福建星网锐捷通讯股份有限公司工业设计部 张满清
摘要:
无线信息终端是一款桌面型多功能的信息应用设备，开发的主要目的是完成烟草行业的系统应用及其拓展应用。本文主要论述该产品开发的工业设计部分，详细叙述产品ID、 MD的开发全程，让还未接触实际产品开发的未来设计师特别是在校生对产品开发过程有一个全面的了解。
关键词：
无线信息终端 工业设计
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
中图分类号：TB472
文献标识码：A
文章编号：1003-0069(2015)06-0021-03
无线信息终端主要功能包含卷烟到货确认、防伪查询，打码到条拓展应用展示，电访系统、零售户需求采集后的分析展示，零售终端库存、价格采集及展示，客户经理预访，经营户投诉、烟草广告通知下发、烟草公司市场调查、三员签到及展示等。
一 市场调研分析：
产品定位
眼下经济和社会发展越来越依赖于信息资源共享，信息通信发展的不均衡导致的信息不均衡将会直接影响到我国经济可持续发展的进程。在这种情况下，各大运营商纷纷举起立足行业应用的大旗。中国移动提供的行业应用，就是立足移动互联，向行业客户提供语音通信、固定数据通信和移动数据通信相互捆绑、相互结合的一揽子信息化解决方案，而我们的无线信息终端就是从行业应用的角度出发，从硬件上兼容各种基本的应用，从软件上实现不同功能及应用的模块化设计，以期在未来与移动合作的过程中，能够第一时间响应不同行业的不同需求，进一步成为移动紧密的战略合作伙伴。
产品立项时以烟草行业应用终端为切入点，先完成硬件平台的开模及软件平台的初期搭建工作，后续应可实现方便地在平台上加入新的功能及应用。
预计未来用户类型或应用
1 政府机构，如政府培训机构、气象局、自考办等经常需要发布各类信息的单位；
2 各类经营商户，可与上级或下级机构进行信息的互通。如各烟草专卖店可通过终端设备查询烟草局库存情况，并进行订烟操作。各连锁经营机构可通过终端向总店订货，总店也可以向各连锁店发布各类信息等；
3 移动联盟商家。可通过终端实现话费充值、小额支付等操作。
二 产品规格：
液晶：根据功能的不同，要求兼容三种不同规格的液晶；
键盘：十二个标准数字键盘、四个对应屏幕的快捷键、四向导航键一组、其他功能键8个、一个一键通；
打印机：富士通热敏打印机，打印纸规格为57X50；刷卡、插卡、射频区域
1 终端设有刷卡，刷卡槽内有一片不锈钢嵌件，以防止刷卡槽底面磨损。
2 终端设有IC卡插口，内部做一个挡板，当不使用IC卡时，可将开口封住；
3 考虑当不需要刷卡、插卡时，可以将这些区域封掉；
4 射频卡感应区可考虑区域叠加
后接口
1 电源插座、电源开关、复位按钮细孔、￠3.5音频口、 [RJ11]普通话机接口1个、 [RJ45]2个、 USB的SLAVE和HOST标准接口各一、 [PS/2]1个，外接密码键盘或扫描枪、无线传真RJ11接口1个、外置天线SMA接口。
2 后接口做成滑块方式，要考虑到后续若有需要要能增加后接口，同时考虑PVC可以封掉不用的接口。
指示灯等其他细节
1 终端正面有4个指示灯，指示灯分别为“电源、网络、数据和报警”。
2 底面设有SIM卡和SIM卡盖及锂电池仓。下盖留有散热孔及蜂鸣器出音孔。
3 底部设计一个支撑架，可以简单调节液晶的视角。
4 正面出音孔设计不必太多孔，孔不能太大，尽量设计美观。
5 结构上要有放手写笔的位置，当不需要手写功能时可以将该区域封住。
三 ID方案设计
通过市场分析、目标定位及产品功能、技术规划和成本规划，信息终端初步归纳为：液晶区、数字键＋功能键区、打印区、划卡＋刷卡＋插卡区、天线等附属部件区。设计上需要将这些“模块区域”整体布局规划，通过空间的演变把它们有机联系在一起，同时造型、材质、色彩上要符合现代工业美学。通过竞品分析、相关资料收集研究、大量手绘草图，选择一些较成熟可行的方案，绘制初步方案效果图：
1 初步方案（图1）
2 初步方案选型经过多方讨论验证，从操作便利性和美观性考虑出发，方案二模块分布简明清晰、外形时尚精巧，更符合本产品的设计要求，具有拓展空间。
3 方案二（以下称“方案”）优化设计（图2）
优化设计1
1）本方案在第一轮方案二的基础上深入设计，仍然采用液晶为中心的翼展式设计；
2）经过分析，原方案打印机尺寸不足，为了避免整体机型过大，把打印机移到右边，和数字键模块分布在一整组，这样数字键的尺寸不够大的问题得以解决；
3）左边窄区分布功能键和刷卡区以，天线和右边的划卡槽遥相呼应，视觉平衡；
4）打印机采用方案三的隆起透明翻盖，形态更饱满丰富；
5）数字键、功能键、四向键等采用方案三的模块，形态和尺寸、尺度、比例上更趋理性；
细节调整（从方案优化设计1-方案优化设计3的细节微调）
1）功能键集中排布在液晶周边，射频刷卡区和数字键区叠加放置，左边的区域尺寸就可以进一步减小，使整个机型更加小巧时尚；
2）原方案黑色液晶面板是弧面的。细化方案采用平面式液晶面板，更有利于按键排布；
3）优化设计1、 2中射频尺寸不够，优化设计3中将射频模块叠在数字键盘之下。
4）石膏模型（图3）
ID方案基本稳定后，给出尺寸明细和细节说明，交付厂家做石膏模型，并在石膏模型基础上绘制细节调整说明，返回厂家直接修改石膏模型。
5）结合石膏模型，对最终ID效果图进行调整，交付并配合结构工程师进行结构设计。（图4）
四 结构设计
（一）关键尺寸的确定
1 由于本产品结构较为复杂，为减少三维外形修改，提高设计效率、缩短设计周期，应先在两维平面内作出精确的布局规划。
2 为保证液晶有较大的仰角，上盖顶面与工作台面的夹角确定为12.5º。夹角太小，视角不够，若角度太大，则下盖和上盖不少螺丝柱端面要倾斜很大的角度，会带来结构安装工艺性不好等问题。
3 本产品外观的特点是上盖厚度比较薄，为此，在结构设计及模具制造上增加了不少难度和成本——主要在刷卡槽的分模面处理方面。为保证外观造型，上下盖主分型面与设计水平面的夹角确定为6.5º，这样，分型面与上盖顶面的夹角确定为1.8º，按键板柱子端面需倾斜8.3º。
4 考虑到上盖脱模问题，故将磁头模组的摆放角度确定为沿脱模方向。所以刷卡槽底面与脱模方向垂直，与桌面夹角便为4.2º，这些参数能满足刷卡时当磁卡完全离开主机15.5公分时，仍不会擦到桌面。
（二）材质及主要壁厚
机壳、面板及结构件采用ABS，主要壁厚取2.7mm，打印机翻盖采用透明PC，裁纸刀采用PC+ABS（耐磨性好于纯PC），镜片采用PMMA，导光柱及透明按钮采用GP33。
（三）主体配合
上下盖打六个螺钉，另在刷卡槽外侧加两组卡扣，防止配合面出现开口。面板与上盖通过一个卡钩、七个螺钉联接成上盖组件。
（四）面板
本系列产品上盖中间掏空，设计有三种面板，配合三种液晶的装配：
1 带触摸屏大液晶： YMC240160-05ABGFLGL
2 当使用YMC240160-05ABJFLGL液晶（无触摸屏）时，需配透明镜片，从内向外装配，透屏与上盖通过烫铆联接，烫铆孔周边设计有沉台可储存烫铆挤出的材料，以提高装配可靠性。
3 当使用LTV350QV-F05三星彩屏时，需设计一框架固定液晶。
（五）打印机及安装结构
使用富士通热敏打印机，型号： 628MCL101。打印机通过塑料结构件固定在上盖。
（六）打印纸及纸舱
采用宽度为57.5±0.5标准热敏打印纸，最大直径为Φ50mm；打印纸舱的位置设置（关系到打印机的走纸方向及负载大小）应参考628MCL101规格书中指引进行设计。
纸舱轴向小端尺寸取58.3，径向直径取Φ52。舱内设计有两条宽0.8高0.5的筋条，以减小打印纸转动过程产生的摩擦力。打印纸舱内刻有装纸方向图标。
（七）打印纸翻盖
翻盖为直翻式易装纸结构，结构设计见628MCL101资料。翻盖核心尺寸，如两片滚轮转轴固定结构中长圆孔的尺寸、间距、滚轮转轴中心与翻盖旋转圆心的距离及连线夹角等需按规格书中的p.9/p.10/p.11/p.15/p.16的机构设计指引作设计。与之配合的上盖转轴直径应尽量做大（取Φ3.8），以提高可靠性。
（八）裁纸刀
裁纸刀为PC＋ABS材质设计，比用纯PC耐磨，但需多开一副模具（无法与翻盖合模），裁纸刀与上盖烫铆加锁螺钉连接。
（九）磁卡刷卡结构
磁头模组型号： 43mm-2，另外还设计了封口条，当无刷卡功能时，可封闭此刷卡槽。结构形式与上盖烫铆连接。由于磁头模组刷卡槽端口宽已有倒圆角，所以，上盖刷卡槽宽度应略大于磁头模组的槽宽，以避免刷卡过程出现磕碰。上盖刷卡槽宽度小端尺寸取1.85mm，当有刷卡功能时，需预埋不锈钢片，防止频繁刷卡使刷卡槽磨损。
（十）线路板及排线连线布局
最多配置情况下有主线路板、功能按键板、四个快捷键按键板（含LED）、电话按键板和射频感应读卡线路板及IC卡PCB共5块板。当使用LTV350QV-F05三星液晶时，由于柔性电缆长度不够接到主线路板，故须通过快捷按键板转接到主线路板。打印机柔性电缆通过电话按键板转接到主线路板上。应充分考虑各PCB之间的排线连线工艺，输出DXF文件时要确定排线焊盘及插座位置。
（十一）手写笔
手写笔放置在前端，可避开内部排线的干扰，横向抽出。上盖有手写笔的限位结构，下盖有手写笔的终点卡位结构。当不配置手写功能时，有配件可封住机壳开孔。
（十二）按键
本产品共有30个按键，除发送键为实心透明键外，其余为空心结构，按键有方向识别结构设计，按键侧面壁厚取1.0，顶面壁厚取1.4。
（十三）电池舱
电池舱能容纳五节镍氢电池组和1700mah方形锂电池。电池舱内有限位结构，可防止冲击震动时电池对接插件可能造成的撞击，在接插件
另一侧留有一定的空间以方便插拔及放置冗余导线。两种电池的空间差异，可用EVA填充。
（十四）电池盖及SIM卡盖
采用弹性扣加锁螺钉设计，方便生产检验。电池盖内侧刻有“ L”形标记，作为粘贴海绵时对位之用。
（十五）外接天线
下盖左侧配外置B型天线，天线SMA头由一铁片定位，天线孔外侧周边设计有Ø11.5沉台，当不配外置天线（使用内置天线）时，可用PVC片封住天线孔。
（十六）散热
下盖两侧设计有隐蔽式散热孔。
（十七）IC卡
上盖前端设有半埋式IC插卡开口，开口周边倒圆角，模具做抽芯实现。 IC卡PCB固定在下盖，与桌面平行，便于操作。另外也设计封口条，当无插卡功能时，可封闭此开口。
（十八）射频感应读卡
射频感应读卡线路板宽度应大于按键板尺寸，装在按键板下方。
（十九）结构设计爆炸图（图5）
五 结构手板制作
结构设计完成并协同硬件等各方进行审核通过，进行结构手板制作。同时制作表面处理工艺、皮纹、色彩、丝印等相关图纸文件，并着手进行产品外包装、说明书及各种说明手册的设计制作。
六 开模
逐级进入DR3、 DR4等一系列设计验证，进入模具开发阶段，完成试生产评审DR5，发行正式图纸文件。
七 稳定量产
至此，无线信息终端之工业设计开发告一段落，转入后续产品设计维护。
结语
本文从狭义上的工业设计着手，以实际项目作为研究对象，从务实的角度进行设计演练，覆盖设计一般过程，并设计各个环节中所面临的问题进行细化分析讨论。从本产品开发展示过程中，还带给我们一些启发：在前期市场调研需精准——保证产品是否有生命力，不符合使用需求的产品无法存活；外观必须讲究美学——在物质丰富时期产品常以颜值胜出；提升产品质量需要从材料、工艺、机构设计等方面进行加强。对工业设计从业者来说，除了精通于分工明确的独立工作，更需要对整体有全局把控，才能产生有成效的设计结果。
参考文献
[1]高清，《工业设计与产品、企业、市场》，山东机械出版社
[2]林清安，《 Proe/ENGINEER零件装配与产品设计》，清华大学出版社
[3]曾海红，《无线信息终端项目企划书》，内部资料
[4]洪张扬，《无线信息终端结构设计小结》，内部资料