一位机构工程师的工作感受.doc

机构设计的经验分享 天天画PRO-E，日日摔产品，时时钉厂商，专做 内在美机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！ 机构设计，穿上我的内在美 机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，机构工程师用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同样身为机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；机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，机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，于机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，在机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机构设计上的限制，在机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，正式进入机构设计阶段之前，机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。 在机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与机构工程师只能用纸、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，机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机构设计是一个由外而内的过程，H.W.将机构设计所扮演的角色归纳为整合、接口、美化、与保护等四种。 机构工程师，角色四合一 机构是个整合者，因为从电池、外观设计、到产品制造，机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，机构工程师设法将所有元素兜在一起，让ID的梦想成真。机构是一种接口，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。机构是一种美化，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。机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，机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，许多机构工程师都和CP有过同样的经验，机构进行变更时，可以听见各种不同的声音，机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机构设计后，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，机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都会惊讶于她内部机构设计的简洁，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，考验的不只是机构工程师初始设计架构的完善性，更是机构工程师的技术与创新能力。 机构特务，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。机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，内部机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，落下测试是机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100C烘烤、以0C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，机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，机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，机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机构性两大类，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的机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 机构，如果你因为它听起来生硬就以为它没有创新的空间，那么，机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。手机的机构设计在工业设计完成后开始进行，H.W.与机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，机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，机构工程师必须设法将噪音减到最低，不一定要有大幅度的机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，目前机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机构设计，为了让机构设计有更多的变化与可能性，CP与机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机构设计上，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机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，在机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，机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，机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，是手机机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。目前机构工程师仍偏重于设计层面，未来还是要能兼顾研发。机构工程师，三分之二的精神贡献在项目上，三分之一留给思考与学习。 转帖机构设计的经验分享 -台湾机构工程师的真实感受2/2（强烈推荐）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直言机构工程师在品质把关上具有举足轻重的地位，机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、机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，机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，机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，机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，在机构工程师的心里，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。 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机构设计的H.W.回想整个手机研发的发展过程，一开始，机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，机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，这对机构设计而言，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，机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，机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。速度取决于机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。机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.与机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，机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认为机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机构设计图，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机构工程师工作的难度，其中投影机结合了声、光、电、热、与机构，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，数字媒体事业群的机构设计团队如何克服开发速度这个难题？ 速度不可能单*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机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)的建立便是加速机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，倘若机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相信机构设计的过程将会更流畅。 机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，为了让机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机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，机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。 机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，机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，机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，机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 机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，许多机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。 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。 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。Kao相信，经验是机构设计师最重要的资产；然而，一如前文所言，机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，机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。 机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。 机构工程师的工作内容重复性高，CP相信大多时候CD-ROM机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，扫描仪开始进入机构设计流程，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，Kao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，机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对机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，机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。 压力，成长的维他命 机构设计是个专业领域，不是这个领域的人往往不知道机构工程师到底在做些什么事，Kao表示，在光电产业起飞之际，机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，时间与成本是机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机构设计最大的压力，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