1、第二章 產品設計第二章 產品設計 第二章 產品設計1、產品設計過程 2、面向顧客的產品設計3、面向可制造與可裝配的產品設計 4、技術選擇與管理掌握掌握掌握了解 第二章 產品設計1、產品設計過程 2、面向顧客的產品第一節 產品設計過程產品設計將顧客需求或新產品構思變為具體產品的一個實現過程。1產品設計任務的基礎市場的需求 這是產品設計的出發點2產品設計具有創新性 創新并不是每件產品的設計都是創造性的，但總要有針對“滿足顧客需求”的某些新的功能、新的特性或新的外觀。一、產品設計及其特點第一節 產品設計過程產品設計將顧客需求或新產品構思變為3產品設計工作的社會性 應該考慮社會需要、市場狀況、經濟水平

2、、環境保護以及社會風俗等。4產品設計目標的先進性 新產品的技術含量越高，產品的壽命周期就越長。5產品設計是一個復雜系統工程 涉及機械、電子、材料等多學科技術，需要多學科的人員共同參與。一、產品設計及其特點3產品設計工作的社會性 一、產品設計及其特點產品設計對企業生存影響巨大在設計階段發現并改進產品的某一缺陷所需成本是1美元的話，那么在制造過程中將要花10美元才能糾正，如果產品已經制造出來，想改進這一缺陷，將要花100美元或更多，甚至無法挽回。由此可見，產品設計對企業經濟效益的影響是巨大的。一、產品設計及其特點產品設計對企業生存影響巨大一、產品設計及其特點方案設計技術設計工作圖設計二、產品設計過

3、程 方案設計技術設計工作圖設計二、產品設計過程 二、產品設計過程 1、方案設計明確設計思想和技術原理；正確地進行選型；確定新產品的基本結構和參數。 對于一般的機械產品而言，應包括總體方案設計和外觀造型設計、產品參數及性能指標計算、產品簡略總圖、傳動系統略圖，原理結構圖等。二、產品設計過程 1、方案設計（1）編制設計技術建議書（2）系統功能分析（3）原理方案設計（4）初步的結構方案設計（5）方案設計評審方案設計的具體內容（1）編制設計技術建議書方案設計的具體內容2技術設計詳細地設計產品的結構和零部件組成，對具體的結構參數進行比較、計算，最終確定主要尺寸、材料、零件空間布置等。技術設計的結果包括產

4、品總圖、部件結構圖、重要部件零件圖和分析計算說明書等資料。二、產品設計過程 2技術設計詳細地設計產品的結構和零部件組成，對具體的結構參3工作圖設計 作圖設計又稱圖紙設計或詳細設計。工作圖設計階段要完成全部的部件及零部件圖紙設計和零件明細表、產品說明書等任務。 工作圖設計是對功能結構設計的補充，其重點放在詳細地規定各個零件的形狀、尺寸、表面形態、材料及其他技術要求。二、產品設計過程 3工作圖設計 作圖設計又稱圖紙設計或詳細設計。工作圖設三、產品設計的原則 1需求原則 （1）切忌“閉門造車” （2）應該從動態的角度去觀察顧客需求 （3）不僅要關注顯需求的變化，而且要注意識別隱需求。2效益原則 設計

5、人員應時刻把設計與預期的效益緊密聯系起來，以產 品整個壽命周期費用最低為目標，同時要注意兼顧生產的經濟性和使用過程的經濟性。三、產品設計的原則 1需求原則3簡化原則 在確保產品功能的前提下，應力求簡化設計，這是降低成本、確保質量、提高可靠性的重要措施之一。4信息原則指設計過程中要不斷地進行信息交換，包括設計內部和外部的信息交換以及設計內部的信息交流。5合法原則 合法是指符合相關法律、法規的規定，符合國家政策以及相關的標準化原則。三、產品設計的原則3簡化原則三、產品設計的原則以下為汽車設計制造全過程，大致包括以下幾個步驟，手繪初步設計，效果圖，制作油泥模型，制作樣車，風洞實驗，模擬碰撞實驗，路試

6、，實車碰撞實驗等。以下為汽車設計制造全過程，大致包括以下幾個步驟，手繪初步設計汽車造型的設計也要有效果圖，將設計師對新車形狀的構思反映在圖畫上，這里面的內容有整車的形狀，色彩，材料質感及反光效果等，作為開發人員表述造型的構思和初步選型的參考。 效果圖由具有工業造型技術能力的開發人員完成，采用水彩、彩鉛或者素描等方式繪制。效果圖分為車身造型效果圖和車身內飾效果圖兩種，車身造型效果圖要表現出車型前面、側面和后面三者的關系，同時也要表現出車門拉手，倒后鏡、刮水臂、車牌位置等結構細節。車身內飾的效果圖主要表現出儀表板、中控臺、門護板、座椅及相互之間的空間位置。由于車廂內部難以用一面圖表達清楚，所以有些

7、效果圖是針對某些位置而單獨繪制的。 汽車造型的設計也要有效果圖，將設計師對新車形狀的構思反映在圖設計師手繪效果圖 設計師手繪效果圖 生產管理第2章產品設計課件生產管理第2章產品設計課件生產管理第2章產品設計課件畫圖的工具： 鉛筆 可以用2B的普通鉛筆畫草圖。畫精細的效果圖時應該有一支0.5的自動鉛筆，用2B以上的筆心。 馬克筆 分水性和油性兩種。油性馬克筆易干、不易滲，表現效果較好。水性馬克筆的色彩和種類很多。筆尖有各種粗細，最好是買兩頭的（一頭粗一頭細）。較好的馬克筆都是進口的，一般都要10元/支左右，要配齊各種顏色所費不菲，不過黑色、深灰、淺灰是必備的，而其他顏色就可以用小朋友畫畫的水彩筆

8、來代替，十幾元有12色的，24色等等，張就著用是可以的。畫圖的工具： 色粉 色粉有條狀、塊狀、粉末狀等等，市面上最常見的是色粉棒。注意是色粉棒（pastel）而不是油畫棒（oil pastel）。國產的24、36色一盒大約二、三十元，我用的一盒德國“Faber-Castell”24色的要200元。 水粉 在表現中用的相對較少一些。 紙張 專用的馬克筆，不會起毛和滲水，用意來非常的好；用光滑的白色硬紙板效果也不錯。專業設計師畫的圖一般是A2或A3的，便于攜帶也可用A4大小。 尺規 有時候畫曲線會用到。 手寫板 使用來在電腦上畫草圖或效果圖的，要直接連接在電腦上。色粉 色粉有條狀、塊狀、粉末狀等等

9、，市面上最常見的是色粉棒油泥的制作過程油泥的制作過程生產管理第2章產品設計課件生產管理第2章產品設計課件生產管理第2章產品設計課件將平面構思立體化、具體化，就是將設計構思實物化，將紙面的東西用形體表現出來，讓設計人員進行更細致和具體的探討。第一步就是選擇確定幾幅效果圖，依圖做縮小比例的汽車油泥模型或石膏模型，比例為3:8（美、英等英制國）或者1:10、1:5等。小比例模型的好處就是可以反復修改，成本低廉，如果一開始就做全尺寸模型，并在大模型上反復修改，就會消耗大量的時間和人力。由于現代轎車生產的規?；魏卧O計上的錯誤都會導致巨大的損失和浪費，因此設計師在縮小比例車模上進行研制是必不可少的一環

10、工作。 將平面構思立體化、具體化，就是將設計構思實物化，將紙面的東西制作樣車制作樣車生產管理第2章產品設計課件生產管理第2章產品設計課件生產管理第2章產品設計課件樣車是一輛具有試制性質，能夠駕駛運行的汽車。樣車試制仍是一個不斷修改的過程，但這種修改是為今后正式投產做鋪路的。在樣車試制階段，很多在造型設計過程中的不足之處會更真實地反映出來。例如在繪圖或在模型上能夠制造的東西，可能在實際生產中會有工藝上的困難；也可能會耗費過大，成本下不來；也可能在裝配上會產生干涉，安裝困難，等等。造型設計人員仍然要跟蹤工作，對樣車的造型設計進行全面的檢查，并根據設計要求進行修改。只有經過多次的反復修改，一輛經得起

11、實際考驗的造型方案才能實現，并做為今后生產的依據。樣車是一輛具有試制性質，能夠駕駛運行的汽車。因此，汽車造型設計的過程是一個不斷探討不斷修改不斷完善的過程，最后拿到生產線的圖紙很可能與最初的構思有很多不一樣的地方，甚至大相徑庭，這是一種很正常的現象。傳統的造型設計過程的最大缺陷是車身曲線需要依靠人力經過繪畫模型圖板等多次反復測量反復修改才能確定，耗費大量的勞動和時間，而且設計精度也難以保證，因此，用計算機代替部分人的勞動，是必然的趨勢。 因此，汽車造型設計的過程是一個不斷探討不斷修改不斷完善的過程風洞實驗風洞實驗生產管理第2章產品設計課件生產管理第2章產品設計課件生產管理第2章產品設計課件生產

12、管理第2章產品設計課件生產管理第2章產品設計課件生產管理第2章產品設計課件生產管理第2章產品設計課件模擬碰撞實驗模擬碰撞實驗生產管理第2章產品設計課件生產管理第2章產品設計課件生產管理第2章產品設計課件路試路試生產管理第2章產品設計課件生產管理第2章產品設計課件實車碰撞實驗實車碰撞實驗生產管理第2章產品設計課件 面向顧客的產品設計，是指在產品設計階段就要考慮產品對顧客需求的滿足程度，按照顧客的需要賦予產品應當具備的功能以及偏向顧客的喜好設計產品的外形和特性等。第二節 面向顧客的產品設計 面向顧客的產品設計，是指在產品設計階段就要考慮產品對顧質量功能展開是一種將顧客的要求引入產品設計規范，把顧客

13、要求轉化成設計要求、產品特性、工藝要求、制造要求的多次分析方法?；驹恚毫炕治鲱櫩托枨笈c工程措施間的關系度，經數據分析處理后找出對滿足顧客需求貢獻最大的工程措施，即關鍵措施，從而指導設計人員抓住主要矛盾，開展穩定性優化設計，開發出滿足顧客需求的產品。一、質量功能展開（Quality Function DevelopmentQFD）6西格瑪質量功能展開是一種將顧客的要求引入產品設計規范，把顧客要求轉6西格瑪 1西格瑪690000次失誤百萬次操作2西格瑪308000次失誤百萬次操作3西格瑪66800次失誤百萬次操作4西格瑪6210次失誤百萬次操作5西格瑪230次失誤百萬次操作6西格瑪3.4次失

14、誤百萬次操作7西格瑪0次失誤百萬次操作 6西格瑪 1西格瑪690000次失誤百萬次操什么是6西格瑪 是希臘文的字母，是用來衡量一個總數里標準誤差的統計單位。一般企業的瑕疵率大約是3到4個西格瑪，以4西格瑪而言，相當于每一百萬個機會里，有6210次誤差。如果企業不斷追求品質改進，達到6西格瑪的程度，績效就幾近于完美地達成顧客要求，在一百萬個機會里，只找得出3.4個瑕疪。6西格瑪（6Sigma）是在九十年代中期開始從一種全面質量管理方法演變成為一個高度有效的企業流程設計、改善和優化技術，并提供了一系列同等地適用于設計、生產和服務的新產品開發工具。繼而與全球化、產品服務、電子商務等戰略齊頭并進，成為

15、全世界上追求管理卓越性的企業最為重要的戰略舉措。6西格瑪逐步發展成為以顧客為主體來確定企業戰略目標和產品開發設計的標尺，追求持續進步的一種質量管理哲學。什么是6西格瑪 是希臘文的字母，是用來衡量一個總數里標何謂6西格瑪質量 一個公司的產品質量是這家公司整個營運的結果，影響的因素很多，錯綜復雜。Motorola公司用6西格瑪質量標出其目標，使復雜的問題變的容易了解。在Motorola，6西格瑪質量水準的意義如下：1. 3.4PPM(不良率或缺點數為百萬分之三點四)2. 99.99966%產品為無缺點。3. 提供一個與競爭者比較的基準，為TQM提供一個衡量的基準。4. 可以了解距離無缺點有多遠。何

16、謂6西格瑪質量 一個公司的產品質量是這家公司整成功事例(一)GE公司Jack Welch6西格瑪“是GE從來沒有經歷過的最重要的發展戰略。1995年末開始推行6西格瑪；推行西格瑪節約的成本收益3億美圓/1997、7.5億美圓/1998、15億美圓/1999；利潤率從13.6%/1995提高到16.7%/1998市值突破30000億美圓Jack Welch 先生為GE制定的三大發展戰略：6西格瑪、產品服務、全球化，使GE迅速發展成為全球最大、最成功的多元化經營的跨國集團。成功事例(一)GE公司Jack Welch成功事例(二)聯信公司Larry Bossidy從1994年開始推行6西格瑪推行6西

17、格瑪的收益累積超過20億美圓利潤率超過14%/1999是市值增長最快的企業成功事例(二)聯信公司Larry Bossidy1質量屋 將顧客對產品的需求信息用特定的矩陣形式展示出來，所得到的矩陣叫“質量屋”矩陣。構造質量屋矩陣是QFD的核心內容。一般的質量屋由六個部分組成，如圖2-2所示顧客對產品的各種要求項目按照重要程度的順序列出來；重要程度通過調查或通過顧客的直覺打分確定；分值1-5，越高越重要。本企業產品與其他企業產品滿足各個要求項目的程度進行打分；分值1-5，相對越高越有競爭性。又稱技術特征，指所具有的各種技術指標、特性；由頭腦風暴法得出；質量特性應便于量化質量特性指標1質量屋 將顧客對

18、產品的需求信息用特定的矩陣形式展示出來生產管理第2章產品設計課件1價值工程的基本原理價值工程是指在功能分析的基礎上，致力于以最低的總成本可靠地實現用戶所需要功能的有組織的創造性活動。價值工程的核心內容可以用下面公式來表達 價值功能成本 即：V=F/C 二、價值分析與價值工程1價值工程的基本原理二、價值分析與價值工程（1）可靠地實現用戶所需的功能是價值工程最根本的要求； （2）價值工程的目的是以最低的總成本可靠地實現顧客所需的功能；（3）功能分析是價值工程的關鍵； （4）價值工程是一項有組織的創造性活動 。這一公式概括了以下幾方面的內容：（1）可靠地實現用戶所需的功能是價值工程最根本的要求； 這

19、2. 提高產品價值的途徑和產品設計開發方向（1）在保持成本的基礎上，提高功能 （2）保證功能，降低成本 （3）成本有所提高，功能大幅度提高 （4）功能有所下降，但成本大幅度降低 （5）成本下降，功能提高 2. 提高產品價值的途徑和產品設計開發方向（1）在保持成本的（1）搜集情報資料 （2）功能定義-零部件的功能的表達 （3）功能整理-使用功能和品味功能（4）功能成本分析 （5）功能評價-金額形式、評分形式 （6）價值分析-V=F/C （7）創新與方案評價-改進方案、評價3價值工程在產品設計中的應用（1）搜集情報資料 3價值工程在產品設計中的應用第三節 面向可制造與可裝配的產品設計 一、產品設計

20、與產品壽命周期1. 傳統的產品設計和開發過程，是以順序的任務方式完成的。整個過程被分割成若干串聯的階段，每個階段的啟動需以上一階段的完成作為前提。2. 產品壽命周期是指產品從規劃、設計、生產、裝配、銷售、使用、維護保養直到回收再利用的全過程。第三節 面向可制造與可裝配的產品設計 一、產品設計與產品壽產品生命周期分四個階段：引入期、成長期、成熟期、衰退期。產品設計與產品壽命周期關系P27圖2-6面向產品壽命周期的設計意味著，在設計階段就考慮到產品壽命歷程的所有環節，以求產品全壽命周期所有相關因素在產品設計階段就能得到綜合規劃和優化。產品生命周期分四個階段：面向產品壽命周期的最終目標是盡可能在質量

21、、環保等約束條件下縮短設計時間并實現產品全壽命周期總成本最低。生產管理第2章產品設計課件二、并行工程-CE(Concurrent Engineering) 1并行工程的概念 并行工程是集成地、并行地設計產品及其相關的各種過程的系統方法。這種方法要求產品開發人員從設計一開始就要考慮產品整個壽命周期中從概念形成到產品報廢處理的所有因素，包括質量、成本、進度計劃和顧客需求。二、并行工程-CE(Concurrent Enginee（1）嚴格按照“市場分析-產品設計-制造-維修”的順序逐一展開的；（2）每項工作完成之后，將結果傳遞到下一個部門，實施下一項工作；（3）在組織管理上沿用了按職能分工的形式。2

22、.傳統傳統的產品開發模式：（1）嚴格按照“市場分析-產品設計-制造-維修”的順序逐一展弊端（1）開發部門與其他有關部門缺乏溝通；（2）在各項工作之間人為地形成了許多隔墻，造成大量的重復性工作和返工修改工作；（3）拖長了產品開發周期；（4）影響到產品的顧客滿意度；（5）不利于保證產品的質量和成本。弊端（1）開發部門與其他有關部門缺乏溝通；3.并行工程的特點（1）面向產品壽命周期的設計過程 （2）突出“并行”的理念和方法 （3）強調系統集成的思想（4）分布式的組織結構 并行工程通過建立跨部門的多學科人員組成的產品開發團隊（項目組）廣泛獲取信息，從產品整個壽命周期角度全面考慮產品設計中得問題。3.并行工程的特點（1）面向產品壽命周期的設計過程 并行工三、面向可制造與可裝配的產品設計（design for manufacture and assembly, DFMA）“產品設計”意味著（1）產品功能設計（2）產品美學設計；（3）面向可制造與裝配的產品設計 -詳細的闡明產品的材料、形狀、零件的公差及組合方