Entwicklung: Warum ein Smartphone erst aufgebaut und dann gefoltert wird
Nur wenige Schritte sind es vom Eingang der BQ-Firmenzentrale in Madrid bis zum Großraumbüro, jenem Raum, in dem der spanische Unterhaltungselektronikhersteller seine neuen Produkte entwickelt. Auf den Tischen stehen 3D-Drucker und 3D-Scanner, es liegen zahlreiche Platinen und weiße Schachteln mit kryptischen Bezeichnungen herum. Produktmanager arbeiten hier neben Mitarbeitern der Qualitätssicherung, dem technischen Designer und dem Community Manager.
BQ ist der einzige Hersteller, der seine Produkte noch in Europa designt. Ob Apple, Samsung oder das französische Unternehmen Wiko – sie alle entwickeln ihre Smartphones in den USA oder Asien. Außerhalb der iberischen Halbinsel kennen nur wenige den Smartphone- und Tablethersteller, das Unternehmen ist noch recht jung und konzentriert sich bisher hauptsächlich auf den portugiesischen und spanischen Markt. BQ wurde 2010 gegründet und startete mit einem eigenen Tablet als Alternative zum iPad, das in dem Jahr vorgestellt wurde.
Den Kern des Unternehmens bilden sechs befreundete, ehemalige Studenten der Polytechnischen Universität Madrid. Schon 2005 gründeten sie ihr erstes kleines Unternehmen und fanden eine lukrative Nische: personalisierte USB-Sticks. Später kamen weitere Produkte wie E-Book-Reader hinzu, das Unternehmen wuchs und wurde zu BQ.
Vor ein paar Wochen nun hat Alberto Méndez, der Geschäftsführer des Unternehmens und einer der sechs Gründer, auf dem Google-Campus in Madrid das erste Android-One-Smartphone in Europa vorgestellt. Doch bis ein neues Smartphone erstmals der Presse gezeigt werden kann, vergeht einige Zeit – neun Monate, um genau zu sein, wie uns der stellvertretende Geschäftsführer Rodrigo del Prado bei unserem Unternehmensbesuch erklärt. So lange brauchte BQ für die Entwicklung eines neuen Smartphones.
Erster Entwurf mit Stift und Papier
Vor der Entwicklung eines neuen Smartphones stehen aber erst einmal einige andere Schritte: Die mögliche Zielgruppe muss evaluiert werden, ein grober Endkundenpreis muss angepeilt und festgelegt werden, welche die wichtigsten Features des neuen Produkts sein sollen. Erst dann können die vielen Abteilungen des Unternehmens mit der Arbeit am neuen Gerät beginnen.
Die Designer Julen Pejenaute und Eduard Villar haben eine entscheidende Rolle in der ersten Phase der Entwicklung: Sie entwerfen in ihrem Büro erst mit Papier und Stift, später am PC, die neuen Geräte. Dabei richten sie sich nach der jedes Jahr neu entwickelten Designlinie. Dieses Jahr sind die BQ-Geräte eher eckig, fast schon ein wenig klobig, im kommenden Jahr sollen sie etwas runder werden.
Die Schreibtische der beiden sind voller umgedrehter weißer Papierblätter, Stifte liegen ungeordnet herum, statt ordentlich im blechernen Wall-E-Stiftebecher zu stecken. Die Wände des Büros sind mit Papier überdeckt – BQ will die neuen Produkte noch nicht zeigen, denn das Unternehmen sei am Expandieren und wolle auch in neuen Kategorien Produkte vorstellen. Ein paar Bilder sind trotzdem zu sehen. Keine von neuen Produkten, sondern Inspirationen für die Designer, etwa ein paar Flugzeugtriebwerke. Für welches Produkt sie wohl als Inspiration dienen?
Parallel zu den Designern arbeiten die Hardwareingenieure und technischen Designer an dem neuen Produkt. Sie legen das System-on-a-Chip (SoC) fest, die Akkugröße und allerlei weitere Spezifikationen. Immer wieder besprechen sie sich dabei mit den Designern und schauen, ob das Geplante machbar wäre.
Ein Puzzle mit 500 Teilen
Meistens stellen sich die beiden Designer ein schön dünnes Gerät vor, etwa mit einer Dicke von 6 mm. Die Hardwareingenieure dagegen wünschen sich 8 mm, um einen möglichst großen Akku verbauen zu können. Dann muss ein Kompromiss gefunden werden. Dieser besteht in der Regel darin, dass sie sich in der Mitte treffen: Das Gerät wird 7 mm dünn.
Um ein Gefühl für die neuen Geräte zu bekommen, werden die Gehäuse in den von BQ entwickelten und verkauften 3D-Druckern erstellt. Später folgen qualitativ hochwertigere Mockups, die sich äußerlich nicht vom Endprodukt unterscheiden, aber komplett ohne Technik sind.
Die Hardwareingenieure entwerfen dann am PC die Platinen für das neue Produkt. Jede Leiterbahn und jeder Chip werden von Hand platziert. Dabei werden immer wieder Simulationen durchgeführt, um zu sehen, ob Störungen auftreten oder alles so funktioniert, wie es sich die Ingenieure vorgestellt haben. Und so puzzeln sie aus rund 500 Einzelteilen das Gerät zusammen.
In der nächsten Phase wird getestet
Rund zwei Monate sind seit dem Beginn der Entwicklung vergangen, zehn Mitarbeiter haben an dem Produkt gearbeitet. Jetzt beginnt die Phase des sogenannten Engineering Verification Testings. Einfach gesagt wird dabei in zahlreichen Tests geschaut, ob das von den Designern und Hardwareingenieuren Geplante umgesetzt werden kann.
Dazu werden rund 80 Geräte gefertigt, die vor allem auf die Basisfunktionen hin getestet werden. Funktionieren die Mobilfunkschnittstellen und der SoC? Wie heiß wird das Gerät unter Volllast? Treten irgendwo Störungen auf? Das will Pablo Garcia herausfinden, der die Tests verantwortet. Sein Schreibtisch steht im Großraumbüro, doch er verbringt viel Zeit in einem Raum direkt nebenan, denn dort wird ein Großteil der Tests durchgeführt. In dem Raum stehen neben Mikroskopen und Thermometern auch Oszilloskope und weitere Messgeräte. Einer von Garcias Kollegen sitzt da und macht Benchmark-Tests der CPU.
Steht die Hardware und hat sie die ersten Tests bestanden, beginnen etwa im dritten Monat der Entwicklung rund zehn Mitarbeiter des Softwareteams von BQ mit der Arbeit am Kernel des Android-Betriebssystems und erstellen die erste Firmware.
Erst Isolierzelle, dann Folterkeller
Ist eine erste Version davon fertig und auf die Geräte aufgespielt, beginnen gleich mehrere Abteilungen mit weiteren Tests. Pablo Garcia etwa simuliert im Hardware-Testlabor diverse Alltagsszenarien mit dem Smartphone. Dazu wird es in einen unscheinbaren grauen Kasten gelegt, der das Smartphone von der Umwelt komplett abschirmt. Ausgestattet mit eigenen Mobilfunk- und GPS-Antennen kann so etwa eine Autofahrt durch Madrid simuliert werden, mit Mobilfunkabbrüchen und Unterbrechungen in der GPS-Verbindung. Rund ein Dutzend solcher Szenarien muss das Smartphone durchlaufen, dabei wird penibel darauf geachtet, ob Probleme auftreten und wie sich die Akkulaufzeit verhält.
Im Keller des Gebäudes geht es etwas härter zu, hier wird in der Folterkammer das neue Produkt mechanisch belastet und an seine Grenzen gebracht. Folterknecht Javier Macias, offiziell Mechanical Engineering Manager, belastet mit zahlreichen großen Maschinen – jede mindestens so teuer wie ein Einfamilienhaus – die Smartphones. "Wir wollen möglichst robuste Geräte bauen, die auch mal auf den Boden fallen können" , erklärt Rodrigo del Prado, während er sein Aquaris M5 gegen die Tischkante schlägt. "Deswegen müssen unsere Geräte alle 15 Tests in der Folterkammer bestehen."
Bei einem dieser Tests schüttelt die Vibration Test Machine das eingespannte Smartphone in verschiedenen Frequenzen ordentlich durch. Noch deutlich rabiater geht es in der Drop Test Machine zu. Hier wird das Smartphone immer wieder hochgehoben und fallen gelassen. Eine weitere Maschine hat wie eine Waschmaschine eine große Trommel, in der das Gerät hin und her geschleudert wird. Während dieses Tests wird jede Seite des Geräts beansprucht und es können zahlreiche Sturzarten simuliert werden.
Mit weiteren Maschinen wird unter anderem getestet, ob feiner Staub das Smartphone beschädigt oder größere Temperaturänderungen dem Gerät Probleme bereiten. Die große Herausforderung bei den Tests: In nur wenigen Wochen muss eine jahrelange Beanspruchung der Geräte simuliert werden.
Eigene Testmaschinen aus dem 3D-Drucker
Um das zu schaffen, musste BQ teilweise selbst Maschinen entwickeln und bauen: etwa die Maschine, mit der die Qualität und Ausdauer der verschiedenen Anschlüsse und Tasten geprüft wird. Teile der Maschine sind mit einem 3D-Drucker entstanden, zahlreiche Steuerplatinen hat BQ selbst entwickeln müssen.
In den Räumen neben der Folterkammer arbeitet Juan Torres an der Kamera des Smartphones. In zahlreichen Tests überprüft er deren Qualität und gibt Feedback an das Softwareteam, wie die Kamera-App angepasst werden sollte. Direkt daneben hat Antonio Peiró seinen schalldichten Raum, in dem er die Lautsprecher, aber auch die Mikrofonqualität der neuen Geräte überprüft und optimiert.
Mittlerweile sind rund sechs Monate der Produktentwicklung vergangen, über 40 Mitarbeiter haben mitgewirkt. Jetzt beginnt das Design Verification Testing, bei dem der finale Prototyp nochmals zahlreiche Tests absolvieren muss.
Die Hardware und das Design stehen fest, rund 2.000 Samples des neuen Geräts wurden gefertigt. Die letzten Fehler sollen nun nicht nur mit den zahlreichen Tests und Simulationen gefunden werden, es werden auch Geräte an Mitarbeiter in der ganzen Welt verschickt, die das neue Produkt im Alltag unter den verschiedensten Bedingungen testen sollen. Währenddessen gestalten die Designer die Verpackung der Geräte und es werden erste Optimierungen für die Massenfertigung gemacht.
Sind alle Abteilungen zufrieden und finden keine Fehler mehr, läuft etwa im achten Monat die Massenfertigung des neuen Produkts an. Die Arbeit für Designer und Hardwareingenieure ist getan, meistens sind sie bereits in neue Projekte eingespannt. Auch die zahlreichen Tester überprüfen Geräte nur noch stichprobenweise.
Einzig die Softwareabteilung ist noch mit dem Produkt beschäftigt – mindestens weitere zwei Jahre. Denn so lange möchte BQ seine Geräte mit Android-Updates versorgen. Für sie heißt es dann auch weiterhin: testen, testen, testen.