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產品設計方法論范文1
平面效果圖評審階段
根據創意草圖,繪制成效果圖。它是將草圖中模糊的設計理念進行精確化處理,形成從多個角度審視產品的平面效果圖。通過它能比較真切地展示產品的外形特征及細節處理,平面效果圖正是通過產品外觀效果的渲染,體現真正的產品造型設計意圖,見圖3。平面效果圖會提供多種產品的造型樣式,但要把企業特色充分融入設計中,還要對諸多的平面效果圖進行逐一類比、甄別,往往要進行多輪的評審,從中選出符合企業審美情趣的整體或局部造型設計部分,加以嫁接、揉合,形成又一輪的平面效果圖,供評審、甄選,直至最終定稿。
HK6909H車型的平面效果圖,第一輪曾展示了多達22種造型樣式,內飾效果圖就多達8種。經過逐輪評審、篩選,意向主要集中到四款造型上,最后造型設計公司就把這四款造型中各自的優點揉合在一起,形成了HK6909H車型的最后平面效果圖。
比例模型制作階段
在平面效果圖最終確定之后,整車的三維數據模型就得以生成。這時要根據它制作相應的比例模型,用于驗證平面設計中整體效果和真切的細節處理。比例模型是對平面效果圖的準實物化處理,使平面的渲染效果得以最大程度的真實展示;在平面效果圖中,難以體現的溝槽深淺、平面凸凹、筋線臺階、曲面過渡等細節效果,在比例模型上基本就一覽無余了。通過這些細節的調整與修改,模型的實際效果能充分逼近最初的產品設計意圖。在這一階段,需多次對比例模型的諸多細節以及相關結構進行現場品評,并根據這些修改意見進行細化處理,調整三維數模,最終制作出大家都較為滿意的外觀比例模型(見圖4)。
結構布置階段
依據相應的三維數據模型,進行該車型的總體結構布置。這項工作涉及車身各總成的結構匹配,以及整車骨架的細節設計,是從美學藝術處理的層面轉入嚴謹的工程技術處理階段,也是實現工程技術與美學藝術和諧統一的重要環節。由于產品技術和工藝的特性需求,會對原來較為滿意的外觀比例模型作適當修改。一般情況下,車身設計人員都能很好地利用比例模型外觀(因為在設計之初,就已經將車型的主要參數融合進平面效果處理和比例模型制作中),設計產品內部裝配結構以及裝配關系,評估產品結構的合理性,按設計尺寸,精確地設計各總成部件的結構細節和總成之間的裝配關系,完成具體的結構設計,見圖5。
樣車的制作階段
在完成上述四項工作之后,整個車型的造型設計就基本定型了?,F在所進行的樣車制作,是對上述工作的最終驗證,是以全尺寸的真實實物來驗證造型效果的,同時也是對結構布置以及比例模型的一次實戰檢驗。
在HK6909H的白皮車試制過程中,確實驗證出原比例模型中的一些造型處理在放大到實物狀態時,與其他部位的整體銜接效果不能令人滿意;有些地方的裝配細節處理顯得模糊、不細致,缺乏視覺張力等問題。因此,需要對比例模型和三維數模進行再次修改。經過多次評審、調整、修改,整體造型在外觀內飾方面體現出公司傳統的審美情趣,富含濃郁的江淮特色,才能使造型設計得以最終確定(見圖6)。
產品設計方法論范文2
在全球化技術激烈的競爭中,如何快速開發具有自主知識產權的高新技術及產品,已成為提升企業綜合競爭力的關鍵。TRIZ理論已被證明是一套先進的技術創新理論,在許多著名的高新技術企業獲得成功的應用,創新效果顯著。為提高國內產品的創新效率,介紹了TRIZ理論解決問題的基本原理,給出了基于TRIZ理論的產品設計流程。結合設計實例,應用TRIZ理論方法進行了組件功能分析、組件價值分析,并得出最終產品設計方案,證明了TRIZ理論在機械產品創新設計中可行性,為產品創新設計提出一種新的思路。采用與TRIZ理論體系相結合的創新模式,對提高企業自主創新能力有著十分重要的作用。
關鍵詞:
TRIZ;創新設計;產品設計
為了適應市場競爭的需要,機械產品創新設計愈顯迫切。傳統的產品設計開發方法周期長、成本大,已不能滿足現代市場的需求。機械產品設計的本質就是創新[1]。機械產品的設計應滿足使用要求、經濟性要求和社會要求。企業經濟發展的關鍵的因素是如何獲得創新產品,適應市場需求的產品,而創新方法是企業新產品成功開發的重要工具。產品設計需要突破原有的模式方法,這就是創新。創新方法是科技創新的手段,也是科技創新的內容,創新方法又聚焦TRIZ(TheoryofInventiveProblemSolving)理論,運用TRIZ理論的多種工具是產生創意的重要手段。TRIZ創新理論作為現代工程技術領域的核心創新方法已被廣泛應用于制造業[2]。
1TRIZ理論
TRIZ理論是前蘇聯G.S.Altshuler及其領導的一批研究人員提出的發明問題解決理論[3]。經過50多年的發展,TRIZ已成為技術問題或發明問題解決的強有力方法學,應用該方法學已解決了前蘇聯、美國、歐洲和日本等許多國家企業成千上萬產品幵發中的難題[4]。作為系統的方法論,TRIZ理論成功揭示了創造發明的內在規律和原理,將其應用在產品的設計開發之中,可很大程度上縮短產品設計開發的周期,加快工程創新的速度,提高企業的創新能力[5-6]。
2基于TRIZ理論的產品開發流程
TRIZ理論是由解決技術問題和實現創新開發的各種方法、算法組成的綜合理論體系,其主要內容包括:技術系統進化法則、40個發明創造原理、39項技術特性、沖突矩陣、物質一場分析、76個發明問題標準解決方法、發明問題解決算法(ARIZ)以及工程效應知識庫等。在產品設計過程中,上述各項內容都能從不同方面對設計人員提供創新方案的指導。應用TRIZ理論求解產品設計是一項系統的工程。TRIZ理論作為系統的方法論成功地揭示了創造發明的內在規律和原理,將其融合在產品設計之中,作為產品創新設計的重要工具,可很大程度上提高工程創新的速度,同時縮短產品開發的周期,提高開發效率,在制造業中被廣泛應用?;赥RIZ理論的產品開發流程如圖1所示。
3基于TRIZ理論的機械產品創新實例
通過下述實例簡要說明開發流程及TRIZ理論在產品開發中的應用?,F代工業對環境的潔凈度要求越來越嚴格,而螺桿泵以其優越的抽氣性能得到了用戶的青睞。干式螺桿真空泵具有可靠性高、壽命長、強制輸氣和多相混輸等優點,其抽氣的關鍵部件就是一對相嚙合的陰陽轉子。
3.1組件功能分析現有真空泵單一的轉子型線都會形成吸氣封閉容積,導致螺桿真空泵功耗增加,效率降低,運轉不平穩,噪聲大。干式真空泵在吸入濕空氣或者空氣中的其他雜質時,轉子表面在高溫高壓下易受到腐蝕,縮短轉子的壽命;在高速旋轉情況下,抽氣和排氣過程中產生大量的熱,使得轉子受熱變形,轉子可能產生干摩擦,破壞系統性能?;谏鲜鰡栴},應用TRIZ理論對真空泵系統進行組件的功能分析,通過組件模型分析(見圖2),描述了系統中的組件都有哪些,以及它們之間的相互關系,并得出影響真空泵工作性能的3個功能因素:1)轉子無法得到良好的冷卻;2)環境無法改變,轉子表面強度需提高;3)齒輪的精確嚙合直接影響轉子的嚙合。
3.2組件價值分析組件價值分析如圖3所示。通過對組件理想度進行診斷分析,為了簡化和理想化的系統,給出系統裁剪思路:1)通過移除區域D中的冷卻系統簡化系統;2)通過增加其功能貢獻來改進區域C中的系統組件———陽轉子、齒輪和軸承。
3.3組件優化通過對組件功能和組件價值進行分析,得出目前市場上真空泵的主要缺點和進一步改進措施,具體如下。1)泵轉子的型線有理論型線和實際型線之分,其理論型線要求保證轉子在旋轉過程中,2個轉子始終保持互相嚙合,故轉子的理論型線應做成共扼曲線,但是干式泵實際工作時,2個轉子的表面是不接觸的,要求轉子之間保持一定的間隙;因此,應該在轉子的理論型線的基礎上去掉間隙,得到轉子的實際型線。2)在吸入濕度大的空氣或工業廢氣時,轉子表面易被腐蝕,使其表面強度降低,壽命縮短;同時轉子由于質量不均勻,旋轉時還會發生振動。在泵的吸入端設置干燥和過濾系統,可降低轉子的腐蝕程度。3)轉子在不斷旋轉過程中,會壓縮空氣,產生熱量,致使轉子溫度升高,易受熱變形,轉子之間產生摩擦振動??蓮霓D子的結構和材料入手,設計散熱性好的轉子。再結合TRIZ理論的小人法,以改善轉子的型線、增強表面強度以及降低轉子的溫度為著手點,形成解決方案。但是,這些方案都可能帶來系統的復雜性增加等不可預測的問題。
4結語
在制造業高速發展的時代,TRIZ理論是制造業實現快速產品創新設計的重要途徑之一,而TRIZ理論通過中間工具建立了問題模型和結果模型之間的聯系,是一種程式化的創新設計手段。TRIZ理論、創新方法和工具的合理應用,可實現企業的創新目標,提高自身的創新能力,縮短產品的開發創新周期,推動企業經濟的增長。組件功能分析僅僅是創新設計的初步階段,在此基礎上進行組件價值分析,組件結構再設計、再分析,從而實現重大改型的創新設計,這才是產品創新設計的真正價值和意義所在;因此,應用TRIZ理論進行集成,進行現代產品創新設計是產品設計的新的發展方向,也是現代產品創新設計的需要,在企業中應對TRIZ創新方法實施推廣和應用。
參考文獻
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[3]呂欣.基于TRIZ理論中39矛盾矩陣與40創新原則的產品創新設計研究[J].包裝工程,2009,30(5):211-213.
[4]劉江南,劉秋平.基于沖突分析的工程車路面除雪裝置創新研究[J].湖南大學學報:自然科學版,2011,38(6):33-36.
[5]HANBB,WANGJ.StatisticanalysisandvisualizationofTrizresearcharticlesinchina[J].Library&InformationStudies,2011,4(2):54-59.
產品設計方法論范文3
論文摘要:產品創新是一個系統工程,也是多學科的交叉。文章從企業微觀層面對與產品創新有關的功能、客戶需求和實現創新的幾個維度進行了研究和論述,企業在任何一個方面的改進和提高都對產品創新的最終成功有著促進作用。
一、引言
本文對產品創新涉及到的相關概念進行了界定和解析.并討論了實現產品創新的幾個維度和產品創新的悖論.希望糾正過于重視設計技巧.而忽視方法論研究的誤區,以期拋磚引玉,引起學術界和企業界的思考.共同探索實行產品創新的有效路徑。
二、創新與產品創新
1.創新。目前.國內學術界公認“創新”的概念來源于熊比特的創新理論,比較權威的“創新”定義有兩個:
(1)2000年,聯合國經合組織“在學習型經濟中的城市與區域發展”報告中提出:“創新的涵義比發明創造更為深刻,它必須考慮在經濟上的運用.實現其潛在的經濟價值。只有當發明創造引入到經濟領域,它才成為創新”;
(2)2004年,美國國家競爭力委員會在向政府提交的《創新美國》計劃中提出:“創新是把感悟和技術轉化為能夠創造新的市值、驅動經濟增長和提高生活標準的新的產品、新的過程與方法和新的服務”。
從創新的概念中可以看出.只有實現經濟價值的發明創造才是創新,所以,在一個成熟的市場經濟社會中。創新的主體應該是企業.而企業經營則應該一切圍繞產品創新展開.產品創新能力已成為保持企業競爭力和維持國家可持續發展的核心能力之一。
2.產品創新。產品(包括有形產品和無形產品)是否為創新產品可以從不同的角度進行判別
從企業的角度來看.可以分為自主創新和改進創新兩大類。自主創新是指提出全新的產品工作原理或具有創造性的解決方案。自主創新具有高收益高風險的特性,尤其隨著現代科技的迅猛發展,自主創新的風險也成倍增加。
所以.很少有企業有這樣的實力進行自主創新的設計開發。改進創新則指在原有產品的基礎上對相應結構、參數進行改良設計,這是產品創新中最為普遍和常見的一類另外.即使對本企業而言是自主創新的產品也有可能在別的企業已經不是原創產品.也有模型可以參考.所有完全意義上的自主創新已經很少.99%以上的產品創新都屬于改進創新。文獻也指出很多結構性創新只是對原有技術進行適當性改進。就可以帶來了很大的競爭優勢。
對消費者而言,并不在乎產品是自主還是改進創新消費者關心的是產品是否價廉物美.是否很好地實現了所需功能,是否帶來了新的情感沖擊。是否賦予了生活新的意義,尤其是買方時代的到來,消費者的需求變得越來越個性化和多元化,給企業的產品創新帶來了更大的挑戰無論是從企業角度還是消費者角度分析.產品創新的目標都是實現功能創新對企業而言分為完善已有功能和創造新的功能,對消費者而言則分為實用功能創新和情感功能創新。另外.因為產品設計階段在整個產品生命周期內占有越來越重要的位置,從根本上決定了產品的功能、質量、全成本、環境相容性和交貨期等影響產品競爭力的關鍵因素,所以產品創新很多時候指的是產品的設計創新。
三、產品功能
產品功能是產品所具有的某種特定功效和性能.也是消費者選擇產品的主要依據。在早期.產品功能主要指的是產品的實用功能,其目標是滿足消費者的生理需要。通過對設計學的發展歷史可以看出.產品功能的相關理念主要來源于價值工程理論.該理論認為功能是產品的核心和本質,是產品競爭力的首要因素。具體產品結構只是功能的不同表現形式,而且遵循“形式服從功能”的設計原則。在以生產為導向的賣方市場形態下.產品首先要滿足消費者的功能需求。
然而,隨著設計和制造技術的不斷進步,產品種類日益繁多.市場形態逐漸轉變為以消費者為導向的買方市場。在買方市場形態下,僅僅依賴產品使用功能方面的創新已經不足以獲得消費者的青睞.這是因為市場上不同品牌的同類產品在功能、質量、價格等基本品質方面已經差別不大.產品同質化趨勢非常明顯。另外,現代社會亦越來越強調“以人為本”的設計理念.產品如何滿足消費者的情感需求日益顯得重要。因此,產品功能的內涵也在逐漸發生變化.不僅要包含產品的使用功能,而且要包含滿足消費者感性需求的情感功能.即形式不但要追隨功能.而且要追隨情感。需要指出的是。不同的產品類別,實用功能和情感功能的側重點不同。如工業產品的多數用戶是企業,更強調的是可靠地完成某項使用功能或具有某種特有屬性。情感功能的訴求降為其次:而日用消費品的選購則與消費者的情感息息相關。
四、客戶需求
開發何種產品功能.與客戶需求息息相關。因為只有經過市場檢驗的創新才是成功的產品創新。客戶需求促進產品功能的不斷改進和完善.技術革命促進客戶需求的不斷演化。同時也改變其消費方式,兩者互為表里,共同促進產品的不斷創新。
1.客戶分類。對企業而言。產品的客戶可以分為內部客戶和外部客戶。外部客戶主要指產品的最終使用者.即一般我們常說的消費者、顧客或客戶,其需求一般映射為產品的功能需求,包括使用功能要求和情感需求,如審美、價格、環境等:內部客戶為產品的設計、制造和管理人員以及零部件供應商、產品采購商等,其需求一般映射為產品的技術、結構和設計開發周期等需求。
內外部客戶的需求都需要引起產品設計人員的高度重視,但相較而言,內部客戶需求較易獲取,需求信息的表達也比較清晰,而外部客戶需求的獲取難度則大的多。且外部客戶一般采用自然語言描述其產品需求.主觀性和隨意性較強,因此其需求信息的精確性和有效性大打折扣。對外部客戶需求信息的研究是實現產品創新的關鍵.也是學術界的研究重點,如不特別指明,客戶即指外部客戶。
2.需求獲取模式和方法。確定產品客戶需求的方式主要有技術推動和市場拉動兩種模式
技術推動模式是通過對技術發展規律和消費趨勢進行預測,從已有產品內部分析人手。以技術推動的方式獲取客戶需求,進而確定產品的開發規劃和技術路線。Sony公司的奠基人AkiaMorita認為:“企業的新產品開發要引導用戶,而不是問用戶需要什么。用戶不知道什么是可能的,而企業知道”。即產品設計的原始需求和構思來自于企業自身,企業通過自主的技術創新來創造新的需求或者更好地滿足已有客戶需求。一般而言。對于自主創新的產品設計而言,更多的是依賴技術推動模式來創造新的客戶需求,如數碼相機、復印機等創新產品就是典型的代表。
市場拉動模式是指通過市場調查和分析.確定用戶需求,之后啟動產品設計,設計的原始構思來自于市場調研的結果?,F在主要采用回歸分析,聚類分析,神經網絡、層次分析法和模糊集算法等技術對這些需求信息進行預處理,通過分析不同信息的重要性,給出量化的權重值。最后利用質量功能展開等工具完成轉換。對于產品的改進創新。更多的是依賴于市場拉動式的客戶需求獲取。因為這時消費者已經對產品有了一定的使用經驗.可以提出自己新的需求。
3.客戶需求的進化日本Kano博士提出了Kano模型來表示產品客戶需求的進化性。如圖1所示??蛻舻男枨蠓譃榛拘枨螅幏缎枨蠛蜐撛谛枨笕悾拘枨笫菍Ξa品功能和質量的基本要求.如果產品未實現基本需求則會引起客戶強烈不滿。規范需求與產品的質量呈線性關系.產品的技術水平高。則規范需求的滿意度提高。潛在需求是指用戶未曾意識到的需求.但確實需要,對潛在需求的滿足是產品創新的關鍵。
隨著時間的推移。潛在需求會逐漸轉換為規范需求,進而轉變為基本需求。如轎車的空調開始階段屬于潛在需求。但隨著客戶對轎車的逐漸熟悉?,F在空調已經成為轎車的基本配置.即成為客戶的基本需求。再例如全球定位系統(GPs)目前還屬于多數轎車客戶的潛在需求,但是隨著技術的發展,GPS系統也會變為規范需求。
五 創新的維度
根據客戶需求信息.就可以確定產品需要開發的相應功能,著手進行后續的產品創新設計。產品創新是一個復雜的創造性活動,也是一個系統工程。下面主要從制度、技術、工具和理論與方法四個維度來討論企業實現產品創新成功的途徑(如圖2所示)。
1.管理制度創新。制度是組織運行方式的原則規定。制度創新是從社會經濟角度來分析企業各成員間.尤其是設計團隊之間的正式關系的調整和變革.其目標是實現對設計團隊的有效管理和激勵.提高設計團隊的工作激情和開發效率。
從組織理論的角度來考慮.設計團隊是由不同的成員擔任的不同職務和崗位的結合體.設計團隊的機構和結構的形成要受到產品設計活動的內容、特點、規模、環境等因素的影響,因此要隨著產品設計獲得的變化而不斷調整。比如產品設計的流程從傳統的串行方式變換為并行方式就需要在管理和組織制度方面進行重大創新.才能適應并行設計的需要。面對復雜性程度高的產品創新開發。有時還要進行組織流程再造以適應各種變化。對于臨時性的開發工作.可以組建自我管理團隊.跨職能團隊等業務小組等。
另外.企業文化對于產品創新的成功與否也具有重要性。頂尖的人才,可以精誠合作設計出世上最好的產品,也可以上演最慘烈的爭斗企業如果缺乏富于凝聚力和團結精神的文化,不過是“一盤散沙”,就算人才再多,也必將淪于內耗.產生不了強大的合力所以組織管理制度的創新也必須著眼于建設合作與誠信的文化,因為文化也是生產力。
2.技術創新。一般而言,技術創新包括兩個階段,一是企業常規的技術儲備創新.二是產品設計和制造時的技術創新。
進入21世紀以來.科學技術的發展不斷加速。新的科學原理,工程算法、材料、制造工藝和發明專利不斷涌現,通過選擇新的產品工作原理、工程材料和工程算法,設計師能夠得到創新性的產品設計概念.新的制造工藝也可以提高產品制造的效率、縮短上市時間。例如,是否可以用控制技術代替傳統的機械傳動和支承.是否可以用一種新的陶瓷或聚合物替換正在使用的材料等.都屬于技術創新的范疇。有了產品創新概念后,是否能率先引入最新技術,在最短時間中開發成功.同時做到最小成本也是影響產品能否創新成功的重要因素之一。
3.工具創新。隨著科學技術的不斷進步.尤其是信息技術革命的到來.為產品設計師在設計手段和設計工具方面的創新提供極大的可能性。如計算機輔助設計、計算機輔助繪圖、基于網絡化的設計、虛擬設計技術、數字化設計技術都是信息技術工具在產品設計中的具體應用。另外.像AutoCAD、Project等設計工具軟件包的不斷更新和升級,功能越來越強大,使用也越來越方便,都大大節省了設計的工作量,提高了設計效率。
尤其值得一提的是隨著互聯網的普及.網絡環境下的產品協同設計亦成為跨國企業普遍采用的新興產品設計方式.其目的是使分布在不同地點的產品設計人員以及其他相關人員通過網絡.采用各種各樣的計算機輔助工具協同地進行產品設計活動。實現產品信息的共享和交換、設計方案的討論、設計結果的檢查與修改,使產品設計工作能夠跨越時空進行如基于WEB的多智能體異地協同設計等等,網絡化的設計既是一種新的設計技術,也是新的設計工具.同時也需要組織管理制度方面的創新以適應設計團隊和客戶的網絡化互動。
4.設計理論與方法。有效、科學的設計方法學的支持.是進行產品創新的重要前提之一。在發達國家設計界。創新問題解決理論(TRIZ),公理化設計、質量功能展開、田口方法、泛設計理論和約束理論等現代設計理論都是研究的熱點。對設計過程、設計本質和設計思維的探討都是現代設計理論和方法研究的重點領域.設計理論的突破性進展將對設計活動產生重大的影響如TRIZ理論極大改變了設計人員對創新的傳統認識.增強了創新的自信心和能力。在知識經濟時代.基于知識的設計理論研究,尤其是基于網絡環境的設計知識獲取和重復利用策略的研究都是未來設計理論與方法的研究重點。
當今.我國很多企業并不重視設計理論和方法的研究。僅僅熱衷于技術的引進,而沒有把技術和理論進行有機的結合例如僅僅將計算機輔助設計系統作為替代圖板的繪圖工具.沒有與設計理論與方法有效的結合起來??梢哉f,沒有方法論的指導,產品創新難以取得真正突破。
六、結論
產品設計方法論范文4
第一部如何理解DFSS
1.何謂5Sigma或4Sigma墻?
產品和流程改進都存在一個六西格瑪墻,質量水平達到此墻后,再用DMAIC方法有一定的局限。比如“走”的速度是有極限的,到達極限后再快就變成“跑”了?!芭堋焙汀白摺笔莾蓚€不同的“流程”或“產品”,這是量的差異與質的差異。根據經驗的總結,這個墻一般在4-5西格瑪之間。如果再提高,達到更高的標準,向世界級水平看齊,則需要使用DFSS進行全新的產品或流程設計。
2.DFSS與DMAIC有哪些主要的差異?
l DMAIC和DFSS都屬于六西格瑪方法論的一種;
l DMAIC屬于六西格瑪改進,是從有到優;DFSS屬于六西格瑪設計,是從無到優。
l 產品和流程改進都存在一個六西格瑪墻,一般在4-5西格瑪之間。質量水平達到此墻后,再用DMAIC方法有一定的局限。如果再提高,達到更高的標準,向世界級水平看齊,則需要使用DFSS進行全新的產品或流程設計;
3.DFSS方法論有哪些分類?
DFSS方法論可分為三類:
l DFSS-I(Innovation),即六西格瑪革新設計,主要用于市場設計,目的是創造一個新的市場;
l DFSS-P (Product),即六西格瑪產品設計,主要用于產品的實現;
l DFSS-C (Commercial),即六西格瑪商業設計,主要用于流程設計;
4.除DMAIC中用到的工具外,DFSS中主要有哪些特殊的工具?
DFSS中主要涉及的特殊統計工具有:
l 可靠性分析:百分壽命、Weibull分布
l 優化求解:偏微分、蒙特卡羅仿真
l 田口方法
DFSS中主要用到的特殊分析工具有:
l FTA(故障樹)、HALT(極限壽命實驗)、HAST(加速壽命實驗)、HASS(應力篩選實驗)
l TRIZ:矛盾矩陣
l 優選工具:Pugh矩陣、Trade-off(權衡矩陣)
l 風險分析工具:DFMEA
第二部 企業如何推進DFSS
5.我們企業推進六西格瑪管理近3年時間,主要在制造過程實施了DMAIC過程改進,產品設計人員中的綠帶數量很少,制造過程能力大約在3.5σ左右,現在實施DFSS是否適宜?
DFSS一般建議在具有DMAIC基礎的企業推行。但是DFSS自身的培訓課程可以獨立成體系,對于綠帶人數較少的企業,可以在適當補充DMAIC基礎知識的情況下推行。
總體上講,DMAIC是從“有”到“優”,DFSS是從“無”到“優”,知識點上雖然有遞進關系,但是項目的選擇范圍是有區別的,因此從項目推進的角度并不排斥單獨推進的方式。
關于企業的過程能力,六西格瑪倡導的是不斷挑戰自我,因此即使是在中等過程能力水平,也并不妨礙引入六西格瑪和六西格瑪設計理念和方法論。
6.我們企業根據相關標準建立了比較完善的質量體系,按照相應標準建立了產品設計開發程序,現在實施DFSS究竟能給我們帶來哪些方面的好處?
DFSS并不是要替代原有的質量體系。質量體系更多的是告訴我們做到什么程度叫好,而DFSS通過一系列的工具和完善的方法論體系告訴我們如何能做到好。
7.企業推進DFSS的一般思路是怎樣的?
從典型的新流程、新產品入手,從典型的設計指標(如可靠性、穩健性)入手,按照理念-工具-體系-文化的方式循序漸進。
8.怎樣開展DFSS項目?
DFSS項目的開展方式大體上與DMAIC的開展方式相同。但是由于DFSS項目本身可能存在周期較長,市場效果反饋延后的特點,因此,對于DFSS項目的開展,需要處理好設計方案評估和設計結果驗收之間的時機和關系。
9.如何對項目進行輔導?
DFSS項目的輔導中,更強調的是風險和預測,因為DFSS項目是從“無”到“優”的過程,是在設計新的產品和流程。
10.如何對項目實施效果進行監控?
DFSS項目的實施效果的監控重點在于實際效果與預測結果之間的差異和風險點的控制。通過這些監控,有助于我們修正預測模型,提高預測正確性和風險評價體系。
11.DFSS項目團隊成員需要什么樣的工作和教育背景?
DFSS方法論分為DFSS-C、DFSS-P、DFSS-I三種。
DFSS-C(六西格瑪商業設計)設計的是新流程,團隊成員可以是研發、市場、銷售、物流、管理等各部門的同事,教育背景要求大專以上學歷。
DFSS-P(六西格瑪產品設計)設計的是新產品,團隊成員可以是研發、品質、工程技術等各部門的同事,教育背景要求本科以上學歷。
DFSS-I(六西格瑪革新設計)設計的是新概念,新市場,新商業模型,團隊成員可以是研發、市場、管理等各部門的同事,教育背景要求本科以上學歷。
12.我們選定的DFSS項目團隊成員都是各單位的業務骨干,各自承擔的日常工作任務比較多,那么如何確保他們有足夠的精力來進行項目的開展?
選擇與他們業務工作息息相關的項目。六西格瑪和DFSS項目不是給業務骨干增加負擔,而是幫助業務骨干解決其業務工作中的難題。
13.企業推進DFSS項目,一般多長周期合理?
六西格瑪項目的周期一般是四到六個月,DFSS項目的周期可以根據研發周期制定,但是不宜超過6個月上限。對于開發周期較長的產品研發,可以將階段性工作設計若干DFSS項目依次進行。
14.對于有些企業來說,產品的批量比較少,相應的樣本數據量少,在開展DFSS項目上有什么好的建議?
對于小批量的產品,可以從零部件的層面進行傳遞函數的驗證和構建,多利用仿真方法模擬各種境況下的產品特性變化。
15.驗證部分需要對一定數量的產品進行測試,但工廠近期無產品生產計劃,用于驗證測試的投入就有限,該如何做驗證?
可考慮從供應商處從零部件入手分析。
第三部 如何使用DFSS工具
16.質量功能展開QFD一般做多少級合適?
QFD做多少級要根據需要而定。QFD使用來細化顧客要求和確定關鍵CTQ的工具,對繼電器產品來說做3級QFD就可以了,依次是顧客屋、公司屋和流程控制屋。
17.企業內部要求,如制造性、成本等是否列入QFD第一級的要求?
企業內部要求在DFSS的標準提法為內部顧客要求,有的要求還是非常重要的指標,如成本。故企業內部要求一定要列入到QFD中層層分解,最后細化到每個零件上。
18.如果客戶提供的指標基本上是系統指標,按QFD展開時,是從第二級開始的。這樣可以嗎?
QFD是一級一級細分而下的,如果客戶提供的本就是系統指標,當然可以從這里起步。
19.目前很多企業推進FMEA,主要存在的普遍問題是什么?
FMEA是個日積月累的過程。有些企業一個小小產品的FMEA有幾千行,失效模式數百個,這并不是說他們的產品問題多(因為RPN值高的只有很少),而是他們對產品可能出現的問題考慮得非常全面,因此產品在市場上出現非受控問題的幾率就大大減小了。我們目前很多企業的FMEA的全面性還有待積累和加強。
20.哪些系統指標(Y值)需要做測量系統分析?
根據二八原則確定需要做多少個測量系統分析,系統20%的指標為系統關鍵的參數,對QFD分解得到的所有CTQ按分值從大到小排序,選出前面的20%的CTQ做為關鍵的CTQ,進行測量系統分析。
21.DOE試驗的產品的Y值全部不滿足設計要求,嚴重超出標準要求,請問這種情況一般如何處理?
關于DOE的結果問題。DOE的目標是找尋因子與指標之間的關系,因此DOE各種組合的結果是有可能有的超出標準,有的低于標準的情況,因為目的就是找尋在什么組合下是最佳的情況。DOE并不是在做設計驗收,而是為研究對應關系所做的探索。目前的情況如果全部試驗均超出標準,說明目前的取值范圍內無法找到最優解。你們需要調整因子水平,重新定位搜索區域。
22.能否用其它類似產品來進行DOE試驗,從而得到此類產品的傳遞函數?
關于傳遞函數的找尋,當然可以根據其他類似型號得到,但是如果結構上存在明顯差異,則不能遞推。
23.我們完成DOE試驗設計:7因子,2水平,1/8試驗共16組。接下來對試驗結果做了回歸分析、因子圖和分析因子設計的分析,發現一些問題不是很明白:1)回歸分析中R-Sq(調整)百分比不高
這跟你們的因子篩選方式有誤有關,交互作用項剔除后,R-sq(調整)已到97%以上。
2)出現所有因子不相關情況
這跟你們的因子篩選方式有誤有關,交互作用項剔除后,相關性已展現。另外如果最后依然無法出現相關項,說明DOE各組合之間的差異為自然誤差,不顯著,因此說明DOE中的各因子并不是關鍵因子。
3)就得到的試驗結果,該如何展開分析,思路不是很清晰
得到試驗結果后,請根據構造的回歸方程,求相關因子的偏導,然后求Y的方差變化范圍。
4)在消除交叉影響上,刪除原則是按“標準化效應的 Pareto 圖”中由上到下,保留到標準化效應最小值的單因子,其余交互作用全部刪除。這樣做可否?
刪除原則應該是:
l 刪除順序是按Pareto圖“從下到上”,即從P值>0.05最大的刪起
l P>0.05的項,先刪交互項,主效果(單因子)在有交互作用時,不刪
l 原則上一次刪一個,刪完后重新計算,不要一次刪太多個
24.計算CTQ偏差時,用偏導法,發現3個因子的值是定值,是否作為常數處理,不對其求偏導?
取值固定的參數在模型中可視為常數,不作為變量看待,因此無需對其求偏導。
25.對偏導傳遞后,Z值較小的指標部分,可否作為優化的方向?
產品設計方法論范文5
關鍵詞:通用設計;工業設計;產品;以人為本;精神需求
1產品設計和通用設計的發展背景和概念
a品的概念應該是兩個方向,一個是批量化的產品,另一種是為貴族階級服務的手工藝產品,其實產品設計的概念每天都在隨著社會新的技術和科技的不斷地發展而產生變革,2016年國際工業設計協會對工業設計也更新了新的定義:設計旨在引導創新、促發商業成功及提供更好質量的生活,是一種將策略性解決問題的過程應用于產品、系統、服務及體驗的設計活動。
通用設計的提出是在一定的的時代背景下提出的,最早產生于20世紀80年代初的美國,它的提出是由于兩點,第一是人的壽命的延長出現了老齡化現象,第二是第二次世界大戰導致了很多傷病和殘疾人的出現,一些產品設計極不合理,嚴重忽視了這些有障礙群體的使用體驗。來自美國的北卡羅來納州大學教授馬賽提出通用設計的概念:對于產品的設計和環境的考慮是盡最大可能地面向所有的使用者的一種創造設計活動。任何一種用品、設備或空間環境的設計盡量滿足任何人的使用需求,使得正常人和有障礙的人們都能獲益。
2通用設計的原則
美國人馬賽在提出通用設計概念的同時也提出了通用設計的原則,這些原則旨在指導設計過程并提供設計評價標準,其通用設計具體的七原則為:(1)使用的公平性原則;(2)使用的靈活性原則;(3)使用的簡單、直觀性原則;(4)信息明確性原則;(5)容錯性原則;(6)低體能消耗原則;(7)尺度空間可接近使用原則。美國人提出概念之后,美國的設計思想在二戰之后在日本得到快速發展,伴隨著美國對日本的扶持發展,日本為它又做了補充,加上了三項附則,具體的三項附則為:(1)可長久使用.具有經濟性;(2)品質優良且美觀;(3)對人體及環境無害。
上述是通用設計在產品設計中的10大精髓,這些思想使得設計師和科研人員對于通用設計更易理解,讓設計者和使用者在生活環境、工業產品及電子通訊等多個方面交互使用獲得用戶體驗,這些原則為設計的實踐提供了評價框架,但是怎么去融合每個國家和地區的不同人群的經濟、文化、環境、工程到設計中去,這是設計師需要把控的一大難題,這些原則作為一種設計方法論、一種設計思潮,把握當中的平衡點把通用設計理念應用于各種領域的設計中去是值得探索的課題。
3產品設計在通用設計中的應用發展
通用設計作為一種思潮和方法,它在產品設計上的指導和影響是顯而易見的,以下是通用設計的一些設計原則在產品設計上的應用:
3.1產品的主要功能可調節的案例表達
從探討產品設計在通用設計中的應用這點來說,大家日常生活所見的小孩和大人的洗手池、淋浴產品和衛生間的便池的高度不一情況,也有供殘疾人使用的設備,這些設計是合理的,我所認為的產品設計是通過對設計思想的借鑒和吸收,達到這些產品的設計可自行控制調節,以便來達到不用消費者的目的(身型,高度,站姿,坐姿,老人,兒童等)那這個設計就是切實的通用設計了。
3.2產品的可選擇性
有一些產品的設計往往讓消費者沒法選擇,要么就是材料不滿意,要不就是造型不滿意,還有就是對功能或者產品配置不滿意,那怎么做到都滿意呢,但是顯然要讓所有人都滿意是不可能的,但是設計師能在這當中找到最合適的平衡點。如圖1所示,小便池的不同高度供不同的人使用,如圖2所示的洗手間也是一樣,設計師在進行某些設施或產品設計時,由于經濟或某些限制條件的影響.將其設計為可調節形式存在困難的情況下.我們是否可以設計成可調節可控制選擇的方式,在產品的尺寸上運用靈活性原則,有高有低,各取所取。如圖3和圖4所示產品提供不同的使用方式,方便不同使用者根據自己的習慣進行選擇,這體現在款式造型不一樣,也體現在文化和上面。
3.3產品的感官功能互補性
產品設計不應該忽視了障礙人群,在設計時應體現通用設計的核心思想:要為所有人而設計,比如盲人手機的設計造型和款式也有正常人使用的,但是它的設計強調人的精神需求和通用設計的,它也針對視覺殘障的感官功能互補設計,因此盲人手機在超大設計的按鍵上帶有盲文提示,必要的聲音提示也是視覺障礙用戶獲得感官提示的良好途徑,這樣的設計我們應該多提倡、多鼓勵、多發展。
4產品設計在通用設計中的發展展望及總結
產品設計的目的是為了在通用設計原則中的應用和體現,設計思維指導我們的實踐,這為我們國家的產品設計在解決生活社會問題指出了明確的航向。我認為產品設計在通用設計的應用并不意味著從一開始就對所有人有用,這種有效性是可利用系統方法來提供一個可調節的環境,該環境能容易地進行調整從而滿足任何人的需要。這種產品設計的意義可能在于如提供幾種具有某些特征的替代物來供用戶選擇,這樣就說明不同的設計所設計的產品也不盡相同,出發點和思維方式更不一樣,但是只要設計的產品能為不同的使用人群、不同的使用環境所合理應用,使得消費者在用戶體驗時感覺到產品的質量和設計的腦洞,感覺起來自如、愜意,這就是產品設計在通用設計中要表達的設計精髓。將來的設計是多樣性、異同性和普適性共存的局面,設計標準和人類的經歷一樣也在社會發展進程中慢慢完善和發展。
產品設計方法論范文6
工業設計在現代企業在生產制造過程中占據重要地位,其設計質量高低直接影響到后續企業產品生產質量。相較于國外的工業設計研究,我國起步較晚,無論是在理論層面還是技術方面,均存在很大的不足和劣勢,尤其是在工業設計中產品概念設計,代表性的科研成果仍然缺少。由此看來,加強工業設計中產品的概念設計是十分有必要的,有助于賦予產品更為新鮮的元素,提升企業市場競爭力。本文主要就工業設計中產品概念設計進行分析,客觀闡述工業設計中產品概念設計要素以及設計方法,以求為后續理論研究和實踐工作開展提供參考價值。
關鍵詞:
工業設計 產品概念設計 設計方法 色彩因素 形態因素
現代科學技術的快速發展,大量先進技術逐漸廣泛應用在各個行業領域,對于工業產品設計而言,在一定程度上促使產品結構出現了根本性的變革??偟恼f來,工業產品設計主要是人們通過現代科學技術和理論知識,有意識地構思產品設計流程,其中包括人類活動的眾多領域內容??梢哉f,工業設計水平高低直接影響到一個地區或者國家市場競爭能力大小,具有較為深遠的意義。工業產品設計中產品概念設計需要設計師具備較高的專業素質以及設計經驗,能夠結合實際設計需求,將更多新鮮元素融入其中,設計出一個總體框架,在這個框架基礎上,運用專業知識以及加工工藝,賦予工業產品更深次的內涵和性能,以求更好地滿足消費者的個性化需求。
一、工業設計中產品概念設計概述
產品概念設計主要是指在明確任務目標后,通過一系列抽象化的功能結構,尋求適合的作用原理,尋求最為合理的設計方案,這一過程稱為概念設計。而工業設計中產品概念設計是指從產品缺口到建立模型的過程中,不斷進行分析和整合,對模型進行創造性的評價??偟恼f來,工業設計中一方面包含了大量數值計算性的工作,諸如計算分析、繪圖以及填寫表格等,另一方面是概念設計工作,主要是創造產品設計具體方案。概念設計貫穿于產品設計的各個環節,從市場缺口、到產品定位的模糊前期再到結構設計以及功能設計。在產品設計早期階段,根據社會條件形成的市場需要和經濟技術條件確定產品的模糊前期(sET因素),形成產品開發的模糊概念和定性分析,根據前期定位將產品功能需求和設計思路進行細化和求解,將內容展現為大致的設計框架,組成框架的模塊和組件,來完成產品的設計方案。而設計師的概念設計貫穿整個過程,并對初步設計完成的設計方案進行造型構思,最后結合實際條件需求形成最終的設計方案。隨后,將設計完成的方案分配到具體設計中,對方案中具體細節進行推敲,在這個過程中,需要充分考慮設計者的創造能力,自身學科知識儲備以及設計經驗的豐富,以及是否能夠結合資料數據進行推理和決策,這樣才能創造出更符合消費者個性化的設計需求。
概念設計并非是簡單的傳統意義上的方案設計,其內涵更為廣泛、有深度,根據產品生命周期對產品功能進行創造、分解以及結構設計,是一個設計創造過程,同時也是一個實驗求解過程,從而滿足各項設計需求和指標,從多項設計方案中選擇最為合理的設計方案。概念設計過程中,設計人員需要具備較高的專業知識和設計經驗,能夠與時俱進采用更為先進的設計方法和商用運作知識,才能更為全面地應對消費者個性化的設計需求。
二、工業設計中產品概念設計特性
其一,創新性。無論是工業產品設計還是其他產品設計,最突出的特點就是追求創新性,作為設計的核心要素,只有不斷地進行創新才能得到性能優良,更富有競爭力的工業產品,從多種設計方案中選擇一種最為合理的設計方案,吸收其他方案的優點,形成一種創新型設計方案。
其二,多樣性。工業設計中產品概念設計的多樣性特點主要表現在設計結果的多樣化,以及設計思路多樣化。根據設計事理學方法論,同一產品因其人、事、物、場的不同會形成不同的功能需求,因此在概念設計時會產生完全不同的設計思路,選擇的設計方法同樣存在明顯差異。諸如在椅子的設計中,室內椅、室外椅、交通工具座椅、咖啡館椅的設計概念會因椅子所處的環境和使用者的不同形成不同的解決思路。
其三,層次性。對工業設計中的產品概念設計主要反映在功能、載體結構方面,產品的功能定義和功能分解反映在功能層,結構修改和變異作用在結構層,將兩種層面連接起來,從而形成產品的設計層次。無論是功能層還是結構層,自身具有一定的層次關系,層層遞進,不同層次功能對應不同的層次結構。
三、工業設計中產品概念設計的一般方法和設計因素
(一)工業設計中產品概念設計的一般方法
產品概念設計時選擇合理的設計方法,對于設計價值提升有著較為突出的作用,同時也能夠體現出設計師自身的綜合設計能力。一般情況下,工業設計中產品概念設計方法主要包括以下幾個方面:其一,聯想法,在工業產品開發過程中,可以在原有產品性能以及技術基礎上進行聯想,構思新產品的功能和形態,從而完成工業產品設計,同樣可以在其他領域產品基礎上進行聯想,為工業產品設計提供構思基礎;其二,仿生學法,通過對自然界的感悟來尋求設計靈感,觀察某一種生物的結構和形態,將此類元素融入到工業產品設計中;其三,縮小和擴大法,將工業產品的局部設計點;其四,逆向思維法,設計師在設計過程中,主要是采用傳統設計思維,可以通過對逆向思考產品原有的順序或者設計方法,來獲得設計靈感;其五,類比法,就某種產品而言,一經推出,市場可能會出現眾多類似產品,通過對產品的設計比較,能夠發現其他產品中創新的思維和方法,完善自身,設計出更為新穎的工業產品。
(二)工業設計中產品概念設計需要考慮的因素
功能因素。工業產品概念設計時需要充分考慮到產品的功能,只有功能得到創新才能吸引更多的消費者。功能是產品的實質性要求,消費者購買的并非是產品本身,而是產品所提供的功能。所以,在產品設計時以產品功能因素為核心,進行優化設計,提供可行的功能設計方案。
構成因素。產品概念設計需要考慮到產品構成要素,對這些構成要素進行分解和組合,取得最為優秀的產品,將其稱之為優化過程。設計師在對各種元素進行優化組合,結合實際工業產品設計需求,形成最為合理的設計方案。由此看來,對產品構成要素進行設計有助于實現產品的優化。
形態因素。工業設計中產品概念設計過程中需要運用多種學科理論,涉及層面較廣,結合實際設計需求進行設計,總的說來,設計師在產品概念設計過程中需要協調不同形態因素之間的關系,合理配置形態因素和知識,實現產品形態最優。
色彩因素。作為產品構成中不可或缺的組成部分,色彩因素的合理搭配往往能夠帶給人們更為強烈的視覺沖擊,無形中影響著人們對于工業產品的客觀評價。在工業設計中產品概念設計時,充分考量色彩因素,結合實際設計需求進行配置,有助于借助色彩來刺激消費者內心感知,感悟工業產品設計中的內涵,同設計師產生靈魂的共鳴,直觀地感受到設計師想要通過工業產品來傳遞的思想和內容,為產品帶來附加值,激發消費者購買欲望,贏得消費者的青睞,提升產品經濟效益。
四、工業設計中產品概念設計
(一)概念設計階段
工業設計中產品概念設計主要可以分為三個階段,其一是概念產生階段、選擇階段以及實現階段,其中概念的產生階段主要是指通過分析趨勢、創新技術、經濟條件等調研獲得產品開發方向,形成模糊的產品設計方向,將所有設計思路梳理清楚,明確有待解決的問題,合適的設計方法。對于其中存在的問題有針對性的提出解決方案,在眾多解決方案中選擇最優的解決方案,即概念設計方案。其二,概念選擇階段,確立評判標準,從眾多概念中選擇切實可行的方案,其主要選擇方式有外部決策、多數表決以及辯論等,在實際應用中較為切實有效。其三。概念實現階段,將選擇出來的概念設計方案制作出模型或者實際產品,實現概念設計。
(二)概念設計關鍵點
創造性思維。工業設計中產品概念設計中融入創造性思維是必不可少的,同時也是設計的靈魂關鍵,需要設計人員進行創造性思考,獲得創新。所以,應注重強化培養設計人員創造性思維能力,不斷完善自身專業設計能力和工作經驗,將邏輯思維和形象思維巧妙結合在一起,創造出更為新穎獨特的工業產品。
技術創新。在工業設計中產品概念設計中,技術創新具有至關重要的作用,其本質就是挖掘新鮮事物,提出更為新穎的設計理念,但是在多數情況下設計的產品無法滿足人們日益增長的需求。技術創新是知識的積累和靈感的勃發,單一的技術創新并不具備實際應用價值,只有將創新技術實際應用在產品設計中,這種技術突破性創新才富有實際意義,提升產品經濟效益。
應用虛擬現實技術。虛擬現實技術應用在工業產品概念設計中,有助于概念設計更好而滿足市場需求,趨于市場化發展。為了能夠更好地滿足市場需求,虛擬現實技術能夠為工業產品概念設計帶來更大優勢,當消費者面對一種虛擬的富有故事情境的產品,能夠帶給消費者一種直觀的互動感受,加強設計師同消費者之間的共鳴,帶來別樣的感受。此外,這樣的產品設計能夠大大降低市場風險,為企業決策人提供更好的發展依據,提升市場競爭力。