门类中已经越来越关键。它们的应用领域可以分类如下:

A 用于压力(MAP、燃料、轮胎和气囊)、加速度、温度、气流、燃料流、角速度和位置探测的集成传感器。

B 对舱内空气质量、尾气成分和油品质量进行监控的气体/化学品传感器。

C 用于燃料喷射的传动装置/气门。

D 用于汽车内LAN、HVAC控制、占位探测、夜视和车辆内的显示的光学/红外传感器。

E 基于聚合物(Polymer)的传感器,用于湿度探测。

F 基于雷达的传感器,用于支持倒车、盲点探测和自动驾驶。

在过去几年,MEMS器件制备的新技术的快速涌现,诸如DRIE(Deep Reactive Ion Etching,深度反应离子刻蚀)、MEDM(Micro-Electro-Discharge Machining,微电火花机械加工)、晶圆-晶圆键合等工艺设备,另外,器件尺寸的减小以及顶部包封封装的使用,使MEMS器件的性能指标大为提高,应用更加广泛。

MEMS应用快速增长的另一个重要原因是,已经有了将可以这类传感器和半导体电路(既包括双极电路也包括CMOS电路)集成在一起的能力。这样的集成系统或者是混合集成的,或者是单片集成的。除了能够降低成本之外,电路的集成还可以实现对这种传感器的有效的校正和补偿。MEMS器件能够容忍这些应用中的比较大的温度范围需求(-40℃~+125℃)。图2显示了用于空气调节和占位探测的单片集成有源红外传感器。

微机械传感器必须要设计成能够承受汽车应用中常见的冲击、跌落、振动和较大范围的温度变化。一些微机械传感器使用单晶硅或耐热玻璃(pyrex glass)作为衬底,同时使用电淀积的镍、单晶硅或多晶硅来制备MEMS结构。

在汽车应用中,价格压力仍然很大,并且质量和可靠性的要求不断提高。这将促使汽车用MEMS器件的单片集成程度不断增加。将电子元件和机械元件集成在一起,称为机械电子器件(Mechatronics)或者称为嵌入式电子器件(Embedded Electronics),例如将方向控制器和马达集成在一起。此外各种线控系统或线驱动系统也将迅速发展,例如线控制换挡(shife-by-wire),线控转向(steer-by-wire),线控制动(brake-by-wire)等都正在加紧研究开发。预期会有更加广泛的微波和光学技术集成进来。

混合电动汽车(HEV)

尽管42V的汽车电子产品已经开始引入市场,但是引入的速度要比预期的速度慢得多。42V系统通常被称为“温和的混合系统(mild hybrid)”。它通常和汽车的结构并非格格不入,特别对带式驱动的传动模式来说更是如此。这些系统用于发动机的“启动-停止”功能,以便能够适度地降低排放,提高燃油经济性。

很多汽车公司已经引入(或计划引入)更高运行电压(因而更高功率)的“真正的”混合电动汽车(HEV)。“真正的”混合电动汽车的系统电压在200V~500V之间工作。更高电压的系统使得汽车制造商能够将系统用于辅助推进。这进一步改善了燃油经济性,进一步降低了排放,并且提高了汽车的性能。不幸的是,当前,工业界还没有一个通用的电压、电流或功率标准。绝大多数汽车制造商,以及一些一级汽车电子产品公司,也在大量地对燃料电池(fuel cell)技术进行投资。如果能够经济有效地制造出燃料电池,那么显然它将取代当前系统中作为混合电动汽车能源的电池组。当前,正在开发更高电压的混合电动汽车中的电子器件,使它们能够和燃料电池一起工作。但是当前42V的电子系统并没有被作为产品发展的首选。

增加功率的要求促使汽车供应商从42V电源转向500V电源,以便使电流保持较低水平,便于进行高效的热能管理。系统并没有转向使用42V电源的迹象。有个别的42V系统确实已投入了生产,但是绝大部分系统还是在继续使用14V电源。14V系统的供应商已经逐步改进,现已能够提供足够的能量以满足汽车制造商的近期要求。

尽管混合电动汽车(Hybrid Electric Vehicles,简称“HEV”)和以汽油为动力的汽车相比产量小得多,但是电动汽车迫切需要开发高功率电路,从而推动了功率器件封装的创新。

封装和装配问题

混合电动汽车和42V的汽车有很多相同的技术困难,包括:EMI(电磁干扰)的产生、元件封装、高电流/功率分布和高温度运行等。所有更高电压的混合电动汽车系统都包括一个“高压向12V”的DC-DC转换系统。DC-DC转换可以使得整个现有的12V电子产品系列继续被用于更高电压的车辆上。

随着真正的混合电动汽车系统的电压和电流水平继续增加,电磁干扰也将不断增加。能够抗御EMI的滤波线路设计变得十分重要,并且需要从系统设计初期就开始考虑。在电容器和电感器、电缆的屏蔽和智能化门控集成电路等领域存在着新的机遇。所有的这些元件都需要用来尽量减小电磁干扰所产生的问题。

42V的汽车电子产品一般使用沟槽技术制备的MOSFET作为半导体开关,更高电压的电动汽车将采用IGBT)/二极管器件。真正的混合电动汽车中使用的IGBT/二极管通常是需要独特封装的大面积器件。这些封装必须经济有效、散热效率高、能够承载较高的电流、能够电学隔离,并且按照汽车产品的标准,有更高的可靠性。普通的封装无法满足这种要求。大型的高功率模块封装一般不是经济有效的。因此这个领域需要发展。

42V和混合电动汽车功率级需要高电流和高功率元件。经济有效的和可靠的电缆、汇流线(bus bar)、电池电源的断路器和连接器等,都是必需的。

由于42V和混合电动汽车功率级产生了大量的热量,因此在设计中使用的元件都需要耐受较高的温度。当前,功率半导体能够可靠地在125℃至150℃,具体取决于器件技术。然而,趋势是开发能够在更高温度下运行的器件和封装,同时,还要在最高的马达驱动应力条件下运行。因此巧妙的热学设计能够通过降低冷却需求来节省总的系统成本。此外,大容量的电容器,电感器、电流传感器、微处理器、驱动器和控制IC、电路板以及无源元件,也都需要更加高效和经济有效的冷却系统。

集成电路封装从标准的QFP(扁平四方封装)和PLCC(塑料引脚芯片载体)到BGA(球栅阵列)、CSP(芯片级封装),DCA(直接贴片)范围很广。从模块封装制造商的角度来看,由于成品率的原因,他们将避免将0.5毫米节距用于封装IC;然而,IC封装的可用性和成本可能会需要使用更精细的节距。BGA和CSP封装从封装的容易程度来讲是很有吸引力的,相对于QFP封装来说,它的焊点装配缺陷要低一至二个数量级。在仔细选择材料和封装设计的情况下,BGA和CSP可以满足汽车电子产品的可靠性需求。在使用BGA时,要求管芯下面或邻近管芯周围的高应力区域的焊凸(bump)密度不能太高,或者使用热焊凸(thermal bump)的形式,这样减少了可用的I/O数。CSP通常需要在底部填充环氧树脂,以便能够满足热循环的需求,这显著地增加了工艺和材料的成本。不幸的是,面阵列的大量使用,而又没有统一的标准,使得我们很难对封装产品系列进行质量认定,只能对每一个封装都进行测试。

封装成本也是对BGA和CSP的广泛使用的可能的限制因素。为了降低成本和使产品小型化,DCA(包括COB[Chip On Board,板上芯片]和FCA[Flip Chip Assembly,倒装焊])也将被使用。直到DCA和CSP技术变得成熟,可以使用阵列I/O来进行IC设计以前,需要不断增加基板连线的密度以对管芯上引线键合周边进行布线。基板技术必须要能够对细节距周边阵列和较宽节距的面阵列管芯进行布线。

当前,发动机控制器是恶劣环境下工作的汽车电子产品中的最复杂的产品。当前使用的封装和装配技术是对类似于QFP封装的表贴器件使用标准再流焊,并对通孔元件和底部的表贴元件进行波峰焊。最常用的基板材料是FR4多层板;然而,厚膜陶瓷、LTCC(低温共烧陶瓷)、IMS(绝缘金属基板),和聚酰亚胺柔性电路板也在不同应用中得到了使用。通常情况下,柔性板装配在铝制背板上,它可以作为散热器和外壳的一部分。另一种基板的选择通常称为“硬柔板(rigidflex)”,它将硬质基板的优点和柔性基板的优点结合在一起,满足特定应用的需要。然而,能够供应硬柔板的供应商是非常有限的。双面再流或再流装配正在变得越来越普通,逐渐地代替波峰焊。聚酯柔性板正在用于某些仪器的显示器平板。铸铝、薄片金属和塑料是最常见的容器材料。在大的连接器中,外部I/O数在3-200的范围,与汽车的连线管理相匹配。

汽车电子产品涉及到数字电路和模拟电路。控制器和传感器、驱动继电器、电子喷射器、马达、及灯等进行通信时,往往需要使用模拟元件,而模拟元件有时候仅在大封装的情况下才会有经济效益。这个情况和高电流和/或高功率电路对大型基板的需求,使得汽车电子器件的小型化变得更为复杂。

由于可靠性考虑(z轴在热暴露下的热膨胀/收缩)和印制电路板成品率问题,极限的温度条件限制了印制电路板的通孔和通孔焊盘尺寸。改进的工艺控制、更薄的多层板、更低的稳定的多层板和IVH(Interstitial Via Hole,填隙式通孔)技术可以实现更小的通孔尺寸和更精细的几何线条/间距。需要改进元件和材料,使其能够在高温极限下性能不出现衰退。汽车电子产品面临着和消费电子产品相同的成本压力和世界范围内的竞争。然而,恶劣环境下工作的产品通常在下一代新型号的汽车中引入新技术,这就导致了大约18-36个月的较长的开发时间,这和消费电子产品的快速开发周期是不同的。然而,这个开发周期,现在也受到全球市场压力,变得越来越短。

还需要具有更稳定的物理特性和更高温度兼容性的改进的材料。有些汽车产品在IC封装层次和/或产品层次上需要高密度的基板。高密度的基板需要能够满足数字、模拟、功率和RF电路的要求。

成本、尺寸、质量和可靠性都是关键的驱动因素

汽车仍是一种商品,因此成本仍然是关键的驱动因素。假设所有的其它条件都能满足,则成本通常会成为决定性因素。成本的巨大压力促进汽车供应商不断采用新技术,以提供更经济有效的解决方案。

尺寸也是汽车电子的重要驱动因素。乘客舱、发动机舱、发动机上和传动系统中的空间都是有限的。能够以相同或更低的成本提供更小的尺寸的供应商显然将更有优势。

质量是一个关键指标,所有的汽车电子供应商都通过使用装配工厂退货率(Assembly Plant Returns,简称“APR”)来进行评估。这个指标使用每百万件中的元件数(parts per million,简称“ppm”)来计算。装配工厂退货是由于根本的质量问题或需要对产品进行修正从而退回到供应商的产品。

可靠性是通过来自实地的质保退货(warranty return)来测量的。质保时间有30天、60天、90天、180天和360天实地应用等几种计算方式。这个指标是以每千辆车的事件数(Incidents per Thousand Vehicles,简称“IPTV”)来测量的。质保的部件因为有根本的问题或者需要进行修理,被退回到供应商。汽车供应商也必须要能够成功地通过确认,以便将该产品应用到量产的汽车中去。这些确认工作需要做功率温度循环(Power Temperature Cycling,简称“PTC”)、振动、冲击、跌落、EMC、ESD、对化学品的暴露、盐雾、浸泡,以及更多的测试。汽车企业过去产品的可靠性表现,将决定其未来业务的成功或失败。

第二篇:电子产品研发设计流程概述

摘要:电子产品开发的从业者了解电子产品工业开发过程流程,指导个人从全局角度理解和把握电子产品开发流程及组织模式,以团队的整体共同完成电子产品的设计开发工作。

关键词:产品开发;设计;开发流程

0 引言

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。本文结合笔者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。

1 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。

1.1 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。

1.2 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。

1.3 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。

1.4 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。

2 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,根據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。

3 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。

4 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。模具設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。

5 总结

本文仅对机械部分的开发做出记述,软件及电气开发流程与之大至相同,在细节上因为工作对象和内容的差异而有着变化。

电子产品的开发是一个团队的工作,不是单个个人和某个设计师的个人行为。正确把握个人工作内容的同时需要积极配合团队其他人员和部门的工作,共同努力才能快捷、准确、顺利地完成设计工作。

参考文献:

[1]李亦文,《产品开发设计第1版》,江苏美术出版社,2008.

[2]陈庭贵、肖人彬,《产品开发的多输入多输出活动重叠模型研究》,计算机集成制造系统-CIMS,2008.02.

[3]孙林夫,《面向网络化制造的协同设计技术》,计算机集成制造系统一CIMS,2005(01).

[4]桂佰文,《基于产品开发域的产品开发方法》,重庆大学学报(自然科学版),2003,26(2).

作者简介:

华景浩(1980-),男,辽宁省丹东市人,本科,助理工程师,中国华录松下电子信息有限公司,研究方向:产品设计。

作者:华景浩

第三篇:电子产品回收相关问题分析

摘 要:电子产品回收关系环境保護,是家电业可持续发展的重要课题。介绍了电子产品回收的意义,并分析了回收过程中的关键问题。

关键词:电子产品;回收;意义;问题

1 电子产品回收的意义

(1)很强的经济价值。严格的环境标准一方面将迫使企业选择更加环保的物流方式,另一方面,也将迫使企业更加有效地利用资源,从而降低成本,增强竞争能力。环境方面的改善会给企业带来更多的经济机遇和参与国际竞争的机会,带来巨大的经济效益。实施废旧家电的回流管理为企业创造的经济价值包括:

①企业通过对资源的节约利用,对运输和仓储的科学规划和合理布局,将大大降低物流成本,降低物流过程的环境风险成本,从而为企业拓展了利润空间。

②自然资源的回收、重用等逆向物流举措,可以降低企业的原料成本。许多行业正在给那些允许他们回收更多物资的系统投资,汽车工业最为突出。

(2)延长产品生命周期。为了延长产品生命周期,许多公司正在采用模块化的设计技术并使用标准化的产品接口。仅仅用新部件替代过期部件就可以方便的进行产品升级,而不是废弃。并且以老型号产品中的标准化部件和模块为基础进行新产品的设计制造,给企业有机会利用老型号产品中的零部件。企业分解一种老型号产品时,就有很多机会把老部件重新应用到新产品之中。

(3)增强企业的社会责任感。随着人们生活水平和文化素质的提高,其环境保护意识也日益增强。不同的国家都制定了许多环境保护法规,为企业的环境行为规定了一个约束性标准。企业实施逆向物流战略,不仅仅是为了提高企业的形象,保持和改善环境质量,更是企业本身的道德和伦理行为所要求的社会责任感体现,也符合国家的法律条文。

(4)促进家电业的可持续发展。从社会再生产过程来看,废旧家电回收利用是完成家电产业物质循环的重要组成部分,通过此过程可发现家电设计中存在的问题,促进家电生产。

2 电子产品回收的关键问题

(1)电子产品的绿色设计。若要提高零部件的总回收价值,则需要降低零部件的拆卸费用与处理费用。若设计的零部件可达性好、易拆卸,则单位时间内的回收价值就能得到提高,拆卸费用也就随之降低。其最终结果是更少的零部件需要处理,因此,产品废弃物的处理费用也随着降低。

(2)回收工厂的合理建立。回收的产品必须达到一定的规模,才能获得规模回收效益。回收工厂并不是每一个电子电器产品生产企业都要建立。因为建立这样的一个工厂往往需要大量的投资,另一方面,设立过多的回收工厂会使工厂的回收规模减小,回收力量分散。最好的方法是由政府和有关产品制造企业共同合作,在大中城市或某一区域建立集中的废旧家电回收工厂,回收这些企业生产的或其它企业生产的相同(或相似)类型的产品。

(3)先进的回收工艺技术和回收工艺装备。废旧电子电器产品收集以后的重要出路在于环境无害化的处理、处置,只有这样,才能真正解决废旧家电的环境污染问题。而处理处置技术和装备的先进程度直接影响着整个废旧产品管理工作的最终效果。因此,为有效实施废旧电子电器产品的环境无害化管理,开发先进的处理处置技术及其工艺装备就显得极其重要。

(4)电子电器产品回收的人工智能系统技术。规模化经营的废旧家电产品回收企业,应该以自动化处理手段为主,因而人工智能技术在回收过程中的应用就成为必不可少的技术手段。其中包括废旧电子电器产品识别系统、搬运自动化系统、分解处理系统等。

(5)各种先进的分离分类技术。包括破碎技术,电路板、电线等的分离与处理技术。

(6)正确的回收系统的总体评价技术。包括环境负荷性评价、回用的有价物评价、处理费用计算等。

综上可见,电子废旧产品回收与一般垃圾回收不同。一方面,电子垃圾往往包含多种有害材料;另外一方面,也包含贵重金属和可再利用的部分。所以,收集和处理电子垃圾是可行,甚至有利可图。而要达到电子产品回收再利用的目的,应尽可能提高电子电器产品设计的绿色度,采用先进技术,尽可能分离回收各种组成材料,进而使废弃物达到最少。

参考文献

[1]A.I. Kokkinaki,R.Deeker,J.Van Nunen and C.Pappis. An exploratory study on electronic commerce for reverse logistics.Supply Chain Forum:An international Journal. 2000,(1):10-17.

[2]熊巨涛.废旧家电产品逆向物流网络规划的研究[M].合肥工业大学,2006.

[3]宋晋. 电子废旧产品回收物流若干问题研究[M].西南交通大学,2007.

作者:沈俊娜 刘 明

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