带路神器机密体验 导航机生产线一日技师

2020-07-08 浏览(9810) 评论(68) 当前位置:主页 > Q潮生活 >带路神器机密体验 导航机生产线一日技师
在这个雪茄菸盒大小的神祕空间里,居然躲进如此多神秘且高度智慧的技术,而且在这些魔力施展下,就能够让我们开车获得精準且生动的指引,即便在森林里也不用丢麵包屑做记号,不管到哪里都不会迷路。但是这些导航机究竟怎幺生产出来?有多少繁杂的程序等着担任Garmin生产线工程人员的我们前去尝试?实际操作后,所有环节皆让我们恍然大悟。

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文赖震宇 / 图廖子贤、Garmin / 协力厂商Garmin / 设计 徐信平

十多年前车用卫星导航在国内市场开始成为开车族出门必备武器,过去靠着传统地图和问路方式前往目的地的模式正式挥别我们的生活,结合语音指引和彩色萤幕显示介面让我们轻鬆就可以获得精準的街道图资,找到朋友家的门牌早就不需经过数不清的鬼挡墙便可轻易达成。儘管经过科技的演化,传统导航机的领域逐渐被结合导航功能的车用主机及智慧型手机所侵蚀,进而演化出同时具备导航、行车纪录器和卫星电视甚至于胎压侦测器等多元化的导航机,单一功能导航机已经不吃香,但导航系统对我们来说,永远是相当重要的一部分。

带路神器机密体验 导航机生产线一日技师Garmin在全台湾的几部路调车翻山越岭走过国内各个角落,不论是拍摄的街景或者是荒郊野岭的图片最终都送进后製中心建档储存,以作为地理资料和街景绘製的来源。

卫星导航从何发展而来

我们生活中有不少东西都源自于军用技术,例如微波炉最早的概念是从美军雷达设备而来、数位相机起源于航太领域、电子计算机的诞生主要是现代战争导弹路线的运算,仰赖GPS卫星定位的民用导航同样也是如此。上个世纪1970年代由美国国防部三军联合研发出来的第一代军用卫星导航定位系统,其功能主要可提供陆海空军即时且全天候的导航图资,如此军队在进行军事行动时就不会迷失方向,迅速找到集合地点及攻击位置。1993年耗费超过300亿美元的GPS正式建构完成,美国政府也将卫星定位系统由军方独佔逐渐开放给民间使用,并且在2000年取消对民用讯号的干扰,经过多年发展,民用版的GPS不仅準确度愈来愈高,同时多年来也衍生出极具规模的相关产业,并提供庞大的就业机会。

带路神器机密体验 导航机生产线一日技师后製人员将拍摄的街景与描绘的地图网路相结合,同时在街道路线上完整结合设计出各种建筑和地标物等图案。

PART 1.

导航的灵魂

图资与电路板设计

过去曾经用了那幺多年的导航机,但从来没有拆卸开来了解内部构造,甚至进一步了解导航机透过怎样的设计达成运作的消费者,或许跟我一样对导航机盒里的秘密很有兴趣,此次透过全球导航机市佔率龙头的Garmin邀请,终于得偿所愿一窥这大型现代化工厂重重戒备的禁区,直捣黄龙直接坐在生产线旁担任生产人员参与产品製造过程。

如同一般中大型国内电子厂一样,Garmin之所以要严密控制进出人员就是为了保护商业机密,因此若非事前经过行销部邀约并通报门口警卫登记参访单位及人员姓名,这辈子你大概别想有机会闯进去,不过也由于多数研发和生产属于专利技术範围,因此之后的各项介绍也显得格外小心,部分细节无法透过镜头公诸于世。在接待人员介绍下,我们大致了解目前Garmin在导航领域所生产的产品类别,之后很快就直接进入生产的核心,见识一下最基本的图资资料如何製作。

带路神器机密体验 导航机生产线一日技师除了透过量测获得精準的路线外,好的导航画面呈现也需要美编人员以美观且浅而易懂的设计手法创造出来。

将环景图片转化为地图资讯

在实际将显示萤幕、接收器和电路板等零件送上生产线组装以前,我们还是先看看导航机上的地图是如何绘製的,这些最重要的灵魂最终在输入导航机的记忆体后,一部卫星导航才能正常运作。通常在路调车以车顶上八部相机组合成360度摄影后将街景记录成照片,这些图片最后经过后製中心的美编逐一比对建档,再绘製成你所看到的导航机地图画面。由于Garmin的图资和相关应用软体皆自行製作,因此我们可以看到整间后製中心坐着一群人数庞大的后製人员,随时在为街景、路线和地形地物的图资更新进行绘製工作。

带路神器机密体验 导航机生产线一日技师航空导航地图资料则是利用空中摄影和空中测量技术,最后将摄影图片、向量图层叠合起来。

通常电子地图的内容除了以一般市区街道和各种公路网络为基础外,还包括了其他重要地标,如建筑物、铁路、桥樑、各政府机关、地下道、医疗和休闲场所等,后製人员的工作除了要将这些物件详尽的画出来外,同时还得转换为图像鲜豔且浅显易懂的图案,并将各複杂路口的路网利用3D建模的技术将实景数位化;不过除了街道画面构成外,完整的地图资讯还需要藉由GIS地理资讯系统将图形资料的向量结构利用AutoCad等製图软体将空间中的点、线、面结合起来表现空间资料,这个部分属于难度颇高的专业领域,从没上过专业设计製图软体课程的我们,光是看到这些複杂的测量地形图资料转化成的GIS图层就已经头皮发麻,更不用说是把这些图层叠合在一起,最后得以与接收的GPS卫星定位讯号相结合,成为我们每天在使用的导航系统。

带路神器机密体验 导航机生产线一日技师除了导航机外,Garmin早就将程式编写专业、镜头技术、显示萤幕加工改良等相结合,生产像GDR 190机型的行车纪录器提供200度水平高广角影像纪录功能。

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透过软体让电路板设计更迅速

通常研发部门会先行设计电路板图,最后委外印刷。因为电路板设计攸关导航机各项功能如电源开关、GPS的接收、触控萤幕的显示,事前设计便至关重要,因此工程师会先以PCB(Printed Circuit Board)印刷电路板设计软体进行设计。PCB设计最难的地方,就在于目前电子商品功能愈来愈複杂,因此印刷电路板PCB上头的零件和线路变愈来愈密集,设计工作也就显得更具挑战性。

带路神器机密体验 导航机生产线一日技师透过软体,工程师很容易就可以掌握电路板的布线规划,处理电路规则,解决串扰限制、线路斜限制和屏蔽问题。

在设计PCB之前,我们必须先準备SCH电路原理图文件和PCB电路板图文件,通常PCB电路板图文件的难度较高,因为它攸关电路板实际安装的所有布局,SCH(Schematic)文件则只需注意各种管座和管脚的属性标注和对应即可。之后就来到PCB的结构设计,在事先确定好的电路板尺寸下透过PCB设计软体绘製板面,预留布线区域和非布线区域,并依照设计需求安排所有插接零件、开关、螺丝孔和安装孔等,之后就是PCB上各种零件的布建,在SCH原理图和PCB电路板图上导入元件网络,所有需要的零件就可以按正确位置分布在上面。

其实整个电路板设计最複杂的地方就在于布线的安排,另外目前最新的布线平台,负责设计的工程人员得以在自动和手动布线间弹性变换,各式布线工具也变得较容易设定和管理,对于高密度布线区域内的设计,可以节省不少设计人员的时间。

带路神器机密体验 导航机生产线一日技师在PCB电路板设计时,设计者会依照产品所订的尺寸,透过设计软体绘製板面,预留布线区域和非布线区域,并依照设计需求安排所有零件。

 SMD固态电容装配

在经历图资製作和PCB电路板设计工作流程之后,负责生产线的主管便带领我们先去员工餐厅吃午餐,暂时先将工作摆一旁了,而中午12点的「放饭钟」一响,所有生产线人员暂时离开工作岗位,享受一个半小时的用膳和午休时间。

经过先前极度专业的工作环境洗礼之后,原以为下午的工厂生产流程只有组装那幺简单,似乎在一个多小时的想像后又觉得自己错了!是不是连组装控管都那幺难,其实后来实际体验之后,顶多就只是流程多了点,动作并不複杂,真正複杂的其实是一关关的挑出不良品及产品品质背后可怕的高度要求,以及非门外汉的我们所能快速领悟的专业知识。

带路神器机密体验 导航机生产线一日技师在印刷电路板进入SMD生产设备后,生产人员必须为每件PCB进行编号并加以核对,有了可以辨识的零件编号,才能够确保生产流程各关品质监督并在发现故障品时抓出错误环节。

在印刷电路板PCB经过高科技的SMD(Surface Mount Device)固态电容生产设备后,基本上所有电阻和电容会依照当初设计图安排的位置以锡膏焊接在上面,但是如果机器偶尔出错呢?第一关就将电阻电容焊错位置或者是焊接效果不良造成问题,后头不就全盘皆错!别怕,这一关还有我们同时担当品管测试人员为SMD装配线把关,为电路板上各项组件的安装进行校準和检查。检测人员先以显微镜检查经过SMD后的电路板上各项零件安装是否定位以及銲锡状况外,接着再连线透过电脑来检测电压和电流是否正常,若所有功能都正常,就可以进入下一个流程。

带路神器机密体验 导航机生产线一日技师经过SMD处理后,检测人员透过显微放大仔细查看电路板上有无任何焊接瑕疵或组件错误。

带路神器机密体验 导航机生产线一日技师肉眼检测一遍后,电路板便接上线由电脑接手,实际测试电压和电流是否正常、蓝牙有没有连线以判定这块电路板能否正常运作。

带路神器机密体验 导航机生产线一日技师若是生产线旁无法简易进行的维修,则必须送至专职的维修单位进行更仔细的检查和修复。

 PART 2各部位零件合体

导航机组装大功告成

在一块电路板妥善处理完毕之后,接下来就轮到导航机最繁琐、最末端同时也最迅速的组装线了。基本上Garmin从很早以前便已经安排身障工作者在这条生产线上处理这一系列让导航机成形的动作,以配合政府鼓励企业任用身障者的政策,并善尽回馈社会的一份心力。

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根据生产SOP规範 组装可分为下列步骤

步骤1:导航机的组装主要先将去除离型膜后将喇叭背胶放在冶具上,接着盖上冶具放上喇叭、将喇叭放在对位冶具上,最后再放上后壳到对位冶具上并将开关键装在后壳上。同时间电池件贴在后壳上以后接着透过压床进行压合,然后再将泡棉贴在后壳上,另外主板上贴上小铁框和泡棉并放在流线上,然后再装后壳侧边螺丝固定座,第三阶段则是将镜头模组利用治具放在后壳上,并利用螺丝对角锁紧。

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步骤2:接着比较重要的就是条码安装,先将后壳放在冶具上并且锁上螺丝、扣上软排线、安装麦克风后,再利用条码编辑程式输入工单号码,接着将电池和主板序号刷入,这个程序同样能够确保这两件重要部件确实编号并利于品质管理上的控管追蹤。录影按键和相关软排线随后在第六关步骤安装在后壳上,同时工程人员还必须先行测试录影按键的手感。

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步骤3:先将镜头软排接到主板上,接着再将主板安装在后壳上,同时记得将电池线和麦克风线先行拉出,接着再插录影键软排,最后以对角将螺丝锁在主板上,并将按键软排的线材所在镜头板上。检查铁盖是否贴上泡棉后将大铁盖装上机台,接着贴附录影按键的软排泡棉,以及取两块短导电泡棉至板子上。

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步骤4:这个流程就轮到人工焊接的技术登场了,分别是焊接一组后壳麦克风、喇叭并贴附一颗导电泡棉。焊接完成后,使用绿色胶带固定镜头软排,贴完后还要转动镜头检查是否会有异音发出。

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步骤5:将显示萤幕软排接到主机板上,接着插上USB连接至机台上让电脑读取主机板序号,在这个程序上还必须刷镜头条码并检查显示萤幕画面是否正常。最后再将机台直立,并将前壳麦克风塞进前壳,然后以胶带固定麦克风线并盖上前后壳。

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步骤6:最终一站就是输入工单号码,并利用程式进行测试,检查机台萤幕、GPS和喇叭音量是否正常,并且以100克压力笔检查萤幕有无水波纹。若碰到问题,就按照先前程序一样交付给检修人员进行检查,并进行初步维修。若一切运作顺利,便可传送至下一阶段进行冷、热测试,考验导航机的耐用度。

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加工触控萤幕的超机密无尘室

目前从导航机到行动电话都以结合触控面板的全彩显示萤幕为主轴,触控面板和平面显示器这两种高科技产品通常像Garmin这样的大厂都是透过代工厂代工,而无尘室中的工程人员主要是针对以上两项主件进行加工接合的动作,结合完毕再送出无尘室进行触控介面操作测试。

带路神器机密体验 导航机生产线一日技师右半部进行全贴合和左半部只做口字型贴合的萤幕呈现,有着触控品质、是否产生叠影和画质上的明显差别。

目前新的导航产品以经过全贴合的触控萤幕为最具竞争性,所谓的全贴合,就是触控面板与平面显示器以透明光学胶进行黏合动作,并以完全贴合的方式让两层板之间完全密合而没有任何空气。这种贴合方式比起一般口字胶贴合,不会有光线折射产生叠影的缺点,同时还能呈现高彩度品质,厚度也降低许多。而由于我们在无尘室内进行贴合工作,因此过程中萤幕也不会有灰尘窜入,而化学胶的优点更让触控讯号不会受到显示面板杂讯的干扰,不过成本自然要比口字胶贴合来得高。

全贴合的动作简单来说就是先以贴合机将OCR液态光学胶黏附在玻璃上并对位压合,且让胶均匀扩展到全平面,接着再以UV光将光学胶全面固化。虽然说程序看来简单,但导航机要做到彩度良好、又不会因为光线折射影响画面呈现,中间还是加了许多属于内部机密的步骤,基于保护的理由,在此我们不便公开。

带路神器机密体验 导航机生产线一日技师触控显示萤幕的构造主要由玻璃屏幕、结合软性印刷电路板的触控面板、偏光板和显示面板所组成,末端则结合显示驱动积体电路。

带路神器机密体验 导航机生产线一日技师结合完毕后,触控显示萤幕则交由测试人员进行操作测试。

小盒子竟暗藏这幺多科技知识

虽然导航机问世了那幺久,我们或多或少也曾经透过各种节目介绍得知导航机运作原理,但头一次进入生产线上看清楚这个小盒子的各种秘密却是头一遭,从最原始的印刷电路板、路调车所传回的资料中每张环景图和每个座标点附近的资讯转换成地图档、极精密且机密的触控萤幕加工、导航机整体装配及最后测试,看似简单的电子产品组装却暗藏众多标準流程和独门技术,我们才能在车上使用怎幺样都晒不坏的高品质导航机器。

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冷胀热缩还操不坏

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安排在生产线上的低温和高温测试机台主要分别透过摄氏零下负20度和 约60度的高低温考验,经过冷缩热胀的程序后便进行最终测试,最后的测试流程能够让导航机内所有组装不良的现象一一现形,透过导航系统内各功能选项的操 作、萤幕的触控、GPS的接收感度、音源的输出到相机运作效果,在察看无误后确保产品在品质规範内,最后才能推出市场贩售。

带路神器机密体验 导航机生产线一日技师待导航机解冻后随即进行测试,透过各种功能的操作,若有组装线上的瑕疵就会透过故障问题一一呈现。