生产管理之产品设计概述

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价值＝功能／成本
•
即：V=F/C
这一公式概括了以下几方面的内容：
（1）可靠地实现用户所需的功能是价值工 程最根本的要求；
（2）价值工程的目的是以最低的总成本可 靠地实现顾客所需的功能；
（3）功能分析是价值工程的关键； （4）价值工程是一项有组织的创造性活动 。
2. 提高产品价值的途径和产品设计开发方向
的矩阵叫“质量屋”
矩阵。构造质量屋矩
阵是QFD的核心内容。
一般的质量屋由六个
部分组成，如图2-2
质量
特性
所示
指标
二、价值分析与价值工程
• 1．价值工程的基本原理
– 价值工程是指在功能分析的基础上，致力于以最低 的总成本可靠地实现用户所需要功能的有组织的创 造性活动。
• 价值工程的核心内容可以用下面公式来表达
• （1）编制设计技术建议书 • （2）系统功能分析 • （3）原理方案设计 • （4）初步的结构方案设计 • （5）方案设计评审
二、产品设计过程
2．技术设计
• 详细地设计产品的结构和零部件组成，对具 体的结构参数进行比较、计算，最终确定主 要尺寸、材料、零件空间布置等。
• 技术设计的结果包括产品总图、部件结构图、 重要部件零件图和分析计算说明书等资料。
• 效果图由具有工业造型技术能力的开发人员完成，采用水彩、彩 铅或者素描等方式绘制。
• 效果图分为车身造型效果图和车身内饰效果图两种，车身造型效 果图要表现出车型前面、侧面和后面三者的关系，同时也要表现 出车门拉手，倒后镜、刮水臂、车牌位置等结构细节。
• 车身内饰的效果图主要表现出仪表板、中控台、门护板、座椅及 相互之间的空间位置。
二、产品设计过程
方案设计
技术设计
工作图设计
二、产品设计过程
1、方案设计
– 明确设计思想和技术原理； – 正确地进行选型； – 确定新产品的基本结构和参数。
对于一般的机械产品而言，应包括总体方案设 计和外观造型设计、产品参数及性能指标计算、 产品简略总图、传动系统略图，原理结构图等。
方案设计的具体内容
第三节 面向可制造与可装配的产品设计
一、产品设计与产品寿命周期
1. 传统的产品设计和开发过程，是以顺序的任务方式完 成的。整个过程被分割成若干串联的阶段，每个阶 段的启动需以上一阶段的完成作为前提。
2. 产品寿命周期是指产品从规划、设计、生产、装配、 销售、使用、维护保养直到回收再利用的全过程。
• 产品生命周期分四个阶段：
（1）在保持成本的基础上，提高功能 （2）保证功能，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
3．价值工程在产品设计中的应用
（1）搜集情报资料 （2）功能定义---零部件的功能的表达 （3）功能整理---使用功能和品味功能 （4）功能成本分析 （5）功能评价---金额形式、评分形式 （6）价值分析---V=F/C （7）创新与方案评价---改进方案、评价
• 5．产品设计是一个复杂系统工程
• 涉及机械、电子、材料等多学科技术，需要多学科的 人员共同参与。
一、产品设计及其特点
• 产品设计对企业生存影响巨大
• 在设计阶段发现并改进产品的某一缺陷所需成本 是1美元的话，那么在制造过程中将要花10美元 才能纠正，如果产品已经制造出来，想改进这一 缺陷，将要花100美元或更多，甚至无法挽回。 由此可见，产品设计对企业经济效益的影响是巨 大的。
• 2．效益原则
设计人员应时刻把设计与预期的效益紧密联系起来，以产 品整个寿命周期费用最低为目标，同时要注意兼顾生产的经济 性和使用过程的经济性。
三、产品设计的原则
3．简化原则
在确保产品功能的前提下，应力求简化设计，这是降低成 本、确保质量、提高可靠性的重要措施之一。
4．信息原则——指设计过程中要不断地进行信息交换，
6西格玛
1西格玛＝690000次失误／百万次操作 2西格玛＝308000次失误／百万次操作 3西格玛＝66800次失误／百万次操作
4西格玛＝6210次失误／百万次操作 5西格玛＝230次失误／百万次操作 6西格玛＝3.4次失误／百万次操作
7西格玛＝0次失误／百万次操作
什么是6西格玛
"σ"是希腊文的字母，是用来衡量一个总数里标准误差的统 计单位。一般企业的瑕疵率大约是3到4个西格玛，以4西 格玛而言，相当于每一百万个机会里，有6210次误差。 如果企业不断追求品质改进，达到6西格玛的程度，绩效 就几近于完美地达成顾客要求，在一百万个机会里，只找 得出3.4个瑕疪。
• 第一步就是选择确定几幅效果图，依图做缩小比例的汽车油泥模 型或石膏模型，比例为3:8（美、英等英制国）或者1:10、1:5等。
• 小比例模型的好处就是可以反复修改，成本低廉，如果一开始就 做全尺寸模型，并在大模型上反复修改，就会消耗大量的时间和 人力。
• 由于现代轿车生产的规模化，任何设计上的错误都会导致巨大的 损失和浪费，因此设计师在缩小比例车模上进行研制是必不可少 的一环工作。
查，并根据设计要求进行修改。
• 只有经过多次的反复修改，一辆经得起实际考验的造型方案才能 实现，并做为今后生产的依据。
• 因此，汽车造型设计的过程是一个不断探讨不断修改不断完善的 过程，最后拿到生产线的图纸很可能与最初的构思有很多不一样 的地方，甚至大相径庭，这是一种很正常的现象。
• 传统的造型设计过程的最大缺陷是车身曲线需要依靠人力经过绘 画－模型－图板等多次反复测量反复修改才能确定，耗费大量的 劳动和时间，而且设计精度也难以保证，因此，用计算机代替部
• 色粉 色粉有条状、块状、粉末状等等，市面上最常见的是色粉棒。注 意是色粉棒（pastel）而不是油画棒（oil pastel）。国产的24、 36色一盒大约二、三十元，我用的一盒德国“FaberCastell”24色的要200元。
• 水粉 在表现中用的相对较少一些。
• 纸张 专用的马克笔，不会起毛和渗水，用意来非常的好；
• 由于车厢内部难以用一面图表达清楚，所以有些效果图是针对某 些位置而单独绘制的。
• 设计师手绘效果图
• 画图的工具：
• 铅笔 可以用2B的普通铅笔画草图。画精细的效果图时应该有一支0.5 的自动铅笔，用2B以上的笔心。
• 马克笔 分水性和油性两种。油性马克笔易干、不易渗，表现效果较好。 水性马克笔的色彩和种类很多。笔尖有各种粗细，最好是买两头 的（一头粗一头细）。较好的马克笔都是进口的，一般都要10元 /支左右，要配齐各种颜色所费不菲，不过黑色、深灰、浅灰是 必备的，而其他颜色就可以用小朋友画画的水彩笔来代替，十几 元有12色的，24色等等，张就着用是可以的。
2．产品设计具有创新性
创新——并不是每件产品的设计都是创造性的，但总要有针对“满足顾 客需求”的某些新的功能、新的特性或新的外观。
一、产品设计及其特点
• 3．产品设计工作的社会性
• 应该考虑社会需要、市场状况、经济水平、环境保护 以及社会风俗等。
• 4．产品设计目标的先进性
• 新产品的技术含量越高，产品的寿命周期就越长。
二、产品设计过程
3．工作图设计
作图设计又称图纸设计或详细设计。工作图设计阶段 要完成全部的部件及零部件图纸设计和零件明细表、 产品说明书等任务。
工作图设计是对功能结构设计的补充，其重点放在 详细地规定各个零件的形状、尺寸、表面形态、材料 及其他技术要求。
三、产品设计的原则
1．需求原则
• （1）切忌“闭门造车” • （2）应该从动态的角度去观察顾客需求 • （3）不仅要关注显需求的变化，而且要注意识别隐需求。
6西格玛（6Sigma）是在九十年代中期开始从一种全面质量 管理方法演变成为一个高度有效的企业流程设计、改善和 优化技术，并提供了一系列同等地适用于设计、生产和服 务的新产品开发工具。继而与全球化、产品服务、电子商 务等战略齐头并进，成为全世界上追求管理卓越性的企业 最为重要的战略举措。6西格玛逐步发展成为以顾客为主 体来确定企业战略目标和产品开发设计的标尺，追求持续 进步的一种质量管理哲学。
成功事例(一)
GE公司Jack Welch
6西格玛“是GE从来没有经历过的最重要的发展战略。 1995年末开始推行6西格玛；推行西格玛节约的成本收益3亿美圆/1997、
7.5亿美圆/1998、15亿美圆/1999； 利润率从13.6%/1995提高到16.7%/1998 市值突破30000亿美圆 Jack Welch 先生为GE制定的三大发展战略：6西格玛、产品服务、全
何谓6西格玛质量
一个公司的产品质量是这家公司整个营运的结 果，影响的因素很多，错综复杂。Motorola公司 用6西格玛质量标出其目标，使复杂的问题变的容 易了解。在Motorola，6西格玛质量水准的意义 如下：
• 1. 3.4PPM(不良率或缺点数为百万分之三点四) 2. 99.99966%产品为无缺点。 3. 提供一个与竞争者比较的基准，为TQM提供一个衡量 的基准。 4. 可以了解距离无缺点有多远。
一、质量功能展开
（Quality Function Development—QFD）
• 质量功能展开是一种将顾客的要求引入产品设计 规范，把顾客要求转化成设计要求、产品特性、 工艺要求、制造要求的多次分析方法。
• 基本原理：
6西格玛
– 量化分析顾客需求与工程措施间的关系度，经数据分 析处理后找出对满足顾客需求贡献最大的工程措施， 即关键措施，从而指导设计人员抓住主要矛盾，开展 稳定性优化设计，开发出满足顾客需求的产品。
球化，使GE迅速发展成为全球最大、最成功的多元化经营的跨国集 团。
成功事例(二)
联信公司Larry Bossidy 从1994年开始推行6西格玛 推行6西格玛的收益累积超过20亿美圆 利润率超过14%/1999 是市值增长最快的企业
1．质量屋
将顾客对产品的需求
信息用特定的矩阵形
式展示出来，所得到
• 用光滑的白色硬纸板效果也不错。专业设计师画的图一般是A2或 A3的，便于携带也可用A4大小。
• 尺规 有时候画曲线会用到。
• 手写板 使用来在电脑上画草图或效果图的，要直接连接在电脑上。
• 油泥的制作过程
• 将平面构思立体化、具体化，就是将设计构思实物化，将纸面的 东西用形体表现出来，让设计人员进行更细致和具体的探讨。
分人的劳动，是必然的趋势。
• 风洞实验
• 模拟碰撞实验
• 路试
• 实车碰撞实验
第二节 面向顾客的产品设计
面向顾客的产品设 计，是指在产品设 计阶段就要考虑产 品对顾客需求的满 足程度，按照顾客 的需要赋予产品应 当具备的功能以及 偏向顾客的喜好设 计产品的外形和特 性等。
包括设计内部和外部的信息交换以及设计内部的信息交流。
5．合法原则
合法是指符合相关法律、法规的规定，符合国家政策以及 相关的标准化原则。
• 以下为汽车设计制造全过程，大致包括以下几个步 骤，手绘初步设计，效果图，制作油泥模型，制作 样车，风洞实验，模拟碰撞实验，路试，实车碰撞 实验等。
• 汽车造型的设计也要有效果图，将设计师对新车形状的构思反映 在图画上，这里面的内容有整车的形状，色彩，材料质感及反光 效果等，作为开发人员表述造型的构思和初步选型的参考。
• 制作样车
• 样车是一辆具有试制性质，能够驾驶运行的汽车。 • 样车试制仍是一个不断修改的过程，但这种修改是为今后正式投
产做铺路的。
• 在样车试制阶段，很多在造型设计过程中的不足之处会更真实地 反映出来。
• 例如在绘图或在模型上能够制造的东西，可能在实际生产中会有 工艺上的困难；
• 也可能会耗费过大，成本下不来； • 也可能在装配上会产生干涉，安装困难，等等。 • 造型设计人员仍然要跟踪工作，对样车的造型设计进行全面的检
第二章 产品设计
第二章 产品设计
掌握
1、产品设计过程 2、面向顾客的产品设计
掌握 掌握
3、面向可制造与可装配的产品设计
了解
4、技术选择与管理
第一节 产品设计过程
一、产品设计及其特点
产品设计——将顾客需求或新产品构思变为具体 产品的一个实现过程。
1．产品设计任务的基础——市场的需求
• 这是产品设计的出发点
– 引入期、成长期、成熟期、衰退期。
• 产品设计与产品寿命周期关系
• P27——图2-6
• 面向产品寿命周期的设计意味着，在设计阶段就 考虑到产品寿命历程的所有环节，以求产品全寿 命周期所有相关因素在产品设计阶段就能得到综 合规划和优化。