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浪奔浪流 | 电子工程师快速养成手册

2020-07-03 14:08 作者:电堂科技  | 我要投稿

人生不只有一次毕业

青春是个痘,消逝后会留坑,且不是很好看。可如果没有这个坑,你终会忘记青春曾来过。

往年的毕业季,千里迢迢从实习的地方赶回来拍毕业照,与睡在上铺的兄弟喝最后一顿酒,和寝室姐妹K最后一场校园歌,到学校里那些踏足过几百遍的地方合影,与青梅或竹马或执手相看泪眼洒泪告别,或许下不知是美好还是被毒打的未来,这是在给自己的记忆留下青春这个坑。

今年的毕业季因为2020的魔幻开局,大学生涯的最后一个学期窝在家里,答辩在云上,毕业照是P的,连毕业手续都是云里办的。不知未来再路过的时候,掉进回忆的漩涡,是否也云卷云舒?


在我看来,毕业不是一瞬间的事情,不是在你拍毕业照的那一瞬间才毕业了,不是在领毕业证的时候,也不是在你最后一次走出校门回望的时候。
毕业是一个持续疏离的过程。

大学毕业之前,大部分时间都在实习,每一天都在离熟悉的校园生活越来越远。而当你意识到即将毕业的那一瞬间,可能是社交媒体上开始聊就业问题了,可能是最后一个学分修满了,也可能是辅导员催实习了。

当你开始社畜人生后,晚上忽然发现床对面没有了蚊帐里的灯光,冬天不想起床的时候没人帮你带饭,而公司里的领导不会像老师一样无限宽容你,那一刻你终于意识到你不再是学生了。

当你怀念校园里夏天的风、春天的花、以及冬天的落阳,却从今以后三十年再无寒暑。这个时候你才真正毕业了。

毕业的B面,也是你进入新阶段的过程,而且人生不只有一次毕业,你要持续向前走,Move On,经历一次次不同内涵的人生毕业季。


从电子系学生到工程师

如果说人生是分章进行的,那么大学毕业起码是这人生乐章中的最早来到的一个高潮小节。

2020年的下半年,如何Build自己的社畜人生,如何从电子系毕业生 Move On,蜕变为实操能力极强的电子工程师?请吃下我们这一颗毕业季的安利 — 电子工程师快速养成秘籍


从学校到企业的思维模式转变

现代经济的发展,就是社会化分工的演进史;而现代企业则是社会化分工的微观呈现,尤其是规模化的企业,分工非常细致。离开学校,进入工作岗位,你不会成为全面的工程师,而会成为电路设计工程师、检验工程师、测试工程师、制造技术工程师、技术服务工程师的某一类。完成从理论到实践的跨越,放下固有的思维模式非常关键。

你还会发现事情不全是学到的那样,理论只在区段内有效,只有通过重塑电路模型,实物才能和理论拥抱,才能通过理论指导实践。需要自己去寻找资料、理解消化,自己去搜集单个器件的电路模型,包括spice模型,并且善于发现场景的变化而再塑模型,这才是真正掌握了理论指导实践的内涵。 

 

规模化生产的产品开发与科研设计不同

毕业设计或研究生科研项目是一种科研设计,追求单指标的极致。在尖端科技中,成万个芯片经过各种苛刻的试验后,只留下来几个使用。国之重器,要不计代价取得先手之优。之后如何稳定地复制那些精品零件,才是工业企业继续探索的方向。

  

而企业里的规模化生产追求一致性的极致。在达到指标的情况下,追求目标是降低例外率(生产及售后的不良率)。在一致性的极致达到后,质量成本会大幅度下降。不一致的质量或性能的产品投放后给企业带来的成本代价是巨大的。一个密封圈的不良(性能例外),造成了挑战者号的毁灭。一颗价值1厘钱的贴片电容性能不一致,会造成数千元造价的产品在成千上万制造后带来的亿万损失。追求一致的过程是企业成本下降的历程。

      

对一致性追求的探索也是科学。研究提升产品性能的每一种原因,比理解产品正常工作的原理复杂几十倍。找到原因再找出解决方法,才能改善一致性并提高产品良率。每次新一代技术刚出现时,都会经历这样的过程,刚开始,成百上千的尝试先就只做成一两例;接下来,努力将良率提高到百分之三五十,考虑规模化生产投放市场的可能性;之后,再逐步将产品良率提高到95%以上,开始规模生产。


在你开始社畜人生时,有一点要自信:不是只有做基础学科研究才是科学家,从事工程研究也是科学家人生。


成本是规模化生产企业的命脉

对于规模化企业来说,追求成本效益是排在优先级第一的考虑因素。因此,作为产品设计工程师,必须在设计之初就把成本作为首要因素考虑进去。做到好设计造得出。

造得出的思路是:第一步是选择的元器件的规格是可存在的,第二点是设计的制造成本与材料成本是买得起的;第三步是符合制造能力。


站在前人的肩膀上开发产品

作为设计团队里的一员,一个人不可能完成开发产品的整个任务。越是大项目,个体只能负责局部的工作,开发协同很重要,完成好局部工作也很重要。

同时,需要学会站在巨人的肩上开始你的设计,尽量不要从零开始。产品开发要多多参考样品,参考设计一定要拿来认真理解消化,积极借鉴,少走弯路。而且,基于上一代产品的派生品研发,开发周期会大幅缩短,而且性能更可靠。从认证的角度,对于派生产品的认证,官方也会给予企业很多程序上的简化。成熟技术的跨行业应用,往往产生意想不到的效果。

完全创新的开发不可能是短期的,产品有生命周期,有成长、上升、成熟的过程,因而最早一代可能会带着一些缺陷就上市。对于这一点,工程师要有认知,我们开始做的是最小可用系统,之后会不断地打补丁。必要的时候,才会进行一次架构革新或新一代的完整设计。


了解产品开发的基本流程

作为设计工程师,最基础的能力就是需要了解产品开发的基本流程和要素。

  1. 根据开发需求选择电路模块并拼接

  2. 初步选定元器件制作出电原理图

  3. 材料的初选型

  4. 新选择的元件做材料准备

  5. 依据规则做出PCB设计

  6. PCB设计资料提交PCB加工厂制作几片样板

  7. 其他非标零件按规格提交打样

  8. 其他标准件材料采购、领用或供应商送样以选择

  9. 装样机

  10. 样机功能评估 — 产品可行性

  11. 性能测试

  12. 对不满足的项目要求的性能做整改

  13. 修改设计后再次PCB打样

  14. 重复几个轮次以上的样品制作直到性能达到设计要求

  15. 准备做小批量试制

  16. 设计SOP流程论证

  17. 同期做需要的相关机构安规等许可性认定

  18. 再做中批量的试制提高生产直通率

  19. 投放大批量生产

  20. 产品不断改进

产品的BOM是电路工程师的结论性贡献。在产品接近开发尾声时每一个元器件规格的唯一性最终被确认(不是指唯一的供应商)。工程师必须采购符合BOM板规格的器件,这样才能生产可靠的产品。

对于规模化生产出具的指导性文件是工程师的第二个重要输出。定型的产品,工程师必须完成产品的规格书和产品的企业标准。


能读懂电路原理图的三个层次

读懂电路原理图是工程师的基本能力,在这方面工程师分为三个层次:

第一:知道产品的作用,能看懂电路图,会进行计算,能进一步确认每一个元器件关键参数的最优化。最优化有两个侧重:余量最大化和经济性最佳化(成本控制)。第二:逆向设计。从他方产品反绘出电原理图。再从反绘的电原理图分析出电路单元的功能。这样的能力需要大量的电子线路模块知识的积累,并对同一个电路模型而参数不同的应用意义有深刻的了解。第三:条件创造。利用手里已有的部分,从可能的地方借来一些东西,搭建一个设施,尝试完成一项具有和专业设备的测试结果有比例性对照的试验。如果做到这一点,你就是企业开发体系的建设者。

 

选型与控制成本是电子工程师最重要的能力

给元件确定规格参数如同打台球的走位,一切以达到设计指标为先决条件。选型思维的重点是要找到市场供应最大化、标准化、继承性、归一化的元器件,对产品生产制造时的采购有所考量,为后续产品的迭代留有空间。

作为一位电子工程师,你需要懂电路原理更要懂元器件,为一个产品所使用的原材料确定唯一规格是开发设计的重要节点,元器件的选型能力基本上代表了工程师90%的能力。工程师需要对各种元器件的外观、特性、工作温度、电磁兼容、封装等等所有特性谙熟于心。

此外,其他设计和生产中工程师需要掌握的因素还包括:

  • 零件与温湿度和其他环境

  • 寿命与可靠性设计

  • 安全性

  • PCB设计

  • 热设计

  • EMC参考与信号参考以及安全地

  • 基本的工具和仪表使用

  • 解决设计和生产中的问题

  • 符合制造质量与质量体系ISO9001/ ISO9002

  • 符合环保体系 ISO14001

练就一个成熟的设计工程师绝非一蹴而就,希望上述几大思路能给你方向指引,尽快完成从小白到成熟的蜕变,这也可算作社畜人生的阶段性毕业。


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