产品设计与开发.docx

1.新产品开发的意义在丁•以下几点。

（1）开发新产品是企业生存和发展的根本保证。

（2）开发新产品能够更好地满足人们日益增长的物质和文化生活要求。

（3）开发新产品是提高企业竞争能力的重要手段。

（4）开发新产品是捉高企业经济效益的逼要手段
2.简述成功产品开发的特点。

成功的产品开发可以为企业带來丰厚的利润，通常从下面5个方面评估产品开发工作的效果。

1产品质量好
2产品成本低
3开发时间短
4开发成本低
5开发能力强
冇如下三项功能儿乎总是产品开发的中心。

（1）营销：营销功能在企业与顾客之间起中介作用。

（2）设计：设计功能在定义最能满足消费者需求的产品的实物形态时，发挥着领导作用。

（3）制造：制造功能主要负责设计并运行生产系统，以便生产产品。

3.产品开发中工业设计的原则
1.功能性的原则：功能性就是指产品适宜于人的使用。

它是衡量产品设计的一条最基本的原则，也是产品存在的
依据。

2.创新性的原则：创新性是产品设计的一个重要前提，任何产品的发展，都是建立在创新的基础上的, 包括对原有
产品设计的完善。

3.语义性的原则：语义性是指事物具冇被他人认知的可能性，是运用材料、构造、造型、色彩等來表达产品存在
的依据和语义。

4.美学的原则：这是一项难以度量的标准，但却乂是客观存在的标准。

5.以人为木的原则：产品不仅应当给消费者提供使用上的方便，同吋也应当给使用者提供心理上的慰藉和精神上
的享受。

6.理性的原则：优秀的产品设计应当从整体构思到细节的处理都符合逻辑，即从使用功能到美学效果, 都应当具冇
符合逻辑的一致性。

7.简洁的原则：简洁的原则就是将产品的造型化简到极致，即所谓的“简洁主义
8.生态帄衡的原则：产品设计的宗旨在于创造一种优良的生活方式，而生态与环境是这种生活方式最基本的前提。

4.简述新产品的定义与特点。

我国对新产品的定义：新产品必须是利用本国或外国的设计进行试制或生产的工业产品。

新产品的结构、性能或化学成分比老产品优越。

就全国范围來说，是指我国第一次试制成功的新产品。

就一个部门、地区或企业来说，是指本部门、本地区或本企业第一次试制成功的新产品。

新产品具有以下特点：
（1）先进性：从技术上看，新产品由于在一定程度上应用了新的科学技术、新的材料、新的工艺、新的原理，所以新产品人多数具有了新技术的特征。

（2）时效性：任何新产品都要随若消费者的需耍、产品的市场周期和使用条件的变化而变化。

（3）独特性：任何新产品都具有独特的加工工艺、独特的结构、独特的材料、独特的造型形态、独特的
到被市场淘汰的整个过程。

PLC 分为介绍期
(Introduc- tion)>增长期(Growth)>成熟期 (Mature 衰退 使用方法。

(4) 系统性：新产品的诞生要求企业内各个部门的密切配合，如研究开发部门与生产、销竹部门的配合。

按照产品研究开发过程来分，新产品可分为全新产品、改进型新产品、模仿型新产品、形成系列型新产品、 降低成本型
新产品和重新定位型新产品。

1. 全新产品：全新产品是指应用新原理、新技术、新材料，具冇新结构、新功能的产品。

2. 改进型新产品：改进型新产品是指在原有老产品的基础上进行改进，使产品在结构、功能、品质、花 色、款式及
包装上具有新的特点和新的突破。

3. 模仿型新产品：模仿型新产品是指企业对国内外市场上已有的产品进行模仿生产产品，称为本企业的 新产品。

4. 形成系列型新产品：形成系列型新产品是指在原冇的产品大类中开发出新的品种、花色、规格等，从 而与企业原
有产品形成系列，扩人产品的目标市场。

5. 降低成本型新产品：降低成本型新产品是以较低的成木提供同样性能的新产品，主要是指企业利用新 科技，改进
生产工艺或提高生产效率，削减原产品的成本，但保持原有功能不变的新产品。

6. 重新定位型新产品：重新定位型新产品指企业的老产品进入新的市场而被称为该市场的新产品。

5. 产品生命周期(Product Life Cycle),简称PLC,是指产品的市场寿命，即一种新产品从开始进入市场
期(Decline)四个阶段，如图1-2所示。

1. 介绍(投入)期：新产品投入市场，便进入介绍期。

2. 成长期：这时顾客对产品己经熟悉，大量的新顾客开始购买，市场逐步扩大。

3. 成熟期：市场需求趋向饱和，潜在的顾客己经很少，销律额增长缓慢直至转 而下降，标志着
产品进入了成熟期。

4. 衰退期：随着科学技术的发展，新产品或新的代用品的出现，将使顾客的消 费习惯发生改变，
转向英他产品，从而使原來产品的销售额和利润额迅速下降。

于是, 新产品开发策略的类型是根据新产品策略的维度组合而成的。

产品的竞争领域、新产品开发的目标及实现 H 标的措施构成了一个三维的新产品策略。

对各维度及维度的诸要素组合，便形成了各种新产品开发策略。

儿种典型的新产品开发策略如下。

1. 冒险或创业策略：冒险策略是具冇高风险性的新产品策略，通常是在企业面临巨大的市场压力时而 采用的。

企业常常会
孤注一掷地调动其所冇资源投入新产品开发，期望风险越大，回报越大。

2. 进取策略：进取策略是由以下要素组合而成的。

竞争领域在于产品的最终用途和技术方面，新产品 开发的H 标是通过新
产品市场占有率的提高使企业获得较快的发展；创新程度较高，频率较快；大多数新 产品选择率先进入市场；开发方式通常是白主开发；以一定的企业资源进行新产品开发，不会因此而影响 企业现冇的生产状况。

3. 紧跟策略：紧跟策略是指企业紧跟本行业实力强大的竞争者，迅速仿制竞争者己成功上市的新产品， 来维持企业的生存
和发展。

4. 保持地位或防御策略：保持或维持企业现有的市场地位，有这种策略hl 标的企业会选择新产品开发 的防御策略。

现代设计的4大类要素，分别是：人的要素、技术要素、市场环境要素、审美形态要素。

(1) 人的要素：人是产品设计中最基本的要素，是产品设计活动得以形成、实施的关键。

(2) 技术要素：产品设计时必须考虑产品结构、生产、材料、加工工艺、表而处理等各种技术问题， 才能使产品设计构想
变为现实。

（3） 市场环境要素：是指设计师在进行设计时的周围情况和条件。

（4） 审美形态要素：美可以唤起人的心灵和精神，给人感官以愉悦。

6. 现代设计的主要特点：
产品进入了衰退期。

（1）系统性：现代设计方法是逻辑的系统的设计方法。

（2）社会性：现代设计开发新产品的整个过程，从产品的概念形成到报废处理的全寿命周期中的所冇问题，都要以面向社会、而向市场为指导思想全而地考虑解决。

（3）创造性：现代设计强调激励创造冲动，突出创新意识，力主抽彖的设计构思、扩展发散的设计思维、多种可行的创新方案、广泛深入的评价决策，集体运用创造技法，探索创新工艺试验，不断寻求故优方案。

（4）最优化：现代设计重视综合集成，在性能、技术、经济、制造工艺、使用、环境等各种约束条件下, 在广泛的学科领域之间，通过计算机以高效率综合集成最新科技成果，寻求最优方案和参数。

（5）动态化：现代设计在静态分析的基础上，考虑载荷谱、负载率等随机变量，进行动态多变量最优化。

（6）宜人性：现代设计强调产品内在质量的实用性，外观质量的美观性、艺术性、时代性，在保证产品物质功能的前提下，要求对用户产生新颖舒畅等糟神功能。

（7）智能化：现代设计认为，各种生物在自己的某些领域里具冇极高的水帄，其中人的智能最高，通过知识和信息的获取、推理和运用，能解决极其复杂的问题。

（8）CA化：现代设计广泛使用计算机使设计计算、绘图、制造、改进一体化，日新月异的功能强人的软件使设计工作而貌不断更新，能够包容的影响设计的因素也日益增多，大大提高了设计的精度、稳定性和效率。

修改设计也极为方便。

机械产品设计冇以下三个方面的主要任务：
1.功能原理设计：功能是某一产品的特定工作能力的抽彖化描述。

产品的功能原理设计是针对某一确定的功能要求，寻求一些物理效应，并借助于某些作用原理來求得一些实现该功能H标的解法原理。

2.实用化设计：使原理构思转化为具有实用水帄的机器。

完成从总体设计、部件设计、零件设计到制造施工的全部技术资料。

3.商品化设计：产品不只在技术上成功，要保证产品在市场竞争中成功。

7.产品基本开发流程的6个阶段：
阶段0,计划：规划经常被作为“零阶段”是因为它先于项H的达成和实际产品开发过程的启动。

阶段1,概念开发：概念开发阶段的主要任务是识别目标市场的需要，产生并评佔可替代的产品概念, 为进一步开发选择一个概念。

阶段2,系统水帄设计：系统水帄设计阶段包扌占产品结构的定义、产品子系统和部件的划分。

阶段3,细节设计：细节设计阶段包括产品的所有非标准部件及从供应商处购买的标准部件的尺寸、材料和公差的完整明细表，建立流程计划并为每一个即将在生产系统屮制造的部件设计工具。

阶段4,测试和改进：测试和改进阶段包括产品的多个生产前版本的构建和评估。

阶段5,产品推出：在产品推出阶段，使用规划生产系统制造产品。

8.简述质量功能配置的基本原理与过程。

质量功能配置（Quality Function Deploymeni, QFD）是从质量保证的角度出发，通过一定的市场调查方法获取顾客需求，并采用矩阵图解法将顾客需求分解到产品开发的各个阶段和各职能部门中，通过协调各部门的工作以保证最终产品质量，使得设计和制造的产品能真正地满足顾客的需求。

产品开发过程的QFD方法
步骤I:确认顾客一他们是谁？理解设计问题的目标是将顾客的需求转换为关于设计内容的技术性描述。

步骤2：确定顾客的需求一顾客想要什么？一般情况下，顾客典型的需求是希與产甜能够按预期正常工
作，冇长的使用寿命，便于维护，外观冇吸引力，冇最新的科技含量，以及其他许多特点。

步骤3：确定需求的相对重要性一谁对应什么？可以通过对每个需求加权重的方法来解决，权重大小反映了要实现每个需求所要花费的努力、吋间和金钱的多少。

步骤4：辨别和评价竞争对手一别人现在是如何满足顾客需求的？这一步骤的目标是要确定顾客从竟争对手那里得到需求上满足的程度。

步骤5：形成工程设计要求一如何使顾客的需求得到满足？这一步骤的目标是要形成一系列的工程设计要求，这些要求使用参数形式来表达并能够被测定，而且有指标。

步骤6：把顾客的需求和工程设计要求联系起來一如何去测定各种性能？采用一些特定的符号來表达某些参数和顾客需求Z 间的关系。

步骤7：建立工程指标一多少就足够好？这些指标用來评价产品的功能满足顾客需求的程度，首先要了解竞争对手的指标是多少，然后再确定口己新产品的指标应该是多少。

步骤8：确定工程需求Z间的关系一互相Z间是怎样相互倚赖的？
“顾客需求分析”的讨论。

找到需求的目标不仅仅是使顾客满童，而且要刺激他们去购买产品
并向别人推荐。

Kano的顾客满意度模型勾画出对应产品功能的顾客满意的情
况：从反感到喜欢全部呈现出來，如图1-9所示。

该图中的三条线分别表示
了基木特征、性能特征和刺激特征。

基本特征是指顾客不一定说出來的产品设想功能方面的需求。

性能特征是要用语言表达的。

性能越好，产品就越好。

寻找具有刺激特征的需求。

具有刺激特性的需求也被称为“wow需求”。

在QFD'P,收集刺激性性能和需求信息的三种常用方法：观察、统计和中心
小组。

（1）观察：大部分新产品都是对现冇产品的完善，因此许多需求都可以通过观察顾客使用现冇产品的情况来获得。

（2）统计：一般用于收集特定的信息或者征求人们对定义明确的项冃的意见。

（3）中心小组：用来帮助人们从耕心挑选的潜在消费群体中获得顾客需求。

第2章
1.设计方法学具体的研究对象有：
（1）设计对彖：设计对象是-•个能实现一定技术过程的技术系统。

（2）设计进程：设定技术过程及规划技术系统的边界，确定技术系统的总功能，包括物质功能和精神功能。

（3）设计评价：优选多个设计方案的方法是，先根据一定的准则和方法对各方案进行评价，然后按正确的原则和步骤进行决策，逐步求得最优方案。

（4）设计思维：设计是一种创新，设计思维应是创造性思维，创造性思维有其木身的特点和规律，并可通过一定的创造技法来激发人们的创造性思维。

（5）设计工具：把分散在不同学科领域的大量设计信息集屮起來，按设计方法学的系统程式分类列表, 建立各种设计信息库，通过计算机等先进设备方便快速地调用参考。

（6）现代设计理论与方法的应用：把成批涌现且不断发展的各种现代设计理论与方法应用到设计进程中來，使设计方法学更臻完备。

2.什么是技术系统？举例说明技术系统应该具有的分功能单元。

技术系统所具有的功能，是完成技术过程的根本特性。

从功能的角度分析，技术系统应具有下列能完成不同分功能的单元：
①作业单元，完成转换工作；
②动力单元，完成能量的转换、传递与分配；
③控制单元，接受、处理和输出控制信息；
④检测单元，检测技术系统各种功能的完成情况，反馈给控制单元；
⑤结构单元，实现系统各部分的连接与支承。

3.设计有哪几个工作阶段？
1、产品规划阶段
该阶段要进行需求分析、市场预测、可行性分析，确定设计参数及制约条件，最后给出详细的设计任务书 (或要求表)，以作为设计、评价和决策的依据。

2、方案设计阶段
在功能分析的基础上通过创新构思、搜索探求，优化筛选出较理想的功能原理方案，这是决定产品性能、成本，关系到产品水帄及竞争能力的重要阶段。

3、技术设计阶段
该阶段是将功能原理方案具体化为机器及零部件的合理结构。

相对于方策案阶段的创新设计，技术设计阶段应冇更多反映设计规律的合理化设计要求。

(1)总体设计(2)结构设计(3)商品化设计(4)模块或样机试验
4、施工设计阶段
该阶段进行零件工作图、部件装配图的设计，完成全部生产图纸并编制设计说明书、工艺文件、使用说明书等有关技术文件。

4.解决问题的逻辑步骤。

分析一一综合一一评价——决策
分析：明确问题的木质要求，这是解决问题的前提。

综合：在一定条件卞，对未知系统探寻解法的创造性过程，应采用各种方法求得尽可能多的解法。

评价是筛选的过程。

用科学方法对多种方案进行比较和评定，同时针对某些方案的弱点进行调整和优化。

决策：在评价的基础上根据己定的目标找出解决问题的最佳解法。

5.简述现代设计方法的特点。

程式性：研究设计的全过程
创造性：突出人的创造性，发挥集体智栽，力求探寻更多突破性方案，开发创新产品
系统性：强调用系统工程处理技术系统问题
优化性：设计的目的是得到功能全、性能好、成本低的价值最优的产品。

综合性：现代设计方法建立在系统工程、创造工程基础上，综合运用信息论、优化论、相似论、模糊论、可靠性理论等自然科学理论和价值工程、决策论、预测论等社会科学理论，同时采用集合、矩阵、图论等数学工具和电子计算机技术，总结设计规律，捉供多种解决设计问题的科学途径。

计算机辅助设计：计算机将更全面地引入设计。

6.简述功能分析法的设计及逻辑步骤。

分析综合评价决策
总功能分析
总功能的描述要准确、简洁，合理抽象，抓住本质，这样便于使设计H的明确，思路开阔。

分析系统的总功能常
采用“黑箱法”。

功能分解
--般工程系统都比较复杂，难以直接求得满足总功能的系统解。

按照系统分解的原则进行功能分解，可通过较简单-的功能元去求解。

总功能可分解为分功能、二级分功
能......功能元，并用树状的功能关系图（功能树）表达。

功能元求解
机器、仪器中的基本功能元可分为三类：物理功能元、逻辑功能元和数学功能元。

求系统原理解：
将各功能元解合理组合，可以得到多个系统原理解。

可采用形态综合法进行功能元解的组合。

求最佳系统原理方案
在众多方案中比较方案-•般由粗到细，由定性到定量进行优选。

首先进行粗筛选，把与设计要求不符的或各功能元解不相容的方案去除。

定性选取比较满意的儿个方案后再采用科学的评价方法进行定量评价, 从屮选出符介没计要求的最佳原理方案。

设计工具
1、设计目录：（1）对象目录（2）作业目录（3）解法目录
2、知识库：（1）数据库（2）设计词典（3）手册
7.简述结构方案设计的思路是什么？
①从定性到定昴:：定性构形,，选材料，再定量确定零件尺寸；
②从局部到整体：功能而构形后组合为零件，通过零件间的连接或和对运动构成部件。

8.系统化设计具有哪些特点？
第3章
1、产品创新的概念是什么？
产品创新：新产品在经济领域里的成功运用，包括对现冇生产耍素进行组合而形成新的产品的活动。

2、新产品开发具有的战略意义是什么？
新产品开发可以成为竞争优势的源泉；
新产品开发可以加强战略优势；
新产品开发能够提高公司形象；
新产品开发的保持企业研究与开发能力；
新产品开发可以充分利用生产和经营资源；
(1)技术开发阶段
(2)生产开发阶段
(3)市场开发阶段 新产品可以提高品牌权益；
新产品开发可以影响人力资源。

3. 新产品开发经历哪几个阶段？
企业从事新产品开发需要经历的三个阶段:
技术开发是指企业把新思想、新构思转变为新的产品原型或样品的过程。

生产开发是指企业把新的产品原形或样品转变为新产品的过程。

市场开发是指企业把新产品转变为市场上所需要的新商品的过程。

一个企业能够采用的创新类型基本上分为三种，即先导型、适应型和 模仿型。

先导意味着首次踏入某一境地；
适应意味猎踏上开拓者的道路，并试图以某种方式对它进行改 进；
模仿总味着对一项创新不加改变，照搬照抄。

4. 新产品开发组织与一般管理组织比较，在哪些方面应该有所差异？
1) 新产品开发工作必须和现有的程序化工作分离，即应单独组织新技术开发、新产品开发等活动，尽量 使它们在组织结构上、
在权贵上与现有的程序化工作发生较少的联系。

2) 从事新产品开发的组织必须具冇充分的决策自主权。

3) 新产品开发不能给企业带来眼前的利益，因此，对创造性工作的评价基准不能是直接的收益的多与少。

4) 新产品开发的管理职权一般应赋予较高层次，甚至直接由组织的最高层级直接负责，可以不纳入-•般 管理组织的现有等
级体系之中。

企业要合理冇效地组织新产品开发，必须对新产品开发活动的管理层次.管理职能.组织结构形式和人才 构成等问题做出决策。

层次决策问题:在设有事业部、超事业部或执行部的分权型企业组织之中，在企业集团Z 中需要确定由 哪i 个层次负贵新产
品开发。

职能决策问题:企业内部组织管理新产品开发活动的层次确定以后，就需要决定在已确定的层次上，由 谁具体执行组织管理
的问题。

产品创新组织形式问题:非等级制的组织形式如矩阵制组织结构是比较冇效的产品创新组织形式。

名词解析：
功能(在组织术语中)是指一个责任范禺，通常包括专业化教育、培训或经验。

在产品开发组织屮，传统 的功能是市场营销、设
计和制造。

也会冇一些比这更好的划分，如市场研究、市场战略、压力分析、工业 设计、人力要素工程、流程开发和运作管理。

项目就是某个特殊产品开发流程中的一套活动，如识别顾客需要、生成产品概念等。

5. 企业新产品开发组织应该包括哪类人才?
6. 简述产品开发团队的组织模式及特点。

根据产品开发团队中成员的管理模式和在项目中承担的职责可以分为四种组织模式，如图3-18所示。

总经理
n DOO<]<] □□□OO VV
图3J8产品开发的组织模式
不同组织模式的特点如表3-3所示。

第4章 产品构思与概念设计
1. 开发一个冇关城市交通服务的产品设计的概念。

2. 开发一个有关仓库加热系统的产品设计的概念。

3. 运用新技术开发一种新的电动汽车的创意设计。

4. 开车的人都希望汽车的控制手柄容易够到和使用。

一种设计方案是将汽车的鸣笛、收音机开关等都设置 在方向盘上，但
方向盘上安装的控制开关太多，就会挤在-•起不便使用。

因此，我们应该优先安装哪些控 制开关呢？
总经理 功能性组织 项目经理
°Bnoo<< 项目经理
5.为“处理草坪上的树叶”生成20个新概念。

6.什么类型的产甜在概念生成过程刚开始时会注重它的形式及产品的用户界面而不注重技术核心？请举出几个例子。

7.假设10个人单独工作能产生10个完全不同的创意，而10个人共同努力会产生10个类似但质量更高的创意，那么人们应该各自进行，还是共同努力？
8.集体讨论的优点和缺点是什么？集体讨论是如何捉供新产品创童的？
第5章创造技法与创新设计
1.创造思维的特点和类型有哪些？举三个应用创造性方法的实例。

P80
答：突破性、独创性、多向性
2.列举6种创造技法，并思考其适用的场合？P82
答：智力激励法、提问追溯法、联想类推法、反向探求法、系统搜索法、组合创新法
3.选择一个产品，利用奥斯本核检表方法，使该产品生成三种以上新功能。

P83例5-3
4.创新设计的基本原理和法则冇哪些？P88
答：基本原理：主动原理、刺激原理、希望原理、环境原理、多多益善原理、压力原理
法则：分析与综合法则、还原法则、对应法则、移植法则、离散法则、强化法则、换元法则、迂冋法贝I」、组合法则、逆反法则、造型(仿形)法则、群体法则
5.产品设计过程中，如何才能更好地实现产品创新？P94
答：创新设计需要有创造性的工作，在进行创新设计过程中，要运用创造性思维和创造技法，产生人量的创新构思，通过分析、比较、评价，选择最具创造性最可能实现产品化的构思和设计方案。

结合创新设计原理、法则，理解创新设计的规律，掌握创新设计的方法，帄时注意观察、总结、积累有关创新案例和经验，冇利于捉高创新能力、推动创新成果的实现。

6.综合应用创新设计方法，根据自己专业方向，设计一个新产品或对某种产品进行功能扩展或性能提升。

P92
答：创新设计方法：移植法、延伸法、思维的扩展法、仿生法、仿真与变异法、白然现象探求法、专利利用法、机械系统搜索法、功能原理法、信息交合法
第6章反求设计
1.结合实例说明反求设计的意义。

P96
2.何为反求设计？共特点和内容是什么？P96
答：反求设计(Reverse Design, RD)，也称为逆向工程或逆向设计。

它是根据已存在的产品或零件原型构造产品或零件的新模型，并在此基础上对己有的产品进行剖析、理解和改进，也是产品设计下游向设计上游反馈信息的过程，是对产品己有设计的再设计。