福建星網銳捷通訊股份有限公司工業設計部 張滿清

摘要:
    無線信息終端是一款桌面型多功能的信息應用設備，開發的主要目的是完成煙草行業的系統應用及其拓展應用。本文主要論述該產品開發的工業設計部分，詳細敘述產品ID、 MD的開發全程，讓還未接觸實際產品開發的未來設計師特別是在校生對產品開發過程有一個全面的了解。

關鍵詞：
無線信息終端 工業設計

Abstract：
Wireless information terminal is a desktop multi-functional information equipment. The main purpose of the product is to finish applications in the tobacco industry system. This paper expounds the whole procedure of industrial design in processes of product development and aims to help intern industrial designers especially students to get a comprehensive knowledge of product design.

Keywords:
Wireless information terminal Industry design

中圖分類號：TB472
文獻標識碼：A
文章編號：1003-0069(2015)06-0021-03

    無線信息終端主要功能包含卷煙到貨確認、防偽查詢，打碼到條拓展應用展示，電訪系統、零售戶需求采集后的分析展示，零售終端庫存、價格采集及展示，客戶經理預訪，經營戶投訴、煙草廣告通知下發、煙草公司市場調查、三員簽到及展示等。

一 市場調研分析：
    產品定位
    眼下經濟和社會發展越來越依賴于信息資源共享，信息通信發展的不均衡導致的信息不均衡將會直接影響到我國經濟可持續發展的進程。在這種情況下，各大運營商紛紛舉起立足行業應用的大旗。中國移動提供的行業應用，就是立足移動互聯，向行業客戶提供語音通信、固定數據通信和移動數據通信相互捆綁、相互結合的一攬子信息化解決方案，而我們的無線信息終端就是從行業應用的角度出發，從硬件上兼容各種基本的應用，從軟件上實現不同功能及應用的模塊化設計，以期在未來與移動合作的過程中，能夠第一時間響應不同行業的不同需求，進一步成為移動緊密的戰略合作伙伴。
    產品立項時以煙草行業應用終端為切入點，先完成硬件平臺的開模及軟件平臺的初期搭建工作，后續應可實現方便地在平臺上加入新的功能及應用。
    預計未來用戶類型或應用
    1 政府機構，如政府培訓機構、氣象局、自考辦等經常需要發布各類信息的單位；
    2 各類經營商戶，可與上級或下級機構進行信息的互通。如各煙草專賣店可通過終端設備查詢煙草局庫存情況，并進行訂煙操作。各連鎖經營機構可通過終端向總店訂貨，總店也可以向各連鎖店發布各類信息等；
    3 移動聯盟商家。可通過終端實現話費充值、小額支付等操作。

二 產品規格：
    液晶：根據功能的不同，要求兼容三種不同規格的液晶；
    鍵盤：十二個標準數字鍵盤、四個對應屏幕的快捷鍵、四向導航鍵一組、其他功能鍵8個、一個一鍵通；

    打印機：富士通熱敏打印機，打印紙規格為57X50；刷卡、插卡、射頻區域
    1 終端設有刷卡，刷卡槽內有一片不銹鋼嵌件，以防止刷卡槽底面磨損。
    2 終端設有IC卡插口，內部做一個擋板，當不使用IC卡時，可將開口封住；
    3 考慮當不需要刷卡、插卡時，可以將這些區域封掉；
    4 射頻卡感應區可考慮區域疊加

    后接口
    1 電源插座、電源開關、復位按鈕細孔、￠3.5音頻口、 [RJ11]普通話機接口1個、 [RJ45]2個、 USB的SLAVE和HOST標準接口各一、 [PS/2]1個，外接密碼鍵盤或掃描槍、無線傳真RJ11接口1個、外置天線SMA接口。
    2 后接口做成滑塊方式，要考慮到后續若有需要要能增加后接口，同時考慮PVC可以封掉不用的接口。
    指示燈等其他細節
    1 終端正面有4個指示燈，指示燈分別為“電源、網絡、數據和報警”。
    2 底面設有SIM卡和SIM卡蓋及鋰電池倉。下蓋留有散熱孔及蜂鳴器出音孔。
    3 底部設計一個支撐架，可以簡單調節液晶的視角。
    4 正面出音孔設計不必太多孔，孔不能太大，盡量設計美觀。
    5 結構上要有放手寫筆的位置，當不需要手寫功能時可以將該區域封住。

三 ID方案設計
    通過市場分析、目標定位及產品功能、技術規劃和成本規劃，信息終端初步歸納為：液晶區、數字鍵＋功能鍵區、打印區、劃卡＋刷卡＋插卡區、天線等附屬部件區。設計上需要將這些“模塊區域”整體布局規劃，通過空間的演變把它們有機聯系在一起，同時造型、材質、色彩上要符合現代工業美學。通過競品分析、相關資料收集研究、大量手繪草圖，選擇一些較成熟可行的方案，繪制初步方案效果圖：
    1 初步方案（圖1）
    2 初步方案選型經過多方討論驗證，從操作便利性和美觀性考慮出發，方案二模塊分布簡明清晰、外形時尚精巧，更符合本產品的設計要求，具有拓展空間。
    3 方案二（以下稱“方案”）優化設計（圖2）
    優化設計1
    1）本方案在第一輪方案二的基礎上深入設計，仍然采用液晶為中心的翼展式設計；

    2）經過分析，原方案打印機尺寸不足，為了避免整體機型過大，把打印機移到右邊，和數字鍵模塊分布在一整組，這樣數字鍵的尺寸不夠大的問題得以解決；
    3）左邊窄區分布功能鍵和刷卡區以，天線和右邊的劃卡槽遙相呼應，視覺平衡；
    4）打印機采用方案三的隆起透明翻蓋，形態更飽滿豐富；
    5）數字鍵、功能鍵、四向鍵等采用方案三的模塊，形態和尺寸、尺度、比例上更趨理性；
    細節調整（從方案優化設計1-方案優化設計3的細節微調）
    1）功能鍵集中排布在液晶周邊，射頻刷卡區和數字鍵區疊加放置，左邊的區域尺寸就可以進一步減小，使整個機型更加小巧時尚；
    2）原方案黑色液晶面板是弧面的。細化方案采用平面式液晶面板，更有利于按鍵排布；
    3）優化設計1、 2中射頻尺寸不夠，優化設計3中將射頻模塊疊在數字鍵盤之下。
    4）石膏模型（圖3）
    ID方案基本穩定后，給出尺寸明細和細節說明，交付廠家做石膏模型，并在石膏模型基礎上繪制細節調整說明，返回廠家直接修改石膏模型。
    5）結合石膏模型，對最終ID效果圖進行調整，交付并配合結構工程師進行結構設計。（圖4）

四 結構設計
    （一）關鍵尺寸的確定
    1 由于本產品結構較為復雜，為減少三維外形修改，提高設計效率、縮短設計周期，應先在兩維平面內作出精確的布局規劃。
    2 為保證液晶有較大的仰角，上蓋頂面與工作臺面的夾角確定為12.5o。夾角太小，視角不夠，若角度太大，則下蓋和上蓋不少螺絲柱端面要傾斜很大的角度，會帶來結構安裝工藝性不好等問題。
   3 本產品外觀的特點是上蓋厚度比較薄，為此，在結構設計及模具制造上增加了不少難度和成本——主要在刷卡槽的分模面處理方面。為保證外觀造型，上下蓋主分型面與設計水平面的夾角確定為6.5o，這樣，分型面與上蓋頂面的夾角確定為1.8o，按鍵板柱子端面需傾斜8.3o。
    4 考慮到上蓋脫模問題，故將磁頭模組的擺放角度確定為沿脫模方向。所以刷卡槽底面與脫模方向垂直，與桌面夾角便為4.2o，這些參數能滿足刷卡時當磁卡完全離開主機15.5公分時，仍不會擦到桌面。
    （二）材質及主要壁厚
    機殼、面板及結構件采用ABS，主要壁厚取2.7mm，打印機翻蓋采用透明PC，裁紙刀采用PC+ABS（耐磨性好于純PC），鏡片采用PMMA，導光柱及透明按鈕采用GP33。
    （三）主體配合
    上下蓋打六個螺釘，另在刷卡槽外側加兩組卡扣，防止配合面出現開口。面板與上蓋通過一個卡鉤、七個螺釘聯接成上蓋組件。
    （四）面板
    本系列產品上蓋中間掏空，設計有三種面板，配合三種液晶的裝配：
    1 帶觸摸屏大液晶： YMC240160-05ABGFLGL
    2 當使用YMC240160-05ABJFLGL液晶（無觸摸屏）時，需配透明鏡片，從內向外裝配，透屏與上蓋通過燙鉚聯接，燙鉚孔周邊設計有沉臺可儲存燙鉚擠出的材料，以提高裝配可靠性。
    3 當使用LTV350QV-F05三星彩屏時，需設計一框架固定液晶。
    （五）打印機及安裝結構
    使用富士通熱敏打印機，型號： 628MCL101。打印機通過塑料結構件固定在上蓋。
    （六）打印紙及紙艙
    采用寬度為57.5±0.5標準熱敏打印紙，最大直徑為Φ50mm；打印紙艙的位置設置（關系到打印機的走紙方向及負載大小）應參考628MCL101規格書中指引進行設計。
    紙艙軸向小端尺寸取58.3，徑向直徑取Φ52。艙內設計有兩條寬0.8高0.5的筋條，以減小打印紙轉動過程產生的摩擦力。打印紙艙內刻有裝紙方向圖標。
    （七）打印紙翻蓋
    翻蓋為直翻式易裝紙結構，結構設計見628MCL101資料。翻蓋核心尺寸，如兩片滾輪轉軸固定結構中長圓孔的尺寸、間距、滾輪轉軸中心與翻蓋旋轉圓心的距離及連線夾角等需按規格書中的p.9/p.10/p.11/p.15/p.16的機構設計指引作設計。與之配合的上蓋轉軸直徑應盡量做大（取Φ3.8），以提高可靠性。
    （八）裁紙刀
    裁紙刀為PC＋ABS材質設計，比用純PC耐磨，但需多開一副模具（無法與翻蓋合模），裁紙刀與上蓋燙鉚加鎖螺釘連接。
    （九）磁卡刷卡結構
    磁頭模組型號： 43mm-2，另外還設計了封口條，當無刷卡功能時，可封閉此刷卡槽。結構形式與上蓋燙鉚連接。由于磁頭模組刷卡槽端口寬已有倒圓角，所以，上蓋刷卡槽寬度應略大于磁頭模組的槽寬，以避免刷卡過程出現磕碰。上蓋刷卡槽寬度小端尺寸取1.85mm，當有刷卡功能時，需預埋不銹鋼片，防止頻繁刷卡使刷卡槽磨損。
     （十）線路板及排線連線布局
    最多配置情況下有主線路板、功能按鍵板、四個快捷鍵按鍵板（含LED）、電話按鍵板和射頻感應讀卡線路板及IC卡PCB共5塊板。當使用LTV350QV-F05三星液晶時，由于柔性電纜長度不夠接到主線路板，故須通過快捷按鍵板轉接到主線路板。打印機柔性電纜通過電話按鍵板轉接到主線路板上。應充分考慮各PCB之間的排線連線工藝，輸出DXF文件時要確定排線焊盤及插座位置。
   （十一）手寫筆
    手寫筆放置在前端，可避開內部排線的干擾，橫向抽出。上蓋有手寫筆的限位結構，下蓋有手寫筆的終點卡位結構。當不配置手寫功能時，有配件可封住機殼開孔。
     （十二）按鍵
    本產品共有30個按鍵，除發送鍵為實心透明鍵外，其余為空心結構，按鍵有方向識別結構設計，按鍵側面壁厚取1.0，頂面壁厚取1.4。
     （十三）電池艙
    電池艙能容納五節鎳氫電池組和1700mah方形鋰電池。電池艙內有限位結構，可防止沖擊震動時電池對接插件可能造成的撞擊，在接插件
    另一側留有一定的空間以方便插拔及放置冗余導線。兩種電池的空間差異，可用EVA填充。
    （十四）電池蓋及SIM卡蓋
    采用彈性扣加鎖螺釘設計，方便生產檢驗。電池蓋內側刻有“ L”形標記，作為粘貼海綿時對位之用。
    （十五）外接天線
    下蓋左側配外置B型天線，天線SMA頭由一鐵片定位，天線孔外側周邊設計有?11.5沉臺，當不配外置天線（使用內置天線）時，可用PVC片封住天線孔。
    （十六）散熱
    下蓋兩側設計有隱蔽式散熱孔。
    （十七）IC卡
    上蓋前端設有半埋式IC插卡開口，開口周邊倒圓角，模具做抽芯實現。 IC卡PCB固定在下蓋，與桌面平行，便于操作。另外也設計封口條，當無插卡功能時，可封閉此開口。
    （十八）射頻感應讀卡
    射頻感應讀卡線路板寬度應大于按鍵板尺寸，裝在按鍵板下方。
    （十九）結構設計爆炸圖（圖5）

五 結構手板制作
    結構設計完成并協同硬件等各方進行審核通過，進行結構手板制作。同時制作表面處理工藝、皮紋、色彩、絲印等相關圖紙文件，并著手進行產品外包裝、說明書及各種說明手冊的設計制作。

六 開模
    逐級進入DR3、 DR4等一系列設計驗證，進入模具開發階段，完成試生產評審DR5，發行正式圖紙文件。

七 穩定量產
    至此，無線信息終端之工業設計開發告一段落，轉入后續產品設計維護。

結語
    本文從狹義上的工業設計著手，以實際項目作為研究對象，從務實的角度進行設計演練，覆蓋設計一般過程，并設計各個環節中所面臨的問題進行細化分析討論。從本產品開發展示過程中，還帶給我們一些啟發：在前期市場調研需精準——保證產品是否有生命力，不符合使用需求的產品無法存活；外觀必須講究美學——在物質豐富時期產品常以顏值勝出；提升產品質量需要從材料、工藝、機構設計等方面進行加強。對工業設計從業者來說，除了精通于分工明確的獨立工作，更需要對整體有全局把控，才能產生有成效的設計結果。

參考文獻
[1]高清，《工業設計與產品、企業、市場》，山東機械出版社
[2]林清安，《 Proe/ENGINEER零件裝配與產品設計》，清華大學出版社
[3]曾海紅，《無線信息終端項目企劃書》，內部資料
[4]洪張揚，《無線信息終端結構設計小結》，內部資料