2019年Yamato Lab Tour回憶錄—大和研究所ThinkPad測試設施介紹

▼時光飛逝，睽違兩年的Yamato Lab Tour參訪行程，再度於2019年的11月底舉辦。這是本站所舉行的第八次參訪行程，站長感謝本屆與歷屆參訪成員的熱情支持與協助。站長在此也非常感謝Lenovo-tw與日方的鼎力協助，讓台灣的TPUSER們能再次踏上日本，前往ThinkPad設計聖殿—Yamato Laboratory(大和研究所，文後簡稱Yamato Lab)。ThinkPad的日本研發中心會取名為「大和（Yamato）」是因為1985年成立時，即位於日本神奈川縣的大和市（當時漢字名稱為大和事業所），後來2011年搬遷至神奈川縣的橫濱市，當時也曾討論過是否跟著改名為「Yokohama Lab」，最後考量「Yamato Lab」已廣為業界甚至客戶所知，且「大和」一詞為日本的古國名，因此「大和=日本」的印象也深入人心，最終日方仍選擇了繼續使用「Yamato Lab」名稱。雖然Yamato Laboratory直譯為大和實驗室，但站長仍採用日方的正式漢字名稱：「大和研究所」。

Yamato Lab坐落於橫濱市的「未來港中央大樓（Minato Mirai Center Building）」，這是一棟21樓高的新建大樓，Lenovo-JP辦公區與Yamato Lab的研發區位於18、20與21樓，此外2樓則是Yamato Lab的測試設施區。在未來港中央大樓的地下一樓甚至還有地鐵站（Minato Mirai 站）可連接東急東橫線，直達澀谷站。在此也需特別感謝Lenovo-tw提供專車接送，讓TPUSER參訪團往返於東京與Yamato Lab兩地，省去上下班時段搭乘電車通勤之苦。

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▼基本上每次TPUSER所舉辦的Yamato Lab Tour都會包含三種活動：專題簡報、內部測試設施參訪以及ThinkPad開發團隊對談。今年的專題簡報內容，站長挑選了三項內容，分別是「ThinkPad X1 Carbon Design」、「ThinkPad Mechanical Design & Material Development」與「ThinkPad Thermal Design」。經由Yamato Lab的開發團隊工程師說明，讓參訪成員對於ThinkPad的設計理念、最新技術成就等有了更進一步的了解。今年的「ThinkPad開發團隊對談」時段，日方非常重視雙方意見的交流，派出了九名開發團隊成員嚴陣以待（笑），開發成員包含了機構設計、ＩＤ設計、硬體開發等部門的主管與資深工程師，站長為了回應Yamato Lab的慎重安排，也準備了一份簡報檔，向日方說明為何許多專業電腦使用者，特別是重度依賴鍵盤高速盲打輸入的客群，需要新一代的（七列）鍵盤，以及在16:9比例以外的其他規格面板上，如何實現一台不以超薄為訴求，而以最佳的使用體驗為目的開發的ThinkPad，這部分就有待未來驗證ThinkPad是否真能推出這樣一款新世代主機，來回應專業使用者的期盼了。

▼ThinkPad堅固的秘密在於開發階段，即不斷進行各種試驗，以確保ThinkPad能夠在各種嚴峻的環境下仍可正常運作。雖然TPUSER的Yamato Lab參訪團每次都會安排參觀ThinkPad內部測試設施，但站長以往並沒有特別介紹，同時坊間的媒體也很難一窺其中的堂奧。本次承蒙Yamato Lab的大力協助，站長特別拍攝了主要測試設施，並趁此機會向網友詳細說明。其實ThinkPad量產前會進行200多項嚴格測試，本篇文章所揭露的只不過是其中一小部分，卻也能讓網友了解原來ThinkPad需經過這些磨練，最終才能通過驗證並量產。

ThinkPad的測試設施位於未來港中央大樓的二樓，並區分為四個測試實驗室：

• 耐久設計實驗室（Durability Design Lab）
• 堅固性與耐久性設計實驗室（Robustness and Durability Design Lab）
• 電波與可靠性設計實驗室（EMC and Reliability Design Lab）
• 無線與音響設計實驗室（Wireless and Acoustic Design Lab）

本次參訪活動在Yamato Lab的規劃下，四個測試實驗室都全部參觀到，真的頗為難得。因為曾有幾次測試實驗室剛好正在進行新機型測試，故不方便開放參觀。站長接下來會針對每個測試實驗室的內容，向網友介紹。下圖是活動當天日方所提供的臨時識別證。

▼站長的參訪行程中，第一間是「耐久設計實驗室（Durability Design Lab）」，此處包含了兩大測試區域：「EMC試驗區」與「耐久試驗區」。在「EMC試驗區」中，主要進行靜電放電（ESD, ElectroStatic  Discharge）測試。由於日常使用中很難避免靜電放電現象，但為了確保ThinkPad不會因為靜電放電而導致各種故障情況發生，因此使用可能引起嚴重損害的超高電壓對ThinkPad進行放電測試。而在「耐久試驗區」中，主要針對LCD螢幕進行反覆開闔測試，由此驗證長期使用後，Hinge （絞鍊）、各式纜線（Cables）以及面板、甚至主機板都不會發生問題。

▼下圖為測試的工程師實地示範，透過電子槍，將ThinkPad進行一萬伏特以上超高電壓的測試。雖然ThinkPad有完善的ESD防範機種，但網友將來有需要拆開ThinkPad底殼，更換M.2 SSD等零件時，仍要非常留意ESD可能對主機零件帶來的傷害。實際操作程序為在打開底殼前，請先將所有的連接線、USB外接裝置從ThinkPad主機上拔除，然後可去找有接地的金屬導體，例如水龍頭，然後用手握住水龍頭，以釋放體內的靜電後，再來進行零件更換作業。

▼當使用者插入USB滑鼠等外接裝置時，有可能瞬間為ThinkPad帶來極大的靜電，因此其中一項檢測項目，便是使用電子槍將USB外接裝置施加電壓，然後實際進行ThinkPad的USB裝置插拔測試。其實不只USB連接埠，ThinkPad其他的連接埠也會進行同樣的測試，以確保使用者在插拔各式外接裝置、纜線時，不會因靜電問題而傷害到ThinkPad。

▼隨著行動裝置以及無線網路的盛行，我們日常生活當中其實被各種看不到的電波所環繞著。因此ThinkPad研發過程中，便特別重視電波干擾的問題。下圖是工程師利用一台早期的工程樣機向我們展示，模擬手機電波對於ThinkPad的影響。如果筆電沒有做好抗電波干擾，將運作中的手機靠近筆電時，就會出現一些靈異現象，例如手機電波干擾了小紅點或是鍵盤，導致游標亂飄、視窗畫面不斷閃退等。現在大家在使用的ThinkPad均通過電波干擾測試，不用擔心接聽電話時，ThinkPad會出現靈異現象（笑）。

▼接下來是「耐久試驗區」的多項測試，首先是LCD開闔測試，如下圖所示，此項測試是模擬使用者無論用左手或是右手開啟螢幕的動作，透過重複開闔測試，驗證ThinkPad的絞鍊、纜線、面板等零件的耐用度。如果是Yoga型態的主機，Yamato Lab還備有專門的測試儀器，可進行360度螢幕開闔測試。雖然官方並沒有公布ThinkPad螢幕絞鍊的開闔耐用度，但根據外電的報導，ThinkPad的螢幕絞鍊需能承受三萬次的開闔。

▼接下來是「LCD加壓測試」，如下圖所示，此項測試是模擬使用者對螢幕背蓋的某一點集中施力，當然LCD螢幕不能破裂或故障才算通過測試。現在最輕薄的ThinkPad例如X1 Carbon或是T490s系列都採用CFRP碳纖維材質，因此能夠實現以更薄的材質，卻可提供更堅固的抗衝擊性能。其餘機種無論是使用PC/ABS或是PPS(聚苯硫醚)+GFRP(玻璃纖維)，雖然也可提供相同的防護，但代價就是機殼厚度與重量都會隨之增加。因此ThinkPad並不會為了機身的輕薄化，而犧牲了堅固性，相反地，機身越薄的ThinkPad所使用的材質其實成本越高。

▼接著是「LCD重複加壓測試」，這項測試的模擬情境是身處擁擠的通勤電車內，ThinkPad可能會受到旁邊旅客的重複擠壓，因此是較大面積的重複施壓。測試機器的機械臂會直接在螢幕背蓋上不斷施力，完成一處測試後，再移動至下一處測試，和前面一項「LCD加壓測試」相同，整個螢幕背蓋都會進行測試，確保ThinkPad無論厚薄都能通過驗證項目。

▼至於「LCD重複加壓測試」所施加壓力究竟有多大呢？Yamato Lab表示無法透露數值，但卻可以讓我們「感受」一下。測試儀器旁邊就擺著一台ThinkPad，上面押著兩個金屬圓盤，以及一個啞鈴，工程師說這三項重物的重量，相當於「LCD重複加壓測試」會施加於螢幕背蓋上的力量。站長有試著舉起最上方的啞鈴，發現要拿起來非常困難，因為真的很重。

其實在「耐久設計實驗室（Durability Design Lab）」內還有更多測試項目，例如前幾年的參訪行程中，站長就曾觀看過硬碟耐用測試，用機械手臂模擬使用者將ThinkPad一側舉起，然後突然放手讓機器直接撞到桌面，此時為開機狀態，而且硬碟有在測試運轉中。以此評量硬碟是否會有壞軌等故障情形。後來隨著SSD成為主流，該項目就沒有特別安排給參訪來賓觀看。

▼接下來我們進入第二個測試設施「堅固性與耐久性設計實驗室（Robustness and Durability Design Lab） 」。這裡區分為兩大測試區域，分別是「衝擊震動試驗區」及「耐久試驗區」。首先進入「衝擊震動試驗區」，映入眼簾的是「6方向衝擊測試」，本項測試英文名稱為「Bump Test」，這次Yamato Lab放上的中文標示版翻譯得更讓人容易了解。為了模擬使用者在攜帶筆電移動期間，有可能突然發生手提包落下，導致筆電也跟著撞擊地面的問題，因此透過「6方向衝擊測試」讓ThinkPad承受來自前後、四邊的連續衝擊，進而驗證電路板是否有何異狀。

▼第二個是「加壓震動測試」（英文名稱為Weighted Vibration Test），這項測試的誕生起自ThinkPad開發史上非常有名的「美國校園故障事件簿」。整件事要從當年美國的大學或高中的ThinkPad學生機故障率偏高開始說起。在美國的某些學校有配發ThinkPad供學生使用，因為主機的費用已經含在學費裡面，所以學生幾乎是免費拿到機器，而非自己付錢買的，使用時並不會太憐香惜玉。

根據當時的統計數據，ThinkPad T40或R40的硬碟、主機板、鍵盤維修率明顯高於一般企業。Yamato Lab為了探究故障原因所在，在2004年特地派遣多組人員，實地美國校園以了解學生的使用方式。結果發現ThinkPad是在非常「艱困」的情境中運作，例如學生通常都「不關機」直接把螢幕闔上之後，往背包一扔然後接上耳機，邊騎腳踏車邊聽音樂，把ThinkPad當隨身聽使用；再者隨著南北橋以及顯示晶片的BGA封裝腳位越來越多，T40系列常發生的「晶片錫裂」自然也出現在將機器隨意摔的學生機身上，主機板維修率自然也居高不下。如下圖所示，學生會將ThinkPad裝在背包裡，但主機實際上會被書籍或是變壓器等東西包夾住，然後無論是邊背邊走，或是到定點後隨手把背包一扔，ThinkPad都會收到因重物而帶來的不規則壓力衝擊。

後續會有「Roll Cage」防滾架、APS硬碟防震系統等功能的推出，就是為了因應校園環境，同時Yamato Lab的測試項目中也增加了「加壓震動測試」。從站長拍攝的照片可能感受不到此類測試的嚴峻度，但親臨現場看到ThinkPad進行各種震動測試，震撼感是難以形容的。

▼接著我們進入「耐久試驗區」。首先看到一台專門的X照光機，所有在「衝擊震動試驗區」測試過的主機，接著都會在此拍攝X光片，讓資深工程師檢視內部零件以及布線的狀態。

▼Yamato Lab工程師接著介紹「LCD Bending Test」（LCD彎曲測試），用來模擬使用者單手開啟螢幕時，會造成螢幕角落彎曲。或是如工程師所示範的，有的使用者習慣單手抓著ThinkPad一角，這都會導致螢幕角落承受了很大的壓力。 透過此項測試，機械臂不斷按壓螢幕角落，進而驗證ThinkPad的堅固性。

▼接下來要介紹的測試項目，跟美國軍規標準有關。Yamato Lab用來檢測ThinkPad的各式驗證項目多達200餘種，但這畢竟是內部測試，不方便全數公開，而且也較難取信於客戶。既然如此，是否有一種經第三方認證，且客戶會認同的標準呢？有的，那就是在最殘酷的戰場上也能倖存下來的「軍規認證」！於是乎，從2007年開始，ThinkPad開始採用美國國防部所使用的軍規標準「MIL-STD-810」進行主機相關測試。

MIL-STD-810（環境工程考量與實驗室測試, Environmental Engineering Considerations and Laboratory Tests）是美國軍規標準(Military Standard)中「Defense Standard」類型的檢測項目，最早的版本是1962年發布，ThinkPad所使用的版本為2012年修正後的MIL-STD-810G，檢測產品能否在生命週期內，抵抗外在環境的影響及衝擊。2019年推出的ThinkPad均通過了12項測試項目(Method)其中的22項程序[Procedure])。

ThinkPad所透過的軍規測試項目中，包含一項「510.5 Sand and Dust（沙塵及粉塵）」，測試情境為「以6小時為一個循環，持續吹送沙塵或粉塵，主機須能在多個循環測試下正常運作」。下圖便是工程師手持測試專用的沙塵樣本，然後Yamato Lab擁有兩座防塵測試裝置，下圖這台負責進行沙塵測試，右邊還有另一台負責粉塵測試。

▼「耐久試驗區」的很多項目都被稱為拷問測試（Torture Test），例如下面所示範的便是很著名的「Drop Test」掉落測試，模擬ThinkPad在手持高度不慎摔落時的堅固性，雖然Yamato Lab無法告知詳細測試高度，只能現場親自實測給大家看，看到一台ThinkPad被提高到至少一位成年人的胸腔位置，然後機械臂鬆開，讓ThinkPad自由落體墜下，撞擊到地面時轟然一聲，真的是怵目驚心。本項測試緣起於早年美國的電腦專業雜誌有針對坊間的筆電，進行螢幕背蓋與底殼朝下的自由落體掉落測試，雖然在一般使用狀況下比較不會發生這種機體水平落下的狀況，但此項測試仍被保留下來，所有冠上ThinkPad名稱的機種都必須通過這項拷問測試。

▼另一項拷問測試則是「Corner Drop Test」（八個角落落下測試），係針對ThinkPad的八個角落（側邊）進行掉落測試。這項測試雖然視覺效果沒有上述的落下測試那麼嚇人，但卻是非常實用的測試項目，因為日常生活中如果ThinkPad真的不慎掉下，通常會先撞擊到主機的側邊。兩項拷問測試通過的條件都是外殼不能有任何破裂 （塗裝如有剝落是可接受的）

▼接下來進入第三間實驗室：「電波與可靠性設計實驗室（EMC and Reliability Design Lab）」，此處包含了兩個測試區域，分別是「可靠性試驗區」與「電磁波試驗區」。前者模擬ThinkPad出貨後可能處於的嚴酷溫濕度環境；後者針對ThinkPad本身發出的電磁波進行量測。

下圖中這台機器便是用於低氣壓測試，模擬現實世界中的飛機貨艙內，或高山上的低氣壓環境。同時也驗證能否通過MIL-STD-810G軍規測試項目中的「500.5 Low Pressure (Altitude) 低氣壓（高海拔）」課目，通過條件為機器須能在15000英呎（4572公尺）的高度維持運作。

▼為了進一步測試ThinkPad在高溫、低溫、高濕度等環境下的生存能力，「可靠性試驗區」有一個大型的測試間，裡面空間很大，可容納兩個測試架（站長僅拍出左邊測試架），每個測試架上擺滿了受測的ThinkPad。Yamato Lab為了方便讓TPUSER參訪團進入參觀，將溫度調為攝氏40度，不然這個測試間可用於下列幾項MIL-STD-810G軍規測試項目：

• 501.5 High Temperature（高溫）：機器須能在攝氏30度至60度的高溫下，持續運轉超過七天(每天24小時)
• 502.5 Low Temperature（低溫）：機器須能在攝氏零下20度的低溫下，連續運轉超過72小時
• 507.5 Humidity（濕度）：機器須能在攝氏20度至60度，相對濕度91%至98%的環境下正常運作

站長也留意到不僅ThinkPad主機須能通過高低溫測試，連變壓器也連同受測。

▼針對ThinkPad在空運、海運過程中所處的激烈溫度變化，Yamato Lab也有進行檢測，而且是跟著包裝紙箱一起測試。下圖中左邊大台的儀器可模擬飛機貨艙中的低溫，以及貨輪貨櫃中的高溫，或是模擬激烈的溫度變化。這部分也跟MIL-STD-810G軍規測試項目有關，屬503.5 Temperature Shock（溫度急速變化），通過條件為機器在兩小時之內，會經歷三次溫度從攝氏零下20度到攝氏60度之間的劇烈變化，機器須能正常運作。

▼為了模擬ThinkPad風扇的實際使用狀況，例如筆電在移動時風扇仍持續運轉，Yamato Lab使用了風扇耐用度的專用量測設備，讓風扇像擺在「搖籃」中上下擺盪，同時風扇不間斷運轉，而且測試設備還可以調整風扇所處的環境溫度，透過這些設定，來驗證風扇的耐用度。

▼接著來到「電磁波試驗區」，此處用於確認ThinkPad發出的電磁波是否符合世界各國的各種安規標準，以及ThinkPad本身裝配的無線網路天線等是否會影響其他功能。本試驗區有一個可360度旋轉的底盤，讓上面的受測主機可被另一側的天線接收電波。

▼最後則是來到第四個實驗室：「無線與音響設計實驗室（Wireless and Acoustic Design Lab）」，首先參觀「無線性能測試區」，此處的牆壁均貼上角錐型的海綿，用途是吸收電波反射訊號，受測的ThinkPad在此可360度旋轉，負責接受來自另一側無線網路天線的訊號，並驗證收訊的效果。

▼接著是「半無音響室」，在此架設了多支麥克風，負責收集ThinkPad與週邊（例如變壓器）運作時的音量。此處的牆壁均由吸音材質所構成，而且牆壁厚達60公分。由於背景雜訊被減至10dB以下，當身處其中時，會覺得自己講出口的聲音「消失了」。現場有展示舊款的變壓器，由於實驗室非常安靜，所以很容易聽到運作時的電流吱吱聲。目前原廠的變壓器都不至於有電流聲了。反倒是站長這次去日本有個親身體驗，站長因故在日本買了一個90W的USB-C多孔變壓器，結果發現接上T490s時，主機會發出電流吱吱聲，反而不是變壓器本身。但換成別款變壓器時，T490s就不再發生電流噪音。因此變壓器也會影響筆電是否會產生若干噪音。

▼參觀完四個測試實驗室後，參訪行程還有一個亮點，就是拜訪「Think Space」，此處成列了歷年具代表性的機種，堪稱「ThinkPad名機堂」。例如下圖最下方的就是ThinkPad初號機「700C」，而且讓人驚喜的是，700C旁邊擺著封面寫著「Think」的黃色小記事本，那就是「ThinkPad」名稱的緣由。

▼在台灣知名度很高的「蝴蝶機」ThinkPad 701C不但有展示，而且鍵盤摺疊機構還可運作，著實讓很多拜訪的網友一睹實機真面目。站長看到旁邊也一併展示701C的可變型模型機時，倍覺溫馨。因為17年前，日本友站的OZAKI’s站長特別從日本寄了一盒給站長，至今仍安放於家中。

▼既然是「ThinkPad名機堂」，怎麼能錯過25周年紀念機呢，Think Space一隅桌上也展示了ThinkPad 25，另一個讓人驚喜的安排，是桌上擺放了一本「All about ThinkPad」，這本由日本ThinkPad愛用者聯合撰寫，並採訪當年Yamato Lab開發團隊所集結而成的ThinkPad寶典，下圖中攤開頁面所介紹的正式罕見的ThinkPad 800系列，搭載了IBM PowerPC處理器。站長有幸多年前特別從日本購回一本收藏。其實下圖這張桌子的陳設有許多故事，例如透過一個「松花堂」便當的模型，向來賓介紹ThinkPad黑色方正外型的概念出處。然後桌上另一台則是刻意用透明材質外殼的T60，用意是展現螢幕以及主機本體所採用的Roll Cage防滾架結構。

▼另一側則展示著台灣使用者較為陌生的ThinkPad 200系列，例如ThinkPad 220竟然可以靠乾電池就能驅動。原本200系列屬日本地區專賣機，一直到ThinkPad 240才成為國際販售機種，最後一代為ThinkPad 240Z，之後要到S30系列，才重新恢復小尺寸螢幕機種，初期也是僅日本當地有販售，台灣則是引進S31。Think Space也有展示鋼琴鏡面背蓋的S30。

▼在Think Space的牆上陳列著ThinkPad History（歷年機種），同時上方也記載著各年度的科技大事記，讀起來格外讓人有時光飛逝之感。

▼本次的Yamato Lab Tour中的測試設施報導告一段落，當天活動最後有神秘嘉賓出現，就是去年已退休的內藤在正先生（目前擔任顧問）特別出席與TPUSER網友進行互動討論！而且站長又把前一場針對開發團隊準備的簡報向內藤桑報告了一遍。在Yamato Lab的展示牆上，特別保留了一張以馬賽克拼貼技巧合成的相片：「The father of ThinkPad」，謹獻給內藤桑，並感謝他對ThinkPad多年來的貢獻。

由於並非每次去Yamato Lab都有機會參訪全部的測試實驗室或Think Space，今年真的是非常難得，擁有最完整的參訪行程。站長也趁此機會，將Yamato Lab內部的測試實驗室向TPUSER網友介紹，並期待將來有機會再次拜訪Yamato Lab！

Special Thanks to:
Yukako Maeda (Yamato Lab)
Takayuki Akai (Yamato Lab)
Shirley Cheng (Lenovo Taiwan)