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新產品設計方案范文1
【關鍵詞】 產品設計成本; 戰略成本管理; 工藝設計成本
在美國次貸危機及石油等產品價格不斷上漲等因素的影響下,世界經濟出現了增長速度放緩的跡象,企業的生產成本不斷上升,經濟效益不斷下降。如何在生產經營的全過程進行成本控制,降低產品成本,是多數企業面臨的難題。面對企業外部環境的這種變化,企業應當全方位地提出解決方案,從生產經營和全過程及戰略的角度出發,進行生產經營全過程的成本管理,才能取得較好的效果。目前,大多數企業將成本管理的重點放在生產、銷售等環節,而忽視了其他環節。如何將戰略管理的理論和方法引入產品設計領域,用戰略成本管理的理論和方法來指導企業的產品設計,對產品生產的全過程進行控制是一個重要的課題,而在產品設計階段如何控制設計成本尚未引起多數企業的重視。
一、產品設計成本的內容和方法
產品設計是否科學、合理,在很大程度上決定了產品的生產技術、質量水平和成本消耗,也關系著產品的生產和使用的技術經濟效果。產品設計成本就是根據技術、工藝、裝備、質量、性能、功用等方面的各種不同設計方案,核算和預測新產品在正式投產后可能達到的不同成本水平,它是對新產品開發和老產品改造進行可行性分析的重要組成部分,目的在于論證產品設計的經濟性、有效性和可行性。
一般情況下,每種產品的顧客群體是不一樣的,而這些特定的顧客群體的需要(如對產品的功能、質量、價格等)也不同。因此,在進行產品設計前,應進行廣泛的市場調查。在對不同的顧客群體及主要競爭對手調查的基礎上,提出本企業擬開發產品的功能、質量、目標價格等主要指標。根據目標價格扣除預計稅金及希望的利潤等指標,其余額即是該產品的目標成本。這一指標應作為設計成本的重要參考指標,如果根據設計部門的設計生產出來的產品成本控制在目標成本范圍之內,則可實現企業的成本控制目標。產品設計成本是一種事前成本,并不是實際成本,也可以說是一種預計成本。產品設計成本的內容包括材料(原材料、輔料、外協件、配套件)、人工費用(工資及外加工勞務費)、專項費用、燃料動力費用、固定費用(管理費用、制造費用等)和銷售費用等。
產品設計成本按設計范圍和內容可分為總體設計成本、部件設計成本和零件設計成本??傮w設計成本又可細分為成套項目總體設計成本和單臺產品設計成本;按與產品產量關系劃分可分為固定成本與變動成本;按產品生命周期劃分可分為制造成本與使用成本;按工作階段和性質劃分可分為設計成本和工藝成本等。產品設計是指從確定產品設計任務書起到確定產品結構為止的一系列技術工作的準備和管理,是產品開發的重要環節,是產品生產過程的開始。產品設計成本管理的關鍵是對各種產品設計成本的方案進行經濟分析,以便從中選出最優的設計方案。其次是對產品設計成本的估算,在確定方案可行性的基礎上,由企業會計人員和工程技術人員一起,考察分析相關產品的工藝特點、原材料耗費、消費者需求等,運用價值工程等方法優化設計方案,以達到控制設計成本的目的。
在實際工作中,主要是計量、確定各個方案的預期成本效益,比較分析其優劣,以尋找最優方案。首先是項目投資決策,估計投資項目的預期現金流量。評價時使用的指標一般是考慮貨幣時間價值因素的指標即貼現指標,如凈現值、內涵報酬率等,或者是不考慮貨幣時間價值的指標,如回收期、收益率等。其次是對產品的設計成本進行估算,通??刹捎帽壤ê凸浪惴ǖ确椒?。比例法是根據產品的成本大體上分成材料成本、人工費用、制造費用三部分,分別確定各項成本占總成本的比重,然后測算產品的設計成本。比例法一般適用于有同類產品設計成本資料的產品設計成本的估算。估算法是根據新產品設計方案所發生的成本,直接地概算出該種產品成本。估算法主要適用于沒有或缺乏同類產品資料的全新產品進行設計時的估算。
在產品設計工作中必須嚴格遵循“三段設計”程序,其具體內容主要包括技術任務書、技術設計和工作圖設計等。技術任務書是產品在初步設計階段內,由設計部門向上級對計劃任務書提出體現產品合理設計方案的改進性和推薦性意見的文件。經上級批準后,作為產品技術設計的依據。其目的在于正確地確定產品最佳總體設計方案、主要技術性能參數、工作原理、系統和主體結構,并由設計員負責編寫。技術設計的目的是在已批準的技術任務書的基礎上,完成產品的主要計算和主要零部件的設計。工作圖設計的目的是在技術設計的基礎上完成供試制(生產)及隨機出廠用的全部工作圖樣和設計文件。設計者必須嚴格遵守有關標準規程和指導性文件的規定,設計繪制各項產品工作圖。
產品設計人員是產品設計成本管理的主要責任人,應對產品設計人員進行戰略成本管理等成本管理理論和方法的教育,使他們真正認識到設計成本的重要性,自覺地將降低設計成本的理論貫穿于成本設計的始終。
二、產品設計成本的管理
美國國防部首例“產品設計成本”是降低成本的成功范例。由于美國軍工企業較多,使國防部在軍火采購上有較大的選擇權;同時,由于國防部經費有限,又必須精打細算,并不斷降低軍火采購成本,因此,他們采用了“產品設計成本”的管理方法,在產品開發、設計、制造、使用各個階段發生的成本設定目標值,進行先期成本控制,即在限定的成本條件下進行設計,將降低成本的工作滲透到了產品的設計階段,以此控制軍品采購成本,節約國防開支。而在日本,降低成本的模式更進了一步。日本豐田等汽車公司探索出的“成本企畫”模式更加系統和更具有成效,成本企畫將成本管理視野全面轉移到了產品開發、設計階段,針對目標成本,將價值工程分析方法與成本估算方法結合為一體運用,使降低成本更具有實效性。美國的產品設計成本與日本的成本企畫,應當認為是一種較高層次的降低成本方法,它一般應與工藝、工序在源流階段的革新結合在一起加以實施。
企業在投產新產品前,都要由企業的設計部門進行產品設計,在進行產品設計時,應設計出產品使用的材料、經過的生產工藝、質量標準等條件,為了對新產品是否投產進行決策,應測算該新產品的成本水平。若該產品的成本水平在可接受的范圍之內,則可以投產;若不在可接收的范圍之內,則應對產品的設計方案進行修改,如減少材料的消耗量、降低使用材料的檔次等,經過測算后,使之能夠達到可接受的范圍。目前企業計算產品成本的重點一般是放在生產過程中發生的實際成本支出,但應當看到,在實際工作中80%以上的成本在產品設計時就已經確定了。要降低成本,當期成本的執行情況和現在的成本水平信息都應及時反饋給設計和計劃部門,以此來改善產品的設計工作和整個生產操作過程。如果產品設計本身不合理,沒有充分利用企業已有的資源,存在一些過剩的功能,就會造成先天的成本缺陷。產品成本水平絕大部分在產品設計階段就已經確定了,如產品經過的工藝過程、使用的材料等。待產品投入生產后再采取措施進行降低成本的難度就比較大了。因此,產品設計成本強調管理的重心從產品的生產階段轉移到了產品的開發設計階段。
產品設計成本管理要求技術部門的人員應增強成本意識,建立成本、質量首先是設計出來的現代成本管理意識。企業要在激烈的市場競爭中取勝,就應加快產品開發設計的速度,加大投入,用新產品、新工藝打開市場,增強企業的競爭能力。產品開發部應對技術開發費用進行核算,在財務部開設專門的賬戶,不僅要進行總分類核算,還要進行明細核算,即對每一個項目都要進行核算,并且要將其支出與相關效益進行對比。通過對比,一方面促使產品設計人員增強成本意識,在產品設計時考慮到成本問題;另一方面,可以促使產品設計成本的降低。
在進行成本設計階段采取的方法主要有源流管理和成本筑入。源流管理是指在產品設計乃至開發策劃階段就開始降低成本的活動。源流管理其實只是一種產品觀念,引發設計人員對這部分成本的思考。要將觀念轉化為現實,可能不得不增加材料和技術等方面的投入,這部分要上升的成本能否使它少上升或不上升,或者上升額能在其它方面改變較少或不改變的領域內得以消化吸收,是源流管理的核心。源流管理的特點在于預防,它使大幅度降低成本成為可能。成本筑入是指將成本作為一種特殊部件,能否將這種部件的一部分乃至全部刪除,刪除部分又能否裝配到其他更重要的功能上去。即在將原材料、部件等匯集在一起裝配產品的同時,也將成本一并裝配進去。
成本設計時也應采用目標成本法,從設定目標成本到在設計圖紙上實現降低成本的活動是成本設計的中心階段。在開發一種新產品時,首先預測其市場可接受的價格;然后確定目標利潤;最后倒算出設計成本,并以此作為控制設計成本的依據。采用目標成本進行成本設計時所包括的步驟和目標成本的設定、目標成本的分解、目標成本的達成等,這是一個循環過程,每一次循環都是對成本的一次擠壓。成本設計階段目標成本設定的主要工具有價值工程、拆卸分析等。
產品設計方案完成后,應根據產品的設計圖紙和財務會計部門提供的資料,測算產品設計成本,并同目標成本進行比較。設計成本小于目標成本時,才能批準設計方案的執行,以避免先天性的損失和浪費。在此基礎上,還必須從技術上、經濟上、社會效益上綜合分析和評估不同的設計方案,進行設計方案的優選。必要時應進行成本功能分析,以便在投產前有效地控制產品成本,保證從根本上提高成本效益。建立試驗室對新產品進行試驗。每投產一項新產品,都應對該新產品進行功能等方面的試驗,這樣,一方面可以保證新產品的質量;另一方面,可對不同設計方案進行比較,使選擇成本最低方案的計劃變為可能。
產品設計時一般需要經過設計方案、初步設計、深化設計、加工圖設計等四個環節。經過這幾個步驟之后,產品的設計方案逐步成熟,不但產品的性能等方面會有較大的改善,而且產品的成本水平也會有較大的降低。在產品設計的不同階段,都應對成本問題進行專題研究。每個階段都有不同的降低成本的措施。如果這些措施采取得當,就會取得較好的效果。
在產品設計方案階段提出設計方案時,企業的成本管理部門應根據企業總體的成本控制目標、產品的市場銷售價格、企業的現有生產能力和生產條件等,向產品的設計部門提出具體的成本控制目標,即要求設計部門將產品的設計成本控制在一定的水平上。在進行產品設計時,成本管理部門應深入到設計部門,對設計人員進行成本管理方面的知識宣傳,使產品設計人員擯棄只管設計而忽視成本的現象。如果產品設計人員都來關心成本問題,則會使他們在設計產品時就自覺考慮成本問題,從而使設計的產品在開始時就考慮了降低成本的問題,對日后成本水平的高低產生重要的影響。同時將有關市場機會、競爭力、技術可行性、生產需求的信息綜合起來,確定新產品的框架,包括新產品的概念設計、目標市場、期望性能的水平、投資需求與財務影響等。在決定某一新產品是否開發之前,企業還可以用小規模實驗對概念、觀點進行驗證,可包括樣品制作和征求潛在顧客意見等。一旦方案通過,新產品項目便轉入設計階段。
在產品初步設計階段,企業的產品設計部門應根據成本管理部門提出的成本控制目標進行產品的設計。在產品設計時,成本管理部門應積極地予以配合,向設計部門提供新產品所需材料的價格、產品經過工序、每小時的工資及制造費用等資料,便于產品設計部門在進行產品設計時參考,以便在設計時就能大概測算出該產品的設計成本。產品的初步設計是形成產品成本的重要一環,如果初步設計成本較高,在后期采取相應的措施將其降下來是非常困難的。在進行產品初步設計時,應運用價值工程的原理。價值工程的基本思想是進行功能――成本分析。這里所說的價值是對于特定功能所要求的成本支出是否合適的評判,也稱為價值比率。功能是使人們的欲望、效果或效用得以滿足的屬性,其具體表現是理想成本、目標成本或消費者對產品的評價值等。實施價值工程的過程,就是設法使價值比率提高的過程,或者說是使低價值比率向高價值比率改善的過程。采用價值工程進行產品設計時,應根據零部件的重要程度,采用不同的方法。對于重要的零部件、功能大的零部件,應盡量使用好一點的材料,以滿足其功能要求。而對于次要的零部件,則可使用一般的材料,以避免其功能過剩。在實際運用時,可采取“零部件功能評價表”的方式,對各種零部件在產品中的重要程度進行分析,并將分析的結果運用于不同的設計方案中。
產品設計部門在將初步設計方案確定之后,應將其交給有關部門論證,進入產品深化設計階段,其中還應包括成本管理部門所進行的產品成本的測算。企業的成本管理部門應對產品設計部門提供的設計方案進行審查,并根據設計方案計算產品的設計成本。在計算產品的設計成本時,應根據設計方案所規定的材料、工時等資料,計算產品投產后可能發生的成本數。對于計算出來的預計成本,應與企業的計劃成本進行對比,看其是否超過計劃成本規定的指標。如果符合成本計劃的要求,則從成本的角度看,該設計方案是可行的;若超過了成本計劃指標,則從成本的角度看,該設計方案需要進行修改。因此,成本管理部門應根據成本管理的要求,對該項設計方案提出意見。對于不符合成本計劃要求的方案或雖然符合成本設計的要求但仍有需要改進的設計方案,成本管理部門應根據自己所掌握的情況,對設計方案提出改進的意見,如材料使用的是否合理,能否使用代用材料替換價格較貴重的材料,生產工藝過程能否改進,所經過的所有工序是否都是必需的,其中是否有能夠改進的環節等。由于產品設計部門的人員考慮成本問題不多,所以,成本管理部門應與設計部門溝通,強調成本指標在產品設計工作中的重要性。讓產品設計人員了解成本指標對新產品能否投產具有重要的影響。如果新產品的成本指標不能滿足要求,則該項產品就不能投產。這樣,產品設計人員就會提高降低產品設計成本的積極性。
經過上述三個程序后,產品設計進入了加工圖設計階段,即設計產品生產所經過各道工序的加工方法等。此道工序關鍵是產品的加工工時及生產工序設計得是否合理。這些項目對成本水平的高低也有重要的影響,如加工工序問題,若產品的加工工序比較合理,則所花費的各工序的結轉費用就少,否則就會增加這方面的費用支出。制造技術部門負責制定制造工藝。制造技術部在確定工藝方案后,應開展工藝成本的預測,并進行工藝成本定量分析。同一產品設計,往往可以采用幾種不同的工藝方案,究竟哪種方案能同時滿足技術和經濟性的要求,就要在成本預測和技術評價基礎上,從經濟上對各種工藝方案進行比較,從中選擇經濟合理的方案。制造技術部門應重視工藝成本控制,不僅要重視工藝方案所規定的設備、工藝裝備、加工方法和工藝規劃能保證產品質量、工作效率達到最高水平,而且要關注工藝成本下降到最低水平,以便對工藝方案作出正確的決策,達到事先控制工藝成本的目的。技術部門的人員應定期進行成本管理相關知識的培訓,特別是與技術部門相關的業務的培訓,使他們明確技術部門在成本管理工作中的作用。
產品設計結束后,還要經過小規模生產和增量生產階段。小規模生產階段,在生產設備上加工與測試的單個零件已裝配在一起,并作為一個系統在工廠內接受測試。在小規模生產中,應生產一定數量的產品,也應當測試新的或改進的生產過程應付商業生產的能力。正是在產品開發過程中的這一時刻,整個系統(設計、詳細設計、工具與設備、零部件、裝配順序、生產監理、操作工、技術員)組合在一起。產品設計最后一個階段是增量生產。在增量生產中,開始是在一個相對較低的數量水平上進行生產;當組織對自己(和供應商)連續生產能力及市場銷售產品的能力的信心增強時,產量開始增加。目前產品成熟過程越來越快,為了保持企業在市場上的競爭優勢,必須加快新產品開發設計過程,縮短新產品開發設計的周期。但實際資料表明,許多企業的設計開發周期往往很長,一般要占到總生產周期的60%,因而成為企業生產經營的“瓶頸”。所以對產品設計周期成本進行研究勢在必行。如何大力縮短設計開發周期時間已成為制造企業的一項重要課題。目前已有不少方法可用來縮短新產品的開發設計時間。首先是提高產品“三化”程度,擴大產品結構繼承性。產品“三化”是指產品系列化、零部件的通用化和標準化。產品系列化是對使用條件相通、設計依據相同和結構與功能相同的產品將其基本尺寸和參數按一定的規律編排,建立產品系列型譜,以減少產品品種,簡化設計;零部件通用化是在產品系列化的基礎上,在不同型號的產品之間擴大通用的零部件。這樣,可以大大減少零部件的品種數從而減少大量的產品設計工作量;相應地又可減少工藝準備,如編制工藝規程、設計制造專用工具等的工作量,因而能極大地縮短它們的生產技術準備周期。零部件品種數的減少還能使他們的制造批量擴大,這又有助于生產熟練程度的提高、提高生產效率和保證質量;零部件標準化則是按國家標準生產零部件,或進一步擴大通用零部件的應用范圍,將它們轉為工廠標準,從而更多地減少設計和加工制造的工作量,縮短生產技術準備周期。
產品結構模塊化是另一種簡化設計、減少零部件總數的設計合理化措施。它是將產品部件按功能特征分解成相對獨立的功能單元,并使他們的接口(結合要素形狀、尺寸)標準化,使它們成為可以互換、可按不同用途加以選用組合的標準模塊。這些模塊的不同結合,或模塊與其它部件的組合就能構成各種變形產品,以滿足不同的訂貨需要。
上述兩種措施都是通過擴大產品結構的繼承性,來簡化設計,提高設計工作效率,縮短設計周期;同時,由于大量利用已有的設計和工藝都已成熟的零部件,因而能提高產品設計的質量。這些都將給產品的設計、制造、使用和維修等帶來顯著的經濟效益。除了上述兩種方法以外,縮短新產品設計開發時間的技術和方法還包括計算機輔助設計和并行工程等。計算機輔助設計將新產品設計開發過程中大量繁瑣的重復性勞動,如插表、計算、繪圖、制表等等交給了計算機來處理,從而大大地提高了設計開發工作的效率,縮短了新產品設計開發周期;而并行工程則是在開發設計新產品時,同步地設計產品生命周期的有關過程,力求使產品開發人員在設計階段就考慮到整個生命周期的所有因素,包括設計、分析、制造、裝配、檢驗、維護、可靠性和成本等。
利用價值工程進行產品設計管理也是產品設計成本管理的重要方面。如前所述,產品的設計方案在很大程度上影響產品的生產成本和使用成本。如果產品設計不合理,存在剩余功能,會造成新產品的先天性浪費。因此,在開發與設計新產品時,設計人員還應運用價值的方法,實現技術與經濟的最佳結合。價值工程的每一項程序都必須采用一定的技術方法,在這些具體技術方法中,主要有下列幾類,即對象選擇的方法、功能評價的方法、方案創造的方法、方案評價和選優的方法。應注意避免貪大求精的現象,不要不顧企業的生產實際和產品報價,盲目追求高精尖,致使產品成本無必要的增加。
三、工藝設計成本管理
在產品設計完成后,還需要進行工藝設計。產品的生產過程一般都可以按工藝性質的不同劃分為不同的生產階段,這些各具特定工藝性質的生產階段就是工藝階段。不同的工藝階段不僅需要不同的物質技術條件,其生產管理的特點也有較大差異。劃分工藝階段的主要目的,是為了針對其工藝階段的特點,進行相應的生產管理工作。產品工藝設計得是否合理,對成本的影響也很大,合理地設計生產工藝過程,既可以提高生產效率,也可以大大節約成本費用的開支。因此,優化的工藝設計對日后產品生產成本的降低有重要的作用。
同一工藝階段的各項作業活動,因為使用不同的機器設備、工藝方法和工作場地,又可以進一步劃分為若干不同的工種和許多不同的工序。所謂工序,就是在一個工作地(或一臺設備)上,由一個工人(或一組工人)對一定的勞動對象連續進行的加工(或裝配)的作業。它是生產過程最基本的組成單位。每個產品的生產都必須順次經過各道工序而完成其全部生產過程。工序不但是制定工藝規程的單位,也是計算勞動量、制定勞動定額、配備工人、核算生產能力、確定生產組織形式、安排生產作業計劃、進行質量檢驗的基本單位。
工序按其作用可分為工藝工序、檢驗工序和運輸工序。工藝工序是使勞動對象發生物理或化學變化的工序;檢驗工序是對原材料、半成品和成品的質量進行檢驗的工序;運輸工序是在工藝工序之間、工藝工序與檢驗工序之間運送勞動對象的工序。工序的劃分取決于對產品(零件)的技術要求、所采用的工藝方法和設備以及勞動分工的情況。一般地說,產品(零件)的技術要求愈高,加工工序特別是精加工工序的數目越多,采用的工藝方法和設備越是低效率和通用的。工序劃分愈粗糙,工序數目越少。工序劃分的粗細問題也就是工序的集中與分散問題。
在進行工藝設計時,不僅要考慮加工件的工藝要求,同時還要考慮所采用材料的性能等各種因素。不同材料的性能不同,所經過的工藝過程也應有區別。
在工藝設計完成后,還需要進行工藝改進,制定合理的工藝方案通過工藝改進,盡可能使生產過程達到設計成本。在進行產品生產時,經常會發現所設計的生產工藝過程會有不合理的地方,可能有不產生價值的非增值作業。因此,在工藝設計完成進行生產階段后,經過一段時間,還需要進行工藝改進。通過工藝的不斷改進,優化作業過程,減除非增值作業,盡可能地降低成本。工藝改進涉及設備、工序等的調整,同時,應在調查研究的基礎上找出影響優化工藝的瓶頸,進行重點改進,進而提高生產效率和產品質量,降低產品成本。在工藝編制和工藝審查等方面,成本控制還是有很好效果的。
產品設計成本的高低,對于決策起著重要的作用。如果設計成本過高,可能會導致決策部門否定該產品的投產。在產品設計完成并經決策投產后,生產部門的任務就是努力使成本控制在設計成本的范圍內。戰略成本管理的理念就是應進行全面的成本管理,在生產經營的全過程進行嚴格的成本管理,特別是對一些傳統成本管理很少涉及的方面進行重點管理,會取得很好的控制效果。
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萬壽義教授簡介
萬壽義,男,1955年9月生,遼寧省大連市人。1982年畢業于東北財經大學,獲經濟學(會計學)學士學位,1989年獲經濟學(會計學)碩士學位,2000年獲管理學(會計學)博士學位。
新產品設計方案范文2
【關鍵詞】機械設計 發展階段 設計方法 設計過程
一、機械設計的發展階段
在17世紀之前,人們完全憑借自身直覺,結合自身對自然環境的一種感受對使用工具進行設計。但由于條件限制,憑借直覺設計出來的產品構造比較簡單;此后,經過很長一段的發展,一些擁有豐富經驗的手工制作者憑借自身經驗將設計構思明確畫出來,也就是設計圖紙的最初版樣,設計圖紙的出現極大地推動了機械設計的發展;上世紀以來,伴隨著研究成果和研究數據的出現,加之人類長久積累的設計經驗及設計圖標、設計方案和設計公式等輔助工具開始逐漸運用到不同機械設計中來;近來來,科技的迅猛發展特別是計算機硬件及機械設計技術和軟件的不斷更新,使得機械產品的設計取得革命性地發展。
二、現代化機械設計的方法
隨著計算機技術的不斷發展,使得機械設計的方法越來越現代化。在現代化的機械產品設計中,機械設計人員普遍運用優化設計、CAD、CAE等計算機技術和工具來設計機械產品。而現代化技術和軟件在機械設計中的普及,使得機械產品的研發周期越來越短,生產成本越來越低,生產質量和生產效率越來越高。據調查,現代化的機械產品設計方法主要有以下幾種:
(一)將產品特征進行闡述的設計方法
該類設計方法需要運用計算機能夠辨識的語言來闡述機械產品的屬性與特點,這一途徑也是該類機械設計方法的顯著特征。此外,還可以借助于計算機的功能建立設計相關的資料庫,在進行產品設計時運用已建立的資料輔助進行設計。
(二)將設計元素有序結合的設計方法
該類設計方法具有明顯的設計特點,即機械設計人員將所設計出的相關設計元素有機集合起來,每個設計都有自己相對獨立的設計元素,且這些產品設計元素之間的關系密不可分。最后,將所有設計元素進行有序組合,才可以完成完整的機械設計工作。
(三)將結構模塊相互組合的設計方法
機械設計人員采用將機構模塊相互組合的方法來進行產品的方案設計,該設計方法因為結構模塊的組合相對穩定,并且比較容易將結構模塊劃分開來,所以多運用在特定機械產品的設計上面。
三、機械產品設計的過程
(一)機械產品的市場調查階段
機械產品的市場調查階段是產品設計過程中的首要步驟,其目的是對開發的機械產品進行可行性研究和市場需求預測等,以此來確定機械產品設計的要求和相關參數,以供設計人員參考并制定機械產品設計報告。
首先,機械產品設計人員需要通過對市場及客戶的調查來確定市場需求,并根據產品市場需求預測新機械產品上市后的發展狀況并擬定預測報告。其次,以國內外現有的同類技術產品的性能、質量和市場情況作為參考,對即將生產上市的新產品各方面進行考察和分析,并撰寫產品技術報告。再次,對新產品進行可行性分析,得出產品可行性分析報告。最后,將以上所得報告統一評審,并提出合理性建議供領導商討決策。
(二)機械產品方案的設計階段
第一,針對機械新產品進行產品功能原理方案設計,該原理方案對今后的產品性能及成本消耗有著最直接的影響。第二,詳細確定機械產品各部件的尺寸、形狀,并進行產品剛度及強度的計算,得出產品構造草圖。第三,在前兩步基礎上綜合考慮產品布局、樣式,得出總體設計圖。第四,化整為零,將總圖分為各部件設計圖,根據每個部件的要求和規定得出產品的生產圖紙及說明書。
(三)機械產品樣機的試制階段
首先,根據機械產品樣機的設計流程和設計方案進行樣機試制,檢驗、鑒定該樣機的試運行情況之后,對機械產品設計流程和方案進行相應修改。其次,根據修改后的設計方案和流程再進行小批機械產品試制,根據產品試運行和試銷之后的情況進一步修改、完善設計方案和流程。經過產品的試制階段后,產品的設計流程和設計方案得到進一步的完善,而機械產品本身各方面的性能也因為試驗與堅定而得到進一步提升。
(四)機械產品設備的調試階段
機械產品設備的調試階段是產品進入正式投產的重要準備環節,在這一階段,需要針對完善后的設計方案對設計流程等進行最終的確定,并對即將進行生產的各項設備和機器進行調試工作。這一階段的目標是為了即將進入大批量生產的機械產品的各方面設計文件和生產設備能夠達到投產要求并保障機械產品生產能力的持續與穩定。
四、總結
綜上所述,通過本文研究可以看出機械設計技術從古至今由簡單到復雜,由單純的手工設計到智能設計已經經歷了不少的風風雨雨而變得日趨完善和成熟。計算機相關軟件和技術為機械設計提供了豐富的現代化設計方法,這促進了機械產品生產質量、效率的提高的同時也使得機械設計技術的發展步伐加快。而機械產品設計的過程雖然繁瑣,但是必須按章有序操作,才能保障生產出來的產品能夠達標并在市場上立足。最后希望今后人們能設計出更現代化更實用的機械產品推動人類文明的進一步發展。
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新產品設計方案范文3
關鍵詞:機械設計;優化;先進技術
中圖分類號:TD402 文獻標識碼:A
現代設計方法是隨著當代科學技術的飛速發展和計算機技術的廣泛應用而在設計領域發展起來的一門新興的多元交叉學科。工程實際中還逐漸出現了許多新的設計思想和設計方法。隨著社會的發展、人們思想觀念的更新和科學技術的發展而提出,對節能、環保、改進產品性能和增加產品市場競爭能力等方面的重要性而受到越來越多的重視。傳統的設計運用力學和數學形成經驗作為設計的依據,通過經驗公式、近似系數或類比等方法進行設計。我們熟悉的優化設計、可靠性設計、計算機輔助設計、有限元法等,這些設計方法已經較為成熟,形成了完整的設計體系。機械優化設計是在進行某種機械產品設計時,根據規定的約束條件,優選設計參數,使某項或幾項設計指標獲得最優值。
它是以設計產品為目標的一個總的知識群體的統稱,提高設計質量和縮短設計周期,是為了適應市場劇烈競爭的需要,以及計算機在設計中的廣泛應用。60年代以來,在設計領域相繼誕生與發展的一系列新興學科的集成。產品設計的“最優值”或“最佳值”,系指在滿足多種設計目標和約束條件下所獲得的最令人滿意和最適宜的值。最優值的概念是相對的,隨著科學技術的發展及設計條件的變動,最優化的標準也將發生變化。這種選擇不僅保證多參數的組合方案滿足各種設計要求,而且又使設計指標達到最優值。由于傳統設計所用的計算方法和參考數據偏重于經驗的概括和總結,往往忽略了一些難解或非主要因素。在信息處理、參量統計和選取、經驗或狀態的存儲和調用等還沒有一個理想的有效方法,解算和繪圖也多用手工完成,這不僅影響設計速度和設計質量的提高,也難以做到精確和優化的效果。因此,求解優化設計問題就是一種用數學規劃理論和計算機自動選優技術來求解最優化的問題。優化設計反映了人們對客觀世界認識的深化,它要求人們根據事物的客觀規律,在一定的物質基礎和技術條件下,得出最優的設計方案。機械優化設計可解決設計方案參數的最佳選擇問題。
1 現代設計方法
1.1 創新設計
創新是設計的本質,隨著科學技術突飛猛進的發展,產品的市場競爭也日益激烈。們消費觀念不斷變化,產品的創新性,創新產品能滿足甚至創造出新的需求宜人性等因素愈來愈受到重視,大量科技成果轉化為生產力,在競爭中占據著突出地位。在這種形勢下,創新設計是產品適應新的市場形勢的最好途徑,因而必然有較強的市場競爭力。
1.2 智能設計
為了提高制造業對市場變化,在CIMS環境下,設計正在向集成化、自動化等方向發展。就必須大大加強設計專家與計算機工具,使計算機能在更大范圍內,這一人機結合的設計系統中機器的智能,更高水平上幫助或代替人類專家處理數據、信息與知識,大幅度提高設計自動化的水平。智能設計就是要研究如何提高人機系統中計算機的智能水平, 做出各種設計決策,使計算機更好地承擔設計中各種復雜任務,智能化是設計活動的顯著特點,也是走向設計自動化的重要途徑。
1.3 響應設計
隨著市場競爭的加劇,使得產品的更新換代不斷加快,市場壽命周期不斷縮短?,F代科技的日新月異,建立快速捕捉市場動態需求信息的決策機制。實施快速響應設計技術,適應市場環境的變化,面對瞬息萬變的市場環境,用戶需求的轉移,增強企業市場競爭的有效途徑。更要求企業具有高度的靈敏性,不斷地迅速開發新產品,能抓稍縱即逝的機遇,變被動適應用戶,這樣才能保證企業在競爭中立于不敗之地。在這種時代背景下,市場競爭的焦點就轉移到速度上來,快速提高更高的性能/價格比產品的企業,將具有更高的競爭力。為提高快速響應能力,企業首先應當能迅速捕捉復雜多變的市場動態信息,并及時作出正確的預測和決策。
2 現代設計優化技術方法
2.1 現代方法與傳統方法比較
整個傳統設計的過程,參照同類產品,通過估算、經驗類比或試驗等方法來確定產品的初步設計方案,是人工試湊和定性分析比較的過程。機械產品的設計,一般需要經過需求分析、方案設計、分析計算、市場調查、結構設計、工程繪圖和編制技術文件等一系列工作過程。傳統設計方法通常是在調查分析的基礎上,優化設計理論的研究和應用實踐,從經驗、感性和類比為主的傳統設計方法過渡到科學、理性和立足于計算分析的現代設計方法,又能滿足生產的工藝性、使用的可靠性和安全性要求,使傳統設計方法發生了根本變革,機械產品設計正在逐步向自動化、集成化和智能化方向發展,按照傳統方法得出的設計方案,可能存在有較大改進和提高的余地。機械產品設計工作的任務就是使設計的產品既具有優良的技術性能指標,且消耗和成本最低等。根據經驗或直觀判斷對設計參數進行修改。但是由于傳統設計方法受到計算方法和手段等條件的限制,設計人員可以在有限的幾種合格設計方案中,這是很難找出最優設計方案的。
2.2 優化設計
隨著計算機及其計算技術的迅速發展,對結構的參數化模型進行加載與求解。工程設計中較復雜的一些優化問題取得了較好的技術和經濟效果,把狀態變量提取出來供優化處理器進行優化參數評價。促進了工程優化設計理論和方法的發展,并結合工程優化設計的特點,為以后軟件修正模型提供可能。如果最優,完成迭代,退出優化循環圈。利用CAE軟件的參數化建模功能,將要參與優化的數據定義為模型參數,重新投入循環,與上次循環提供的優化參數作比較之后確定該次循環目標函數是否達到了最小。在多目標優化,混合離散變量優化、模糊優化以及人工智能、神經網絡及遺傳算法,應用于優化設計等方面都獲得一些顯著的成果,已完成的優化循環和當前優化變量的狀態修正設計變量,逐步形成以計算機和優化技術為基礎的近代優化設計。
結論
從機械產品設計的全局來看,目前比較先進的優化設計,大多數還停留在設計方案后參數優化方面,面向產品設計,應將優化設計拓寬到機械設計產品的全生命周期過程,是適應機械產品設計。隨著CAD技術不斷地發展,現代科學技術支持下,現代機械先進優化設計技術將進行新一輪的發展。
參考文獻
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[2]先進制造技術[M].北京:機械工業出版社,2000.
新產品設計方案范文4
[關鍵詞] 機械設計; 實驗分析; 設計水平; 綜合應用
科技推動著社會的進步,科技也使得設計方法變得更加現代化?,F代設計特征表現在設計出的產品具備市場針對性,能夠根據客戶的設計需求進行設計方案的確定,比起原先的設計手段,現代設計在能夠達到產品的基礎性能的前提下,更體現了人性化與環保意識。尤其是計算機的普遍使用,使得機械設計邁向更高水平,機械設計理論、手段都發生突破性的改革與進步。換句話說,科技的成果讓設計變得簡易、經濟與實用[1]。本文就機械設計在現代化設計中的應用展開研究和實驗分析。
一 簡述機械設計和現代設計
機械設計是指:具備有一定科技知識的設計人員在現有的科學技術基礎上,發揮自身的創作力,進行機械技術的創新,經過技術創新設計出現在科學技術中還未存在的、具備先進性與實際應用價值的機械裝置的某種實踐行為?,F代設計對于機械設計人員的要求較高,包括科技技術知識掌握的要求與創新能力的要求。
而現代設計是指借助計算機軟件,結合現代化的設計理念,進行工程設計和軟件探究的新一代設計方法?,F代設計方法的設計理念較為先進,是科技發展的設計有效產物,設計技術方法可靠,設計的產品種類也比較多[2]。
二 當前應用較多的機械設計方法
產品方法的設計是一項比較復雜的設計程序,當前應用較多的機械設計方法有系統化的機械設計、結構模塊化的機械設計等幾種。下面筆者介紹幾種當前應用較多的機械設計方法。
(一)系統化的機械設計
系統化的機械設計方法的主要特性表現在:可以以把設計所需的幾類設計元素綜合在一起形成統一的體系,任何一個設計都具備單獨的設計元素,不同的元素之間具備有機的關聯,不僅如此,各個設計元素還有層次的劃分,全部的設計重要元素經過組合后能夠滿足設計系統的任務需求[3]。
(二)結構模塊化的機械設計
結構模塊化的機械設計方法是經由系統結構模塊化的形式,完成產品的計劃設計。結構模塊化的機械設計方法所設計出的產品的實際用途明確,結構相對穩定,每一個結構模塊之間關系分明容易操作,所以這類機械設計方法比較適宜在特殊類型的機械產品中使用。在使用結構模塊化的機械設計方式時,要依據產品性能需求進行產品功能設計的研究,每個結構模塊體系中明企鵝相應模塊功能。
(三)自動化的機械設計
自動化的機械設計也稱智能化的機械設計,該機械設計方法的重要特征是采用信息化科技技術,并結合現代設計理論,借助多媒體工具開展產品的開發研究,完成產品的設計[4]。計算機本身就是一個龐大的信息載體與智能化的操作體系,在借助計算機與網絡體系的自動化的機械設計水平得到提高,讓設計者在較短的時間內完成大量的產品設計工作。不僅如此,在計算機與其它多媒體工具的協助下,該方法的機械設計所表達的產品較為直觀,容易被客戶接受,因此其成為機械設計的重要設計方法。自動化的機械設計存在一些不足之處:系統性能較差,設計過程中需要極高的智能化程度,經驗豐富的設計人員在設計中較為得心應手[5]。
(四)結合產品特點的機械設計
能夠使用計算機識別并闡述產品的構思與特性是結合產品特點的接卸設計方法的重要特征,除此之外,結合產品特點的機械設計還能夠體現出設計人員在機械設計這一領域的知識,同時能夠構建對應的知識框和邏輯推理,使用計算機協作產品的設計能夠借助計算機所存儲的廣泛知識和邏輯機制開展對應應用。關于機械產品的計劃設計,可以把具備特殊性能的通用零件與結構當成設計的結構模塊,提高設計的規范化程度,簡化設計操作,從而使設計變得實用而經濟[6]。
三 機械設計在現代設計中的應用分析
現代設計的技術基礎是創造,所以,機械設計在現代設計中的應用離不開創造設計技術。機械設計在現代設計中應用,在機械設計技術的基礎上增加現代設計理論基礎與技術基礎,實現產品的開發創新與技術創新,所設計出的產品達到市場產品使用標準。
(一)創新的機械設計
創新的機械設計是在機械設計的基礎上,融入以人為本的設計理念,并在整體設計過程中結合新型設計手段與技術理論,以機械產品的性能為基礎,進行優化和改善,創造能夠表達產品主導與實際應用價值,完成所計劃的功能產品,推進設計工作質量,提高產品經濟效益。
創新的機械設計對設計者的創造思維能力有一定的要求,設計者在創新機械設計期間應具備足夠的定向發散能力。然而機械的結構類型設計較為復雜,使得設計者僅可在較小的求解空間中按照設計經驗研究所需設計產品的可行解,這會導致部分優秀設計方案被遺漏?,F代科技的推動設計手段的自動化,機械設計在自動化的軟件系統中得以開發,機械設計有了新的發展方向。比如自動化的智能系統能夠提供較大的設計求解空間,進而實現系統化的查找與完善,最終形成原理方案設計,自動完成設計方案的挑選和尺寸的形狀設計等[7]。
(二)機械市場設計
機械的市場設計是指以產品的市場需求為設計中心,通過優化設計贏得市場的核心競爭力的設計。產品設計與生產的前提是市場對產品有需求,所以機械市場設計具備市場針對性,該設計方法具有很大的實際應用價值。因為機械的市場設計中心是市場需求,所以該設計要求掌握更多市場的預測技術,了解市場競爭優勢特性,探索目前與未來的產品市場的優勢技術走向,協調產品的當前發展與未來發展之間的技術聯系。不僅如此,機械市場設計還融入其它有效的設計技術,在每個設計環節中進行優勢設計,進而提高所設計出的機械產品的市場指導地位與競爭能力。
進行創新機械設計的產品也可能擁有一定的市場競爭力,然而其在市場的預測的走向方面不夠成熟。而市場設計技術則是在正確實際與成熟設計的條件下,使用創新設計理念提高產品的市場競爭力。換句話說,在現代化的機械設計中,機械市場設計人員在產品設計的整個過程中都要融入產品優勢設計理念,只有具備一定特性的優勢產品,才可在現代化設計市場與未來的設計市場中占領主導地位。
(三)機械綠色設計
機械綠色設計是基于“可持續發展”本理念進行研究設計的,機械綠色設計是機械設計與現代設計兩種技術的優化結合。所謂機械綠色設計是指在產品的設計、銷售、投入使用等過程中,要達到相應的環境持續發展需求。
1環境針對性的機械綠色設計技術
該設計技術的原則是保護生態環境,也就是說,產品的設計與技術圍繞“綠色產品”而展開?;诃h境的機械綠色設計技術是一項系統化的設計手段,要求產品的設計從系統性概念出發,重復考慮產品的設計生產、使用對環境的影響,盡可能做到產品的可回收、無污染、無危害,在產品本身應用價值屬性的基本屬性上,達到保護環境的目標。
2能源針對性的機械設計技術
它是指在盡可能降低產品對環境的影響并減少資源使用量的基礎上設計出能夠回收與循環使用的產品設計技術,通過能源針對性的機械設計技術實現產品設計的全程指導與完善。產品設計的能源優化和完善能夠在很大程度上節約能源的損耗,因此,在確立要所要設計的產品的基本性能與基本需求后,在產品的結構類型選擇、生產材料、加工工藝等與能源使用有關的方面考慮能源節約的設計理念,進而確定最優化的產品系統設計。換言之,產品的設計之就要考慮設計內容與能源使用量兩者之間的相互作用問題,在實際的整體設計操作中,融入節能設計思想,比如考慮設計方案中的重復利用的節能技術。能源針對性的設計技術能夠大大提高能源使用率,為緩解我國甚至世界的能源危機現狀有很大現實意義。
3人機工程設計技術
人機工程設計技術是針對人所使用的產品生產技術,該技術按照人類的心理生理特點,借助現有的科學技術與科學理論知識進行設計的一項技術體系,讓產品能夠滿足人類的某種使用需求,通過對人機工程設計進行優化,讓人類能夠使用較少的勞動付出得到更多的經濟產物。人機工程設計是在系統約束條件范圍內,促進工作的有效開展,提高工作效率與效益,降低工作出錯率,讓人類在工作操作中花費較少的體力與腦力,并通過設計技術讓操作變得簡易,優化工作環境,讓人類能夠在輕松的操作環境中實現高效作業。
四 機械現代設計方案的創新
并行設計是機械現代設計方案中最先進設計方法,它是一項綜合型、完整型的現代設計技術。數學教學是并行設計的基礎,計算機軟件系統這是并行設計技術主體。并行設計綜合設計產品與設計過程的完整方法,借助計算機軟件和計算機數據庫進行設計系統的網絡管理從而完成產品的設計與制造的同步進行,理清產品設中的周期、質量與花費等方面因素之間的關系,使得設計開發出的產品更具市場優勢。
機械現代設計方案創新中的新產品的開發研究。進行產品的創新是每個工業行業未來發展的重要保障。而且新產品的開發生產也是我國經濟協調控制的決策之一、是國家經濟進步的標志體現。新產品的開發設計風險較高,投入較大,其收益也受到一定的不確定因素的影響,新產品的開發不同階段其收益特點表現不一,因此在不同的開發階段要對市場需求和產品實際需求進行全面的考察和了解,在開發中盡量明確新產品的實際應用價值,并盡量做到新產品的物美價廉,這樣能使新產品較快搶占市場。
總的來說,機械現代設計方案的創新要以市場需求為基礎,通過技術創造產品創造實現工業最優化效益。借助可靠的標準化、模塊化與CAD技術,開展新產品設計方案的創新,不斷推出經濟、安全、實用的新產品。這不僅是每個工業設計行業的追求,也是機械設計與生產制造行業的未來發展趨勢。
五 總結
總而言之,機械設計在現代設計中的應用推動了機械工業的高速發展,帶動工業的經濟發展,實現國家工業生產建設目標。各個國家和機械工業企業要積極進行產品的創新和開發,探討現代設計技術,借助科技的力量保障企業的未來發展。
[參考文獻]
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新產品設計方案范文5
關鍵詞:起重機;設計目標;研究內容;發展方向
Abstract: along with the modernization of the city of deepening, industrial technology development level, virtually to the crane design brought greater development. How to use the innovation technology improve the safety and reliability of the crane control system, operating comfort, and optimizing the mechanical structure become crane production manufacturers face important issues. Therefore, this paper, based on the current status quo crane, preliminary analysis of crane innovative design goal and the main research contents, and the future development direction was good looking.
Keywords: cranes; Design goal; The research content; Development direction
中圖分類號:S611文獻標識碼:A 文章編號:
近年來,起重機市場伴隨著工業技術水平的快速發展及科學技術的不斷提高,呈現出了異?;钴S的發展趨勢?,F代計算機控制技術的飛速發展,提高了起重機安全的可靠性和操作的舒適性,起重機必須從傳統設計跳出來,用新觀點、新技術、新工藝設計符合時展需求的新產品。由此可見,創造性地完成起重機的創新設計,才能在保證起重機滿足用戶交貨期和性能要求的條件下,實現技術性與經濟性搭配的最優化,并提高起重機設計的技術水平。
一、我國起重機進行創新設計研究的必要性
(一)起重機設計發展歷程及現狀
縱觀我國起重機設計的發展歷程,我們不難發現其經歷了一個較為曲折的過程。起初,起重機設計多為模仿蘇聯的相關設計,從六十年代才算得上進入自主研究與開發階段,逐漸改變了模仿蘇聯設計的情況,憑借經驗進行了一些設計研究工作。到了八十年代,寶鋼等一些大型企業相繼引進了一些國際上技術水平較高的起重機,并和國外一些廠家聯合設計,我國起重機設計才開始采用了一些先進的設計理念和設計方法。與此同時,計算機技術的引進和應用也推動了起重機設計工作的發展。發展到現在,數控技術已經被廣泛應用到起重機控制系統中,極大地提高了起重機的自動化和智能化水平。
盡管我國已經能夠自主生產起重機,但是在設計方面缺少自主知識產權,仍然以引進和借鑒國際上先進的設計理念和設計方法為主,導致起重機幾年內基本無任何根本變化。當然,形成這樣的一種情況與許多客觀因素有著重要關系,但是我們不能忽視其中存在的主觀因素。一些企業熱衷于引進國際上先進的起重機設計技術和方法,并沒有從設計的角度考慮如何進行再創造設計,對創新設計的研究與探討更是不夠重視。另一方面,缺少成熟的設計團隊也是一項重要的影響因素。沒有較為成熟的設計團隊,相關技術的研討工作得不到有效開展,科研成果自然不太樂觀。因此,在諸多影響因素的共同作用下,導致我國起重機設計的自主知識產權較少。
(二)成本降低的客觀性,要求建立支持設計全過程的成本信息模型
設計成本一直是起重機設計中的一項重大費用支出,國內外的不少廠家及企業對此都進行了重點研究。相繼研究出了成本估算的方式,提出了成本結構和分類,以及面向客戶的成本核算法,等等。雖然這些設計成本的降低技術起到了一定效果,可是仍然將設計成本的降低方式局限于某一階段的分析與計算,尚未把它貫穿于設計的全生命過程,導致成本估算或控制方式不科學、不合理。因此,有必要建立一個支持設計全過程的成本信息模型,提高降低設計成本方案的科學性,實現低成本設計。
二、起重機創新設計目標及主要研究內容和方向
基于我國起重機設計的發展現狀及來自于低成本設計的客觀要求,我們對其創新設計目標及主要研究內容和方向進行了大膽的設想,希望在未來的幾年內能夠實現我們所提出的展望。
(一)創新設計目標
部分企業在引進起重機先進的設計理念和設計方式的同時,應當從設計角度對其進行創造性地研究與開發工作,使我國擁有大量的自主知識產權,并將其應用到起重機新產品設計當中。當然,我們不能忙目地將自主研究與開發的設計理念和方式應用于產品設計中,必須經過嚴格而周密的科學技術論證。除此之外,還要考慮設計方式的先進性。只有將先進的、科學的設計方案應用于新產品設計中,才能使起重機產品在產品質量、控制系統、操作、設計成本降低等方面滿足發展需求。
(二)起重機設計的主要研究內容
1、相關創新技術研究
對于起重機設計創新來講,功能原理創新是其設計創新的主要內容和關鍵。只有在功能原理方面進行相關的設計創新,才能較少對進口產品的依賴程度,增加自主知識產權,使工農業真正使用我國設計制造的起重機。同時,還應進行新材料、新工藝、新方法等方面的創新,有助于為新產品制造提供不同的設計方案。通過不同設計方案的對比分析,選擇最優化的新產品設計方式,提高產品設計的科學性。
2、降低設計成本技術
為了有效降低起重機的設計成本,必須建立支持設計全過程的成本信息模型。那么,就需要不斷研究降低設計成本的新技術。根據設計成本降低的實際要求,產品設計全過程中應當采用面向成本設計的技術及與之相配套的成本估算技術,這是降低設計成本技術研究的關鍵內容。通過采用面向設計全過程的成本降低技術,能夠做到及時反映產品設計的成本信息,建立一個實時更新的成本信息數據庫,便于及時調整設計方案,使其達到最優化。除此之外,還應進行快速設計技術研究。
由于在較短的時間內很難保證產品的質量和使用性能,必須進行必要的快速設計技術研究,縮短產品設計與開發的周期。這樣一來,不僅有助于降低設計成本,還能提高設計效率。為了實現這一目標,應當進行人工智能化技術、虛擬制造技術等研究。
3、智能化設計技術研究
CAD智能設計技術在起重機設計中已經得到廣泛應用,但還需要對其做出進一步研究,包括 CAD設計軟件優化與改善,以及和人機智能化設計系統等技術研究。由于CAD設計軟件及人機智能化設計系統在某些方面存在局限性,需要依靠現代化信息技術進行不斷地完善,才能使起重機智能化設計更上一層樓,設計方案也將更加科學和實用。
(三)起重機設計發展方向
基于起重機創新設計的目標和主要研究內容,起重機設計不僅朝著創造自主知識產權、創新設計成本減低技術方向發展,還要采用新的傳感技術,使起重機具有高精度稱量和定位系統。與此同時,提高機電一體化程度等的智能化操作的全自動、半自動操作形式也是起重機設計的重要發展方向之一。盡管這些方面起重機設計已有涉及,但是程度不夠深入,導致起重機自動化水平仍然不高,計算機控制系統仍然經常出現操作故障。最關鍵的是自動故障檢測和排除系統的設計不夠科學與完善,不易發現安全事故隱患,容易釀成較為嚴重的故障,帶來了嚴重的經濟損失。因此,提高故障自動檢測與排除系統的工作性能也是重要的發展方向。
三、總結
如今,起重機已經在工業生產、建筑行業中得到廣發應用。為了提高起重機技術水平,必須充分利用現代化的信息技術不斷地進行設計創新,推動起重機技術的發展。因此,本文基于我國起重機設計發展的必然要求,提出了設計創新的目標、主要研究內容和發展方向。對于現代企業來講,誰掌握了先進的設計理念和設計方式,設計掌握了市場競爭的主動權。希望通過這些建設性意見的提出,能夠真正改變我國起重機設計的現狀,提高起重機設計理念和設計方案的先進性。
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新產品設計方案范文6
機電產品的設計實際是將市場的需求變成一種產品功能的需求,并且按照這個需求來設計產品的原理和結構。機電產品的設計過程管理可以分為四個部分:產品的開發環境、產品質量工程方法、自頂向下的設計決策過程以及從全局角度保證產品開發的系統工程方法。(1)現在的產品開發環境大多采用電腦軟件支持,可以給開發人員提供專業的開發軟件、電腦網絡以及海量的數據庫資源能夠保證機電產品開發過程的順利進行,縮短開發時間。(2)產品的質量工程方法需要以質量管理功能配置為基本條件,在產品設計開發的過程中,將基本的元素、發生的事件和活動進行分析整理,最后把這些描述和轉換,達到在產品的設計開發過程中對產品的質量進行管理和監控。把產品的質量工程方法整合進產品的開發過程,能夠保證產品在開發決策時就有質量保證。(3)自頂向下的設計決策過程是整個產品開發設計的中心內容。設計的決策過程作為機電產品開發設計的重要組成,目的是能夠為即將開展的開發設計活動提供必要的政策決策支撐。這也是產品開發過程開展的基礎活動。(4)從全局角度保證產品開發的系統工程方法,可以實現產品開發設計過程中多個部門協同工作,保證人才、資源和技術達到最優化配置,從而實現產品設計方案的最優。機電產品的開發設計過程是一種將理論知識、動手技能以及工作經驗結合的繁雜的工作,不一樣的開發團隊人員對待相同的設計難點時,有可能會采取不一樣的設計方案,但有一點是一樣的,就是都會采用相同的設計過程,即概念設計、初步設計和詳細設計。這幾個步驟的完成主要靠的是開發過程中采用科學的管理方法,通過對開發過程中的各個步驟都進行合理的分配和監督。機電產品的開發過程的各個步驟全部是開發團隊按照既定的開發模型同時并行的工作,團隊中各個成員分別承擔各自不同的任務。整個開發過程各個成員協調并行工作,當其中的某個成員或某個步驟產生錯誤時,就會影響這個產品的開發。
2產品設計步驟分析
在現實的機電產品設計過程中,它的步驟更加復雜,而且步驟與步驟之間也是緊密聯系的。每個步驟在實施過程中都必須包含有設計的質量過程控制,這些質量過程控制可以檢驗實施過程中的對與錯,是否能達到要求,這樣可以保證每個步驟實施的質量。
2.1前期的準備
在前期的機電產品計劃設計階段,首先需要針對本產品進行相應的市場調研、客戶對產品的需求以及產品生產出來后的銷售,了解本產品其他相關的生產商目前的生產、銷售、贏利以及客戶使用反饋的情況,根據這些調研的情況進行產品設計目標的確定、質量的策劃,為產品開發的周期確定日程安排,確定產品開發的預算等問題。同時做出相應的可行性報告,挑選確定開發團隊的成員,為成員分配各自的任務,開發團隊的成員應該充分了解即將需要研究和解決的問題,需要對整個產品包括它將來的市場定位、產品的主要功能、產品的工作方式、產品的結構組成有一個整體的了解。
2.2設計過程的控制
2.2.1概念的設計
對于一個新的機電產品來說,如果是設計一個新產品,那首先需要對這個產品進行功能、原理、形狀、結構等一系列的概念設計。概念設計和其他的設計不同,它要求每個開發步驟都需要有相互緊密的聯系。因此,需要把他們之間的一系列設計聯系在一起,來合理地利用開發團隊的資源,協調各部門的工作。同時,概念設計包括:設計輸入、新產品概念生成、新產品概念驗證與評價、方案輸出過程等幾個階段。
2.2.2初步的設計
在這一個步驟中需要把上一個步驟概念設計所提出的目標都能實現,包括產品結構的設計、確定構成產品中的零件的形狀材料大小以及可靠性的測定,進行產品成本的分析,確定產品的開發和制造成本以及銷售利潤的情況,這一成本的分析需要貫穿在整個設計過程的始終。這一階段需要做的就是要求解決整體的、全局的、結構性的問題。
2.2.3詳細的設計
這一個步驟是在完成了上述概念設計和初步設計步驟的基礎上,具體考慮產品的整體布局、人機交互、產品的組成材料、外型裝配等方面條件。這個步驟的目的在于,按照已經批準執行的設計任務書上的要求,來完成該產品主要的零部件的設計和一些參數的運算。
2.2.4進行模擬和仿真