產品設計詳細方案范文

導語：如何才能寫好一篇產品設計詳細方案，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關鍵詞】產品設計 設計評價 “用”

杜軍虎在《設計評論》一書中告訴我們，設計對人們生活的影響是我們無法擺脫的，它一方面賦予產品可靠的功能，為人們的生活帶來方便；另一方面強調產品的審美效果，使人們的生活變得更富有詩意。但是，糟糕的和不負責任的設計不但做不到這些，反而會給人們的生活帶來麻煩，甚至災難。作為設計教育者，我們有義務對設計進行把關，避免不合格的設計產品進入市場。

工業設計是工業現代化和市場競爭的必然產物，其設計對象是以工業化方法批量生產的產品。產品設計是工業設計的核心，它實現了將原料的形態改變為更有價值的形態。這種經過設計師從社會的、經濟的、技術的角度進行創意設計所得到的一切作品既是企業的產品、市場中的商品，又是老百姓的用品，能夠達到顧客需求和企業效益的完美統一。

完整的設計作品有兩個必備要素，一是創作者，二是廣大消費者。沒有得到消費者認可的創作是無法走向市場，也必然是失敗的。設計失敗的原因各不相同，但是成功的設計都有著共同的特征：實用、易用、耐用和妙用。以“用”為導向的產品設計評價滲透在整個設計過程的始終。

第一階段：概念設計。根據人與產品的功能特性，確定人與產品的功能分配，將有關市場機會、競爭力、技術可行性、生產需求的調研信息綜合起來，確定新產品的框架。此階段要保證產品“實用”。實用性是產品設計的基礎和前提，是創意設計方案可行性的重要保證。有用并且實用的產品才會被消費者認可，得到消費者認可的設計才真正有意義。例如，某品牌防彈手機（圖1）使用了凱芙拉纖維防彈材料，但凡有槍支彈藥之時，必定是戰亂或者偶然，如果真的遇到上述兩種情況，一個小小的手機豈能保住性命？筆者認為，在日常生活中，防彈完全是多此一舉，防彈手機的設計不但起不到實際的防彈作用，反而徒增了設計成本，華而不實。

第二階段：方案設計。設計團隊在方案設計階段應展開激烈討論，各抒己見，推陳出新，從人、產品、環境方面進行分析，比較人與產品的功能特性、工作原理、設計限度、人的能力限度、產品呈現形態、操作條件的可靠性以及效率預測等，并用草圖和文字記錄創意過程。在經過不斷的“提出問題——解決問題”的循環過程之后，確定最佳方案。惰性是人的本性，所以易用性原則是確定最佳方案的首要條件。每個人都在尋求簡單的生活方式，簡化的產品設計不僅包括盡可能少的結構設計，也包括簡單簡化的認知過程和操作過程，即“易用”。易用性設計是采用產品形態語義學方法對產品進行設計，將顏色編碼、標記編碼、大小編碼、形狀編碼、位置編碼、表紋編碼、操作方法編碼等編碼方式運用于產品，使產品變得真實可靠，容易被理解。生活中，人們往往會有這樣的經驗，購買的某種產品通過簡單的觀察和嘗試即可掌握產品的使用方法，根本不需要查看使用說明書。這種現象充分證明了好的產品設計具備易用性特征，它可以將產品的形態賦予語義表達。有人說，語言是最低級的溝通方式，對產品設計而言的確如此。產品上的開關、按鈕、旋鈕等控制器，通過簡單的形態或者符號就能夠給用戶很好的指引，無需文字說明。

第三階段：詳細設計。詳細產品設計的核心是重復進行“設計——建立——測試”循環。依據人的生理、心理特性，人體尺寸和人的能力限度等確定產品外觀和尺寸，并不斷測試修正，得到最終方案。路遙知馬力，日久見人心，最佳方案能否成為最終方案還要經過一定時間的測試方能得出結論。此階段考驗的是產品設計的耐用性原則。產品設計的“耐用”是指產品經得起長久使用，不易損壞，不易引起身體和心理上的疲勞。市場上同類產品千差萬別，消費者在經歷了幾次不同的體驗之后總能確定一款自己中意的產品，這款產品必定經過千錘百煉，最終贏得消費者對它的忠誠度。

第四階段：總體設計。用人機工程學原理進行全面分析，反復論證產品的可用性，確保產品操作使用與維修保養方便、安全與高效，滿足人的生理、心理需求，并使經濟效益、工作效率最優化。新鮮事物能夠滿足人的好奇心，并能給平淡的生活增添色彩。設計要盡可能做到讓產品具備趣味性，以達到“妙用”的效果。一根小牙簽（圖2）一頭粗一頭尖，即可滿足它的功能性，然而有心的設計師將其中一端嵌入兩個凹槽，從一個凹槽處折斷可以作為使用后的標記，折下來較短的部分也含有一個凹槽用來擱置較長的那一部分，讓使用者頓時覺得妙趣橫生且細致貼心。正所謂“細節取勝”，好的設計在滿足實用、易用和耐用的同時，往往都能博得用戶會心一笑，有妙用功效。

第五階段：小規模生產階段。將整個系統（設計、詳細設計、工具與設備、零部件、裝配順序、工藝師、生產監理、操作工、技術員）組合在一起，對試制出的產品進行人機工程學總評價，提出修改意見，完善設計。很多問題往往都是在這個關鍵環節被發現的。比如，筆者在“人機工程學”課程教學過程中讓學生對坐便器進行改良設計，結合“以‘用’為導向的產品設計評價”體系經過了前四個階段的篩選，基本確定了各小組的最佳方案，然而在試制階段卻發現諸多問題，如力學性能問題、模具開模問題、生產工藝問題等，以至于各小組不得不調整方案，最終從五個“最佳方案”中只得到一個可行性設計產品（圖3），可見，在正式投產之前的模型制作和小規模生產階段是十分重要和必要的。

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［關鍵詞］戰略視角；產品設計；成本管理；利潤；企業

一、產品設計成本的內容

企業是以營利為目的的社會團體，一個企業想要贏得更多的利潤就需要在不影響產品質量的情況下，盡可能地降低生產的成本同時提升產品的經濟價值，這不僅僅需要從產品設計和制造的角度出發，還要從企業戰略制定的角度出發。產品設計對于任何的一個企業來說都是極為重要的一部分，同時產品成本的設計直接關系到產品的市場份額、可獲得的利潤以及企業未來的發展走向。產品設計是否具有科學性、合理性并且是否能夠滿足市場的需求是十分重要的，同時產品設計環節較為復雜，所涉及的領域也比較多。受到產品設計的直接影響，產品設計成本所涉及的領域也十分復雜，工作量較大。從一個相對簡單的角度來說，產品設計成本是根據技術、工藝、裝備等不同方面的各種不同種類的設計方案，核算和預測產品將會達到的不同成本水平。與此同時，通過產品設計成本的結果，我們能夠基本上預測出新產品和舊產品的成本和發展走向。因此產品設計成本對于任何一個企業來說都是極為關鍵的，產品設計成本的正確與否直接關系到公司未來的發展以及能否獲得利潤，在激烈的市場競爭中占有更大的份額。

二、產品設計成本管理的主要內容

因為我國經濟市場化的進一步加強，經濟的進一步發展和對外開放程度的進一步擴大，我國現有企業不僅面臨著本國企業的競爭，同時也面臨著不同國家企業的市場競爭。從近幾年的發展情況來看，很多外國企業之所以有更強的競爭力一個不可或缺的條件是他們在產品設計成本管理過程中更加嚴謹且更加高效，因此對產品設計成本的正確管理是各個企業應當掌握的基本技能。想要正確地進行產品設計成本管理，對產品的市場調查是必不可少的，可以說市場調查伴隨著產品生產的始終，特別是產品的前期調查最為重要，前期調查在一定程度上可以反映產品的受眾人群、人們的喜愛程度和銷售市場的大小，在市場調查和其他企業調查結果的基礎之上，盡可能地擬定產品的設計方案，包括功能、質量以及目標價格。用產品的目標價格減去商品生產所需要交納的稅款以及希望利潤就是產品的目標價格。因此關于產品的市場調查是產品設計成本管理過程中一個必不可少的重要環節。除了市場調查之外還有很多其他的重要部分，例如如何對產品設計成本進行進一步的細化，可以說產品設計成本工作量較大，所涉及的部門較多，工作起來較為煩瑣，在這樣的情況下就要求我們根據不同的部門等級將工作的內容進行進一步的細化，這樣才能保證工作順利有效地完成。另外，產品設計成本的初步工作完成之后會出現不同的成本設計方案，如何在眾多的方案中進行選擇，確定與企業發展的實際情況相符合的方案也是產品設計成本管理的重要環節之一。

三、如何進行產品設計成本管理

產品設計成本的管理是一個極為復雜又極為重要的工作，管理水平的高低直接影響公司的效益。通過近幾年的研究成果和現實情況來看，基于戰略性的產品設計成本管理應當從以下幾個方面入手。

第一，應當對產品設計和生產的整個流程有一個詳細的了解。這就要求相關的部門和人員對產品所需要的材料和應達到的質量有一個具體的了解，在初步計算的基礎上判斷該商品的生產成本是否處于企業所能承擔的合理范圍之內，如果產品成本在合理的范圍之內則可以進行進一步的細化和分析；但如果產品的設計成本超過了本企業的資金預算或者是不在本企業資金的承受范圍之內，則需要對產品成本進行進一步的估算，并在合理范圍之內盡量降低生產的成本。

第二，建立積極的產品設計成本管理機制，樹立正確的競爭意識。一些企業為了獲得更大的經濟效益在產品設計成本的過程中肆意壓低和削減產品的生產成本，不合理的削減雖然會在短期內使企業獲得一定的經濟效益，但是由于產品的質量與最初的設定不符，這樣的劣質產品一旦流入市場則會造成更大的經濟損失，所以在產品設計成本的管理過程中應當防止不合理成本設計或估算的出現。

第三，合理有效地使用目標成本法也是極為重要的一個部分。對目標成本法的使用首先應當做到的是合理的市場調研，根據市場所接受的價格和所需成本的多方面數據擬定目標利潤。通過目標利潤和擬定價格得出產品的設計成本，同時在產品的設計和生產過程中應當以目標成本為出發點，盡量向目標成本靠攏。另外，目標成本是公司決策和選擇最終方案的一個重要的依據，要求企業在已擬定目標成本的前提下，選擇符合或者是低于目標成本的最佳方案。

第四，要求企業和員工之間樹立正確的、積極的成本意識。正確的成本意識對于員工的工作和企業的發展走向是十分重要的，而想要在員工之間樹立正確的成本意識首先應當做到的是使員工能夠充分認識到成本設計的重要性，產品設計成本質量的好壞不僅關系到企業的利潤也切實關系到每個人的利益，樹立正確、積極的成本意識有利于員工在工作中時刻以降低成本為基準，這樣能在潛移默化的情況下為企業節約更多的資金，帶來更多的生產利潤。

四、結語

產品設計成本歷來是各大企業極為重視的一環，而產品設計成本管理的好壞直接關系到企業未來的走向和能否獲得最大利潤。從戰略性角度對產品設計成本管理進一步地分析，能夠更好地推動產品設計成本管理水平的提升，使企業在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

參考文獻：

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5.潘.基于用戶體驗的個性中文手寫體短信息的設計研究.湖南大學,2009

6.張茉莉.道家思想在現代產品設計中的運用研究—以茶具設計為例.美術大觀,2015

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【關鍵詞】CAE；產品設計；有限元分析；應用

1、引言

隨著世界經濟全球化進程的不斷加快以及市場競爭的激烈程度不斷提高，生產制造企業迫切需要縮短產品研發的周期和成本投入，CAE技術的大規模普及正式滿足了這樣的要求。CAE（計算機輔助工程）的實質就是為工程設計提供一種用于計算和仿真的平臺。目前的CAE應用領域覆蓋了電子設計、飛機、汽車等大量的工程領域，CAE技術在這些領域的大規模應用大大的縮短了產品的設計周期，加快了產品研發的速度，而且通過CAE虛擬模擬技術的應用，大大降低了產品研發的成本，也為企業提高經濟效益帶來了條件。

2、CAE內涵及設計

通常情況下的產品設計采取的是首先進行產品的設計，然后通過CAE（計算機輔助工程）技術對設計的產品進行后期的基于軟件平臺的分析，在這種意義來講，CAE技術是CAD（計算機輔助設計）技術的后續過程。然而，隨著經濟社會的快速發展以及市場競爭的不斷激烈，同時也是為了滿足公司降低產品開發成本、縮短產品開發周期的需要，將CAE技術在產品開發中的應用進行了新的調整，更加傾向于將CAE技術置于CAD技術的前一階段，即首先通過基于計算機的軟件仿真技術對產品就行仿真，可以大幅度的縮短產品的開發周期，同時對于降低產品開發成本也有著顯著效果。CAE技術本身就是一種典型的設計方法，它的應用對于產品設計的整個流程都有著重要影響。一般情況下，傳統的經驗設計思路雖然能夠取得一定的效果，但是如果加入CAE技術的理性元素，就會使得產品設計的周期更短、質量更好。而且可以通過計算機軟件的仿真大幅度的降低產品實驗過程中的成本，對提高公司產品的競爭力、增加公司經濟效益有著顯著的作用。而且CAE技術的應用不僅僅是在提高制造企業的創新能力，同時對于理論研究和結論的驗證有著重要的作用，對于推動我國的制造行業的快速成長意義重大。目前，CAE技術已經成為了很多行業進行產品驗收的重要依據，足見其在產品設計中的應用越來越廣。

3、CAE在產品設計中的作用

CAE技術的應用貫穿于企業產品開發的整個流程，并且在各個環節都發揮著重要作用，給企業帶來了巨大的經濟利潤。其中，CAE技術的計算機軟件仿真能力主要體現在產品開發的初期，同時也可以為產品的材料采購、機床準備等環節提供重要參考，對于保證產品設計的可靠性和正確的方向有著重要作用。因此，可以說CAE技術為產品的整個開發過程提供了十分重要的參考依據，大大縮短的產品設計的周期。

（1）產品設計初期的仿真

在企業產品的初期階段，企業需要結合市場的實際需求情況、產品能夠完成的功能、產品的商業價值等因素對所設計的產品進行綜合的規劃設計以及產品設計方案的確定，在此階段采用CAE技術可以對產品的初期設計思路進行驗證，同時還能夠通過CAE技術對不同的后續方案進行篩選，以使得產品的設計方案更好的滿足產品性能、市場的要求，而且還能夠通過CAE的仿真結果為企業公司高層進行決策提供一定的參考。總的來說，初期階段CAE技術的應用主要解決的是產品的可行性以及產品功能性要求的滿足情況的仿真分析，對于企業合理確定產品設計方案有著重要指導意義。

（2）產品設計階段的仿真

產品設計階段是CAE技術應用的核心階段，主要是應用計算機軟件的輔助仿真技術完成產品的設計，包括產品的整體設計、零部件設計、圖紙、用料、加工工藝等各個方面。根據對CAE技術的設計思路可知，在這個階段的CAE技術應用主要是對不同的零部件功能性進行驗證，以確定其是否能夠滿足產品的功能要求，而且仿真可以既可以是系統級的也可以是某個單獨的零件。這些仿真的結果能夠為產品設計師提供很好的參考，對于加快產品設計速度有著重要作用。

（3）產品試驗階段仿真

在整個產品的設計周期中，產品性能的試驗是最為關鍵的環節。以往傳統的產品設計流程中，大都是采用先行制造產品的樣品，然后對樣品進行試驗驗證，一旦樣品的某個方面不能夠滿足產品設計要求，就需要對樣品重新進行設計、加工、試驗，整個階段需要反復進行數次，這種傳統的實際方法極大的浪費了產品設計的時間，同時增加了產品設計的成本。

目前，CAE技術的大規模應用對于降低產品試驗階段的時間和試驗次數有著顯著效果。其主要原因是可以在產品的計算機軟件仿真過程中就可以發現產品中存在的問題，及時的對產品的設計進行修改，有效的避免在實際產品試驗階段的復雜修改，可以大幅度的節約產品設計的周期，提高產品的市場競爭力。同時，CAE技術的應用對于產品成功完成試驗階段有著重要意義，設計人員可以在產品的實際試驗前就通過CAE技術完全的掌握產品的實際特點，可以在產品的試驗階段加快產品的性能分析，縮短產品試驗階段所需的時間。

（4）產品制造階段的仿真

產品的實際制造階段是產品設計的最后一個流程。在產品制造階段的計算機仿真主要是對產品制造的工藝進行分析，通過CAE技術的應用可以有效的簡化產品的加工工藝，同時可以有效的避免產品設計中的缺陷問題，使得產品具有實際的產品化特點，降低產品制造中的成本支出。

4、提高CAE分析效果的措施

通過對以上CAE技術在產品設計中的應用分析可以發現，做好CAE分析對于產品的設計具有重要意義。因此，需要根據實際的市場情況和產品設計情況，加強CAE在產品設計中的效果。CAE分析看似簡單，實際上卻包含著巨大的工作量。通過CAE技術確定合適的產品設計參數是十分復雜的過程，需要對CAE軟件的特點、產品設計的特點等進行詳細的分析后才能夠得出較為合理的結論，最后還需要通過CAE技術對計算結果等進行合理性驗證。加強CAE分析的應用能力，經驗和理論都占有重要的位置。首先專業的CAE分析設計人員要通過相關的專業學習以及培訓，對產品開發的各個環節、CAE軟件特點等熟練掌握，同時在實際的應用中要不斷的積累和總結，通過經驗更好的指導今后的工作。

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引言

產品設計屬于工業設計領域里的一門專業學科，而市場調研在產品設計流程里又是一個不可缺少的環節，它是指運用科學和系統的方法，有目的地搜集、記錄、整理有關產品的市場信息和資料，了解市場現狀及其發展趨勢，為產品設計提供客觀和正確的資料，設計出符合市場或滿足消費者所需求的產品1。在很多高校教學內容中，市場調研這一部分要么被忽視，要么只是講述一些現有的、常規與常見的調查手段，很多時候并沒有真正重視市場調研環節，而市場調研如何在產品設計流程中體現它的重要性呢？

“事理學”與市場調研的關系

產品設計在很多時候被人誤認為就是工業設計，而被譽為“中國工業設計之父”的柳冠中教授多次提到產品設計只是工業設計領域里的其中一門學科。無論是工業設計還是產品設計，他始終強調我們的設計應該從事物情理的角度出發來理解設計目的，而不僅僅是空談一種設計理念和創意2。柳冠中教授所倡導的“設計事理學”，就是以“事”作為思考和研究的起點，從生活中觀察、發現問題，進而分析、歸納、判斷事物的本質，以此提出系統解決問題的方案，從而實現從設計“物”到設計“事”的飛躍。而這個過程實際上也就是產品設計流程中市場調研所要做足功課、收集資料的過程，只有詳細分析“事”的原因，才能實現設計的目的是人而不是產品這一定理。

案例回顧與分析

2013年，首屆拉共體——歐盟國家首腦會議上一款名為“Suit”的健康辦公椅橫空出世，這款辦公椅是由中國ASIS思尚企業前后投入近5年的時間，攜手北京協和醫院以及清華美院共同研發的原創產品。而以清華美院的石振宇教授為首的A-ONE設計研發團隊歷時三年半才將這款椅子研發出來，“要設計，先研究”這是石教授對設計要求的一貫主張。A-ONE團隊在調查時發現，對于以“坐”為主要工作姿態的上班族來說，他們的健康與辦公椅是最為直接和密切的關系。因此，不合理的坐具設計就成為了威脅人體健康的隱形殺手，所以這把看似簡單的座椅設計卻包含了人類學、解剖學、力學、熱力學、機械學、材料學等極為龐大而又復雜的學科知識，其設計難度可見一斑。為了收集座椅的研究資料，A-ONE團隊首先將世界上最好的幾把座椅作為主要集中剖析的目標，通過拆解它們來學習其工作原理和結構方式。其次，在人機實驗研究中又進行了座椅尺度實測與人機活動研究，人體脊椎與坐姿舒適性研究等。在材料工藝研究中，他們進行了深入的實地考察，了解材料性能、生產水平和制作工藝等，并試制了幾款沙發，經過一年多的努力，石振宇和他的團隊終于設計出了第一款椅子。然而，雖然這把椅子造型漂亮，但是預期的“舒適”目標并沒有很好的實現，所以A-ONE團隊將之前的設計推到重來，并在接下來的設計中進行了深度“舒適”體驗研究，最終成就了這把名為“Suit”的健康辦公椅并走向了世界。筆者也曾接到過這樣一個項目，企業要求設計一款中小學生折疊課桌椅，方便中午不回家的中小學生在課室內休息。但經過調查發現，為了讓中小學生更好的休息而不影響他們正常的身體健康發育，這款折疊課桌椅在展開使用時需要考慮更多的空間擺放，而現有的課室空間不足以擺放所有學生的課桌椅。如果只是為了折疊功能而不考慮中小學生的發育健康問題去設計折疊課桌椅，那么這款設計并不是真正意義上為學生健康而設計的。

市場調查教學現狀分析

很多企業在確定項目設計要求時，對“國產”設計師的不信任，一味的相信國外的設計，借鑒或山寨國外的產品，其實這并不是單純的“崇洋”，那是因為大部分國外優秀的產品是經過詳細、深入的市場調查所得出來的結果而設計的，是經歷過市場和消費者考驗的。而在高校教學中，對市場調查的不重視也就導致了很多產品設計經不起市場的考驗，因為這些設計創意都不是消費者所需求的，只是設計師的靈光一現的想法，雖然有創意卻無法被市場和消費者所接受。所以，只有經過嚴謹的市場調查，從人們生活中去發現問題，找到根本和正確的設計解決方案才能得到市場的認可。石振宇教授認為高校教學應該加強實實在在的設計研究的培養與教育，他說，“只有我們每做一件事都能推行一種很認真的做事態度，從教育到產業轉型的問題才能從根本上實現”

結束語

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關鍵詞：精細化設計　產品價值　工作模式

工程總指導：TU241

文獻標識碼：A

文章編號：1004-8537(2008)10-0117-03

近年市場背景

近幾年的設計市場發展很快，已經大大的不同于過去那種建筑師自我陶醉式的設計時期，市場行為中商業利益的驅使是建筑設計面臨的最大限制條件。

“積極應對商業意志、在市場經濟的環境中尋找新的創作平衡點，才是當今建筑師能力的體現?！报D―朱小地(北京市建筑設計研究院院長總建筑師)

掌握項目的基本特征，采用符合市場要求的工作模式

通常來說，規劃方案的概念設計階段是整個開發設計過程的首要環節，在現行的審批條件下，規劃方案審批和產品設計是同一個項目不同階段的審批內容，這樣就有可能使一部分居住區項目存在規劃與產品設計不同步。這個問題在多層及高層產品的規劃設計過程中，由于產品類型相對較少的特點還不是很突出。但對于產品要求更細致、有一定的特殊化處理要求的低密度產品來說，就是一項不能不考慮的因素，現實情況是：一些項目往往因為在方案規劃階段對于各項綜合設計條件考慮的不細致，缺少全面系統的解決方案，使項目在后續的產品設計工作進程里困難重重，一旦遇到很難克服的問題就推倒重來，導致重復性的勞動，以至于影響整個項目的進程與成敗。

這樣看來，在低密度產品項目的設計過程中，除了要滿足必要的規劃原則：處理好項目地塊與周邊城市布局的規劃關系、道路交通、市政管線等公共關系；處理好項目地塊內部的交通流線、產品分布、景觀綠化、公共設施分布之外，還要充分考慮項目在時間軸上的設計工作，換句話說就是：時間管理與成本控制。

所謂時間管理，就是運用時間管理原則確立組織時間、管理目標，排定項目各個發展步驟的合理優先次序，專心地做項目所處階段中的重要環節，讓項目在每個階段、每一天都按照時間設計表運作，提高時間的使用效率。合理的時間管理，能夠極大地縮短房地產項目的開發周期，并成功幫助發展商快速回收投資成本，從而合理獲利。

如北京的一個別墅類產品項目(圖1)，該項目位于北京市的北部城區，總用地面積32.96ha，計劃建設總建筑面積23.19萬m2的低密度社區，發展商希望在十幾天的時間內就能看到規劃方案和產品設計方案。

面對這樣緊迫的設計周期，工作室首先整合了設計資源，增加選派了徒手設計草圖表達能力較強的設計師參與到方案設計和討論中，細化設計團隊分工，采取了協同合作，分項設計的工作模式，同時展開規劃與產品設計工作；為了給發展商提供合理完善的服務，更整合了總圖專業、結構及設備專業，景觀專業的優秀設計師，提早進入方案設計階段的前期工作，作為全面的設計團隊為發展商提供決策平臺(圖2)。然后在時間管理上，設立每周設計工作例會制度，及關鍵時間節點和項目設計深度評審制度。最終，通過互動式的設計交流方式，快速鎖定客戶需求的工作模式，與發展商共同研發創作，采用環形道路骨架和內部自由景觀水系，堅持規劃彈性生長，產品模塊組合，相對完整，逐步系統的方法，充分利用自北向南的百米綠化景觀和中心景觀視線，營造現代高品質園林社區。

項目策劃公司策劃團隊

投資方項目團隊

方案設計團隊

工作方法

1、規劃設計產品設計

規劃設計的思路影響到產品設計中的市場定位，同時產品市場定位也提出了具體的規劃條件，使規劃設計必須具有產品針對性，影響到規劃設計形態。換句話說，就是二者之間是需要不斷地調整，達到動態的平衡。

如北京某住宅規劃項目(圖3)，該項目位于北京市昌平區，總用地面積24.5ha，計劃建設總建筑面積20.26萬m2。規劃從北往南營造一條蜿蜒曲折的曲水，與現狀綠林和城市綠帶有機契合，形成一條主題鮮明的景觀主軸，同時由曲水自然劃分設計要求的兩類住宅產品，提升產品親水性；各個分區結合自身產品形態進行主題開發，形成特色鮮明、多元同構的主題社區。

2、規劃要為具體的產品“量體裁衣”

規劃方案和產品設計都要以具體的現狀地形為設計依據，具體的規劃形態更要為具體的產品策劃提供“量體裁衣”的設計條件，規劃道路及單體布局需根據所處具體用地位置的具體形狀靈活設置：規劃設計要盡量把用地的價值條件用足，針對不同的價值條件靈活選用不同的單體形式，充分用好每一寸土地。例如在上述的兩個項目中，在方案初期構思規劃形態階段，本質是在劃分土地價值級差，體現不同的地塊資源條件上具有不同的市場價值，所以考慮分布不同的具體產品類型，比如項目中的組院產品、雙拼產品、聯排產品和其他不同的產品類型，都是按照這種原則劃分的用地區域。

同時，為了對產品價值有更直觀的表達，在方案策劃階段建立了產品數字模型，通過產品土建成本、土地成本、產品市場預期售價等變量的調控，提供供發展商決策的數學模型平臺。

3、產品設計：獨特的設計、高完成度產品

市場需求決定產品設計中的獨特性，任何居住產品設計都要是有道理的、人性化的設計，符合人們日常生活方式和地理、氣候要求，在滿足規范要求的前提下還要注重產品設計的經濟性原則，也就是說需要是高完成度的產品。

例如：在項目的雙拼產品的設計中，選取了一個標準套型設計模塊作為比選單元(圖4)。首先，我們給此類產品的設計定位是“精品大宅”，面積標準為240m2。那么，為什么同樣是240m2的雙拼產品，有的看上去會比較狹窄逼仄，而有的看上去卻顯得寬敞通透呢?是設計。只有獨特的設計，才能讓空間價值最大化發揮。

由此，我們在此設計模塊中采用了“T軸”流線的空間布局設計，將客廳、過廳、餐廳等主要功能空間連續展開，達到更為寬廣的使用效果，廚房、衛生間、樓梯間等伺服空間呈縱軸與其平行，這樣設計的好處就是，在充分保證居住舒適度的前提下，通過空間劃分(功能空間與伺服空間)靈活組合，壓縮走廊等交通空間的面積，讓交通流線更加簡單便捷，避免造成室內使用空間的浪費，同時考慮到具體的使用情況，劃分多個壁櫥儲藏及展示空間。

如果沒有品質。就不能稱之為精品大宅。精品大宅的品質是由精裝修設計的細節創造的，精裝修設計的細節不僅僅在于貴重的材質、精細的施工，還要精心的設計，設身處地的為居住者充分考慮，使每一個細節都精益求精，才會打造出高品質的居住產品。

4、產品設計的“系統解決方案-S5”

S1、居住系統：生活空間。戶均4.5m寬廣采光面，12.9m合理進深，交通流線簡單便捷，讓空間價值最大化。

S2、伺服系統：衛浴、廚房模塊式設計。

S3、公共系統：大堂、門廳、物業管理。精心設計的入口門廳，營造星級品質。

S4、電氣智能系統：集成高效服務生活，單雙聯控方便起居，閉路電視監控系統、周界防衛系統、戶內報警按鈕組成科技安防系統。

S5、綠色節能系統：能源節約，運營成本節約。

5、規劃方案中容積率要求與產品形態的矛盾

在項目開發中，高容積率幾乎與高經濟效益等同，因此發展商對于高容積率的追求在所難免；但是，設計方由于高容積率而犧牲掉整個項目的規劃理念和景觀條件，后果可能導致整個項目的品質減低，進而影響項目產品銷售。

由此，我們提出設想增加少量的具有南向采光的東西布局低層產品，圍合呈組團，整體采用橫向“U”型布局(圖5)，采用單元自身不同樓層錯落，使得產品均有南向采光，且新增加的低層產品可劃分理解為具有獨立出入口的單棟產品形態，這樣由獨特的市場視角解決高容積率的矛盾，為發展商創造更多的“剩余價值”。

當然在現實情況中，往往由于前期策劃準備不足；或是沒有詳細的產品策劃及市場調研；或是由于項目的開發周期所限，致使項目沒有可能按照系統的解決方案實施。

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原型通過不斷迭代，從專注于設計的主要問題到解決全部問題，從粗糙到精致，這一過程是螺旋上升的，整個原型構建的過程也是連續的，并且是相互滲透的推進設計，所以以原型為中心的設計活動貫穿于產品開發的整個流程。

著名的設計公司IDEO將設計分為啟發、構思和實施三個階段。啟發階段又分為理解、觀察和總結三個小過程。這其實等同于設計前期對產品進行市場和用戶研究的過程。構思部分，主要是對產品開始設計，從概念到最終產品的方案確認，通過不斷的循環驗證，最終進入實施階段。從這個典型的設計流程來看，直到產品最終方案的確認整個設計過程都需要產品原型作為研究工具。因此，作者將整個設計流程進一步擴展，并根據原型在設計過程中所承擔的作用及運用時間的不同，整合制作了產品設計過程中的原型運用流程圖。需要強調的是：雖然原型的運用時間不同但都是延續的，彼此不是完全獨立的，沒有特別具體的界限。圖2.5是作者繪制的原型運用一般流程圖。

原型是包括了產品設計流程中設計師在所有設計活動中可能用到的實物原型，這些原型可以用于回答產品開發不同階段的不同問題，用來解決畫在紙上和2D、3D虛擬想象的物理性能是否能夠真正發生，除此之外還可以發現其他未預見到的各種潛在問題。他們可以既是那些已完成即將投產的生產型原型、也可以是那些看起來粗糙且簡單的闡述想法的探索型原型、還可以是那些用來推敲、驗證功能的演化型原型。

除此之外，產品原型的種類繁多，根據不同情況，一般分類依據有以下幾種：（1）按原型制作仿真度可分為：低保真原型和高保真原型。（2）按驗證類型可以分為：概念驗證原型、外觀驗證原型、功能驗證原型和體驗 驗證原型。（3）按原型本質屬性可以分為：物質原型和非物質原型。（4）按原型在整個設計活動中運用的先后順序可以分為：探索型原型、演化型原型、實驗型原型和生產型原型。圖1對圍繞原型應用進行設計的相關階段過程做了具體說明。

根據圖示具體來說，圍繞原型應用而進行設計的過程，可以分為五個階段：

調研與分析階段原型運用方法——需要收集與設計相關的大量資訊；學習相關的技巧與規則；觀察產品或者服務在實際場景中的工作方式；描繪出我們觀察的結果和我們期望的結果。在這個過程中，我們會不時想到各種各樣的富有創造力的想法，這些想法將是我們接下去工作的基礎，需要我們用各種合適的手段加以記錄保存，諸如圖表、草圖、探索型原型也可以適當引入來達到目的。

產品設計前期原型運用方法——經過概念啟發、頭腦風暴、草圖等一系列的過程，大量的設計概念已經初步形成，這時要對設計概念進行篩選，進一步確認設計概念。這里運用探索型原型對產品進行設計上的推敲，拓寬思路、確認可行的設計概念，針對有爭議的設計問題進行簡單測試找到新的解決方法。

這一階段根據產品需要解決的問題多少和復雜程度，來確定如何制作、制作多少探索型原型，并且這些探索型原型也是通過反復制作，迭代來運用的。在這個過程中，設計團隊對于原型構建要有極寬容的態度，即便知道結果不是預想的，但還是需要完成原型，因為這樣便能更快的修改，并發現不合理的地方?！罢f不定還會有額外的新發現！”IDEO的設計師如是說。

產品設計前期原型運用方法——設計逐漸深入到產品細節部分，主要的設計概念已經基本確認。這個階段我們不斷完善設計，找到最優的方案，需要確定產品的外觀結構，材質感覺、細節布局和功能上的可實現性，就需要引入演化型原型，演化型原型是在探索型原型的基礎上發展而來的，是對產品尺寸、外觀效果、產品材料工藝選擇等進行最終確認。這里制作的每一個原型差別都只是細微的差別，但需要同時制作多個原型進行選擇并不斷調整；針對功能實現方面，則主要確認產品的實際可行性，不做詳細的驗證。

蘋果的首席設計師艾弗說：“在平板電腦項目中，為了研究出合適的屏幕尺寸。項目團隊設計了 20 多個原型——都是圓角矩形，但大小和長寬比略有不同。將原型排列在設計工作室的桌子上，大家通過擺弄這些原型，逐步改進，改進之后在制作新的原型。我們就是這樣確定屏幕尺寸的?！蓖ㄟ^演化型原型，可以基本確認產品設計的各項內容，為下一步產品技術與設計結合奠定基礎。

測試與改進階段原型運用方法——使用測試是產品開發的另一個重要的環節，在這個過程中設計團隊要評估產品，以確定產品是否可以進入生產。這里我們分為內部測試和用戶測試兩個部分。引入測試原型，內部測試目的是檢測產品是否按預期順利實現功能，也許會發現預見之外的一些問題；用戶測試目的是測試產品是否便于操作、易于使用，以及是否存在其他問題。通過測試，發現問題—解決問題，在測試原型上不斷改進，從而確認最終的生產產品

需要強調的是在整個設計過程中，設計評估和簡單測試事實上是貫穿始終的，但之前的大部分評估都是在設計團隊內部的，憑借團隊成員的經驗與直覺不斷做出的。在實際案例中，甚至在一次基于探索型原型的討論后，設計都會產生一些直觀的變動。而在最后的設計測試中并不停留在設計團隊內的簡單測試，各種人員宏觀微觀的評估方法將會被充分利用起來。

生產啟動前原型運用方法——產品外觀、尺寸、功能等各個部分和細節已經確定，這時可以根據需要制作生產型原型來展示產品并進行工程評估，并以此指導工程修正

最后，作者在深入閱讀和研究國外設計案例與設計流程等相關文獻后，并結合設計實踐總結，制作了這個流程圖中，原型運用的連續性還是體現出來了。整個原型滲透設計流程基本上還是遵循先多后少的原則，與目前國外研究的原型運用流程沒有本質上的差別。

總 結

通過結合設計流程中分析原型應用方法，使原型在整個產品設計過程中的運用范圍、階段更加系統，便于設計師和設計團隊根據產品特點，有目的的、系統性的選擇制作研究性原型進行設計開發，合理的規劃原型運用的大致階段，提升產品設計效率。

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論文關鍵詞：產品,實現過程,質量管理

一、產品設計研發的過程

首先，GJB9001B-2009明確要求與產品有關的要求，要與用戶詳細溝通。在接到用戶的新品開發信息后，設計人員與用戶或相關人員協商確定有關產品信息并形成書面材料，以作為產品設計開發輸入的重要依據。根據用戶需求，相關標準和近似產品，生產產品設計輸入文件，并進行嚴格評審，確保所設計的產品滿足用戶要求。

其次，科學嚴謹地制定產品設計方案。通過設計輸入評審后，進行結構原理性方案設計。一般采取兩種以上的設計方案，包括結構、材料、加工工藝難點、環保等方面內容。同時還要進行可靠性設計與分析，通過評審確定最佳方案并由用戶確認。分析產品的主要及常見失效模式，有針對性地進行定性分析和定量計算，采取相應措施，最終形成《可靠性設計與分析報告》。設計人員根據結構原理性方案和可靠性設計與分析的結果，運用三維仿真軟件進行圖紙設計，制定出詳細方案，通過評審后方可使用。

再次，充分試驗，確保產品設計質量的可靠性。產品圖紙下發后，隨即下發相關技術規范和試驗大綱，并全面跟蹤產品生產情況。在交付用戶使用前進行首件檢驗和評審，確保產品符合使用要求。同時進行摸底試驗，對產品的性能進行全面考核驗證。

二、原材料質量控制

原材料質量是保證產品質量的基礎， GJB9001B-2009明確要求企業除了全面考核供貨方的質量保證能力外，還要編寫合格供應商名錄，定點（生產商）采購；所有原材料都有相應的檢驗規范、檢驗方法，原材料檢驗，要有專職檢驗員專門負責原材料的入廠驗收，以確保其質量。

三、現場質量控制

主要或關鍵過程和產品實現過程運行好壞，直接關系到公司的管理體系的符合性和有效性，因此我們應對其進行重點控制。關鍵支持過程的確定往往與公司管理現狀有關，一般應考慮滿足顧客要求及質量管理體系取得良好業績的有關過程，

1、對關鍵過程/特殊過程的控制。對影響產品質量的關鍵/特殊過程進行控制，預防不合格品的發生，確保在制品滿足規定的要求。將影響產品成品率或對產品質量起著重要作用的主要工序設置為質量控制點，并采用SPC統計過程控制技術對這些工序進行控制，使各個關鍵工序處于受控狀態，CPK值提高幅度已達到《實施SPC認證程序》的要求，在一次提交合格率、降低成本、提高產品質量方面效果顯著。為進一步實施SPC，企業應該制定推行實施計劃，逐步在企業內部全面推行SPC統計分析方法，以實現持續提高質量、減少成本、降低產品不合格率的目標。

2、加強現場監督檢查力度，實施考核、明確責任。首件檢驗和巡檢執行情況是日常工藝紀律檢查工作的內容，由專職人員監督檢驗、通報；針對特種工藝編制監控制度，對監控過程進行規范管理；車間設專人進行現場工藝過程監控，盡量避免出現因特種工藝控制不當而造成的批質量問題。除對直接責任者實施考核外，還對相關的管理人員實施考核，體現管理人員的管理責任，使員工意識到，質量工作人人有責。

3、通報質量問題，進行質量警示。通過質量信息日報、典型質量周報、月份現場質量問題匯總等形式，將質量問題反饋給責任單位，以便于責任單位掌握近期的質量狀況，找出薄弱環節。同時，定期召開質量分析會議，通報內外部重復、典型質量問題，使相關單位認識到自身存在的問題及管理漏洞，及時糾正并采取質量預防措施，同時要進行跟蹤驗證，保證措施落實到位，避免問題重復發生。此外，還將收集到的典型質量問題樣件拍攝成照片，做成《內、外部質量警示》幻燈片，集中相關人員進行宣傳，指出過程控制重點，讓相關人員都能直觀地看到質量問題的特征，起到警示作用。

四、售后服務管理

為了給用戶提供更快捷、更周到的服務，企業應建立售貨服務信息ERP市場質量信息數據庫，實現售后服務的網絡化。通過ERP管理，方便對客戶反饋意見進行分類統計，有針對性地采取整改措施，并定期回訪客戶，了解產品使用情況，提供技術咨詢服務。同時，在數據庫中可以隨時查閱產品質量信息，只要輸入產品型號，便可搜索出該產品曾出現的所有問題及其發生的日期和原因，并可以查到相關的整改措施。數據庫操作起來簡單、方便、快捷，大大提高了售貨服務的質量的效率。

五、過程的監視和測量

GJB9001B-2009質量管理體系實際上可以說是由無數大小活動過程所組成的一個過程網絡，而所謂過程就是利用資源并通過管理將輸入轉化為輸出的一種活動。每一個過程一般包括管理活動、資源管理、產品實現、測量等內容。如何使每個過程活動得到有效控制并使過程輸出得到預期的增值，從而提高企業質量管理體系的有效性和業績。質量管理體系8.2.3過程的監視和測量就要求企業采用適宜的方法對過程進行監視，并在適用時進行測量。通過對過程實施監視和測量，評價過程的結果是否達到所策劃的要求，質量管理體系是否有效運行，產品質量是否滿足規定的要求，并使企業不斷持續改進。

六、結論

21世紀是質量的世紀，而產品實現過程對質量的好壞起著決定性作用，想要抓好產品實現過程的質量管理，企業就要細化質量控制流程，提升質量管理水平，有效地保證交付產品的質量。質量工作永無止境，企業責任重大，在工作中，一定堅持“質量是立業之本、管理是強業之路、效益是興業之源”的理念，切實向管理要效益，以質量求生存、求發展。

參考文獻：

[1]張跟保，劉英.質量管理與可靠性. 北京-中國科學技術出版社，2001年

[2]霍華德 S. 吉特洛.質量管理.北京-機械工業出版社，2008年.

篇8

【關鍵詞】價值工程；管道施工；對口器設計

隨著我國石油、石化工業的快速發展及城市氣化工程的全面展開，管道工程建設進入了高速發展期。管道施工對口器是管道建設過程中必不可少的施工設備，應用的市場相應的不斷擴大。我們開展了應用價值工程活動，并在活動的過程中取得了良好的經濟效益和社會效益。

1.價值工程的基本原理及實現方法

1.1價值工程概述

價值分析又被稱為價值工程（Value Engineering），它研究功能與成本之間的關系，尋找功能與成本之間最佳的對應配比，以盡量小的代價取得盡可能大的經濟效益和社會效益。

價值工程不僅可用于新產品的創造，也適用于對已有產品進行分析和評價。目前價值工程已發展得更為科學、系統和完善。它被公認為是設計、工藝、生產等領域一門獨立而行之有效的科學方法，是提高產品價值并降低費用的有效方法。

1.2提高產品價值的途徑

在價值分析過程中，產品的價值是指產品所具有的功能與取得該功能所需成本的比值，即V（價值）=F（功能）/C（成本）。

此公式反映了產品的功能和費用的比值及價值、功能、成本之間的內在聯系，它表明費用或者功能都不能代表產品設計制造過程的全部含義，它把分析從定性轉向定量，從而更本質更深刻。根據這個價值公式，產品價值的提高，有賴于其功能與實現其功能的費用（或成本）之間關系的變化。

在產品設計制造過程中提高產品價值有5種方式：

①V=F/C功能不變，成本降低，這是提高價值的最有效方法。

②V=F/C成本不變，功能提高，即把不必要功能的價值轉移到提高必要功能上來，此法常用于產品技術改造中。

③V=F/C功能提高，成本降低，這是最理想的方法。

④V=F/C成本略有提高，功能大幅度提高，產品由單功能向多功能發展中常用此法。

⑤V=F/C功能略有下降，成本大幅度下降，該法主要用于中低檔和大眾化的產品設計中。

1.3價值分析程序及產品功能分析

價值工程已發展成為一門比較完善的管理技術，在實踐中已形成了一套科學的實施程序。其步驟是：選擇對象、收集情報、功能定義、功能整理、功能評價、方案創造、方案具體化、詳細評價、審定實施。在這套實施程序中最重要的是對設計對象進行功能分析。按照價值分析的觀點，用戶需要的不是物，而是功能。功能是滿足用戶需要的一種屬性。

①按其重要程度，可分為基本功能（與對象的主要目的直接有關的功能，是對象存在的主要理由）和輔助功能（為更好實現基本功能服務的功能）。

②按其性質，可分為使用功能和品位功能。使用功能是對象所具有的與技術經濟用途直接有關的功能，即產品及其組成部分的實際用途或給用戶帶來的效用；而品位功能則是與使用者的精神感受、主觀意識有關的功能。

③按其目的性，可分為必要功能（為滿足使用者的需求而必須具備的功能）和非必要功能（對象所具有的、超過使用者的需求的功能）。產品如果具有太多的非必要功能，就會花費不必要的成本。所以，在價值分析時必須搞清產品的必要功能和非必要功能，并計算出完成這些功能所需要的成本。

2.價值工程在管道施工對口器設計制造過程中的應用

2.1開展應用價值工程活動的選題背景

多年來國內管道施工所需的管道組對設備，主要依賴國外進口，不僅價格昂貴，使用過程中廠家的售后服務、配件供應等方面受到很多客觀條件的制約，為提高產品競爭力，降低成本，提高經濟效益，在液壓鎖緊式外對口器的設計制造過程中開展應用價值工程活動。

2.2開展應用價值工程活動選擇的主要理論方法

依據價值工程的基本原理，在液壓鎖緊式外對口器價值工程應用活動中，經過認真分析本裝置功能與成本之間的關系，以產品的功能分析為核心，以提高產品的價值為目的，努力尋找出功能與成本之間最佳的對應配比，以盡量小的代價取得盡可能大的經濟效益。功能和實現這種功能的耗費之比用公式表達為： V=F/C

其中：V——價值；F——功能；C——成本。

我們按著功能與成本之間最佳對應配比的原則，選擇V=F/C，即功能不變，成本降低，產品的價值提高。實施步驟是：選擇對象、收集情報、功能定義、功能整理、功能評價、方案創造、方案具體化、詳細評價、審定實施。

2.3開展應用價值工程活動實施的主要內容

液壓鎖緊式外對口器的主要組成部分：1.液壓鎖緊裝置 2.鎖緊塊 3.頂絲座 4.調整螺栓 5.組對固定環等部分組成，該裝置為液壓自封閉系統，能夠適用各種惡劣環境下的施工現場。結構設計如圖1所示。

1.液壓鎖緊裝置 2.鎖緊塊 3.頂絲座 4.調整螺栓 5.組對固定環 6.管道

圖1 液壓鎖緊式外對口器

（1）液壓鎖緊式外對口器中的液壓鎖緊裝置1（見圖1）是本產品的核心裝置，產品研發初期，我們選用德國VIETZE公司的液壓鎖緊裝置與本產品配套推廣銷售，多年來該裝置一直由德國的公司壟斷，是一種依靠德國高精尖的加工手段生產出的高科技產品，每套售價1萬多人民幣，供貨周期3-4個月的時間。鑒于采購國外產品相配套存在價格高，供貨周期長，配件供應困難，售后服務跟不上等問題，決定自主研發替代產品。開始以國內現有的加工條件生產出的樣品難以達到性能要求，主要問題是在施工現場高溫情況下，液壓系統參數不穩定，后經反復多次試驗改進，達到了國外同類產品的技術性能。現該裝置已成為我們開發的系列產品中的亮點，具有價格低廉（較國外同類產品價格低40%），供貨周期短，配件供應、售后服務及時等優勢。

（2）外對口器中的鎖緊塊2、頂絲座3（見圖1），初期采用機加工的方法進行制造，每件的加工成本近300元，為降低成本，我們將加工工藝改為數控切割，不但提高了加工質量和生產效率，加工制造成本大幅下降，每件加工成本僅為原來機械加工的25%。以DN1000外對口器為例，每套上有鎖緊塊4件，頂絲座12件，僅加工費用每套降低成本3000元。

（3）組對固定環由高強度合金材料制造，開始選用的是德國進口的適用于冷彎成型的S355J2+NC鋼，價格較高，為降低成本，用強度相近的國產低合金鋼代替，由于國產低合金鋼冷彎成型性能不及S355J2+NC，我們研制成功了用于外對口器制造的小曲率連續成型煨管專用設備，煨制的組對固定環在強度、質量上可以和進口產品相媲美，較好的解決了替代進口材料的問題，使外對口器的制造成本進一步下降。

2.4開展應用價值工程活動的實施效果

液壓鎖緊式管道施工外對口器近幾年先后在 “西氣東送二期” 、“普光氣田高含硫管道”、“山西天然氣管網工程”、“莫大線”及“山東管網”等多項重點工程中推廣應用，共累計銷售600余套，通過開展應用價值工程活動，降低生產成本200余萬元，使本產品較國外同類產品具有較大的價格優勢。實踐證明：在管道施工對口器的產品設計制造過程中開展應用價值工程活動有助于提高產品設計制造質量，降低產品設計制造成本，提高經濟效益和社會效益。

【參考文獻】

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TRIZ包含三個基本工具：系統矛盾分析、效應知識庫和物質—場分析。系統矛盾表現為改善一個系統特征卻惡化了另一個系統特征，系統矛盾分析用TRIZ矛盾矩陣的39個工程參數描述該矛盾，然后用40條發明原理解決并翻譯為原矛盾的現實解。效應知識庫用物理、化學、生物等領域中的有關原理和規律解決創新問題。物質—場分析將功能分為兩種物質和一種場，兩種物質通過場相互作用形成產品功能。一般地，TRIZ解決問題的過程：首先將現實問題轉換為TRIZ問題，然后用TRIZ工具解獲得TRIZ解，最后將TRIZ解翻譯為現實問題的解。

如圖1所示。為指導企業開發環保產品和流程，世界可持續發展工商理事會(Worldbusinesscouncilforsustainabledevelopment,WBCSD)提出了7個生態效率要素：①減少產品和服務的材料密集度(A)；②減少產品和服務的能源密集度(B)；③減少有毒物的擴散(C)；④提高原料的可回收性(D)；⑤促使可再生資源的永續使用(E)；⑥提高產品的耐用性(F)；⑦增加商品的服務密集度(G)。

CHEN等總結了WBCSD7個生態效率要素和TRIZ39個工程參數之間的關系，建立了工程參數與生態效率要素關聯表，如表1所示。以上學者和研究人員從多個角度研究了TRIZ在產品設計中的應用，從已有方法和成果來看，還存在一些可改進之處，譬如可充分利用歷史設計案例，分析失效專利以直接采用，進行專利規避以避免法律風險，系統化創新方法以減少設計的盲目性等。

集成TRIZ的產品生態設計過程

針對以上生態設計方法的不完善之處，有必要提出一個系統的、創新的生態設計方法。本文利用TRIZ技術工具能夠系統性、創新性地解決生態設計矛盾的優勢，提出了集成TRIZ的產品生態設計過程框架，如圖2所示。主要步驟：首先，獲取客戶需求，在專利庫和案例庫中搜索匹配歷史產品設計，若匹配成功則直接選為備選方案，若沒有類似設計則提取技術特性并轉化為生態設計工程特性，從關聯表找出相應的工程參數；然后運用矛盾矩陣、效應知識庫或物質—場分析方法進行求解；最后，評價生成的多個備選方案，確定最優解。

1檢索案例和失效專利

歷史產品生態設計案例是企業重要的無形資產，蘊含于失效專利中的創新觀點和實用價值并未喪失。注重知識的重用，利用歷史案例和失效專利直接進行生態設計，可以大大提高設計效率，避免資源浪費。歷史案例可以是企業自主創新設計的產品，也可以是手冊、專著和網絡信息等文獻資源中出現的案例。失效專利可從中國失效專利光盤數據庫或國家知識產權局網站獲取。對于國外專利，則需要通過世界專利索引檢索并檢查是否申請中國專利。從產品功能角度看，客戶的產品需求一般可以分為基本功能需求和附加功能需求，其中都可能含有一定的生態、綠色需求。直接獲取的客戶產品需求具有模糊性和不規范性，需要對其進行簡單的處理才能進行檢索。處理的方法主要是關鍵詞分詞提取，如節能、靜音、安全等。檢索的方法有關鍵詞檢索、組合檢索，結果按相似度、相關性順序排列。

關鍵詞在文本中的重要程度以權重表示，按照TF-IDF公式計算式中，wik為詞tk在文本矢量Di中的權重，fik為詞tk在文本矢量Di中的詞頻，N為文本矢量空間中文本的總數，Nk為文本矢量空間中出現詞tk的文本數，M為文本矢量空間中所有有效詞項(去除中文停用詞)的總數，wik∈。若設領域本體對象間的相關度(由領域專家給定)即關系權值為wrk∈，則檢索結果與檢索詞的相關度為

2構建矛盾矩陣

在沒有歷史案例和失效專利可利用的情況下，需要設計新的生態產品。首先，利用TRIZ的技術進化規律進行趨勢分析，大致推斷產品未來的技術系統進化方向，為生態設計提供思路。進化潛力雷達圖是分析進化趨勢的有用工具，如圖3所示。

雷達中心是進化原點，最是進化極限，在每個進化路徑上標出技術現狀，連接起來圍成的灰色區域即為當前技術系統范圍，其余區域為進化潛力范圍。產品生態設計應立足現有技術，向進化潛力范圍逐步擴展，率先推出采用新技術的產品以占領市場或獲取高額利潤。然后通過質量功能配置、生態質量功能配置(QFDforenvironment,QFDE)將客戶需求映射為工程技術特性和生態設計工程特性并按照WBCSD的7個生態效率要素進行歸類。當需要考慮的生態效率參數較多時，利用層次分析法(判斷矩陣的要素由WBCSD7個生態要素組成)獲得生態效率參數。為了簡化矛盾矩陣以便于求解，同時為集中技術力量改善產品生態特性，按照以下算法獲得最需要改善的生態效率參數。

設每個生態效率要素中的生態設計工程特性個數為wi(i=1,2,…,7)，層次分析法的輸出值為ui，則取ri≥1所對應的生態效率參數作為需要改善的由此參照表1確定TRIZ工程參數，構建TRIZ矛盾矩陣，然后使用TRIZ提供的方法進行求解。

3運用TRIZ工具求解

TRIZ提供了三種技術工具：矛盾矩陣、效應知識庫和物質—場分析。若從上述分析可以獲得矛盾矩陣，則使用矛盾矩陣的發明原理求解，否則采用效應知識庫和物質—場分析求解。輔助設計系統知識庫中存儲大量生態產品設計案例，已按照案例中使用的TRIZ工具仔細分類。因此，不論使用何種工具，都可以給出相應的使用該工具求解的實例，詳細解釋抽象的發明原理和使用指導，激發設計人員靈感。

求解矛盾矩陣時，若存在多對矛盾，首先由矛盾矩陣找到各對矛盾相應的發明原理，然后找出其中出現頻率相對較高的發明原理，使用這些發明原理求解的成功率和效率會比較高。同時，求解得到的設計方案可能會使某些必需功能弱化，為此還需要進行功能檢驗，只有滿足基本功能需求的方案才能列入備選方案。若不能滿足，則還需要重新求解，將基本功能工程參數作為求解前提，直到得到滿意解。此外，還需要檢索專利庫，將已申請專利的備選方案排除，進行專利規避。

4生態設計方案的評價

按照以上方法和步驟獲取的生態產品設計方案可能會有多個，需要對它們進行評價，從中選取較優的方案。簡單的評價方法可以從成本、交貨期、質量、服務和生態性等幾個方面進行綜合評價，適用的數學方法有層次分析法、數據包絡分析法、模糊集法和人工神經網絡法等。詳細的評價方法則涵蓋生命周期評價(Lifecycleassessment,LCA)或生態足跡(Ecologicalfootprint,EF)等指標。

應用案例

1構建計算機輔助設計系統

集成TRIZ的產品生態設計是一個復雜、系統、循環往復的過程，不是一次性的工作。設計過程需要調動企業不同領域的資源，包括人力、技術和信息資源，并且要不斷監控和評價執行過程，修改原來的分析和選擇。為此，設計一個支持集成TRIZ的產品生態設計的計算機輔助系統，提供大量信息和知識支撐，輔助設計人員工作，有效提高設計效率。系統功能結構如圖4所示。

(1)知識檢索。產品數據庫存儲與生態設計案例產品有關的數據，如材料、尺寸、圖紙等；知識庫存儲設計標準、設計手冊、法律法規、TRIZ參數闡釋等知識；專利庫存儲從中國、美國、日本、歐洲等專利局網站上下載的專利數據。知識檢索從產品數據庫、知識庫、專利庫中檢索產品數據、生態設計案例、相關專利、TRIZ工程參數和發明原理等信息和知識，為生態設計提供知識支持。

(2)數據存儲。按產品類別將獲取的客戶需求整理存儲，用作客戶需求統計分析，讓設計人員更好地傾聽顧客的聲音。將CAD軟件繪制的概念設計草圖或手繪草圖掃描后存儲在數據庫中，便于保存和查詢，為后續的初步設計和詳細設計提供參考依據。

(3)計算分析。該系統可輔助設計人員進行AHP計算(圖5)以獲取最需要改善的生態效率要素；進行專利統計分析獲取技術進化趨勢；進行簡單的設計方案評價以選取最優方案。

2實例

摩擦片差速器是一種高摩擦自鎖式差速器，結構簡單、工作平穩，常用于轎車和輕型貨車上，如大眾高爾夫轎車即采用這種差速器。當一側車輪滑轉或車轉彎時，由于轉速差和軸向力的作用，主、從動摩擦片滑轉同時產生摩擦力矩。因此摩擦片需要良好的耐磨性和較少的質量。

假設需要設計一種新的摩擦片，結合TRIZ技術進化規律和專利、文獻進行技術趨勢分析可以得出：接觸面材料的創新和發展是摩擦片發展的主要內容，接觸面材料以前采用駝毛皮、皮革帶、木塊等，然后采用青銅、鋼等金屬，現在多采用以石棉為基礎的編織材料，未來將采用有機材料(如芳綸)、金屬陶瓷材料(由金屬基體、陶瓷和劑組成的多元復合材料)。按照WBCSD的分類，良好的耐磨性即F，較小的質量即A。對照表1，相應的TRIZ工程參數分別為23、26和15。TRIZ矛盾矩陣如表2所示。從表2中得出，發明原理“03.局部質量”出現次數最高，求解時應重點考慮。如摩擦片采用雙層結構設計，接觸面的一層采用輕質復合耐磨材料，另一層則只需要保持力學性能，如圖6所示。

結論

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為了滿足現代衛星對數傳發射機更高的設計要求，得益于數字調制技術的不斷發展，本文闡述了星用X頻段數傳發射機的一體化、小型化設計，并與傳統數傳發射機設計進行了比較，詳細介紹了X波段雙機一體化、小型化數傳發射機的組成原理、設計方案和實現方法，最后通過和傳統數傳發射機的性能進行比較，并給出了測試結果。

【關鍵詞】數傳發射機 X波段 數字調制

1 概述

隨著中國衛星事業的蓬勃發展和現代通信技術的迅速發展，衛星所承載的功能越來越多，星上的空間資源越來越緊張，對包括數傳發射機在內的星上產品設計要求也越來越高。產品設計中，需要綜合實現高可靠性、小型化、輕量化和低功耗的要求。因此，研究高頻段、一體化、小型化的星載數傳發射機設計技術，對我國衛星數傳系統技術發展具有積極意義。

2 數傳發射機設計方案

數傳發射機是衛星系統的重要組成部分，承擔衛星星上業務數據向地面傳輸的功能。傳統的衛星數傳發射機，采用“中頻調制+上變頻”設計技術，在變頻環節會產生非線性失真，從而影響產品性能。隨著微波直調以及微波合成技術的發展，本文闡述了采用直接射頻調制技術，實現了X波段一體化、小型化的數傳發射機設計。

X波段一體化、小型化發射機，按照前端輸入時鐘，接收前端輸入的數據進行LDPC編碼，完成電平轉化后直接送入X波段QPSK調制器中進行調制輸出。本地恒溫晶振產生基頻信號，經過65次倍頻器倍頻到X波段，將X波段頻率信號作為QPSK調制的本地載波信號。已調QPSK數據信號，經過匹配微帶板輸出到后級功放后，由天線發射出去，完成數據傳輸。目前方案采用雙機一體化設計，互為工作備份。

X波段一體化、小型化發射機采用QPSK直接調制符合CCSDS技術規范，QPSK調制是目前應用較多的一種調制方式，廣泛用于1.2Gbps以下速率的編碼調制器中。在微波直接調制器的設計中，是兩路BPSK進行合成，載波頻率經過90°功分分成兩路分別與I、Q兩路數據進行BPSK調制，兩路BPSK數據通過0°合成器進行合成輸出。QPSK信號具有頻帶寬，隔離度好和抗干擾強等優點。

設計方案中，微波器件采用微波集成電路模塊，提高了產品設計集成度和可靠性，同時減少了體積和重量。此外，采用了倍頻器直接倍頻技術，不僅避免了傳統倍頻方案帶來的非線性失真，同時改善了發射機輸出的頻譜特性。

3 測試結果

本文設計的X波段一體化、小型化數傳發射機方案，已經成功應用于某衛星型號中，通過數傳發射機的硬件設計、軟件設計和調試后，對產品主要性能指標進行了測試，并與傳統數傳發射機設計進行了比較，測試情況見表1所示。由表可見，測試指標都是符合當初的設計指標的，比傳統的數傳發射機性能指標更加優良。

由表1以及圖2、圖3可以看出，該方案完成了X波段雙機一體化、小型化數傳發射機的設計，實現了一體化、小型化和輕量化的設計目標，相比傳統產品，數傳發射機的調制性能和信道傳輸特性有了較大提升和改進。

4 結論

本文設計的X波段一體化、小型化數傳發射機方案，已經成功應用于某衛星型號中，所設計的數傳發射機，在性能指標上優于傳統產品，在產品重量、體積和功耗等方面獲得了較大提升，對今后星上產品的小型化、輕量化設計工作具有積極意義。

參考文獻

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作者簡介

李廣才（1980-），男。碩士研究生學歷?，F為上海航天電子技術研究所工程師。研究方向為衛星通信、數傳通信。