系统设计和设计规格定义说明书TR2.docx
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系统设计和设计规格定义说明书TR2
手机自动功能检验产品
系统设计和设计规格定义说明书
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目录与索引
1、引言
1.1编写目的
1)编写本说明书的目的在于:
(1)把产品包需求分解成硬件、软件、结构子系统,明确需求的模块组合实现方案及其之间的接口关系。
(2)确定系统、子系统、部件、模块及接口的技术规格,生成概要的BOM结构树以及系统设计概念块图。
2)面向人群:
(1)参与计划阶段工作的系统硬件工程师、系统软件工程师、系统结构工程师。
(2)TR2的相关审人员
1.2背景
a.系统的名称:
手机自动功能检验系统;
b.提出者:
LPMT
c.开发者:
手机自动功能检验系统开发组
d.用户:
手机终端生产厂家
1.3缩略语
需求分解分配
模块规格设计
外部接口设计
1.4参考资料
《产品包需求说明书—V1.1》
《产品概念说明书—V1.1》
2、产品规格设计
2.1需求分解和分配
2.1.1硬件需求分析和分配
2.1.2软件需求分析和分配
2.1.3结构需求分析和分配
内容见:
需求分解分配表.xls
2.4产品框(要素)图
1)、软件
功能
1、新建工程:
提供测试流程录制的操作界面和显示界面,控制系统按测试流程执行,显示测试结果,并将测试结果存数数据存储系统。
2、用户登录管理:
提供用户登陆界面,将账号分为管理员帐号和普通用户账号;提供用户添加、用户密码修改、用户删除的功能,提供加密狗数据读取功能,判断是否可以登入系统;根据不同权限(管理员账号和普通账号)给用户开放不同功能,向管理员账号开放所有功能,普通账号只开放测试信息实时显示功能。
3、数据存储系统:
存储新建工程过程中手机的种类信息、测试流程信息和测试结果信息;存储用户账号密码信息、手机测试信息,包括手机各测试步骤的用时、通过与否、故障项的名称和产生时间
4、流程控制:
读取配置文件中的测试流程,将指令下发给图像系统、音频系统或者控制系统,读取三大系统的结果信息、位置判断信息以及音频系统的声音信息和图像系统的图像信息,判断测试流程何时开始、何时结束、何时给三大系统下发下一条指令。
5、远程控制查询:
在公司控制客户电脑的主程序前面板,提供必要的技术支持,如新建工程等,在客户有服务器的情况下,周期性的将数据库中的手机测试信息上传至该服务器。
6、设备自检:
提供软件初始化和硬件系统配置的功能。
7、信息显示:
测试信息实时显示,包括当前测试项目名称,各步骤测试时间,故障手机信息,测试手机总数,通过率,设备故障、安全防护,给故障查询和历史信息查询提供显示界面。
性能
1、集成程序的响应时间为毫秒级;
2、数据库容量可以存储手机一个月测试信息。
可测试性
1、能控制各软件模块开始和结束工作。
2、能显示各软件模块数据的输入输出。
3、能显示各软件模块每一个动作开始与结束的时刻。
可服务性
1、周期导出统计数据的功能;
2、系统开放调试接口;
3、在软件界面要能够读取设备的软硬件版本号;
4、自检程序完善,有助于操作人员在日常使用中,判断系统是否正常。
可安装性
提供安装程序及安装提示。
可靠性
1、规范化的设计流程和方法:
依靠软件工程方法指导。
2、全面测试:
测试所有程序分支并尽量测试所有组合情况。
3、提供试用期:
让更多的客户帮助发现错误。
4、避错设计:
模块化与模块独立。
5、容错设计:
当用户操作发生错误时给予信息提示。
6、查错设计:
提供设备自检功能,并且对各子系统运行状态实时监测。
2)、硬件
硬件
功能,性能
产品需求完整
硬件规格制定满足需求
可测试性
硬件规格满足可测试性需求
可服务性
硬件规格满足可服务性需求
可制造性,可安装性
产品的组装,产线测试,可拆卸性,可回收性好。
可靠性
硬件规格满足可靠性需求
可行性
硬件规格可行
完整性
硬件规格定义完整
3)结构
结构
功能,性能
外观首先考虑与工厂环境融合,同时展现众友产品的风格,外观会请工业设计人员作细致的考虑。
材质会根据不同的设计需求考虑,每一张加工件图纸上都会注明材料。
颜色以黑白为主,参考工业设计人员意见得出各细节部分颜色。
工艺根据设计要求来确定,孔轴配合的地方精度要求高,机械手有安装精度要求,其它零件尽量用标准件,达到设计需求同时避免加工工艺。
无模具方面要求
可制造性,可安装性
包装、运输方面,我们考虑的是模块化的设计,就是为了包装、运输的方便,各个模块考虑分开包装、采用木箱运输。
拆卸要方便安全,所以木箱会考虑用螺栓螺母拉紧(不考虑钉死),各模块拆出后能迅速搭建组装成为整机。
设备运行的环境要求恒温20℃左右(10~30℃)。
工作湿度:
10%~70%
可服务性
1、设备高度设计合理,考虑人体工学要求
2、易损件提供备件
3、易于安装拆卸
可靠性
1.采取防静电、防噪音、电缆屏蔽等措施,尽量排除外部干扰
2.采取一拖多的方式,单站设备失效不影响其他站的检测
3.采取裕度准则,设计时引入安全系数
可行性
1.关键外采部件已联系供应商,满足采购可行性
2.加工件已进行可制造性分析,满足制造可行性
3.功能已进行分解分析,满足功能可行性
4.预估结构成本在预算内
完整性
1.结构的模块划分和外部接口定义明确
2.各模块功能定义明确
3.结构整体性能技术指标定义明确
模块之间的功能划分是否合理?
1.结构模块按功能划分,例如音频检测设备搭载、图像识别系统搭载
2.模块划分有助于单个模块的检测
3.模块划分有助于设备的拆装、包装、运输
4.单个模块故障,易于更换
4)图像
软件
功能,性能
1、功能上图像模块具备背光检测、屏幕检测、拍照检测、摄像检测、视频检测、故障机分类、按键检测、文字识别、辅助定位、辅助建工程、防误、漏检、等功能,满足客户需求。
2、图像处理软件部分根据检查能进行封装,每个函数对应一个检测项,后续功能扩展只需增加新的函数即可,有较好的功能扩展性和保密性
3、每个功能的检测时间为秒级。
可测试性
可以采用不同色板对不同的检查项结果进行测试
可服务性
该图像模块的硬件部分提供安装说明书,相机、镜头等都可以灵活拆卸。
可安装性
提供安装程序及安装提示。
可靠性
平均无故障工作时间》24小时
密集测试出故障概率《1/1000
完整性
该模块具备图像采集、传输、预处理、检测、返回检测结果,形成一个完整的机器视觉系统为产品调用。
模块之间的功能划分是否合理?
模块的划分基于客户需求,独立运行不相互干扰,稳定性和可靠性高。
2.5要素之间的接口(耦合小,内聚大的分解原则)
耦合关系
可用性
可维护性
可扩展性
系统部署
系统更新
版本管理
系统安全
系统功能
系统性能
可制造性
稳定性
成本
核心服务
控制系统
图像系统
音频系统
结构
可用性
+
可维护性
+
+
可扩展性
+
—
+
系统部署
+
+
系统更新
+
—
■
+
版本管理
-
■
+
系统安全
■
■
+
系统功能
控制系统
■
■
■
■
图像系统
■
■
■
音频系统
■
■
■
结构
■
■
■
■
系统性能
■
■
■
■
■
■
■
■
■
可制造性
■
稳定性
■
■
成本
■
■
■
■
■
■
■
核心服务
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
2.6产品结构
2.7产品规格定义
1)、提供图像检验功能,
(1)对手机屏幕进行检测
判断手机屏幕背光是否正常;
判断手机屏幕上有无坏点;
判断手机屏幕八级灰度条显示是否正常;
判断手机屏幕RGB彩色显示条是否正常;
(2)对拍照、视频功能进行检测
判断手机拍照预览是否正常;
判断手机拍照预览图像是否偏色;
判断手机视频播放是否流畅;
(3)辅助功能
判断手机按键是否正常;
对机械手操作进行辅助定位;
对系统建工程进行辅助;
对检测后的故障机进行分类;
对手机屏幕的文字符号等进行识别。
2)、提供音频检验功能,
(1)可进行手机发声功能检测:
判断开机铃声是否正确;
判断振铃音乐是否正常;
判断按键音是否正确;
判断播放FM广播内容是否正常(耳机);
判断播放MP3音乐是否正常(耳机)。
(2)可进行语音环回功能检测:
判断听筒所还原的Mic输入信号是否正确;
判断耳机听筒所还原的Mic输入信号是否正确。
(3)可进行通话、受话功能检测:
判断听筒通话功能是否正常;
判断耳机听筒通话功能是否正常;
判断听筒受话功能是否正常;
判断耳机听筒受话功能是否正常
3)、提供振动检测功能:
可判断检测手机马达是否正常工作。
可判断马达振动时有无异常杂音。
4)、提供友好、全面的软件功能
(1)具备用户分级管理功能:
登陆用户分级功能:
不同级别用户所见内容不同,做权限范围内的操作。
超级管理员功能:
对账号进行管理(添加用户、修改密码、删除用户等)。
(2)具备信息远程查询功能:
查询已测试终端数量、通过数量、未通过的终端的故障概率分布等测试信息。
(3)具备信息处理显示功能:
本地测试信息实时显示功能。
本地历史信息查询显示功能。
本地故障查询显示功能。
5)、设备具有快速部署能力:
(1)更换手机时对治具和设备部件的调整工作简便、快捷。
(2)更换手机时的软件工程新建工作简单、易学、快捷。
6)、设备具有温度检验功能
(1)手机充电时温度变化是否正常。
(2)手机使用时温度变化是否正常。
7)、设备自检及故障处理功能:
(1)设备启动时能自动检查硬件配置和软件初始化。
(2)软件能对设备运行时状态进行监控,设备异常、故障时自动采取保护措施,防止事故发生。
8)、设备能有效地防止人工检验时的误测和漏测问题。
9)、设备具有警示功能。
10)、设备默认提供四个检验站点;单独站点尺寸:
≤0.75*1*1(长宽高),其数量可根据需要扩展或删减。
11)、可通过对设备的调整完成对按键手机、触摸屏手机、滑盖受和翻盖手机的检验需求。
12)、设备运行时只需要1~2名产线普通工人即可完成手机功能检验工作。
13)、环境温度:
(1)工作环境:
10~30℃;
(2)存储环境:
-10℃~55℃
14)、环境相对湿度:
(1)工作:
10%~70%RH
(2)存储:
20%~90%RH
15)、电磁环境:
复杂电磁环境;
16)、工作电源:
220VAC±10%,50Hz±1Hz;
17)、整机功率:
≤2KW;
18)、设备底座安装脚轮,便于移动;配置地脚,确定位置后有效防止移动。
2.8产品关键指标定义
1)客户明确性指标
项目
定义
指标要求
产能
海信:
全按键、集成功检程序手机,全部测试
不低于600部/小时
联想:
全按键、集成功检程序手机,全部测试
不低于200部/小时
西可:
全按键、集成功检程序手机,全部测试
不低于250-300部/小时
误测率
检验1000台手机的误判次数
≤1/1000
连续工作时间
设备不间断满负荷情况下,无故障运行时间
≥24小时
维护间隔
设备正常工作情况下的维护频率
1年/整机
设备重量
竖直的单位投影面积上的重量
小于200Kg/㎡
适应对象尺寸
基板尺寸≤200*200
接地
金属部分整体接地
0.1S内静电电压降至150V以下,接入阻抗106~108Ω
2)产品指标设计
(1)图像系统性能
单位ms
图像
功能
背光
坏点检测
文字识别
拍照检测
按键检测
屏幕校准
采集
软件处理
次数
1
2
10
1
21
2
38
38
帧数
1
2
10
1
21
3
38
——
单帧耗时
10
100
20
20
10
20
50-143
——
单次耗时
10
100
20
20
10
20
50-143
——
总耗时
10
200
200
20
210
60
1900-5434
2600-6134
分析:
图像硬件的采集时间和速率值波动较大,与选型关系密切。
指标设计:
图像软件单次处理平衡耗时不高于20ms。
(2)音频系统性能
单位s
音频
功能
非通话测试
通话测试
软件处理
次数
8
1
8
耗时
1
依据呼通时间定限时56s
0.025
(3)机械手性能
机构运动
动作
XY规避(归零)
XY定位
Z轴上行
Z轴下行
软件处理
滑台定位
次数
28
28
11
39
39
145
6
行程
50
100
10
20
20
——
70~100
加减速度mm/s*s
3000~5000
3000~5000
3000~5000
3000~5000
3000~5000
——
无参考数据
分析:
最高速度250mm/s的直线机构
匀速度
250
250
250
250
250
—
50~500
稳定时间
0.1~0.2
0.1~0.2
0.1~0.2
0.1~0.2
0.1~0.2
—
—
单次耗时
0.394~0.35
0.58~0.55
0.158~0.145
0.23~0.18
0.23~0.18
0.01
0.2~2
总耗时
10.74~9.8
16.33~15.4
1.735~1.592
8.97~7.08
8.97~7.08
1.45
1.2~12
分析:
可缩减
有效动作时间
可缩减
10.74~9.8
37.455~32.602秒
1.2~12
分析:
最高速度500mm/s的直线机构
匀速度
500
500
500
500
500
—
50~500
稳定时间
0.1~0.2
0.1~0.2
0.1~0.2
0.1~0.2
0.1~0.2
—
—
单次耗时
0.23~0.3
0.47~0.4
0.158~0.145
0.18~0.16
0.18~0.16
0.01
0.2~2
总耗时
6.42~8.4
13.07~11.2
1.735~1.592
7.08~6.37
7.08~6.37
1.45
1.2~12
分析:
可缩减
有效动作时间
可缩减
8.4~6.42
30.415~26.982秒
1.2~12
(4)结构布局需求
结构上采用分散布局需要移动手机并消耗时间,此时间不是完成手机功能检验所必须的。
结构布局需采用紧凑型设计。
2.9产品线规划
机型
形象机型
主销机型
辅销机型
掩护机型
狙击机型
售价
高
中
中
中
低
性能
高
中
中
中低
低
利润
20
50
25
5
0
预测销量
10
50
20
10
10
适应人群
满足高经济能力顾客的购买需要
中等经济能力的大部分客户
中等经济能力客户的特殊需求
终端销售推广上极力贬低该产品,不建议顾客购买,动摇顾客对该种类机型的购买信心
目的
提升整个产品系列形象档次,引起消费者对整个系列产品的关注和好感
市场主销价格区间内,拥有市场主流的性能配置
比主销机型的外型更为独特,或多一些附加功能
与竞争对手主销机型相同或相似。
在价格上极力打压对手,形成同质低价之势
通过超值低价吸引消费者的眼球。
在终端售点限制供货量,限制销售。
配置
机械手
高端机器人
XYZ三轴直线机械手
XYZ三轴直线机械手
阵列式气缸
阵列式气缸
音频检测
机器视觉
结构平台
多功能型
直板系列
直板兼容滑盖、旋屏,翻盖系列
直板系列或翻盖系列
直板系列
3软件集成系统规格定义
3.1外部接口
软件集成系统内部接口:
接口名称
接口介绍
数据类型
接口1
界面信息输入
数字、字符串、布尔量
接口2
界面输入数据,鼠标位置信息和触发信息
数字、字符串、布尔量
接口3
利用网口,远程界面发送控制信息给服务器
数字、字符串、布尔量
接口4
对数据库进行用户名、密码、账户类型的查询、添加、删除
数字、字符串
接口5
将手机的测试总数、通过率、历史信息、故障信息打包
数字、字符串
接口6
从指定配置文件测试流程信息
数字、字符串
接口7
手动测试流程信息
数字、字符串
软件集成系统与外部接口:
接口名称
接口介绍
数据类型
接口8
控制系统配置文件位置及名称
字符串
接口9
根据测试项名称查询数据库,获取该测试项对比图片的位置和名称信息、图像系统配置文件位置及名称
字符串
接口10
根据测试项名称查询数据库,获取该测试项对比音频文件的位置和名称信息、音频系统配置文件位置及名称
字符串
接口11
将接口5的打包信息利用网口传至服务器
数字量、字符串
接口12
控制自检命令和反馈自检信号
字符串
接口13
图像自检命令和反馈自检信号
字符串
接口14
音频自检命令和反馈自检信号
字符串
接口15
测试项信息、按键坐标信息
字符串
接口16
测试项信息、触发信息
字符串、布尔量
接口17
测试项信息、发声系统触发信息、听声系统触发信息
字符串、布尔量
3.2功能定义
软件集成部分的功能分为新建工程、用户登录管理、数据存储系统、流程控制、远程控制查询、设备自检和信息显示子模块,各子模块功能介绍如下:
新建工程
提供测试流程录制的操作界面和显示界面,控制系统按测试流程执行,显示测试结果,并将测试结果存数数据存储系统。
用户登录管理
提供用户登陆界面,将账号分为管理员帐号和普通用户账号;提供用户添加、用户密码修改、用户删除的功能,提供加密狗数据读取功能,判断是否可以登入系统;根据不同权限(管理员账号和普通账号)给用户开放不同功能,向管理员账号开放所有功能,普通账号只开放测试信息实时显示功能。
数据存储系统
存储新建工程过程中手机的种类信息、测试流程信息和测试结果信息;存储用户账号密码信息、手机测试信息,包括手机各测试步骤的用时、通过与否、故障项的名称和产生时间
流程控制
读取配置文件中的测试流程,将指令下发给图像系统、音频系统或者控制系统,读取三大系统的结果信息、位置判断信息以及音频系统的声音信息和图像系统的图像信息,判断测试流程何时开始、何时结束、何时给三大系统下发下一条指令。
远程控制查询
在公司控制客户电脑的主程序前面板,提供必要的技术支持,如新建工程等,在客户有服务器的情况下,周期性的将数据库中的手机测试信息上传至该服务器。
设备自检:
提供软件初始化和硬件系统配置的功能。
信息显示:
测试信息实时显示,包括当前测试项目名称,各步骤测试时间,故障手机信息,测试手机总数,通过率,设备故障、安全防护,给故障查询和历史信息查询提供显示界面。
3.3模块的性能和技术指标
处理速度
毫秒级
内存占用
<256M
CPU使用率
<20%
4、控制子系统规格定义
4.1外部接口
接口名称
接口介绍
类型
IF1
集成层任务编码后向运动控制软件下发接口
协议字符串
IF2
运动控制结果向集成层的反馈接口
协议字符串
IF3
设备运行状态向集成层发送的响应接口
协议字符串
IF4
集成层查询设备运行状态的请求接口
协议字符串
IF5
运动控制软件向下行通道编解码下发接口
协议字符串
IF6
下行通道编解码向运动控制软件的反馈接口
协议字符串
IF7
运行指令向编解码软件的下发接口
协议字符串
IF8
传输状态编码后向运行状态监控软件的反馈接口
协议字符串
IF9
操作面板向传输控制器的交互接口
高低电平序列
IF10
运动状态编码后向下行通道的反馈接口
高低电平序列
IF11
上位机查询传输控制器所搜集状态的应答接口
协议字符串
IF12
上位机查询传输控制器所搜集状态的请求接口
协议字符串
IF13
运行指令解码后向下位运动控制软件的下发接口
协议字符串
IF14
下位运动状态向下位编解码的反馈接口
协议字符串
IF15
运动控制指令向伺服驱动的下发接口
电脉冲序列
IF16
电机运动状态向运动控制的反馈接口
开关量信号
IF17
伺服驱动向伺服电机下发接口
电脉冲序列
IF18
电机运动状态向伺服驱动的反馈接口
电脉冲序列
IF19
传输控制器与操控模块的交互通信接口
开关量信号
IF20
传输传感模块信号至传输控制器的反馈接口
供电通道
IF21
传输控制信号下达至电动、气动执行机构的控制接口
点开关量信号
IF22
内部电源模块与操控模块的电气接口
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