工程师基础培训系列讲座7--怎样开发产品及设计电路PPT课件

1.2 设计原则:
1.2.2
合理配置力流
•力流平缓原则。在构件
截面变化处力流容易积聚， 形成应力集中，降低构件 强度，因此，应通过结构 （圆角、卸载槽等）设计 平缓力流。
1.
力学结构:
产品结构首先考虑的就是力学结构问题， 即以怎样的结构形式来承受产品使用过 程中的外力而不破坏、不倾覆，而且重 量轻，简单、巧妙。
1.2 设计原则:
1.2.2
合理配置力流
•力流最短原理。按力流最
短原理设计，传力简捷，可 以使构件尽量单纯受拉或受 压，避免受弯和扭，这样可 使构件尺寸小、刚度好、用 材省。反之，为提高构件弹 性，则应加长力流路径。
1.
力学结构:
产品结构首先考虑的就是力学结构问题， 即以怎样的结构形式来承受产品使用过 程中的外力而不破坏、不倾覆，而且重 量轻，简单、巧妙。
1.1 理论基础:
1.1.2
载荷类型:
拉(压) 、剪、弯、扭; 静载、 动载、 循环载荷;
1.
受拉(压)构件.
力学结构:
产品结构首先考虑的就是力学结构问题， 即以怎样的结构形式来承受产品使用过 程中的外力而不破坏、不倾覆，而且重 量轻，简单、巧妙。
1.1 理论基础:
1.1.2
载荷类型:
拉(压) 、剪、弯、扭; 静载、 动载、 循环载荷;
力学结构:
产品结构首先考虑的就是力学结构问题， 即以怎样的结构形式来承受产品使用过 程中的外力而不破坏、不倾覆，而且重 量轻，简单、巧妙。
1.1 理论基础:
1.1.1
内力与外力:
物体(系统)的受力可以分为外力(外部 物体施加)与内力(物体或系统内一部
分对另一部分施加的力) 。
1.

人性化设计成为电子产品的重要发展方向 ，如语音交互、手势控制等自然交互技术 的应用。
02
CATALOGUE
电子元件与电路基础
电子元件介绍
01
02
03
电子元件种类
电子元件是构成电子产品 的基本单元，包括电阻、 电容、电感、二极管、晶 体管等。
电子元件特性
不同的电子元件具有不同 的特性，如电阻的阻值、 电容的容量和耐压、电感 的感量等。
嵌入式系统的特点
具有特定功能、实时性、高可靠性、低功耗和体积小等特点。
嵌入式系统的应用领域
广泛应用于工业控制、智能家居、医疗设备、汽车电子等领域。
ARM架构与开发板
ARM架构简介
ARM是一种流行的微处理器架构，具有低功耗、高性能的特点 。
ARM开发板种类
如Raspberry Pi、BeagleBone等，这些开发板都采用ARM架构 处理器。
模拟电路与数字电路
模拟信号与数字信号
模拟信号是连续变化的信号，数字信号是离散的信号。模拟电路 和数字电路分别处理模拟信号和数字信号。
模拟电路的特点
模拟电路处理的是连续变化的信号，其电路参数也是连续变化的。 模拟电路的特点是线性、时不变性和互易性。
数字电路的特点
数字电路处理的是离散的信号，其电路参数也是离散的。数字电路 的特点是逻辑运算、时序控制和稳定性。
电子元件选择
在电子产品开发中，需要 根据电路需求选择合适的 电子元件，以确保电路的 正常工作。
电路分析基础
电流与电压
电路分析方法
电流是电荷的流动，电压是电场对电 荷的作用力。电流和电压是电路分析 的基本概念。
常用的电路分析方法有节点电压法、 网孔电流法和戴维南定理等。

7.产品实现 7.1 产品实现的规划 7.2 顾客相关的流程 7.3 设计和开发 7.4 采购 7.5 生产和服务提供 7.6 检测和量测设备的管理 8.量测、分析和改善 8.1 概述 8.2 量测和监督 8.3 不合格的管制 8.4 资料分析 8.5 改善
2015-5-13
新产品设计开发流程培训
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新产品设计开发流程培训
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四、正式立项阶段
1. 立项 《产品开发可行性分析报告》经总经理（总裁办）批准后，技术部编制并提交《项目开发
建议书》正式立项开始展开研发工作。
2. 分配任务 技术部部长或总工，下达《设计开发任务书》，确定研发目标，分配工作任务（包括指定
项目负责人、机械结构设计负责人、电子电路设计负责人、测试负责人、文件编制负责人、 工艺负责人等等）
第二部分 设计和开发控制流程
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新产品设计开发流程培训
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目
1、关于产品设计开发 2、职责分工
3、调研、分析阶段
录
4、正式立项阶段
5、设计开发的输入
6、设计开发的策划
7、设计开发的验证
8、设计开发的确认
9、设计开发的输出
10、小批量试产
11、量产转移
12、设计变更
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法律法规、顾客要求、公司要求
特定的预期用途和应用要求（我们 公司定义为安规认证，UL、3C等， 同时考虑顾客要求）
认定是否满足规定要求
认定是否满足特定预期用途 或应用要求
设计开发的目标：质量性能（可靠）、成本（低）、开发周期（短）。
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新产品设计开发流程培训
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二、职责分工

22.02.2019
Yuan fuli，Management School of Wuhan University of Technology
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第2讲 产品开发与设计
第一版
工业时代产品竞争的规律
当产品短缺时，以数量占领市场； 当产品富余时，以质量占领市场; 当产品数量、质量都不成问题时，就必须以
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第2讲 产品开发与设计
第一版
二、新产品开发成功的因素
案例1-2 日本精工与瑞士手表厂家的产品开发管理


瑞士厂家于1967年与日本精工同时开发出石英手表的展示 品，但认为其价格过高，只把它当成一种市场容量有限的 高档产品，仍把主要精力放在提高机械式手表的性能方面。 1969年年底，日本精工在世界上首次开发出模拟式石英手 表，利用半导体等技术，改良原有的机械式手表自动组装 生产线，实现了模拟式石英手表的小型化和低成本化，确 立了大量生产低价石英手表的体制。接着，1973年，精工 开发出液晶显示的数码式手表，完全掌握了石英电子表的 制造技术。到1982年，精工已有大约80％的产品实现了石 英化，但瑞士厂家石英化的步伐却迟缓了许多。
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第2讲 产品开发与设计
第一版
技术战略与产品战略
产品战略
创意
需求 需求
销售
技 术
功 能
产 品
商 品
技术战略
新产品的研究和开发能力以 及相应的生产技术是企业赢 得竞争优势的根本保证。
22.02.2019
Yuan fuli，Management School of Wuhan University of Technology
新产品开发面临的压力
产品开发与设计的过程

• 高速串行链路多种标准需要进行接口
– 电压摆幅 – 共模电平范围 – 端接
• 直流耦合
– 直接接口，需要仔细处理接口的共模电平范围
• 交流耦合
– 通过电容隔直，可以单独设置共模偏置，设计容易
• 交流耦合时，数据中0-1个数不同，会导致传输失 败，需要直流平衡编码——CIMT，8B/10B
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接口部分参考资料
Component Pitfalls
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硬件开发人员常用知识
This part may include RAM, PCI Bridge etc...
MCU/CPU
Local Bus
EPLD
Power Supply Interface
Clock
FPGA
简单单板示意
• 电源
– 线性电源 – 开关电源
• PLD • 接口 • 时钟/定时 • 电路互联 • 可靠性 • 专门知识
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电路常识
• 器件远不是理想的
– 电源
• 额定功率，内阻，纹波，频率特性，负载特性……
– 电阻：
• 额定功率，阻值误差，温度系数，噪声，寄生参数……
– 电容
• 击穿电压，ESR，ESL，漏电流，介质吸收，温度，湿度，漏 液（液体铝电解电容），明火（固体钽电解电容）……
– 电感
• 电阻，寄生电容，功率……
– 实际的切换电平在0.8~2.0V之间的某一个电平，可能随 电源、温度、厂商等有一些变化
– VOH（VOL）随着输出负载电流的降低（增加） – 信号完整性问题使噪声裕度进一步降低
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接口—— RS-232/RS-485
• 成熟，低速 • 232电平（来源于TIA/EIA-232-F-1997）

思考题： 在平时的学校生活中有没有可以通过工艺方法或流 程改进，进而提高工作效率或质量？
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三、产品开发对生产过程的影响
影响产品的开发周期、成本、质量和制造的效率。 1、产品设计和工艺设计几乎占用了60%的开发时间， 决定了70%的成本。
（1）（福特公司）尽管产品设计和工艺费用只占整个 产品费用的6%，却影响了总费用的70%以上；
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案例：最好的零部件设计是无零件设计
组装NCR集团新型2760电子现金出纳机的速度是很快的。事 实上，威廉 R•斯普尔格闭住眼睛也能在不到两分钟内完成。 为实现这种简便的装配，NCR的高级制造工程师斯普尔格坚持 认为，应设计不用螺钉螺栓便可将零部件组装在一起的销售网 点终端。
整个终端仅包括15个供应商生产的零部件。它比公司以 前的低档的2160型终端减少了65%的供应商和85%的零部件，而 且仅用原来装配时间的25%便可组装完毕。安装和维护也象风 阵一样。斯普尔格说：“这完全归功于我们简化了下游的业务 活动，包括现场服务。”
——大量生产方式和连续生产方式
2、按加工路线进行的生产流程（批量生产或工作 中心）
生产按批量间歇式进行。把功能相近的设备和 技能相同的工人组织成若干工作中心。产品或工 作只是流入那些需要进入的工作中心，而跳过其 他各种中心。
3、按项目进行的生产流程（项目型流程） 每一项任务都没有重复，所有的工序或作业环
第二章 产品开发与设计
引例 学习目标 主要内容 案例讨论
引例
吉列新型女用剃刀重拳出击
维纳斯（Venus）——吉列新型女用可水洗剃刀于2001年 3月进入市场，在6个月内就占领了女用水洗剃刀45%的市场。 吉列对维纳斯剃刀进行了众多的创新设计，以期给人们一个全 新的女用剃刀的概念。维纳斯的开发采用了吉列的50多个专利。

总结词
电路暂态分析
CATALOGUE
04
总结词
电路暂态是由于电路中元件的动态特性，导致电路从一个稳态过渡到另一个稳态所经历的过程。
总结词
电路暂态具有非稳态、时变性和随时间衰减的特点。
详细描述
在暂态过程中，电路中的电流和电压不再保持稳态时的规律，而是随时间变化。随着时间的推移，暂态中的能量逐渐衰减，最终电路将达到新的稳态。
详细描述
VS
基尔霍夫定律是电路分析中最重要的定律之一，它包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
详细描述
基尔霍夫电流定律指出，在任意时刻，流入一个节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。基尔霍夫电压定律指出，沿任意闭合回路，电动势的代数和等于电阻上电压降的代数和。这两个定律可以帮助我们解决复杂的电路问题。
总结词
电路的功能是实现电能和信号的传输、转换和控制，根据应用场景和特点，电路可分为模拟电路和数字电路。
详细描述
电路的主要功能包括传输电能、转换电能形式（如交流/直流转换）、传递和处理信号等。根据处理信号的方式，电路可分为模拟电路和数字电路。模拟电路用于处理连续变化的信号，而数字电路则处理离散的二进制信号。
详细描述
电路暂态的形成是由于电感、电容等元件的储能性质，当电路从一个稳态变化到另一个稳态时，这些元件中的能量不能立即改变，导致电路中电流或电压出现非稳态的变化。
二阶电路是指包含两个动态元件（一个电感和一个电容）的电路。
二阶电路的暂态分析需要求解二阶微分方程，可以采用经典的三要素法或拉普拉斯变换等方法。在二阶电路中，可能会出现振荡或谐振现象，需要特别注意。
电阻器的阻值取决于其长度、截面积和材料。一般来说，长度越长、截面积越小，电阻值越大。此外，电阻器的阻值还与其所采用的材料有关，不同的材料具有不同的电阻率。

•寻找价值机会分析
低 中 情感 •独立感. •安全感. •感性. •信心. •力量
•视觉. •触觉. •听觉. •嗅觉. •味觉
•工艺. •耐久
高 形象 •个性. •适时. •适地
•社会的. •环境的
低 中
高
影响力
美学
人机工程
•易用. •安全. •舒适
•可用. •可靠
核心技术
质量
PIS（产品识别系统）
• 产品规划是确定“做正确的事”，是公司 战略落实到产品战略上的具体体现。职能：
产品规划将确立公司应该主打的细分市场、从事 的项目组合，什么时候从事什么项目等。 • 产品规划是由市场、销售、开发等部门组成的产 品规划团队作出的，是保障“作正确的事”。 • 而IPD流程是指导PDT团队如何去“正确的做 事”。先有产品规划，后有PDT的项目实施。产 品规划就像一幅作战地图 。
• 使用教材 • 【产品设计与开发】 把市场营销、设计和制造的观点融合为一个产品开 发的思路。使每个学生都正确理解实实在在的产 品开发实践。设计和理论平衡。 • 【创造突破性产品——从产品策略到项目定案的 创新】 • 为企业、技术和设计人员提供一套突破性产品的 理论与方法。 • 前者是很好的教材，后者是从事开发的人员必看 的专业书籍。
知识链接：现代设计师的职业伦理 道德？
• 为了实现循环型的积极社会，设计师如何 开发出易进行循环利用的产品是一个很重 要的课题。 • 有效地利用资源、材料、改变原有的结构， 并注重产品的耐用、节能以及方便回收、 拆卸、再利用，减少废弃物、垃圾量，防 止环境的污染。 • 标准件组合；单片板材包装
1.2产品开发设计的特点
• 什么是设计
• 设计是规划与设想 • 设计是创造一种更科学、更健康、更合理 的新的生活方式，概括地说。设计过程实 际是一个创造的过程

电感的主要参数
电感量L：表示线圈本身固有特性， 与电流大小无关。除色码电感外， 电感量一般不专门标注在线圈上， 而以特定的名称标注。
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2.1.3 电感
电感的主要参数
感抗：电感线圈对交流电流阻碍作 用的大小称感抗XL，单位是欧姆。 它与电感量L和交流电频率f的关系 为XL=2πfL 品质因素Q：是表示线圈质量的一 个物理量，Q为感抗XL与其等效的 电阻的比值，即：Q=XL/R,线圈的 Q值愈高，回路的损耗愈小。 分布电容：线圈的匝与匝间、线圈 与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的 电容被称为分布电容。分布电容的 存在使线圈的Q值减小，稳定性变 差，因而线圈的分布电容越小越好。
与可变电阻工作原理相同，在电路中，主要 电位器 用作分压电路
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2.1.1 电阻
普通电阻的种类
碳膜电阻 金属膜电阻 绕线电阻 水泥电阻 贴片电阻
电阻在电路中的作用
分流、限流、分压、偏置、阻抗匹 配、缓冲、负载、保护等作用
电阻的参数
阻值：电阻标称的阻值称为标称阻 值，单位为Ω。 额定功率：是指电阻在电路中允许 消耗的最大功率，常用的有1/8、 1/4、1/2、1、2 、3、5、10、20 瓦等。选用电阻的时候，要留一定 的余量。
组件一
• 键盘\鼠标 • 串行接口 • 开单片机
组件三
• 显示器 • 蜂鸣器 • 开关量 • 模拟量
输入部分
处理核心
输出部分
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2 分离元器件介绍
电阻/电 容/电感 /电位器
二极管/ 三极管/ 可控硅
其他
元器件是构成复杂电子电路 的最小元素，更是学习电路
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2.1.1 电阻
普通电阻的标识方法
直标法：将电阻的标称值用数字和 文字符号直接标注在电阻体上 文字符号法：将电阻的标称值和允 许误差用数字和字母按一定规律组 合标示在电阻体上。 只要是R在最前面，即表示阻值小 于1Ω，如0.22Ω=R22，而 2R2=2.2Ω；只要出现R或者R在最 后面，即表示阻值小于1K,如 220Ω=220R、22Ω=22R、 22.1Ω=22R1；只要是出现K或者K 在最后面，即表示阻值大于1K，如 2200Ω=2K2、22000Ω=22K、 2210000Ω=2.21MΩ=2M21 色环法：普通电阻用四色环表示， 精密电阻用五色环表示。紧靠电阻 体一端头的色环为第一环，露着电 阻体本色较多的另一端头为末环。 最边缘的色环如果为金色或者银色， 则该色环必为最后一环。

可编辑ppt
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有特别委托的时候商品的样本，包装设计等也提案。
GK GK GK
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与大企业之间的工作流程 1周
GK---设计流程图
1周
1周
项项
企 业 委 托 项 目
GK 指 定 项 目 负 责 人
目 负 责 人 组 织 项 目 组
目 负 责 人 组 织 项 目 组
设评
手 绘 草 案 交 流 通 常 个 方 案
有价值的设计
有价值的设计应该具有以下几个特征: • 最能反映市场趋势，能马上引领市场 • 最能满足消费者的需求、最让他们满意 • 设计出的新产品要比现在的功能更强、更容易生产、更便于使用和维修
可编辑ppt
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三、方案评审（六）
产品的设计质量最终决定产品的质量（生产质量、使用质量）
产品的设计质量包含以下几个方面: • 要使产品的功能和特征能与消费者的需求相匹配 • 尽量通过设计来做到用最简单的方法和最经济的成本来满足消费需
A1
A2
A3….
三维图
客户交流
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A3….
局部1
A3--------局 局--部 部23
三维\二维图
客户交流
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局部4
模型阶段
尺寸图\1:1
MODEL
颜色\表面处理\材料
模型交流
4
模型阶段
生产准备
模具\结构
最终案图面、模型制作 详细的尺寸图面制作，必要时制作模型参考一起提出。
进行商品的颜色、表面处理指示，图表指示
• 制造工程师负责详细的技术标准和工艺标准: 制定一套包括设备使用、工具处理、工艺标准、成本控制等几个 方面在内的流程计划书
•产品工程师和工业工程师负责按照这些标准把产品制造出来