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【關(guān)鍵詞】敏捷開發(fā) 瀑布模型 產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目
在日益激烈的全球競(jìng)爭(zhēng)中,知識(shí)創(chuàng)新能力是影響企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素之一,而作為知識(shí)創(chuàng)新的公司通常都以產(chǎn)品開發(fā)作為主營(yíng)業(yè)務(wù),其中大型公司畢竟是少數(shù),絕大多數(shù)都是中小型公司,必須有一種可以嚴(yán)格質(zhì)量把關(guān),并且高效率的開發(fā)管理方法,才能適應(yīng)市場(chǎng)的變化。
針對(duì)產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目管理方法的問(wèn)題,眾多公司及學(xué)者提出了諸多解決方法如:IBM公司的IPD產(chǎn)品集成開發(fā)流程[1],國(guó)際流行的CMM管理體系[2],新型的敏捷開發(fā)模型[3]等都被一些公司采用為基本的產(chǎn)品項(xiàng)目開發(fā)方法。
目前,IPD及CMM這種瀑布開發(fā)及管理模型要求公司資金充足,職能明確,市場(chǎng)定位超前,并引領(lǐng)并控制市場(chǎng)。這些方法在大型公司,或國(guó)外成熟的市場(chǎng)環(huán)境下運(yùn)行的十分完善。但在我國(guó)不具備這種良好的市場(chǎng)環(huán)境,絕大多數(shù)中小公司不具備充足的資金及良好的市場(chǎng)定位,處于一種不斷應(yīng)付市場(chǎng)需求變化的情況下。因此,需要一種能夠快速適應(yīng)需求的項(xiàng)目管理方法。敏捷開發(fā)的出現(xiàn)完成了以軟件開發(fā)為基礎(chǔ)公司的項(xiàng)目運(yùn)作方式,它們快速的跟蹤需求。但是產(chǎn)品開發(fā)往往面臨著軟件與硬件的結(jié)合,產(chǎn)品的硬件及架構(gòu)的變動(dòng)帶來(lái)了巨大的成本消耗。所以即要能夠應(yīng)付過(guò)多的變化帶來(lái)的成本問(wèn)題,又要快速的響應(yīng)市場(chǎng)需求是產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目管理的根本問(wèn)題。
本文借鑒了瀑布的嚴(yán)謹(jǐn)質(zhì)量控制的方法可敏捷開發(fā)快速適應(yīng)需求變化的理論,總結(jié)了較為實(shí)用的中小型企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目管理方法。
1 瀑布模型和敏捷開發(fā)模型
2.1 瀑布模型原理
瀑布模型(Waterfall Model) 是一個(gè)項(xiàng)目開發(fā)架構(gòu),開發(fā)過(guò)程是通過(guò)設(shè)計(jì)一系列階段順序展開的,從系統(tǒng)需求分析開始直到產(chǎn)品和維護(hù),每個(gè)階段都會(huì)產(chǎn)生循環(huán)反饋,因此,如果有信息未被覆蓋或者發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題,那么最好 “返回”上一個(gè)階段并進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?,?xiàng)目開發(fā)進(jìn)程從一個(gè)階段“流動(dòng)”到下一個(gè)階段,這也是瀑布模型名稱的由來(lái)。瀑布模型要求每個(gè)階段都要為下一階段提供依據(jù),否則將不得向下進(jìn)行。這也是瀑布模型的優(yōu)點(diǎn),也是它的缺點(diǎn)。
2.2 敏捷開發(fā)
敏捷開發(fā)是一種以人為核心、迭代、循序漸進(jìn)的開發(fā)方法。在敏捷開發(fā)中,軟件項(xiàng)目的構(gòu)建被切分成多個(gè)子項(xiàng)目,各個(gè)子項(xiàng)目的成果都經(jīng)過(guò)測(cè)試,具備集成和可運(yùn)行的特征。換言之,就是把一個(gè)大項(xiàng)目分為多個(gè)相互聯(lián)系,但也可獨(dú)立運(yùn)行的小項(xiàng)目,并分別完成,在此過(guò)程中軟件一直處于可使用狀態(tài)。主要的實(shí)現(xiàn)方法有XP(極限編程)、Scrum模型等。
3 產(chǎn)品開發(fā)瀑布與敏捷結(jié)合方法
3.1 問(wèn)題的提出
即然中小型公司的產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程單純的執(zhí)行某種特定的模型都會(huì)帶來(lái)一定的問(wèn)題,那么是否可以將二者結(jié)合呢?經(jīng)過(guò)研究和實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn),結(jié)論就可行的。
3.2 結(jié)合方法的計(jì)劃制作
計(jì)劃的制作是任何項(xiàng)目最重要的開端,從計(jì)劃制作開始就將體現(xiàn)結(jié)合方法的與眾不同及其可操作性。
首先計(jì)劃中要把概念階段和規(guī)劃階段列入(在某些時(shí)候可以被稱作需求階段和概要設(shè)計(jì)階段),對(duì)于產(chǎn)品開發(fā)面臨的硬件設(shè)備迭代周期長(zhǎng),無(wú)法在后期快速響應(yīng)需求變化,這兩個(gè)階段是一定要開展的。這兩部分結(jié)束后所達(dá)成的目標(biāo)只有一個(gè),那就是確定下方案,特別就硬件方案。為后期的敏捷打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。(注:上圖在實(shí)際運(yùn)行時(shí)需求根據(jù)情況進(jìn)行分解和修改)
3.3 概念階段和規(guī)劃階段的瀑布模型
概念階段和規(guī)劃階段與IPD幾乎沒有什么變化,對(duì)于中小型公司可以嚴(yán)格的執(zhí)行各個(gè)階段,也可以簡(jiǎn)化每一步的完善程度(注:每一步都要執(zhí)行),每一步都向著硬件電路方案的確定而努力,軟件固件進(jìn)行配合方案設(shè)計(jì),這兩個(gè)階段結(jié)束后,與硬件設(shè)計(jì)方案有關(guān)的需求都最終確定。例如:某些產(chǎn)品需要用串口通信,對(duì)于此時(shí)只需要把要用幾個(gè)串口,速度要求多少即可,對(duì)于通信協(xié)議暫時(shí)可以忽略不計(jì)。
3.4 設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段
在設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段就可以主要發(fā)揮敏捷開發(fā)的優(yōu)勢(shì),由于在上兩個(gè)階段中硬件方案已經(jīng)確定,所以硬件還是需要一步一步的按照瀑布進(jìn)行,設(shè)計(jì),制版,焊接,調(diào)試。此時(shí)軟件和固件按瀑布方式進(jìn)行平臺(tái)的搭建,為敏捷的迭代過(guò)程做準(zhǔn)備。當(dāng)硬件人員由相關(guān)軟件及固件人員配合將硬件設(shè)備調(diào)試通過(guò)之后,交由軟件及固件人員(固件包括了FPGA等硬件邏輯代碼工作)聯(lián)合開發(fā),此時(shí)以每一個(gè)星期或兩個(gè)星期為一次迭代,每次迭代重新討論需求變更及本迭代期內(nèi)所要完成的功能需求。從現(xiàn)在開始的調(diào)試,測(cè)試及需求變換完全可以以敏捷開發(fā)方式進(jìn)行。此時(shí)需要產(chǎn)品經(jīng)理或項(xiàng)目經(jīng)理根據(jù)最終的時(shí)間來(lái)迭代調(diào)整需求及優(yōu)先級(jí)直到項(xiàng)目結(jié)束。
4 結(jié)論
本文在介紹了在瀑布模型及敏捷開發(fā)模型的基礎(chǔ)上,綜合分析了目前中小型企業(yè)產(chǎn)品項(xiàng)目開發(fā)中中遇到的問(wèn)題,就建立完善、可操作、動(dòng)態(tài)靈活的項(xiàng)目開發(fā)管理方法提出了建議,并采用實(shí)際的操作方法及實(shí)例充分表明本文設(shè)計(jì)方法的正確可行。
參考文獻(xiàn)
[1]朱瑞萍.IPD―一種集成的產(chǎn)品開發(fā)模式[J].市場(chǎng)研究,2003(12).
[2]高琰,李建華等.基于CMM的軟件項(xiàng)目管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程,2002(9).
[3]俞定國(guó).敏捷方法在企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用與改進(jìn)[J].微計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2005(26).
關(guān)鍵詞:產(chǎn)品化工程;科技隊(duì)伍;配置模式
產(chǎn)品化工程要求逐步構(gòu)建型號(hào)與產(chǎn)品并重的科研生產(chǎn)體系,形成一套滿足型號(hào)高強(qiáng)度研制交付需求的、適應(yīng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展要求的組織、研制和經(jīng)營(yíng)新模式。轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的基于“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的科研生產(chǎn)方式及科技隊(duì)伍配置模式,適應(yīng)型號(hào)研制任務(wù)加重和客戶需求轉(zhuǎn)變。
一、產(chǎn)品化工程對(duì)于型號(hào)研制科技隊(duì)伍建設(shè)的要求
根據(jù)產(chǎn)品化工程要求,采取以專業(yè)產(chǎn)品選用和系統(tǒng)集成創(chuàng)新為核心,以型號(hào)研制項(xiàng)目管理為主體的模式。建立與型號(hào)研制并行的專業(yè)化的產(chǎn)品開發(fā)隊(duì)伍,系統(tǒng)規(guī)劃隊(duì)伍發(fā)展通道和配套機(jī)制建設(shè),加強(qiáng)項(xiàng)目管理,提升資源調(diào)配能力。
二、基于研發(fā)產(chǎn)出活動(dòng)的專業(yè)化隊(duì)伍配置思路
1、明晰型號(hào)線和技術(shù)資源線的配置關(guān)系,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)與型號(hào)項(xiàng)目隊(duì)伍分離。突出型號(hào)線的產(chǎn)出,突出技術(shù)資源線的專業(yè)。型號(hào)線對(duì)產(chǎn)出和質(zhì)量負(fù)責(zé),而技術(shù)資源線對(duì)技術(shù)積累和人員培養(yǎng)負(fù)責(zé)。型號(hào)研制按項(xiàng)目方式運(yùn)作,實(shí)行人員配的矩陣管理。對(duì)于基礎(chǔ)成熟公共平臺(tái)的型號(hào),采用“弱矩陣”項(xiàng)目管理模式,將從事技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)的資源線科技人員從型號(hào)項(xiàng)目隊(duì)伍分離出來(lái)。對(duì)于新研的、技術(shù)復(fù)雜的型號(hào),可采用“強(qiáng)矩陣”項(xiàng)目管理模式,配置完整的型號(hào)項(xiàng)目隊(duì)伍,并按型號(hào)研制階段動(dòng)態(tài)調(diào)整人員配置。
2、區(qū)別管理技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品開發(fā),實(shí)現(xiàn)技術(shù)預(yù)研與產(chǎn)品開發(fā)隊(duì)伍相對(duì)分離。技術(shù)開發(fā)主要包括基礎(chǔ)研究、應(yīng)用開發(fā)以及部分無(wú)產(chǎn)品平臺(tái)的定制項(xiàng)目的技術(shù)開發(fā),強(qiáng)調(diào)組織自主研究并掌握業(yè)界的成熟技術(shù),構(gòu)建技術(shù)平臺(tái),發(fā)現(xiàn)新的技術(shù)增長(zhǎng)點(diǎn);建立技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)劃,形成核心技術(shù)以主動(dòng)引導(dǎo)客戶,并在技術(shù)上領(lǐng)先競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,同步培養(yǎng)優(yōu)秀的技術(shù)人員;以技術(shù)研究或承接技術(shù)攻關(guān)作為資金或利潤(rùn)來(lái)源;為核心產(chǎn)品提前提供成熟可靠的技術(shù)。
產(chǎn)品開發(fā)主要包括平臺(tái)開發(fā)、內(nèi)部共享模塊及平臺(tái)產(chǎn)品開發(fā)。產(chǎn)品開發(fā)強(qiáng)調(diào)立足于市場(chǎng)需求,要求準(zhǔn)確、快速、低成本和高質(zhì)量;以成熟技術(shù)和平臺(tái)快速、低成本地滿足客戶的要求;在周期、成本和可靠性以及可生產(chǎn)性和可保障性上領(lǐng)先對(duì)手,在市場(chǎng)和財(cái)務(wù)指標(biāo)上構(gòu)建核心競(jìng)爭(zhēng)力。
技術(shù)開發(fā)與產(chǎn)品開發(fā)的任務(wù)目標(biāo)不同,技術(shù)開發(fā)著眼于技術(shù)和原理研究,而產(chǎn)品開發(fā)著眼于客戶需求和產(chǎn)品質(zhì)量??萍缄?duì)伍建設(shè)鼓勵(lì)加強(qiáng)技術(shù)預(yù)研和通用產(chǎn)品開發(fā)隊(duì)伍配置,避免大部分科技人員在解決型號(hào)具體問(wèn)題投入經(jīng)歷多,在技術(shù)自主創(chuàng)新方面將缺乏內(nèi)在動(dòng)力,從事通用產(chǎn)品、共用模塊研制人員嚴(yán)重不足的問(wèn)題。
3、提高驗(yàn)證測(cè)試工作專業(yè)化,實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證測(cè)試隊(duì)伍與型號(hào)項(xiàng)目隊(duì)伍相對(duì)分離。組建專職隊(duì)伍,轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)人員研發(fā)、設(shè)計(jì)與測(cè)試全程參與的職責(zé)分配模式,從重復(fù)性、程序化的測(cè)試工作中抽離出來(lái);組建面向產(chǎn)品的,而非面向型號(hào)的測(cè)試隊(duì)伍,強(qiáng)化測(cè)試設(shè)備的通用化、測(cè)試方法規(guī)范化、測(cè)試功能集成化。加強(qiáng)測(cè)試隊(duì)伍的專業(yè)化水平,保證對(duì)測(cè)試技術(shù)和方法研究工作的時(shí)間精力,轉(zhuǎn)變開發(fā)設(shè)計(jì)人員更注重于產(chǎn)品本身設(shè)計(jì),忽視測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的問(wèn)題。
三、科技隊(duì)伍職責(zé)定位和通道建設(shè)
1.科技隊(duì)伍職責(zé)定位。新模式改變了型號(hào)系統(tǒng)、分系統(tǒng)與產(chǎn)品研制的接口和責(zé)任關(guān)系,從型號(hào)隊(duì)伍中釋放單機(jī)型號(hào)設(shè)計(jì)人員并集約配置,重新調(diào)整驗(yàn)證測(cè)試工作的活動(dòng)分配,各支隊(duì)伍主要職責(zé)如下。
型號(hào)項(xiàng)目隊(duì)伍的主要職責(zé)是以型號(hào)產(chǎn)品為核心開展的工作內(nèi)容,根據(jù)客戶的需求,確定型號(hào)技術(shù)指標(biāo),完成跨產(chǎn)品或跨領(lǐng)域集成的總體方案設(shè)計(jì),分解任務(wù)指標(biāo)、參與技術(shù)方案評(píng)審、產(chǎn)品驗(yàn)收和交付。
產(chǎn)品開發(fā)隊(duì)伍的主要職責(zé)是組織開展新產(chǎn)品開發(fā)、更新?lián)Q代產(chǎn)品研發(fā)和引進(jìn)產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化,并進(jìn)行成熟度培育,并負(fù)責(zé)管理產(chǎn)品的核心技術(shù),組織制定產(chǎn)品技術(shù)方案;按不同產(chǎn)品層次將發(fā)明、創(chuàng)新、研究和開發(fā)取得的技術(shù)成果、試驗(yàn)品轉(zhuǎn)化為質(zhì)量可靠、可穩(wěn)定重復(fù)的貨架式產(chǎn)品;根據(jù)型號(hào)研制任務(wù)要求,從技術(shù)貨架上選取成熟技術(shù),準(zhǔn)確、快速、低成本地形成產(chǎn)品,并承擔(dān)產(chǎn)品型號(hào)規(guī)劃、新產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品成熟度提升等相關(guān)工作,為無(wú)共享產(chǎn)品或模塊的新項(xiàng)目定制產(chǎn)品,組織開展技術(shù)研究,提供技術(shù)支持。
技術(shù)預(yù)研隊(duì)伍的主要職責(zé)是負(fù)責(zé)先進(jìn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)研究探索、研究與攻關(guān),負(fù)責(zé)新產(chǎn)品發(fā)展路徑規(guī)劃及其應(yīng)用技術(shù)開發(fā),以形成技術(shù)和產(chǎn)品儲(chǔ)備;依托重大背景型號(hào)項(xiàng)目,從事關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目和課題研究,負(fù)責(zé)新產(chǎn)品、新技術(shù)研究工作。
驗(yàn)證測(cè)試隊(duì)伍的主要職責(zé)是主要負(fù)責(zé)測(cè)試與驗(yàn)證的工具、樣例和環(huán)境開發(fā),承擔(dān)型號(hào)設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中的裝配、測(cè)試、集成測(cè)試技術(shù)及故障診斷等工作,確保產(chǎn)品符合相關(guān)技術(shù)參數(shù)、發(fā)現(xiàn)潛在質(zhì)量問(wèn)題。
2.科技隊(duì)伍通道建設(shè)。基于專業(yè)化的隊(duì)伍配置模式,人才發(fā)展通道以產(chǎn)品研發(fā)為主線,通道共設(shè)為六級(jí),產(chǎn)品開發(fā)隊(duì)伍由產(chǎn)品總設(shè)計(jì)師、產(chǎn)品副總設(shè)計(jì)師、產(chǎn)品主任設(shè)計(jì)師、產(chǎn)品副主任設(shè)計(jì)師、主管設(shè)計(jì)師、設(shè)計(jì)師構(gòu)成,并劃定職位晉升發(fā)展和隊(duì)伍間人員流動(dòng)規(guī)則。產(chǎn)品開發(fā)隊(duì)伍新入職設(shè)計(jì)人員,需要熟悉技術(shù)方案和產(chǎn)品性能,優(yōu)先從事產(chǎn)品測(cè)試工作,期滿后再承擔(dān)產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)崗位;產(chǎn)品副總設(shè)計(jì)師原則上要求具有型號(hào)主任設(shè)計(jì)師或主任工藝師任職經(jīng)歷。產(chǎn)品開發(fā)隊(duì)伍也是型號(hào)項(xiàng)目隊(duì)伍總體設(shè)計(jì)師和主任設(shè)計(jì)師的主要人才輸入來(lái)源,型號(hào)主任設(shè)計(jì)師和型號(hào)指揮原則上要求具有產(chǎn)品副主任設(shè)計(jì)師任職經(jīng)歷。
四、推進(jìn)科技隊(duì)伍分類配置實(shí)踐的核心任務(wù)
1.強(qiáng)化任職資格管理,構(gòu)建基于專業(yè)的發(fā)展通道。以任職資格體系建設(shè)為基礎(chǔ),系統(tǒng)地構(gòu)建技術(shù)隊(duì)伍發(fā)展通道。強(qiáng)調(diào)以專業(yè)為主線,以加強(qiáng)專業(yè)或產(chǎn)品領(lǐng)域人才的培養(yǎng)、儲(chǔ)備和選拔為導(dǎo)向。通過(guò)明確各職層的關(guān)鍵活動(dòng)、任職條件,對(duì)科技人員進(jìn)行等級(jí)認(rèn)證和分級(jí)聘任,體現(xiàn)研制工作的層次性。明確個(gè)人發(fā)展的職位經(jīng)歷要求,形成跨隊(duì)伍的流動(dòng)規(guī)則,強(qiáng)化系統(tǒng)級(jí)工程師的培養(yǎng),為隊(duì)伍配置奠定基礎(chǔ)。
2.基于產(chǎn)品工程流程重組,推動(dòng)組織結(jié)構(gòu)與人員配置模式轉(zhuǎn)變。結(jié)合產(chǎn)品工程的管理模式和業(yè)務(wù)流程優(yōu)化,以人力資源使用效率和效益最大化為目標(biāo)。穩(wěn)步推進(jìn)型號(hào)項(xiàng)目隊(duì)伍與產(chǎn)品隊(duì)伍分離,梳理并明晰型號(hào)研制中的產(chǎn)品技術(shù)方案決策、協(xié)調(diào)和狀態(tài)控制的責(zé)任,新技術(shù)、新產(chǎn)品在項(xiàng)目中應(yīng)用的審定責(zé)任,產(chǎn)品平臺(tái)建設(shè)責(zé)任等。以薪酬導(dǎo)向?yàn)槭侄?,逐步建立起?dǎo)向技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品開發(fā)價(jià)值貢獻(xiàn)的薪酬激勵(lì)機(jī)制,鼓勵(lì)具有高技術(shù)水平的型號(hào)設(shè)計(jì)人員更多地從事技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品開發(fā),提高自主創(chuàng)新能力的人力資本投入。
3.明確責(zé)任,完善評(píng)價(jià)與考核體系導(dǎo)向作用。根據(jù)型號(hào)項(xiàng)目管理責(zé)任,明確項(xiàng)目管理在總體和分系統(tǒng)集成研制、產(chǎn)品選用的職責(zé)與權(quán)力范圍。強(qiáng)化項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)責(zé)任,增強(qiáng)人力資源使用責(zé)任意識(shí)。引導(dǎo)型號(hào)項(xiàng)目關(guān)注重點(diǎn)的轉(zhuǎn)移,將從目前的事無(wú)巨細(xì)轉(zhuǎn)變?yōu)橹攸c(diǎn)關(guān)注型號(hào)系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)。根據(jù)產(chǎn)品供應(yīng)單位的責(zé)任調(diào)整,進(jìn)一步明確產(chǎn)品交付責(zé)任、產(chǎn)品質(zhì)量責(zé)任、產(chǎn)品保障責(zé)任。建立對(duì)產(chǎn)品供應(yīng)單位各技術(shù)資源部門的體系建設(shè)與人才培養(yǎng)的考核機(jī)制,強(qiáng)化技術(shù)資源部門關(guān)注平臺(tái)建設(shè)和知識(shí)積累,提升技術(shù)和產(chǎn)品成熟度;關(guān)注提高專職從事技術(shù)開發(fā)人員比例,提升科技人員任職資格水平。
(作者單位:中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院)
參考文獻(xiàn)
[1] 周輝.產(chǎn)品研發(fā)管理[M].北京:電子工業(yè)出版社,2012:171-177.
關(guān)鍵詞:機(jī)械產(chǎn)品;方案設(shè)計(jì)方法;計(jì)算機(jī)輔助軟件
當(dāng)前社會(huì)是一個(gè)科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的社會(huì),是一個(gè)信息化社會(huì)。在當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的過(guò)程中,人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)文化需求與落后的生產(chǎn)技術(shù)成為制約當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的主要因素。在社會(huì)發(fā)展的過(guò)程中,各個(gè)產(chǎn)品功能和產(chǎn)品需求不斷增加為當(dāng)期社會(huì)發(fā)展提供了前提基礎(chǔ),是社會(huì)發(fā)展過(guò)程中的主要因素,隨著產(chǎn)品功能要求的日益增多,復(fù)雜性增加,壽命期縮短,更新?lián)Q代速度加快。在當(dāng)前各種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中,機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)已成為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和中心環(huán)節(jié)。在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中,由于人們對(duì)各個(gè)機(jī)械要求的不斷增加,使得設(shè)計(jì)手段就顯得優(yōu)點(diǎn)力不從心,跟不上時(shí)展的需要。在當(dāng)前的設(shè)計(jì)中,主要是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助進(jìn)行設(shè)計(jì)和研制,主要的手段是通過(guò)設(shè)計(jì)繪圖、設(shè)計(jì)計(jì)算、加工制造、生產(chǎn)規(guī)劃來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)化和流程化的設(shè)計(jì)方法,這種方法在當(dāng)前設(shè)計(jì)中已得到了比較廣泛和深入的研究,并初見成效,但是由于當(dāng)前各種更新的不斷增加使得當(dāng)前產(chǎn)品開發(fā)初期方案的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計(jì)的需要。因此在當(dāng)前的設(shè)計(jì)過(guò)程中提高計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展是實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)的前提與基礎(chǔ)。
一、結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)方法
從規(guī)劃產(chǎn)品的角度提出:定義設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)以功能化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),引用已有的產(chǎn)品解如通用零件部件等描述設(shè)計(jì)任務(wù),即分解任務(wù)時(shí)就考慮每個(gè)分任務(wù)是否存在對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品解,這樣,能夠在產(chǎn)品規(guī)劃階段就消除設(shè)計(jì)任務(wù)中可能存在的矛盾,早期預(yù)測(cè)生產(chǎn)能力、費(fèi)用,以及開發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中計(jì)劃的可調(diào)整性,由此提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)的可靠性,同時(shí)也降低新產(chǎn)品的成本。將描述設(shè)計(jì)任務(wù)的功能化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分為四層,1產(chǎn)品2功能組成3主要功能組件4功能元件。并采用面向應(yīng)用的結(jié)構(gòu)化特征目錄,對(duì)功能元件進(jìn)行更為具體的定性和定量描述。同時(shí)研制出適合于產(chǎn)品開發(fā)早期和設(shè)計(jì)初期使用的工具軟件STRAT。 認(rèn)為專用機(jī)械中多數(shù)功能可以采用已有的產(chǎn)品解,而具有新型解的專用功能只是少數(shù),因此,在專用機(jī)械設(shè)計(jì)中采用功能化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),對(duì)于評(píng)價(jià)專用機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造風(fēng) 險(xiǎn)十分有利。 提倡在產(chǎn)品功能分析的基礎(chǔ)上,將產(chǎn)品分解成具有某種功能的一個(gè)或幾個(gè)模塊化的基本結(jié)構(gòu),通過(guò)選擇和組合這些模塊化基本結(jié)構(gòu)組建成不同的產(chǎn)品。這些基本結(jié)構(gòu)可以是零件、部件,甚至是一個(gè)系統(tǒng)。理想的模塊化基本結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有標(biāo)準(zhǔn)化的接口聯(lián)接和配合部,并且是系列化、通用化、集成化、層次化、靈便化、經(jīng)濟(jì)化,具有互換性、相容性和相關(guān)性。我國(guó)結(jié)合軟件構(gòu)件技術(shù)和 CAD 技術(shù),將變形設(shè)計(jì)與組合設(shè)計(jì)相結(jié)合,根據(jù)分級(jí)模塊化原理,將加工中心機(jī)床由大到小分為產(chǎn)品級(jí)、部件級(jí)、組件級(jí)和元件級(jí),并利用專家知識(shí)和 CAD技術(shù)將它們組合成不同品種、不同規(guī)格的功能模塊,再由這些功能模塊組合成不同的加工中心總體方案。
二、基于產(chǎn)品特征知識(shí)的設(shè)計(jì)方法
基于產(chǎn)品特征知識(shí)設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn)是:用計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的語(yǔ)言描述產(chǎn)品的特征及其設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)<业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn),建立相應(yīng)的知識(shí)庫(kù)及推理機(jī),再利用已存儲(chǔ)的領(lǐng)域知識(shí)和建立的推理機(jī)制實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)。 機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)主要是依據(jù)產(chǎn)品所具有的特征,以及設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)<业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推量和決策,完成機(jī)構(gòu)的型、數(shù)綜合。欲實(shí)現(xiàn)這一階段的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),必須研究知識(shí)的自動(dòng)獲取、表達(dá)、集成、協(xié)調(diào)、管理和使用。
三、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法 系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn)是
將設(shè)計(jì)看成由若干個(gè)設(shè)計(jì)要素組成的一個(gè)系統(tǒng),每個(gè)設(shè)計(jì)要素具有獨(dú)立性,各個(gè)要素間存在著有機(jī)的聯(lián)系,并具有層次性,所有的設(shè)計(jì)要素結(jié)合后,即可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)所需完成的任務(wù)。 制定的機(jī)械產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)進(jìn)程模式,基本上沿用了德國(guó)標(biāo)準(zhǔn) VDI2221的設(shè)計(jì)方式。除此之外,我國(guó)許多設(shè)計(jì)學(xué)者在進(jìn)行產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)時(shí)還借鑒和引用了其他發(fā)達(dá)國(guó)家的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)思想,其中具有代表性的是:
1.將用戶需求作為產(chǎn)品功能特征構(gòu)思、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、作業(yè)控制等的基礎(chǔ),從產(chǎn)品開發(fā)的宏觀過(guò)程出發(fā),利用質(zhì)量功能布置方法,系統(tǒng)地將用戶需求信息合理而有效地轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品開發(fā)各階段的技術(shù)目標(biāo)和作業(yè)控制規(guī)程的方法。
2.將產(chǎn)品看作有機(jī)體層次上的生命系統(tǒng),并借助于生命系統(tǒng)理論,把產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程劃分成功能需求層次、實(shí)現(xiàn)功能要求的概念層次和產(chǎn)品的具體設(shè)計(jì)層次。同時(shí)采用了生命系統(tǒng)圖符抽象地表達(dá)產(chǎn)品的功能要求,形成產(chǎn)品功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
3.將機(jī)械設(shè)計(jì)中系統(tǒng)科學(xué)的應(yīng)用歸納為兩個(gè)基本問(wèn)題:一是把要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品作為一個(gè)系統(tǒng)處理,最佳地確定其組成部分單元及其相互關(guān)系;二是將產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程看成一個(gè)系統(tǒng),根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo),正確、合理地確定設(shè)計(jì)中各個(gè)方面的工作和各個(gè)不同的設(shè)計(jì)階段。
4.智能化設(shè)計(jì)方法 智能化設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn)是:根據(jù)設(shè)計(jì)方法學(xué)理論,借助于三維圖形軟件、智能化設(shè)計(jì)軟件和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),以及多媒體、超媒體工具進(jìn)行產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)、表達(dá)產(chǎn)品的構(gòu)思、描述 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。 機(jī)械產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)通常無(wú)法采用純數(shù)學(xué)演算的方法進(jìn)行,也難以用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行完整的描述,而需根據(jù)產(chǎn)品特征進(jìn)行形式化的描述,借助于設(shè)計(jì)專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理和決策。因此,欲實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì),必須解決計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和運(yùn)用產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)和專家設(shè)計(jì)決策等有關(guān)方面的問(wèn)題,由此形成基于產(chǎn)品特征知識(shí)的設(shè)計(jì)方法。 目前,智能化設(shè)計(jì)方法主要是利用三維圖形軟件和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),直觀性較好,開發(fā)初期用戶可以在一定程度上直接參與到設(shè)計(jì)中,要求軟件具有較高的智能化程度,或者有豐富經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者參與。
“機(jī)械CAD/CAE/CAM綜合訓(xùn)練”以機(jī)類專業(yè)學(xué)生就業(yè)方向上的典型產(chǎn)品開發(fā)為目標(biāo),要求學(xué)生對(duì)產(chǎn)品參考實(shí)物模型進(jìn)行拆裝分析,完成整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中的CAD、CAE和CAM任務(wù)環(huán)節(jié),使學(xué)生深入理解產(chǎn)品開發(fā)生命周期過(guò)程,進(jìn)一步鞏固基于信息集成的設(shè)計(jì)制造理論知識(shí)和技術(shù)方法,掌握基于統(tǒng)一產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息的集成設(shè)計(jì)制造技術(shù),掌握不同CAD/CAE/CAM軟件間的數(shù)據(jù)共享和集成方法,熟練應(yīng)用國(guó)際上較為流行的CAD/CAE/CAM軟件,樹立先進(jìn)設(shè)計(jì)制造技術(shù)理念,提高創(chuàng)新意識(shí)、自我學(xué)習(xí)和相互學(xué)習(xí)能力,綜合應(yīng)用相關(guān)知識(shí)能力、實(shí)際動(dòng)手能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,為順利走上工作崗位奠定基礎(chǔ)[4G6].根據(jù)學(xué)生前期基礎(chǔ)課程知識(shí)掌握情況,結(jié)合現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)生命周期過(guò)程思路,設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練實(shí)施流程。流程中各環(huán)節(jié)具體內(nèi)容和要求包括:(1)合理選取產(chǎn)品開發(fā)對(duì)象.產(chǎn)品開發(fā)對(duì)象應(yīng)考慮就業(yè)需求,并結(jié)合個(gè)人興趣合理選取.產(chǎn)品對(duì)象不能過(guò)于簡(jiǎn)單,零件或構(gòu)件總數(shù)不可少于8個(gè),也不能過(guò)于復(fù)雜,應(yīng)有實(shí)際產(chǎn)品或模型做參考.(2)有一定創(chuàng)新性的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì).可從產(chǎn)品功能原理方案、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)方案或外觀造型的新穎性、宜人性和易加工性等角度開展創(chuàng)新設(shè)計(jì).概念設(shè)計(jì)成果應(yīng)以產(chǎn)品三維數(shù)字模型的渲染效果圖展示.(3)基于實(shí)物參考模型的產(chǎn)品CAD模型設(shè)計(jì).對(duì)所選產(chǎn)品實(shí)物模型進(jìn)行拆裝和分析,避免憑借網(wǎng)絡(luò)圖片資料或個(gè)人想象拼湊產(chǎn)品機(jī)構(gòu)或結(jié)構(gòu)形式,造成機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理錯(cuò)誤或結(jié)構(gòu)不合理等問(wèn)題,保證后續(xù)CAE分析模型的合理性.針對(duì)概念設(shè)計(jì)方案進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì),建立產(chǎn)品的三維CAD模型.(4)合理的產(chǎn)品CAE分析.分析產(chǎn)品對(duì)象在實(shí)際使用或制造中存在的運(yùn)動(dòng)學(xué)、力學(xué)或成型工藝等問(wèn)題,選取機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)/動(dòng)力學(xué)、零部件結(jié)構(gòu)靜力學(xué)、零件模具設(shè)計(jì)或成型工藝中某一方向問(wèn)題進(jìn)行分析,基于CAD模型建立CAE分析模型,進(jìn)行產(chǎn)品的分析與優(yōu)化.(5)零件的虛擬仿真加工和模型實(shí)物數(shù)控加工.選取產(chǎn)品典型零件,進(jìn)行零件特征分析和加工工藝規(guī)劃,制定加工工藝路線和工序參數(shù),對(duì)各工序進(jìn)行刀具路徑規(guī)劃,完成模擬加工,輸出數(shù)控加工代碼.選用代木、蠟塊等材料進(jìn)行加工實(shí)驗(yàn),修改加工指令,輸入數(shù)控機(jī)床,加工出零件外形.(6)圖紙和文檔管理.按國(guó)標(biāo)要求繪制產(chǎn)品工程圖,完成產(chǎn)品裝配圖、爆炸圖和各零件工程圖.撰寫產(chǎn)品設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份,包括產(chǎn)品背景和開發(fā)意義,CAD、CAE和CAM各環(huán)節(jié)的主要過(guò)程與成果,綜合訓(xùn)練總結(jié)等內(nèi)容.(7)提交材料要求.每位學(xué)生提交產(chǎn)品開發(fā)紙質(zhì)說(shuō)明書一份,采用A4紙打印,封面用230克淺藍(lán)色虎紋紙裝訂;提交產(chǎn)品所有相關(guān)CAD/CAE/CAM部分運(yùn)行電子文件;提交加工零件實(shí)物模型一件.
2實(shí)施方法
在訓(xùn)練任務(wù)對(duì)象方面,考慮機(jī)類專業(yè)學(xué)生從事專業(yè)方向的工作有機(jī)械類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、模具設(shè)計(jì)和機(jī)械裝備的設(shè)計(jì)、維護(hù)及銷售等類型.可選取實(shí)驗(yàn)室已有機(jī)構(gòu)、夾具和模具實(shí)物模型資源,或生活中正在使用、方便進(jìn)行拆裝、方便獲取產(chǎn)品參考結(jié)構(gòu)的家電類產(chǎn)品,如手機(jī)、臺(tái)燈、風(fēng)扇、吹風(fēng)機(jī)等,使學(xué)生訓(xùn)練之初具有較好興趣和感性認(rèn)識(shí),并能通過(guò)實(shí)際測(cè)繪獲取設(shè)計(jì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)參數(shù).在設(shè)計(jì)軟件選取方面,指導(dǎo)學(xué)生掌握軟件間的差異,正確區(qū)分集成類型軟件和單一功能軟件,了解常用軟件的功能模塊.通過(guò)資料收集和調(diào)研的方法,了解目前珠三角企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)中軟件的應(yīng)用情況,指導(dǎo)學(xué)生合理選擇利用現(xiàn)代企業(yè)流行的計(jì)算機(jī)輔助軟件完成產(chǎn)品的開發(fā)任務(wù).為解決訓(xùn)練時(shí)間短的問(wèn)題,在前期“機(jī)械CAD/CAM”理論課程講授過(guò)程,采用目標(biāo)教學(xué)方法,在教學(xué)初始下達(dá)綜合訓(xùn)練任務(wù),將訓(xùn)練任務(wù)內(nèi)容“化整為零”進(jìn)行教學(xué)[11].在理論教學(xué)過(guò)程中,結(jié)合任務(wù)內(nèi)容進(jìn)行有目的的引導(dǎo),讓學(xué)生帶著任務(wù)主動(dòng)學(xué)習(xí),利用理論課程學(xué)習(xí)的課余時(shí)間進(jìn)行任務(wù)內(nèi)容思考和軟件應(yīng)用的準(zhǔn)備.使學(xué)生在綜合訓(xùn)練開展時(shí)已具備解決任務(wù)的理論基礎(chǔ)和軟件應(yīng)用基礎(chǔ),明確設(shè)計(jì)任務(wù)要求,選定好開發(fā)產(chǎn)品目標(biāo),并完成產(chǎn)品實(shí)物模型拆裝和測(cè)繪[12G13].
3實(shí)施條件與計(jì)劃
綜合訓(xùn)練在我校工程訓(xùn)練中心實(shí)施.中心的機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室有塑料注射模、吹塑模、吸塑模、擠塑模、五金沖壓模等模具類模型,車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、檢驗(yàn)夾具、組合夾具等夾具類模型;油泵、額式破碎機(jī)、裝訂機(jī)、拋光機(jī)、剪床機(jī)構(gòu)、制動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)械手腕部機(jī)構(gòu)、步進(jìn)輸送機(jī)等機(jī)構(gòu)類模型及扳手、起子、虎鉗、錘子、游標(biāo)卡尺、鋼卷尺和鋼皮尺等拆裝和測(cè)量工具,為綜合訓(xùn)練提品參考模型和拆裝測(cè)繪條件.中心CAD/CAM實(shí)驗(yàn)室配有揚(yáng)天A8800t計(jì)算機(jī)、CANON掃描儀和HP激光打印機(jī)等設(shè)備,安裝有ProeWildfile4.0、NX7.0、Solidworks2010、ADMAS2007、Ansys12.0、Mastercam8.0,Moldflow2010,CAXA2007,AuGtocad2010等軟件,提品的設(shè)計(jì)、分析和零件NC仿真加工條件.中心的機(jī)械加工車間有VM6540立式加工中心、CK6132/750數(shù)控車床、XK5025/6數(shù)控銑床、DK7732G數(shù)控線切割機(jī)床等設(shè)備,配有各種型號(hào)車刀、銑刀、夾具、扳手等工具,及代木、蠟塊、鋼板等加工材料,提供零件實(shí)物模型數(shù)控加工條件.
4評(píng)價(jià)體系
客觀、全面和公正地評(píng)價(jià)學(xué)生的綜合訓(xùn)練成果是實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)[14].僅對(duì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書和產(chǎn)品工程圖紙結(jié)果質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),難以在學(xué)生之間進(jìn)行成果交流,無(wú)法形成成果激勵(lì),一些抄襲問(wèn)題也難以發(fā)現(xiàn),無(wú)法體現(xiàn)公平評(píng)價(jià).為此采用以班為單位進(jìn)行作品公開展示和答辯的考核方式.每位學(xué)生答辯時(shí)間不超過(guò)10min,在前5min內(nèi)應(yīng)用所選軟件演示主要設(shè)計(jì)、分析和加工過(guò)程,展示設(shè)計(jì)說(shuō)明書、產(chǎn)品工程圖紙和加工實(shí)物模型;在后5min內(nèi)回答老師和同學(xué)的提問(wèn).根據(jù)綜合訓(xùn)練大綱要求,確定產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程各任務(wù)環(huán)節(jié)具體項(xiàng)目和分值比重,制定作品評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示.由指導(dǎo)教師依據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于每個(gè)學(xué)生的綜合訓(xùn)練成果進(jìn)行打分,按優(yōu)(90~100)、良(80~89)、中(70~79)、及格(60~69)、不及格(<60)5個(gè)等級(jí)評(píng)定。
5結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞:機(jī)械產(chǎn)品;研發(fā);質(zhì)量控制;汽車行業(yè);NVH性能 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
中圖分類號(hào):TH186 文章編號(hào):1009-2374(2015)03-0046-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.0215
進(jìn)行汽車產(chǎn)品研發(fā)的時(shí)候,一般把汽車的性能劃分為多種功能,若這一系列功能滿足設(shè)計(jì)的要求,整車的性能就會(huì)滿足期望目標(biāo)。汽車NVH性能是汽車產(chǎn)品各項(xiàng)性能的重要指標(biāo)之一,在對(duì)汽車研發(fā)的時(shí)候把汽車的NVH性能與安全性。排放性等性能進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)。隨著汽車技術(shù)的快速發(fā)展,各個(gè)級(jí)層的供應(yīng)商與整車廠的合作更加緊密,各種品牌汽車的使用性能及安全性之間的差異性不斷縮小,本文以機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)及質(zhì)量控制為研究視角,分析了汽車NVH研況,介紹出汽車產(chǎn)品開發(fā)前、中、后期的實(shí)際情況。
1 汽車NVH研發(fā)規(guī)劃
世界上汽車市場(chǎng)上各個(gè)汽車公司之間面臨著利益沖突與利益共享,促進(jìn)技術(shù)研發(fā)也以兩種合作方式存在,汽車的研發(fā)也向著多元化的方向發(fā)展。競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手之間的研發(fā)是因共同利益的驅(qū)使促使某些老牌競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相互聯(lián)合,在關(guān)鍵技術(shù)及零部件上聯(lián)合開發(fā),達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的效果,從而促進(jìn)雙方的共同發(fā)展。由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈,汽車整車廠家為實(shí)現(xiàn)降低成本,提升自身產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力,采用降低供貨價(jià)格的辦法把價(jià)格壓力轉(zhuǎn)向零部件企業(yè),從而迫使其承擔(dān)更多的研發(fā)和制造任務(wù)。研發(fā)新型汽車的流程可以劃分為前期、設(shè)計(jì)時(shí)期、開發(fā)、試生產(chǎn)、批量生產(chǎn)等階段。
NVH性能的調(diào)試和開發(fā)工作必須與汽車的總體設(shè)計(jì)流程緊密結(jié)合,穿插在汽車設(shè)計(jì)與研發(fā)各個(gè)環(huán)節(jié)之中。為了有效提升汽車的NVH性能,依照研發(fā)新型汽車產(chǎn)品的流程N(yùn)VH研發(fā)工作可以劃分為如下階段:首先設(shè)計(jì)汽車概念,NVH性能工程師必須參與汽車總體概念設(shè)計(jì)過(guò)程,參與NVH指標(biāo)及其協(xié)調(diào)性與其他性能關(guān)系的制定過(guò)程。根據(jù)手機(jī)相同類型汽車的NVH信息,對(duì)標(biāo)桿樣車的NVH性能展開試驗(yàn)會(huì)為分析,創(chuàng)建滿足樣車NVH目標(biāo)。設(shè)計(jì)NVE工作必須根據(jù)CAD方法對(duì)汽車的不同零件。整車的NVH性能進(jìn)行分析,與供應(yīng)商進(jìn)行協(xié)調(diào),對(duì)部件級(jí)系統(tǒng)層次展開測(cè)試。開發(fā)時(shí)期工作重心轉(zhuǎn)移至以試驗(yàn)為主的性能調(diào)試。必須全面對(duì)樣車的NVH性能進(jìn)行測(cè)試,找尋差距,給出合理的改進(jìn)方案。試生產(chǎn)時(shí)期做小批量NVH檢核,從而發(fā)現(xiàn)并解決從生產(chǎn)裝配等出現(xiàn)的NVH性能問(wèn)題。投產(chǎn)時(shí)期NVH開發(fā)工作初期質(zhì)量進(jìn)行抽查并解決遺留下來(lái)的性能問(wèn)題。
2 設(shè)計(jì)汽車產(chǎn)品開發(fā)前期的NVH性能
研發(fā)汽車產(chǎn)品是一個(gè)系統(tǒng)的、復(fù)雜的過(guò)程,在進(jìn)行汽車設(shè)計(jì)時(shí),主要的目標(biāo)是完成總體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。所以,汽車產(chǎn)品開發(fā)前期的NVH任務(wù)就是制定整個(gè)車的NVH指標(biāo),并把該指標(biāo)分化至各個(gè)子系統(tǒng)和部件之中。這一系列的工作影響著汽車NVH性能是否得以實(shí)現(xiàn),阻礙制定汽車NVH性能的因素包括顧客需求、競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)樣車水平、公司技術(shù)水平、政府法規(guī)等,設(shè)計(jì)公司必須根據(jù)客戶的實(shí)際要求,設(shè)計(jì)新型汽車的定位及所服務(wù)的客戶群,這是進(jìn)行產(chǎn)品規(guī)劃過(guò)程中必須完成的工作。同時(shí),認(rèn)真分析標(biāo)桿樣車在振動(dòng)噪聲方面的相應(yīng)特點(diǎn)。汽車產(chǎn)品NVH性能所牽涉的知識(shí)背景過(guò)深,世界上多數(shù)大型汽車跨國(guó)工資采用專業(yè)的咨詢工作或NVH部門同市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)合。
關(guān)于政府強(qiáng)制性法規(guī),只要依照公告的要求對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)、排氣系統(tǒng)對(duì)于標(biāo)桿樣車展開定量分析,從而更加全面地分析和了解振動(dòng)噪聲處理辦法。分析競(jìng)爭(zhēng)公司樣車水平是汽車產(chǎn)品開發(fā)前期NVH設(shè)計(jì)最關(guān)鍵的一步。因我國(guó)國(guó)內(nèi)最新型的汽車主要采用汽車公司研發(fā)部門設(shè)計(jì)與外委分析相互結(jié)合的方式完成。國(guó)內(nèi)外委設(shè)計(jì)與分析對(duì)于NVH性能的要求不夠明確,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不足,NVH性能方面的專家大多是試驗(yàn)方面專家。根據(jù)整車NVH提出的要求和分解至子系統(tǒng)方面的要求不明確,因此,認(rèn)真研究競(jìng)爭(zhēng)公司樣車NVH水平尤為重要。設(shè)計(jì)整個(gè)車的NVH目標(biāo)必須參考上述因素并根據(jù)競(jìng)爭(zhēng)公司樣車NVH水平實(shí)施。制定整車的NVH目標(biāo)需要根據(jù)競(jìng)爭(zhēng)公司樣車NVH水平給予主、客觀評(píng)價(jià)、新車型的所定位市場(chǎng)及其成本等因素而定。評(píng)價(jià)競(jìng)爭(zhēng)公司樣車NVH水平主觀評(píng)價(jià)可以劃分為振動(dòng)、噪聲及不平順性三個(gè)方面。對(duì)整車振動(dòng)的主觀評(píng)價(jià)包含座椅、方向盤、后視鏡前地板振動(dòng)等各個(gè)方面,泊車狀態(tài)下,點(diǎn)、熄火的時(shí)候觀察車身振動(dòng)情況。減速、急加速的狀態(tài)。整車噪聲主觀評(píng)價(jià)包含泊車狀態(tài)下急加速、減速正副駕駛及后座乘客耳邊的噪聲大小及其品質(zhì)、開、關(guān)門聲音。處于泊車狀態(tài)急加速。減速發(fā)動(dòng)機(jī)部位出現(xiàn)的排氣聲、進(jìn)氣聲等。因競(jìng)爭(zhēng)公司樣車NVH水平客觀評(píng)價(jià)就是制定整車振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的重要依據(jù),主要對(duì)整車及部件NVH水平展開測(cè)試,試驗(yàn)整車NVH固有特性情況。振動(dòng)測(cè)試的流程如圖1所示:
3 汽車產(chǎn)品開發(fā)中、后期的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)汽車產(chǎn)品的中期主要是設(shè)計(jì)產(chǎn)品的詳細(xì)車型,此時(shí)必須把NVH目標(biāo)融合在設(shè)計(jì)之內(nèi),尤其是外包出來(lái)的系統(tǒng)及部件,可以把NVH指標(biāo)當(dāng)做工程標(biāo)書和合同的一部分。此時(shí)整車廠及設(shè)計(jì)公司與工程師需要協(xié)作研制,尤其重視性能集成的協(xié)調(diào)。因NVH問(wèn)題過(guò)于復(fù)雜,多個(gè)環(huán)節(jié)相關(guān)聯(lián)系、耦合,如果一個(gè)零、部件出現(xiàn)改動(dòng)之后,就會(huì)影響整個(gè)NVH性能。
同時(shí),NVH性能與其他性能之間存在一定的矛盾體,這就要求整車項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)需要協(xié)調(diào)解決。汽車產(chǎn)品開發(fā)中期可以采用CAE數(shù)字化樣車計(jì)算出整車NVH飛固定特性。為確保整車NVH數(shù)字化平臺(tái)的建立,這一時(shí)期必須對(duì)材料的性能、零部件特征、剛度等展開分析和測(cè)試。NVH設(shè)計(jì)分析完成之后,如果數(shù)字化樣車完工期各項(xiàng)性能都滿足要求,可以展開模型試制。此時(shí),必須對(duì)模型車輛展開主觀和客觀的評(píng)價(jià)。開展這樣的評(píng)價(jià)便于發(fā)現(xiàn)NVH存在的問(wèn)題并對(duì)數(shù)值化樣車加以驗(yàn)證。隨之,根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)數(shù)字分樣車模加以修改,創(chuàng)建混合數(shù)值化模型。試制完工之后,必須對(duì)車輛的NVH穩(wěn)健性展開分析。
在樣車完工之后,必須對(duì)各個(gè)結(jié)構(gòu)和動(dòng)力的樣車實(shí)施NVH調(diào)試,樣車完成實(shí)驗(yàn)后必須與標(biāo)桿車NVH的評(píng)價(jià)相同,同時(shí)也要進(jìn)行CAE分析定義測(cè)試項(xiàng)目并給予相應(yīng)的檢驗(yàn)報(bào)告。對(duì)比測(cè)試結(jié)果與標(biāo)桿車,對(duì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)值的項(xiàng)目展開工作計(jì)劃,若測(cè)試結(jié)果滿足要求,需要給出具體的達(dá)標(biāo)報(bào)告、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告、工程簽發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)時(shí)期NVH CAE分析可以實(shí)施有效的設(shè)計(jì)驗(yàn)證,從而防止出現(xiàn)較大的設(shè)計(jì)失誤。因設(shè)計(jì)、裝配、供應(yīng)商產(chǎn)品質(zhì)量等因素會(huì)致使NVH性能存在一些問(wèn)題,有效解決這一系列問(wèn)題需要花費(fèi)大量的NVH調(diào)試時(shí)間。首先,對(duì)NVH性能給予主觀及客觀的分析和評(píng)價(jià),比較目標(biāo)值,量化需要改進(jìn);其次,診斷出現(xiàn)問(wèn)題的因素,依照診斷結(jié)果給予有效方案;最后,對(duì)改進(jìn)的方案進(jìn)行驗(yàn)證,確保最終簽發(fā)時(shí)可以滿足所有NVH目標(biāo)值的要求。
4 結(jié)語(yǔ)
隨著用戶對(duì)汽車的性能要求的不斷升高,研發(fā)設(shè)計(jì)高水準(zhǔn)的汽車產(chǎn)品及品牌質(zhì)量對(duì)于汽車行業(yè)的發(fā)展發(fā)揮著重要作用。汽車產(chǎn)品的NVH性能控制是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工程,文中以汽車設(shè)計(jì)的各個(gè)階段采用試驗(yàn)機(jī)分析辦法為研究依據(jù),分析汽車產(chǎn)品NVH概念設(shè)計(jì)在產(chǎn)品完成各個(gè)階段發(fā)揮的作用。
參考文獻(xiàn)
[1] 任微微,范野,路璐,等.機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)與質(zhì)量管理[J].中國(guó)科技縱橫,2012,(14).
筆者所在公司已經(jīng)建立了一套較為完善的質(zhì)量體系,通過(guò)了ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證、QS9000質(zhì)量體系認(rèn)證、ISO10012測(cè)量管理體系認(rèn)證和TS16949及GJB9001B質(zhì)量管理體系認(rèn)證,形成了較為規(guī)范的設(shè)計(jì)流程和管理流程,但隨著研究領(lǐng)域的拓寬和任務(wù)的延伸,原有的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)手段和設(shè)計(jì)方法需要進(jìn)一步改善,尤其是在規(guī)范化、科學(xué)化和自動(dòng)化方面。
目前本公司存在的主要問(wèn)題有以下幾個(gè)方面。1)信息共享、知識(shí)重演重用程度較低;2)設(shè)計(jì)變更缺乏有效的控制手段;3)產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)信息一致性較差;4)產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程的可追溯性較差;5)信息傳遞速度較慢;6)設(shè)計(jì)與管理方面的流程不完善;7)對(duì)外購(gòu)/外協(xié)產(chǎn)品及供應(yīng)商協(xié)作產(chǎn)品的管理水平較低等。
雖然本公司屬于行業(yè)龍頭公司,但這些問(wèn)題的存在制約了公司的進(jìn)一步發(fā)展。特別是目前全球經(jīng)濟(jì)處于低位運(yùn)行階段,中國(guó)汽車市場(chǎng)增速放緩,在這些大背景下,以上問(wèn)題急待解決。為此,公司高層研究決定引進(jìn)開發(fā)PDM系統(tǒng),并對(duì)此立項(xiàng)。
一、PDM系統(tǒng)開發(fā)方案
針對(duì)公司目前存在的上述問(wèn)題,結(jié)合公司實(shí)際情況,我們決定與國(guó)內(nèi)某知名軟件開發(fā)公司合作,一起開發(fā)PDM系統(tǒng)。在項(xiàng)目啟動(dòng)大會(huì)結(jié)束后,整個(gè)項(xiàng)目組通過(guò)前期多次調(diào)研后制定了適合公司狀況的、有效可行的PDM系統(tǒng)實(shí)施方案:依據(jù)公司的總體發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃,緊密圍繞設(shè)計(jì)開發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)、管理及其集成等方面的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理需求,建立一個(gè)支持協(xié)同設(shè)計(jì)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(圖1),保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)的安全、可靠、有效、一致、共享和重用。
該系統(tǒng)涉及從項(xiàng)目論證、方案設(shè)計(jì)、工程研制、批量生產(chǎn)直至售后服務(wù)等過(guò)程中產(chǎn)生的全部產(chǎn)品數(shù)據(jù),從而有效提升研發(fā)部協(xié)同設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。PDM實(shí)施技術(shù)方案包括基本實(shí)施、核心業(yè)務(wù)流程管理和系統(tǒng)應(yīng)用界面配置。
1.基本實(shí)施相關(guān)方案
硬件實(shí)施包括:符合公司近期計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境的規(guī)劃建設(shè)方案;系統(tǒng)產(chǎn)品庫(kù)與存儲(chǔ)庫(kù)的開發(fā)方案;權(quán)限控制管理(用戶管理)方案;公司編碼系統(tǒng)方案等。
(1)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)方案。
為了更好地為PDM系統(tǒng)應(yīng)用提供基礎(chǔ)軟硬件運(yùn)行環(huán)境,根據(jù)公司計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)期規(guī)劃,本項(xiàng)目的主要技術(shù)內(nèi)容包括:局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)、PDM服務(wù)器等運(yùn)行環(huán)境的搭建;Adobe Acrobat、Pro/ENGINEER和AtuoCAD等軟件配置與安裝部署;服務(wù)器操作系統(tǒng)和用戶操作系統(tǒng)配置等(圖2)。
另外,PDM系統(tǒng)的信息安全管理方案包括:用戶登錄方式、與公司現(xiàn)有加密系統(tǒng)兼容的網(wǎng)絡(luò)加密機(jī)制,及PDM數(shù)據(jù)的訪問(wèn)控制等。
(2)產(chǎn)品庫(kù)與存儲(chǔ)庫(kù)的開發(fā)方案。
產(chǎn)品庫(kù)和存儲(chǔ)庫(kù)就好比電子倉(cāng)庫(kù),是PDM系統(tǒng)的核心單元,用戶用它來(lái)存放各種文檔和資料(圖3)。
產(chǎn)品庫(kù)文件夾需要保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性,支持各種查詢和檢索功能。開發(fā)方案具體包括:文檔的分類、文檔屬性的確定、文檔模板的相關(guān)規(guī)范、文檔生命周期的定義、產(chǎn)品庫(kù)存儲(chǔ)庫(kù)的定義及劃分和版本控制原則等。
(3)權(quán)限控制管理。
權(quán)限控制由用戶、權(quán)限和角色3個(gè)對(duì)象構(gòu)成,將權(quán)限賦給角色,再為具體用戶分配角色(圖4)。
權(quán)限控制的重點(diǎn)在于:從業(yè)務(wù)流程角度,結(jié)合公司保密制度和相應(yīng)規(guī)范,明確用戶角色的屬性、職責(zé)、定義及數(shù)據(jù)訪問(wèn)權(quán)限等。另外權(quán)限控制方案還需明確:選擇動(dòng)態(tài)權(quán)限控制(生命周期狀態(tài)控制)或者靜態(tài)權(quán)限控制(文件夾控制)。
權(quán)限控制方案具體包括:用戶的定義(如部門或組織)、角色的定義(如應(yīng)用工程師、設(shè)計(jì)工程師、室主任和所長(zhǎng)等)和權(quán)限的定義(根據(jù)不同角色的用戶,定義其靜態(tài)權(quán)限和動(dòng)態(tài)權(quán)限,包括讀取、修改、添加、刪除、復(fù)制、檢入檢出和等)。
(4)編碼系統(tǒng)方案。
編碼系統(tǒng)是信息系統(tǒng)的基礎(chǔ),公司編碼也是公司文檔管理的重要基礎(chǔ)。在現(xiàn)有公司編碼規(guī)范的基礎(chǔ)上,我們與公司標(biāo)準(zhǔn)化部門一起建立了適應(yīng)于PDM系統(tǒng)的公司編碼規(guī)范,包括產(chǎn)品、零部件和圖紙技術(shù)文檔等的編碼與命名。在原有辦公系統(tǒng)編號(hào)登記系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,根據(jù)新編碼規(guī)范,開發(fā)出了PDM編碼登記系統(tǒng),除了可用來(lái)登記現(xiàn)有所有文檔對(duì)象的編號(hào)外,還可進(jìn)行編碼一致性的驗(yàn)證和查詢,及大地方便了實(shí)際工作。
2.核心業(yè)務(wù)流程管理
核心業(yè)務(wù)流程管理主要包括文檔流程管理和數(shù)據(jù)管理。
(1)文檔流程管理。
結(jié)合本公司的質(zhì)量體系文件、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和現(xiàn)有相應(yīng)制度,我們制定了文檔流程規(guī)范,包括文檔的簽審流程、發(fā)放流程、更改流程和歸檔流程等。這其中包括對(duì)各流程節(jié)點(diǎn)簽審人員的要求、更改時(shí)應(yīng)遵守的業(yè)務(wù)規(guī)范等。通過(guò)該流程規(guī)范,使得我們現(xiàn)有的業(yè)務(wù)工作更加流暢、規(guī)范,并進(jìn)一步提升了我們的工作效率和管理水平。
(2)數(shù)據(jù)管理。
PDM系統(tǒng)中數(shù)據(jù)管理的主要對(duì)象是零部件與文檔。根據(jù)公司現(xiàn)有技術(shù)文件的種類和特性,我們將零部件分為總成、分總成和零件,文檔分類為:設(shè)計(jì)圖檔、設(shè)計(jì)文檔、試驗(yàn)文檔和應(yīng)用文檔。數(shù)據(jù)管理的重要內(nèi)容就是將零部件與文檔形成一定的關(guān)聯(lián)聯(lián)系,以方便用戶建立和處理不同形式的物料清單。最常見的處理方案是通過(guò)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行管理,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè)總的BOM,其下面包含各個(gè)分總成零部件,各個(gè)零部件下又可關(guān)聯(lián)各種文檔。這樣,用戶可以方便地通過(guò)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來(lái)管理和查詢相關(guān)對(duì)象(圖5)。
3.系統(tǒng)應(yīng)用界面配置
項(xiàng)目組開發(fā)完底層功能后,根據(jù)調(diào)研結(jié)果,最后開發(fā)了主應(yīng)用門戶的通用功能應(yīng)用視圖。主要包括:系統(tǒng)主頁(yè)界面、工作流定義界面、搜索界面(包括分類搜索)、可視化界面和用戶管理界面等(圖6)。
二、PDM具體開發(fā)過(guò)程
PDM項(xiàng)目是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,它不僅涉及技術(shù)因素,同時(shí)涉及組織與管理等諸多因素。通過(guò)一年多的開發(fā)過(guò)程,作為汽車設(shè)計(jì)專業(yè)畢業(yè)的筆者來(lái)說(shuō),感慨頗深。其中有成功也有失敗。個(gè)人認(rèn)為作為一個(gè)系統(tǒng)項(xiàng)目,各個(gè)階段是開發(fā)此項(xiàng)目時(shí)必不可少和環(huán)節(jié)(圖7)。
三、結(jié)語(yǔ)
【關(guān)鍵詞】CAE;產(chǎn)品設(shè)計(jì);有限元分析;應(yīng)用
1、引言
隨著世界經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的不斷加快以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈程度不斷提高,生產(chǎn)制造企業(yè)迫切需要縮短產(chǎn)品研發(fā)的周期和成本投入,CAE技術(shù)的大規(guī)模普及正式滿足了這樣的要求。CAE(計(jì)算機(jī)輔助工程)的實(shí)質(zhì)就是為工程設(shè)計(jì)提供一種用于計(jì)算和仿真的平臺(tái)。目前的CAE應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋了電子設(shè)計(jì)、飛機(jī)、汽車等大量的工程領(lǐng)域,CAE技術(shù)在這些領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用大大的縮短了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期,加快了產(chǎn)品研發(fā)的速度,而且通過(guò)CAE虛擬模擬技術(shù)的應(yīng)用,大大降低了產(chǎn)品研發(fā)的成本,也為企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益帶來(lái)了條件。
2、CAE內(nèi)涵及設(shè)計(jì)
通常情況下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)采取的是首先進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì),然后通過(guò)CAE(計(jì)算機(jī)輔助工程)技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行后期的基于軟件平臺(tái)的分析,在這種意義來(lái)講,CAE技術(shù)是CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))技術(shù)的后續(xù)過(guò)程。然而,隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不斷激烈,同時(shí)也是為了滿足公司降低產(chǎn)品開發(fā)成本、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期的需要,將CAE技術(shù)在產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用進(jìn)行了新的調(diào)整,更加傾向于將CAE技術(shù)置于CAD技術(shù)的前一階段,即首先通過(guò)基于計(jì)算機(jī)的軟件仿真技術(shù)對(duì)產(chǎn)品就行仿真,可以大幅度的縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期,同時(shí)對(duì)于降低產(chǎn)品開發(fā)成本也有著顯著效果。CAE技術(shù)本身就是一種典型的設(shè)計(jì)方法,它的應(yīng)用對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的整個(gè)流程都有著重要影響。一般情況下,傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路雖然能夠取得一定的效果,但是如果加入CAE技術(shù)的理性元素,就會(huì)使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)的周期更短、質(zhì)量更好。而且可以通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件的仿真大幅度的降低產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的成本,對(duì)提高公司產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力、增加公司經(jīng)濟(jì)效益有著顯著的作用。而且CAE技術(shù)的應(yīng)用不僅僅是在提高制造企業(yè)的創(chuàng)新能力,同時(shí)對(duì)于理論研究和結(jié)論的驗(yàn)證有著重要的作用,對(duì)于推動(dòng)我國(guó)的制造行業(yè)的快速成長(zhǎng)意義重大。目前,CAE技術(shù)已經(jīng)成為了很多行業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品驗(yàn)收的重要依據(jù),足見其在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來(lái)越廣。
3、CAE在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的作用
CAE技術(shù)的應(yīng)用貫穿于企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)的整個(gè)流程,并且在各個(gè)環(huán)節(jié)都發(fā)揮著重要作用,給企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。其中,CAE技術(shù)的計(jì)算機(jī)軟件仿真能力主要體現(xiàn)在產(chǎn)品開發(fā)的初期,同時(shí)也可以為產(chǎn)品的材料采購(gòu)、機(jī)床準(zhǔn)備等環(huán)節(jié)提供重要參考,對(duì)于保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可靠性和正確的方向有著重要作用。因此,可以說(shuō)CAE技術(shù)為產(chǎn)品的整個(gè)開發(fā)過(guò)程提供了十分重要的參考依據(jù),大大縮短的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的周期。
(1)產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期的仿真
在企業(yè)產(chǎn)品的初期階段,企業(yè)需要結(jié)合市場(chǎng)的實(shí)際需求情況、產(chǎn)品能夠完成的功能、產(chǎn)品的商業(yè)價(jià)值等因素對(duì)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行綜合的規(guī)劃設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的確定,在此階段采用CAE技術(shù)可以對(duì)產(chǎn)品的初期設(shè)計(jì)思路進(jìn)行驗(yàn)證,同時(shí)還能夠通過(guò)CAE技術(shù)對(duì)不同的后續(xù)方案進(jìn)行篩選,以使得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案更好的滿足產(chǎn)品性能、市場(chǎng)的要求,而且還能夠通過(guò)CAE的仿真結(jié)果為企業(yè)公司高層進(jìn)行決策提供一定的參考??偟膩?lái)說(shuō),初期階段CAE技術(shù)的應(yīng)用主要解決的是產(chǎn)品的可行性以及產(chǎn)品功能性要求的滿足情況的仿真分析,對(duì)于企業(yè)合理確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案有著重要指導(dǎo)意義。
(2)產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的仿真
產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段是CAE技術(shù)應(yīng)用的核心階段,主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件的輔助仿真技術(shù)完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì),包括產(chǎn)品的整體設(shè)計(jì)、零部件設(shè)計(jì)、圖紙、用料、加工工藝等各個(gè)方面。根據(jù)對(duì)CAE技術(shù)的設(shè)計(jì)思路可知,在這個(gè)階段的CAE技術(shù)應(yīng)用主要是對(duì)不同的零部件功能性進(jìn)行驗(yàn)證,以確定其是否能夠滿足產(chǎn)品的功能要求,而且仿真可以既可以是系統(tǒng)級(jí)的也可以是某個(gè)單獨(dú)的零件。這些仿真的結(jié)果能夠?yàn)楫a(chǎn)品設(shè)計(jì)師提供很好的參考,對(duì)于加快產(chǎn)品設(shè)計(jì)速度有著重要作用。
(3)產(chǎn)品試驗(yàn)階段仿真
在整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期中,產(chǎn)品性能的試驗(yàn)是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。以往傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程中,大都是采用先行制造產(chǎn)品的樣品,然后對(duì)樣品進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,一旦樣品的某個(gè)方面不能夠滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求,就需要對(duì)樣品重新進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工、試驗(yàn),整個(gè)階段需要反復(fù)進(jìn)行數(shù)次,這種傳統(tǒng)的實(shí)際方法極大的浪費(fèi)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)間,同時(shí)增加了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的成本。
目前,CAE技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用對(duì)于降低產(chǎn)品試驗(yàn)階段的時(shí)間和試驗(yàn)次數(shù)有著顯著效果。其主要原因是可以在產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)軟件仿真過(guò)程中就可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中存在的問(wèn)題,及時(shí)的對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)進(jìn)行修改,有效的避免在實(shí)際產(chǎn)品試驗(yàn)階段的復(fù)雜修改,可以大幅度的節(jié)約產(chǎn)品設(shè)計(jì)的周期,提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí),CAE技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于產(chǎn)品成功完成試驗(yàn)階段有著重要意義,設(shè)計(jì)人員可以在產(chǎn)品的實(shí)際試驗(yàn)前就通過(guò)CAE技術(shù)完全的掌握產(chǎn)品的實(shí)際特點(diǎn),可以在產(chǎn)品的試驗(yàn)階段加快產(chǎn)品的性能分析,縮短產(chǎn)品試驗(yàn)階段所需的時(shí)間。
(4)產(chǎn)品制造階段的仿真
產(chǎn)品的實(shí)際制造階段是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最后一個(gè)流程。在產(chǎn)品制造階段的計(jì)算機(jī)仿真主要是對(duì)產(chǎn)品制造的工藝進(jìn)行分析,通過(guò)CAE技術(shù)的應(yīng)用可以有效的簡(jiǎn)化產(chǎn)品的加工工藝,同時(shí)可以有效的避免產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的缺陷問(wèn)題,使得產(chǎn)品具有實(shí)際的產(chǎn)品化特點(diǎn),降低產(chǎn)品制造中的成本支出。
4、提高CAE分析效果的措施
通過(guò)對(duì)以上CAE技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析可以發(fā)現(xiàn),做好CAE分析對(duì)于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)具有重要意義。因此,需要根據(jù)實(shí)際的市場(chǎng)情況和產(chǎn)品設(shè)計(jì)情況,加強(qiáng)CAE在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的效果。CAE分析看似簡(jiǎn)單,實(shí)際上卻包含著巨大的工作量。通過(guò)CAE技術(shù)確定合適的產(chǎn)品設(shè)計(jì)參數(shù)是十分復(fù)雜的過(guò)程,需要對(duì)CAE軟件的特點(diǎn)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的特點(diǎn)等進(jìn)行詳細(xì)的分析后才能夠得出較為合理的結(jié)論,最后還需要通過(guò)CAE技術(shù)對(duì)計(jì)算結(jié)果等進(jìn)行合理性驗(yàn)證。加強(qiáng)CAE分析的應(yīng)用能力,經(jīng)驗(yàn)和理論都占有重要的位置。首先專業(yè)的CAE分析設(shè)計(jì)人員要通過(guò)相關(guān)的專業(yè)學(xué)習(xí)以及培訓(xùn),對(duì)產(chǎn)品開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)、CAE軟件特點(diǎn)等熟練掌握,同時(shí)在實(shí)際的應(yīng)用中要不斷的積累和總結(jié),通過(guò)經(jīng)驗(yàn)更好的指導(dǎo)今后的工作。
論文摘要:新產(chǎn)品開發(fā)是一個(gè)復(fù)雜的知識(shí)運(yùn)動(dòng)過(guò)程。在該過(guò)程中, 企業(yè) 不僅要應(yīng)用企業(yè)已有的各種相關(guān)科技知識(shí),而且要從企業(yè)外部獲取有關(guān)的科技知識(shí)、市場(chǎng)知識(shí)和其它知識(shí),還要?jiǎng)?chuàng)造新的知識(shí)。因此,搞好新產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中的知識(shí)管理工作,對(duì)于成功開展新產(chǎn)品開發(fā)活動(dòng)具有決定性的意義。本文分析了新產(chǎn)品開發(fā)流程中,研發(fā)團(tuán)隊(duì)與用戶、供應(yīng)商、員工等之間的知識(shí)獲取、轉(zhuǎn)移和共享。
一、引言
在知識(shí) 經(jīng)濟(jì) 時(shí)代里,企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)工作的績(jī)效越來(lái)越取決于企業(yè)知識(shí)資源的狀況和其知識(shí)活動(dòng)的有效性。從本質(zhì)上講,企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程就是企業(yè)創(chuàng)造、獲取、吸收、轉(zhuǎn)移和應(yīng)用知識(shí)的過(guò)程。因此,能否做好新產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中的知識(shí)管理工作,直接關(guān)系到企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)工作的績(jī)效乃至成敗。由于新產(chǎn)品開發(fā)均要經(jīng)歷技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)開發(fā)和市場(chǎng)開發(fā)這樣三個(gè)階段,而且往往涉及到企業(yè)的相關(guān)利益者(包括供應(yīng)商、合作伙伴、批發(fā)商、零售商、用戶、高校、科研院所等),所以,新產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中的知識(shí)管理并不局限于企業(yè)的研發(fā)部門(團(tuán)隊(duì)),也不局限于企業(yè)內(nèi)部。換言之,只有搞清新產(chǎn)品開發(fā)流程中每一個(gè)階段的知識(shí)運(yùn)動(dòng) 規(guī)律 ,并有的放矢地采取相應(yīng)的管理措施,方能使新產(chǎn)品開發(fā)_[作取得好的績(jī)效。
二、新產(chǎn)品開發(fā)流程
企業(yè)的新產(chǎn)品開發(fā)是一個(gè)由若干階段構(gòu)成的完整過(guò)程。甘華嗚認(rèn)為,企業(yè)從事新產(chǎn)品開發(fā)要經(jīng)歷三個(gè)階段,即技術(shù)開發(fā)階段、生產(chǎn)開發(fā)階段和市場(chǎng)開發(fā)階段。根據(jù)cooper的階段關(guān)卡模型,可以將新產(chǎn)品開發(fā)的流程分為5個(gè)階段:概念設(shè)計(jì)(初步研究)、產(chǎn)品規(guī)劃(細(xì)部研究)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品測(cè)試、批量生產(chǎn)。一般而言,企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)主要由4個(gè)階段組成:構(gòu)思階段、r&d階段、生產(chǎn)階段和營(yíng)銷階段。在企業(yè)中運(yùn)用的一種典型的產(chǎn)品開發(fā)模式就是將新產(chǎn)品開發(fā)的有關(guān)人員(如研發(fā)人員、制造人員、營(yíng)銷人員、管理人員、用戶,外部合作者等)整合起來(lái),以團(tuán)隊(duì)合作方式運(yùn)行。通過(guò)對(duì)產(chǎn)品開發(fā)各階段可能面臨的信息的傳遞和轉(zhuǎn)移,做出整體性的集成和優(yōu)化,達(dá)成各成員的溝通和共識(shí)。因此產(chǎn)品開發(fā)中業(yè)務(wù)活動(dòng)和相關(guān)需求的連接用idefo可以表示為圖1:
三、新產(chǎn)品開發(fā)各階段的知識(shí)管理
1.構(gòu)思階段的知識(shí)管理構(gòu)思階段是整個(gè)新產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程的出發(fā)點(diǎn)。能否產(chǎn)生好的構(gòu)思決定著該階段的成敗。因此,該階段的知識(shí)管理工作要圍繞構(gòu)思的產(chǎn)生展開,要努力為新產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)提供必要的信息和知識(shí),并采取有效的激勵(lì)措施,以使其創(chuàng)造力得到充分的發(fā)揮,從而能夠產(chǎn)生好的構(gòu)思。構(gòu)思階段的知識(shí)流圖如圖2所示。
用戶是產(chǎn)品構(gòu)思最豐富的來(lái)源,為新產(chǎn)品開發(fā)提供知事知識(shí)(know—what),但是用戶的建議經(jīng)常不是以明確的建議表達(dá)出來(lái),而是以他們對(duì)產(chǎn)品的不滿、抱怨、疑問(wèn)等反映出來(lái)。營(yíng)銷人員可以通過(guò)對(duì)典型用戶的拜訪、調(diào)查和跟蹤,了解他們的需求。企業(yè)要對(duì)用戶信息進(jìn)行甄別和整合,并結(jié)合已有的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)能力將用戶所描述的需求信息演變成團(tuán)隊(duì)知識(shí),這些知識(shí)被團(tuán)隊(duì)成員共享并內(nèi)化為成員的隱性知識(shí),從而讓更多的員工了解和把握客戶需求,實(shí)現(xiàn)知識(shí)集成和共享,以便激發(fā)出更多更好的設(shè)想。在這一階段,營(yíng)銷人員是連接客戶和開發(fā)團(tuán)隊(duì)的橋梁,企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)營(yíng)銷人員的培訓(xùn)和 教育 ,提高其獲取和轉(zhuǎn)移知識(shí)的能力。
員工頭腦中的知識(shí)是最具有潛在價(jià)值的知識(shí)。員工為新產(chǎn)品開發(fā)提供的是技能知識(shí)(know—how)。這些知識(shí)大多是“隱性知識(shí)”,比如針對(duì)企業(yè)原有產(chǎn)品的技術(shù)改造,或在原有產(chǎn)品基礎(chǔ)上開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品,或根據(jù)市場(chǎng)需求,在已有市場(chǎng)信息的基礎(chǔ)上產(chǎn)生新的產(chǎn)品構(gòu)思。koskinen的研究表明,各種非正式的技術(shù)交流會(huì)(聊天,會(huì)談等)可使員工間更加清晰的理解彼此的觀點(diǎn)和想法,保證隱性知識(shí)整合的有效性和準(zhǔn)確性。企業(yè)也可通過(guò)對(duì)員工進(jìn)行定期的培訓(xùn),為員工學(xué)習(xí)提供基本保障,提高員工獲取轉(zhuǎn)移知識(shí)的能力。
供應(yīng)商早期介入新產(chǎn)品開發(fā)能夠縮短開發(fā)時(shí)間,減少產(chǎn)品更改次數(shù),彌補(bǔ)企業(yè)內(nèi)部能力的不足,使產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性更高和制造缺陷較少。一般說(shuō)來(lái),供應(yīng)商主要為新產(chǎn)品開發(fā)提供know—how知識(shí)。任何可以依靠技術(shù)能力提供服務(wù)的供應(yīng)商,都可以看成一個(gè)新產(chǎn)品構(gòu)思的來(lái)源。
社會(huì)性組織(科研機(jī)構(gòu)、高校、咨詢機(jī)構(gòu)和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等)提供新產(chǎn)品開發(fā)的原理知識(shí)(know—why)。企業(yè)可以把構(gòu)思過(guò)程委托給這些專門機(jī)構(gòu)去做,而自己只需要制定項(xiàng)目計(jì)劃和對(duì)開發(fā)結(jié)果進(jìn)行篩選就行了。這種方式能夠彌補(bǔ)內(nèi)部人力資源和研究設(shè)施的不足,促進(jìn)中小企業(yè)在新產(chǎn)品開發(fā)能力上的 發(fā)展 ,縮小與創(chuàng)新先進(jìn)企業(yè)的差距。此種方法對(duì)在新產(chǎn)品開發(fā)方面希望追上先進(jìn)者的中小企業(yè)來(lái)說(shuō)特別具有吸引力。
構(gòu)思階段知識(shí)共享與轉(zhuǎn)化還可以通過(guò)分析競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品、查閱公開出版物和進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn)等方式實(shí)現(xiàn)。此外,構(gòu)思庫(kù)是新產(chǎn)品構(gòu)思階段的一個(gè)重要來(lái)源。這種方法最簡(jiǎn)捷快速,但也最容易被企業(yè)所忽視。企業(yè)要把用戶、員工、供應(yīng)商和競(jìng)爭(zhēng)者等產(chǎn)品相關(guān)者的意見整理成便于閱讀的材料,以顯性知識(shí)的形式存入構(gòu)思庫(kù),為以后新產(chǎn)品開發(fā)提供知識(shí)儲(chǔ)備。
一般來(lái)說(shuō),研發(fā)團(tuán)隊(duì)需要對(duì)多個(gè)構(gòu)思方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和比較,從中選擇最優(yōu)方案。在篩選程中,評(píng)價(jià)小組以用戶為主、專業(yè)人員為輔,每個(gè)成員根據(jù)各自的經(jīng)驗(yàn)、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和感受對(duì)各種新產(chǎn)品方案提出自己的意見。雖然各成員意見大部分不相同,但能在用戶和專家的協(xié)調(diào)下對(duì)方案做出正確評(píng)價(jià),制定出合理可行的產(chǎn)品概念。
2.r&d階段的知識(shí)管理
r&d就是使新產(chǎn)品開發(fā)的構(gòu)思得以落實(shí),并達(dá)到技術(shù)實(shí)現(xiàn)的水平。研究人員的創(chuàng)新活動(dòng)離不開構(gòu)思階段所提供的必要知識(shí)準(zhǔn)備。比如,及時(shí)充分的市場(chǎng)信息可以幫助研究者加深對(duì)市場(chǎng)的認(rèn)識(shí),準(zhǔn)確把握市場(chǎng)動(dòng)態(tài),以便及時(shí)調(diào)整構(gòu)思中的不足;還有現(xiàn)有的技術(shù)信息可以使研究者及時(shí)了解相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r,避免重復(fù)勞動(dòng),節(jié)省研發(fā)時(shí)問(wèn)。企業(yè)提高研發(fā)能力可從以下幾個(gè)方面著手:
(1)增加隱性知識(shí)積累。隱性知識(shí)是指存在于人腦中的隱性的、非結(jié)構(gòu)化的、不可編碼的知識(shí),是關(guān)于個(gè)人的思想、經(jīng)驗(yàn)等。隱性知識(shí)來(lái)自個(gè)人學(xué)習(xí)和實(shí)踐過(guò)程中的直接經(jīng)驗(yàn),也來(lái)自于有經(jīng)驗(yàn)的人進(jìn)行接觸和思想交流。 企業(yè) 應(yīng)該完善組織文化、知識(shí)環(huán)境去激發(fā)員rt的大腦和心智,促進(jìn)隱性知識(shí)的積累。良好的企業(yè)環(huán)境會(huì)使員工產(chǎn)生一種歸屬感,促使隱性知識(shí)的顯性化,并激勵(lì)研發(fā)人員將掌握的核心技術(shù)和成果奉獻(xiàn)出來(lái),這些往往決定了新產(chǎn)品開發(fā)的走向。
(2)保證現(xiàn)有知識(shí)的共享。很多企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注了知識(shí)的獲取,而忽略了知識(shí)的共享。企業(yè)管理者應(yīng)該建立有效的上傳下達(dá)機(jī)制,使銷售人員收集的市場(chǎng)信息及時(shí)傳達(dá)給領(lǐng)導(dǎo)層,領(lǐng)導(dǎo)者的應(yīng)對(duì)措施也能快速地到達(dá)基層各部門,并得以落實(shí)。同時(shí),平行部門之間的知識(shí)共享也必不可少,比如,銷售部把客戶需求信息傳遞給研發(fā)部,研發(fā)部把新產(chǎn)品開發(fā)成本傳遞給財(cái)務(wù)部等。同時(shí),企業(yè)也要讓員工參與知識(shí)的共享過(guò)程,讓員工認(rèn)識(shí)到知識(shí)共享并非對(duì)個(gè)人的 發(fā)展 有害而是可以促進(jìn)員工成長(zhǎng)的道理,即通過(guò)對(duì)員工進(jìn)行知識(shí)管理理念的培訓(xùn)與宣傳,讓員工明白并非擁有的知識(shí)是個(gè)人的核心競(jìng)爭(zhēng)力所在,而只有不斷創(chuàng)造和利用知識(shí)才是個(gè)人發(fā)展的根本。這同樣受到企業(yè)文化的影響。
(3)分析領(lǐng)先產(chǎn)品,進(jìn)行二次創(chuàng)新。對(duì)于很多實(shí)力較弱的企業(yè)來(lái)說(shuō),通過(guò)研究行業(yè)領(lǐng)先產(chǎn)品,可以彌補(bǔ)研發(fā)能力上的缺陷,并從技術(shù)角度對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品進(jìn)行全面評(píng)估,發(fā)現(xiàn)其中的不足,從中獲取本企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新的來(lái)源。研究團(tuán)隊(duì)要確保及時(shí)的吸收從中獲取的知識(shí),并結(jié)合企業(yè)的實(shí)際研發(fā)能力,創(chuàng)造出滿足新產(chǎn)品概念的新技術(shù)。
(4)企業(yè)應(yīng)該提高新產(chǎn)品的研發(fā)意識(shí),加大投資強(qiáng)度。新產(chǎn)品研發(fā)的高風(fēng)險(xiǎn)性使得很多企業(yè)不愿涉足這一領(lǐng)域,而愿意直接引進(jìn)技術(shù)或采用現(xiàn)有技術(shù)。企業(yè)在技術(shù)方面的劣勢(shì),將會(huì)使生產(chǎn)出的最終產(chǎn)品要么不夠先進(jìn)或只是本地區(qū)先進(jìn),要么技術(shù)水平限制了產(chǎn)品開發(fā)。最終使企業(yè)陷入開發(fā)時(shí)機(jī)過(guò)遲,市場(chǎng)被競(jìng)爭(zhēng)者占領(lǐng)的困境。因此,企業(yè)必須提高自主研發(fā)的能力,鼓勵(lì)員工積極主動(dòng)地參與到新產(chǎn)品研發(fā)的行列當(dāng)中,為新產(chǎn)品的研發(fā)出謀劃策。
此外,企業(yè)在研發(fā)過(guò)程中要做好保密工作,確保有價(jià)值的內(nèi)部知識(shí)不外泄,以避免損失。
3.生產(chǎn)階段的知識(shí)管理
新產(chǎn)品的生產(chǎn)階段主要包括試制和測(cè)試兩方面。從知識(shí)管理的角度看,該階段也進(jìn)入了知識(shí)的應(yīng)用階段。
首先,試制人員要深入理解新產(chǎn)品研發(fā)團(tuán)隊(duì)在構(gòu)思階段和r&d階段的意圖和動(dòng)機(jī)。因?yàn)樵囍撇怀晒?,在很多情況下與試制人員領(lǐng)會(huì)構(gòu)思人員、研發(fā)人員的意圖不夠有關(guān)。如果試制人員感到原設(shè)計(jì)有問(wèn)題,想改動(dòng)一下設(shè)計(jì),最好按原設(shè)想、原設(shè)計(jì)提出一個(gè)試制品,再按試制人員的想法搞出另一個(gè)試制品,然后對(duì)其進(jìn)行對(duì)比,產(chǎn)生令大家滿意的試制品。在這一過(guò)程中,企業(yè)需要對(duì)技術(shù)人員克服技術(shù)難題的能力有個(gè)準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。雖然這種試制會(huì)耗費(fèi)一定的生產(chǎn)成本,但同時(shí)也降低了企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。具有風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)的企業(yè)一般都會(huì)選擇將新產(chǎn)品試制作為新產(chǎn)品開發(fā)的必經(jīng)階段,只有能順利通過(guò)試制階段的新產(chǎn)品,企業(yè)才會(huì)將生產(chǎn)線擴(kuò)大到批量生產(chǎn)。
新產(chǎn)品試制出來(lái)后,往往要通過(guò)測(cè)試、訪問(wèn)的形式來(lái)了解用戶的滿意度。例如:選擇有代表性的用戶試用新產(chǎn)品,并與構(gòu)思階段的產(chǎn)品概念相比較:產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力是否體現(xiàn)?功能是否完備?這些功能的成本是否符合消費(fèi)者的認(rèn)知?哪些功能可適當(dāng)增減?如果大部分的用戶滿意,表明新產(chǎn)品開發(fā)成功,研發(fā)團(tuán)隊(duì)則要制定一個(gè)詳細(xì)的設(shè)計(jì)規(guī)范,作為以后產(chǎn)品開發(fā)的知識(shí)儲(chǔ)備;如果用戶不發(fā)表任何意見,或發(fā)表失望意見,這說(shuō)明新產(chǎn)品試制不成功,研發(fā)團(tuán)隊(duì)要讓試制人員理解產(chǎn)品開發(fā)意圖,掌握新產(chǎn)品開發(fā)的技術(shù)能力,為新一輪的產(chǎn)品試制做好準(zhǔn)備。測(cè)試階段的知識(shí)流圖如圖3所示:
產(chǎn)品的測(cè)試是一個(gè)反饋的過(guò)程。研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過(guò)收集、分析試制中出現(xiàn)的問(wèn)題,更深入的了解產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn),然后再結(jié)合自身的學(xué)習(xí)能力和豐富的知識(shí)庫(kù),對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn),生產(chǎn)出滿足用戶需求的正式產(chǎn)品。這一過(guò)程又是一個(gè)知識(shí)的收集、共享、創(chuàng)新的過(guò)程,充分體現(xiàn)了知識(shí)管理的動(dòng)態(tài)性。
4.營(yíng)銷階段的知識(shí)管理
用戶是新產(chǎn)品的最終使用者,因此,新產(chǎn)品是否適合用戶口味決定了新產(chǎn)品開發(fā)成功與否。新產(chǎn)品上市后,企業(yè)應(yīng)該正確對(duì)待用戶的各種評(píng)價(jià)。有的用戶將產(chǎn)品買回家后有種“上當(dāng)受騙”的感覺,這是南于用戶對(duì)新產(chǎn)品的期望太高,對(duì)新產(chǎn)品認(rèn)識(shí)片面造成的,企業(yè)應(yīng)該正確全面的宣傳新產(chǎn)品。還有的用戶對(duì)新產(chǎn)品的不滿和埋怨是由于對(duì)新產(chǎn)品的使用不當(dāng)造成的就此企業(yè)可以在銷售產(chǎn)品時(shí)詳細(xì)介紹產(chǎn)品的使用方法,加強(qiáng)新產(chǎn)品的售前售后服務(wù)。對(duì)于因假冒產(chǎn)品引起的用戶不滿,企業(yè)可以通過(guò)宣傳渠道改變公眾的輿論。
在新產(chǎn)品的市場(chǎng)開發(fā)方面,企業(yè)可以進(jìn)行產(chǎn)品市場(chǎng)測(cè)試。例如,對(duì)潛在用戶進(jìn)行新產(chǎn)品概念測(cè)試,或者組織潛在用戶進(jìn)行模擬采購(gòu)活動(dòng)。在測(cè)試過(guò)程中,企業(yè)能夠收集到接近實(shí)際情況的一些重要數(shù)據(jù),如用戶接受度、用戶關(guān)心度、使用頻率和擴(kuò)展速度。企業(yè)可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)制定合理恰當(dāng)?shù)臓I(yíng)銷策略。
這一階段也需要同供應(yīng)商、科研機(jī)構(gòu)等進(jìn)行交流,以獲取他們?cè)诋a(chǎn)品推向市場(chǎng)后對(duì)產(chǎn)品的意見。
知識(shí)管理在新產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用使企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)呈現(xiàn)螺旋上升的動(dòng)態(tài)連續(xù)性。因此,營(yíng)銷階段既是某一特定產(chǎn)品開發(fā)的終結(jié),又成為下一輪新產(chǎn)品開發(fā)的基礎(chǔ)。同樣,企業(yè)從外部知識(shí)源獲取的知識(shí),即是本輪新產(chǎn)品開發(fā)的最后一手知識(shí),也是下一輪新產(chǎn)品開發(fā)的第一手知識(shí)。并將這些知識(shí)消化為團(tuán)隊(duì)內(nèi)部知識(shí),在銷售部、生產(chǎn)部、研發(fā)部和售后服務(wù)部等部門問(wèn)共享,為知識(shí)的創(chuàng)新和應(yīng)用奠定基礎(chǔ),為新一輪的產(chǎn)品開發(fā)提供知識(shí)儲(chǔ)備。這樣,企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)就在知識(shí)管理的推動(dòng)下環(huán)環(huán)相扣,持續(xù)發(fā)展,不斷為企業(yè)創(chuàng)造豐厚的利潤(rùn)和價(jià)值。
(華南理工大學(xué)工商管理學(xué)院工業(yè)工程系,廣州 510640)
摘要:工程師在設(shè)計(jì)電梯等復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)時(shí),很難準(zhǔn)確全面地確定各種利益相關(guān)者的不同需求,而最終客戶需求的全面分析對(duì)于開發(fā)高附加值的、界面友好的、實(shí)用的產(chǎn)品至關(guān)重要。面向電梯產(chǎn)品的設(shè)計(jì),基于管道管理模型以及圖形工具的引入,本文提出一種以人為中心的、面向人機(jī)交互密集的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,將多種用戶多種角色納入到分析對(duì)象中,并進(jìn)行了三維虛擬人體的分析,將這些角色的偏好及能力轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品概念,增強(qiáng)了產(chǎn)品的適用面、舒適性與創(chuàng)新性。
關(guān)鍵詞 :以人為中心;復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng);電梯;設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-4311(2015)24-0219-05
基金項(xiàng)目:廣東省創(chuàng)新方法工作項(xiàng)目(2013B061000004);廣東省創(chuàng)新方法與決策管理系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題基金。
作者簡(jiǎn)介:賴朝安(1973-),男,廣西欽州人,副教授,博士,主要研究方向?yàn)楫a(chǎn)品創(chuàng)新、人因工程等。
0 引言
在復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的開發(fā)流程中,各種利益相關(guān)者的需求都應(yīng)被充分考慮。特別是對(duì)于存在密切人機(jī)交互的系統(tǒng),人應(yīng)該處于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心位置,以保證系統(tǒng)可以滿足各種使用情況下的需求。在設(shè)計(jì)界,以人為中心的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為主流的觀點(diǎn),以至于設(shè)計(jì)人員經(jīng)常不加思考地采用。本文基于以人為中心的設(shè)計(jì)(human-centered design,HCD)進(jìn)行擴(kuò)展,引入行為圖、基于情景的設(shè)計(jì)(scenario-based design,SBD)準(zhǔn)則,提出一種適合復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程。
HCD是指在設(shè)計(jì)產(chǎn)品或系統(tǒng)時(shí),將客戶置于設(shè)計(jì)與開發(fā)過(guò)程的中心[1]。HCD在產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中發(fā)揮重要指導(dǎo)作用。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,產(chǎn)品成功由客戶是否滿意決定,而客戶滿意由客戶需求的滿足來(lái)實(shí)現(xiàn)。HCD方法使產(chǎn)品設(shè)計(jì)與客戶需求匹配[2],通過(guò)這種匹配提高產(chǎn)品質(zhì)量、客戶滿意度與產(chǎn)品成功率。然而,設(shè)計(jì)與需求的匹配是困難的、不準(zhǔn)確的[3]??蛻敉ㄟ^(guò)使用非技術(shù)語(yǔ)言來(lái)描述他們的需求。HCD方法需要將技術(shù)設(shè)計(jì)與非技術(shù)語(yǔ)言匹配,這種匹配準(zhǔn)確度通常比較低。因此,大部份產(chǎn)品并沒有與客戶需求相匹配。
HCD的缺陷在于,HCD以已經(jīng)作好技術(shù)準(zhǔn)備為前提,一旦明確客戶需求,可以迅速地完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)并推出市場(chǎng)。另外,以人為中心還缺乏明確的實(shí)現(xiàn)途徑。Don Norman在ACM通信雜志“交互設(shè)計(jì)”專欄中寫道:“這個(gè)世界上的大多數(shù)東西都是在沒有得益于以人為中心的設(shè)計(jì)方法的情況下被設(shè)計(jì)出來(lái)的,不過(guò)這些東西仍然工作得很好。...最基本的原因就是,在它們被設(shè)計(jì)時(shí),這些物品所被用來(lái)從事的活動(dòng)是經(jīng)過(guò)深入理解的,這就是以行為為中心的設(shè)計(jì)”。人的行為才應(yīng)該是設(shè)計(jì)的焦點(diǎn)。
HCD已經(jīng)納入到ISO標(biāo)準(zhǔn)中。ISO 13407明確定義了HCD的4種主要活動(dòng)[4]:理解并定義使用情景,定義客戶及組織的需求,制訂設(shè)計(jì)方案,并依據(jù)需求對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)估。
本文的主要目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種新型的電梯產(chǎn)品,以支持老人、病人的特殊需求,滿足老齡化社會(huì)的需要,而相關(guān)的支撐技術(shù)并未完全具備。
基于以人為中心的啟發(fā),具有特殊需要的人群,包括制造商、老人、病人,以及他們的護(hù)士等各種人群及其行為過(guò)程,被納入到電梯系統(tǒng)開發(fā)的每一步驟中:從電梯系統(tǒng)開發(fā)的最早的概念階段,進(jìn)行用戶的行為分析,直至電梯系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最終評(píng)價(jià)。
以行為為中心以及SBD是本文依據(jù)的另一方法準(zhǔn)則。在人機(jī)交互領(lǐng)域中,場(chǎng)景已經(jīng)被作為一種多個(gè)系統(tǒng)開發(fā)階段使用的工具,它能幫助所有的利益相關(guān)者貢獻(xiàn)自己的系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)意見。
設(shè)計(jì)師通常使用情景來(lái)組織、論證和交流思想。情景作為語(yǔ)言的輔助,描述人的行為,使客戶可以融入到設(shè)計(jì)流程中,并幫助他們確定需求。通過(guò)描述多種情景下的各種行為過(guò)程,可展現(xiàn)出序列性的需求。在整個(gè)設(shè)計(jì)循環(huán)中,描述行為的工具可首先用于描述產(chǎn)品當(dāng)前使用的目標(biāo)與需求,然后通過(guò)迭代的設(shè)計(jì)與評(píng)估過(guò)程轉(zhuǎn)換、提煉設(shè)計(jì)目標(biāo)與需求。多情景下的行為描述有助于檢驗(yàn)、仿真分析、展示各種可能的設(shè)計(jì)方案結(jié)果。
1 設(shè)計(jì)流程的思考
通常,客戶需求空間向產(chǎn)品設(shè)計(jì)空間轉(zhuǎn)換的過(guò)程會(huì)導(dǎo)致信息的丟失。一些產(chǎn)品開發(fā)的機(jī)制,例如質(zhì)量功能展開(QFD)關(guān)注產(chǎn)品的性能、可靠性、壽命等因素在后續(xù)開發(fā)過(guò)程中的貫徹,但與情感有關(guān)的因素由于較難獲取與描述,因而在質(zhì)量功能展開過(guò)程中易于被忽略、丟失[5]。
關(guān)于開發(fā)流程,學(xué)術(shù)界及管理實(shí)踐逐漸形成了如下四種觀點(diǎn)[6]:門徑管理;管道管理;功能-作用原理-結(jié)構(gòu)的映射過(guò)程;風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)。
管道管理模型[7]為最主流的觀點(diǎn),它將產(chǎn)品開發(fā)流程定義為:產(chǎn)品規(guī)劃-概念開發(fā)-系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)-詳細(xì)設(shè)計(jì)-測(cè)試糾正及生產(chǎn)起步。這一流程類似一條不斷縮窄的管道,在這一喇叭形態(tài)的“管道”中,流動(dòng)著的新產(chǎn)品可選方案及對(duì)應(yīng)的開發(fā)項(xiàng)目數(shù)量越來(lái)越少,而新產(chǎn)品方案的信息卻越來(lái)越豐富、具體。
然而這一流程模型對(duì)人機(jī)交互的需求缺乏足夠的考慮與重視。為此,文獻(xiàn)[8]提出,具有復(fù)雜人機(jī)交互的系統(tǒng)的研發(fā)流程應(yīng)具有如下步驟:焦點(diǎn)開發(fā)-創(chuàng)建當(dāng)前系統(tǒng)應(yīng)用的工作流-問(wèn)題定義及確定設(shè)計(jì)目標(biāo)-創(chuàng)建未來(lái)系統(tǒng)應(yīng)用的工作流-創(chuàng)建功能概要-創(chuàng)建物理概要-將物理概要分解至可管理的模塊。通過(guò)對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)應(yīng)用工作流的分析,存在的問(wèn)題得到全面的展示;通過(guò)對(duì)未來(lái)系統(tǒng)應(yīng)用工作流的規(guī)劃,引導(dǎo)思維邊界的突破及全新觀念的產(chǎn)生。
基于以上研究可以設(shè)想,構(gòu)建一種圖形化的、易于理解的多層次行為視圖,使非專家的普遍客戶也能參與到設(shè)計(jì)中來(lái),也使設(shè)計(jì)工程師能更好地理解電梯行業(yè)、護(hù)理行業(yè)等多個(gè)不同領(lǐng)域的背景與技術(shù),以更有效地利用所有利益相關(guān)者在設(shè)計(jì)過(guò)程中達(dá)成的共識(shí)。俗話說(shuō):一圖勝千言,在開發(fā)復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)時(shí)特別如此。下文以電梯為例說(shuō)明。(圖2)
2 電梯實(shí)例
隨著老齡化社會(huì)的臨近,越來(lái)越多地需要在公共設(shè)施設(shè)計(jì)中考慮老年人、病人的需要,電梯作為一種垂直升降的公共交通設(shè)施,需要重視這一趨勢(shì)。
為此,首先在設(shè)計(jì)其轎廂內(nèi)部裝潢時(shí),應(yīng)考慮到人的情感因素,盡量使電梯給人一種舒適溫馨的感受,多使用溫暖色調(diào),避免冰冷暗淡的色調(diào);其次,需要考慮病人以及各種醫(yī)療設(shè)備,例如病床、吊瓶架、氧氣瓶等搶救設(shè)備所需要的大尺寸空間,以及殺菌化學(xué)制劑的使用;最后,適當(dāng)考慮防撞緩沖的需求,減輕相撞時(shí)的沖擊保護(hù)病床上的病人。
目前,還沒有一種電梯能滿足這一需要:不只需要考慮正常人的使用,還要考慮承載病人,運(yùn)送病床及醫(yī)療設(shè)備,同時(shí)需要考慮這些特殊情況發(fā)生的偶然性,考慮電梯的可制造性、可裝配性,以盡可能降低產(chǎn)品成本與能量消耗,并具有較高水平的人機(jī)交互界面與可操作性。
2.1 步驟1:產(chǎn)品規(guī)劃
產(chǎn)品規(guī)劃環(huán)節(jié)由開發(fā)團(tuán)隊(duì)執(zhí)行,其目的是制定產(chǎn)品開發(fā)任務(wù)書。團(tuán)隊(duì)包括如下成員:工業(yè)設(shè)計(jì)師1人,電梯設(shè)計(jì)工程師5人,制造工程師1人,醫(yī)護(hù)人員1人,醫(yī)學(xué)專業(yè)人員1人,電梯維護(hù)人員1人。經(jīng)過(guò)市場(chǎng)的細(xì)分與分析、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析、企業(yè)戰(zhàn)略分析三者的匹配,最后經(jīng)過(guò)頭腦風(fēng)暴會(huì)議來(lái)完成產(chǎn)品規(guī)劃。
產(chǎn)品開發(fā)任務(wù)書的研究對(duì)象是:明確設(shè)計(jì)的焦點(diǎn);定義新產(chǎn)品的概念;確認(rèn)目標(biāo)客戶;確認(rèn)安全有效使用電梯的障礙;搜集對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)特征的意見。
通過(guò)產(chǎn)品規(guī)劃,認(rèn)為新型電梯的焦點(diǎn)是感性設(shè)計(jì)、人機(jī)交互,在有限的空間內(nèi)需要容納擔(dān)架、輪椅及病人,減少碰撞振動(dòng)與不適,并進(jìn)行安全高效的電梯控制操作,同時(shí)又要滿足節(jié)能環(huán)保的要求。
在開發(fā)過(guò)程的早期階段確定產(chǎn)品的焦點(diǎn)是一項(xiàng)困難的工作。通過(guò)這一階段,潛在的設(shè)計(jì)意圖逐漸變得清晰。
2.2 步驟2:客戶需求獲取
2.2.1 理解當(dāng)前使用情景
通過(guò)歸納客戶操作電梯的行為習(xí)慣和固有特性,創(chuàng)建當(dāng)前系統(tǒng)的行為圖,形成獲取多層次客戶需求的框架,這是多層次信息視圖的重要組成部份。步驟如下:
首先,以來(lái)自醫(yī)院的醫(yī)護(hù)人員,以及家有老人病人的普遍電梯客戶共50人,為訪談對(duì)象,基于步驟1確定的產(chǎn)品設(shè)計(jì)焦點(diǎn)與概念,進(jìn)行面對(duì)面的半結(jié)構(gòu)化的訪談(interview)。該步驟主要用于明確如下問(wèn)題:需要用擔(dān)架、輪椅搬運(yùn)病人時(shí)電梯的操作過(guò)程;在這過(guò)程中所遇到哪些問(wèn)題,以及這些問(wèn)題的條件、過(guò)程與后果;對(duì)于電梯設(shè)施有何感性需求;任何影響在執(zhí)行醫(yī)護(hù)任務(wù)時(shí)安全高效使用電梯的因素。
對(duì)系統(tǒng)實(shí)際操作環(huán)境及客戶的全面且精確的洞察,對(duì)于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及客戶需求的滿足至關(guān)重要。為了確認(rèn)當(dāng)前實(shí)踐的問(wèn)題,設(shè)計(jì)者應(yīng)首先將總結(jié)所獲得的設(shè)計(jì)信息轉(zhuǎn)換為行為圖,以描述當(dāng)前系統(tǒng)的作用。僅作為示意,如圖2所示,該行為圖顯示了電梯從制造裝配、運(yùn)輸、安裝維護(hù)到客戶使用的全生命周期的行為,以圖形化的直觀方式使得全面的客戶需求,且不易遺漏。圖中,方向線的粗細(xì)表示該方向所指的行為的頻率,線越粗表示該行為越常見;箭頭的方向表示行為的串行關(guān)系。
2.2.2 確認(rèn)存在問(wèn)題及設(shè)計(jì)目標(biāo)
2.2.2.1 訪談與數(shù)據(jù)收集
基于當(dāng)前使用行為圖指出的每一使用模式,圍繞如下問(wèn)題進(jìn)行訪談并收集數(shù)據(jù):
①客戶在與電梯交互過(guò)程中遇到的問(wèn)題,以及這些問(wèn)題如何隨著客戶屬性的變化而變化;
②這些問(wèn)題發(fā)生的頻率,以及對(duì)不同客戶產(chǎn)生的后果;
③新型電梯應(yīng)如何克服這些問(wèn)題;
④安全高效使用電梯的障礙;
⑤新型電梯對(duì)病人、普通用戶、電梯安裝維護(hù)人員、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)護(hù)人員等各種客戶有何益處;
⑥新型電梯的設(shè)計(jì)偏好。
2.2.2.2 數(shù)據(jù)組織與分析
在上述步驟系統(tǒng)性地收集資料的基礎(chǔ)上,基于質(zhì)性分析的方法,尋找反映客戶需求本質(zhì)的核心概念,然后通過(guò)這些概念之間的聯(lián)系建構(gòu)完整的需求模型。訪談?wù){(diào)研數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為如下三個(gè)類別:需求;障礙;設(shè)計(jì),簡(jiǎn)潔地展示數(shù)據(jù)分析結(jié)果,如表1所示。
對(duì)原始資料進(jìn)行進(jìn)一步的定性分析以后,明確存在的問(wèn)題及設(shè)計(jì)目標(biāo):
①電梯生產(chǎn)與運(yùn)輸。
電梯包裝箱在很長(zhǎng)一段時(shí)間不能引起廠商及設(shè)計(jì)人員的重視,只是簡(jiǎn)單給以部件包裹,這才很大程度上違背了人性化的設(shè)計(jì)原則。電梯包裝箱存在如下問(wèn)題:裸包裝部件遇潮濕后易生銹,不便于運(yùn)輸;紙箱包裝,易損壞,不便運(yùn)輸,零散易丟件。應(yīng)考慮新型的包裝箱,以達(dá)到方便搬運(yùn)、整齊美觀的目的。
②電梯操縱顯示器。
電梯操縱顯示器在感性需求上尤為重要。乘客首先接觸的是電梯的外部操縱顯示器,進(jìn)入轎廂后同樣需要操控電梯內(nèi)部的操縱顯示器,進(jìn)行樓層選擇。色彩搭配以及按鈕布局排布是其感性設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。當(dāng)人在受到色彩的刺激后,會(huì)產(chǎn)生心理暗示,色彩搭配必須尊重這種因果關(guān)系。
③電梯的空間。
常用的電梯長(zhǎng)度從1.3米到1.6米不等,而一部急救擔(dān)架的長(zhǎng)度超過(guò)1.8米。狹小的電梯放不下?lián)?。由于患者不能顛簸晃?dòng),醫(yī)護(hù)人員(或家屬)常常只能將擔(dān)架半豎著放進(jìn)電梯,讓患者斜躺在擔(dān)架上,容易使病情加重?!蹲≌O(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50096-1999)規(guī)定:“十二層及以上的高層住宅,每棟樓不能少于兩臺(tái)電梯,其中一臺(tái)電梯應(yīng)該能容納擔(dān)架?!比欢_發(fā)商從成本的角度考慮,在不少的電梯上沒有執(zhí)行這一規(guī)定。
④不適合行動(dòng)不便人員使用。
目前電梯按鈕主要采用亮光來(lái)顯示樓層,并不適合于盲人使用。盲人進(jìn)入電梯時(shí),不便于方便的找到希望到達(dá)的樓層,所以對(duì)于盲人來(lái)說(shuō),單獨(dú)乘坐電梯很不方便。
扶手在安裝時(shí)往往有螺釘突出,行動(dòng)不便人員往往難以避開,并且不美觀。
電梯震動(dòng)或墜落時(shí),電梯無(wú)適當(dāng)?shù)闹挝?,震?dòng)或墜落會(huì)造成傷害,對(duì)行動(dòng)不便人員的傷害特別大。
⑤電梯環(huán)境。
傳統(tǒng)的通風(fēng)裝置是電力驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇,購(gòu)置成本與使用成本較高。
2.2.3 設(shè)計(jì)未來(lái)的使用情景
在這一步驟中,將當(dāng)前的使用情景轉(zhuǎn)換為未來(lái)的使用情景,如圖3所示。在未來(lái)的使用情景中,當(dāng)前問(wèn)題被消除,產(chǎn)品愿景得以實(shí)現(xiàn)。未來(lái)的使用情景是一種對(duì)人機(jī)交互過(guò)程的高度概括,有助于設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)及設(shè)計(jì)參與者理解電梯使用的環(huán)境,顯示關(guān)鍵的設(shè)計(jì)問(wèn)題。
在未來(lái)的使用情景中,不需擴(kuò)大轎廂的整體尺寸而低成本地實(shí)現(xiàn)大尺寸的空間,保證擔(dān)架可以進(jìn)入并平放;行動(dòng)不便的人可以舒適地保持平衡;視覺不良的人可以方便地進(jìn)行目的地樓層設(shè)置,并可修正錯(cuò)誤的設(shè)置;等等。生產(chǎn)安裝情景分析在此省略。
2.3 步驟3:系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)
2.3.1 功能分析
功能分析的結(jié)果展示系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。對(duì)于復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng),將功能分析為多項(xiàng)子功能十分必要,它可以闡明問(wèn)題,使設(shè)計(jì)師可以聚焦到最關(guān)鍵、最有可能實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的子功能上。
在檢修運(yùn)行、(自動(dòng))開門、(自動(dòng))關(guān)門、自動(dòng)返回基站、滿載直駛、司機(jī)操作、獨(dú)立運(yùn)行、通風(fēng)等基本功能,使用溫和的工業(yè)設(shè)計(jì)風(fēng)格,并增加如下功能:遠(yuǎn)程監(jiān)控;PDA在線交互;可變的空間尺寸;碰撞緩沖與支撐;盲文及聲控;錯(cuò)誤修正。需要在成本得到控制的情況下,在傳統(tǒng)的電梯上增加以上功能。
具體的功能描述在此不表,它應(yīng)提供詳細(xì)的使用背景信息,以及明確的、定量的功能目標(biāo)。例如,可變的空間尺寸的需求項(xiàng)中指出:擴(kuò)大后的空間尺寸應(yīng)能容納1.8米長(zhǎng)的擔(dān)架。
通過(guò)達(dá)到以上產(chǎn)品功能,電梯將能更高效迅速地安裝維護(hù),更安全、舒適地使用,減少碰撞、震動(dòng)、壓力與不適。這時(shí),開發(fā)團(tuán)隊(duì)堅(jiān)信,這一電梯的市場(chǎng)需求是廣闊的、迫切的。
在以上需求實(shí)現(xiàn)之前,研發(fā)團(tuán)隊(duì)認(rèn)識(shí)到,以上功能最困難的部份是可變的空間尺寸、碰撞緩沖與支撐、盲文及聲控等需求。
2.3.2 制定系統(tǒng)解決方案
在這一步驟中,依據(jù)“功能—作用原理(效應(yīng))——物理結(jié)構(gòu)”的映射過(guò)程,將產(chǎn)品的功能要求轉(zhuǎn)化為解決方案。解決方案是具體物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn),它指出每一主要功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵點(diǎn),以及主要部件的空間及結(jié)構(gòu)上的關(guān)系。
解決方案應(yīng)遵守功能及技術(shù)需求的約束,并基于最終用戶的需求進(jìn)行評(píng)估,選擇最佳的解決方案。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中,知識(shí)會(huì)不斷進(jìn)化,因此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的部件也隨之進(jìn)化。解決方案可用于修正未來(lái)的使用情景,使設(shè)計(jì)意圖進(jìn)一步明確。
以幾個(gè)主要的子功能為例,說(shuō)明其解決方案:
①根據(jù)發(fā)明問(wèn)題解決理論(TRIZ),使用“基于條件的分離”這一分離原理,以及“動(dòng)態(tài)化”這一發(fā)明原理,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的轎廂深度。解決方案為:轎廂下后壁可以向背離轎廂門的方向打開、折疊,充分利用井道空間,在需要運(yùn)輸擔(dān)架時(shí),通過(guò)折疊,動(dòng)態(tài)產(chǎn)生額外的空間,提高了擔(dān)架出入時(shí)的安全性,并增加載重的均勻性。其平時(shí)可充當(dāng)普通載客電梯,具備普通電梯轎廂的寬度與深度;在特殊情況下,延展電梯轎廂的深度,滿足普通人平躺在擔(dān)架上的長(zhǎng)度要求,充當(dāng)救援用的擔(dān)架電梯。因此,這一功能可增大深度卻不增加土建面積,達(dá)到節(jié)省成本與能量消耗的目的。
②碰撞緩沖與支撐功能的解決方案為:扶手連桿上套有端座外套,將扶手端座表面覆蓋,遮蓋螺釘,防止行動(dòng)不靈活的人在轎廂內(nèi)轉(zhuǎn)身時(shí)劃傷,同時(shí)保持轎廂內(nèi)美觀。轎廂頂部安裝有吊環(huán),在震動(dòng)特別是墜落時(shí),抓住吊環(huán)可顯著減少傷害。
③盲文及聲控功能的解決方案為:按鍵的按壓位置處設(shè)有凸起的盲人數(shù)字,按鍵連接有發(fā)聲話筒,開關(guān)、發(fā)聲話筒均與用于樓層登記的電路連接。
④通風(fēng)的解決方案為:通過(guò)轎廂上的風(fēng)滯壓力產(chǎn)生電梯轎廂中的豎直的氣流,實(shí)現(xiàn)免電力的通風(fēng)。風(fēng)扇僅在需要時(shí)打開,減少了電力消耗與使用成本。
電梯作為一種成熟產(chǎn)品,目前已經(jīng)存在海量專利。以上的構(gòu)思可能與已有專利沖突,需要進(jìn)行查詢分析,避開已有的相似專利,同時(shí)基于專利挖掘,進(jìn)行技術(shù)成熟度分析。對(duì)關(guān)于轎廂的專利進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn):在轎廂深度調(diào)整、碰撞緩沖、盲文及聲控、通風(fēng)等方面的技術(shù)都仍處于成長(zhǎng)期,值得加大投入進(jìn)行研發(fā)。
2.3.3 系統(tǒng)級(jí)的參數(shù)分配至模塊
通過(guò)以上步驟,從轎廂空間調(diào)整裝置、碰撞緩沖與支撐裝置、盲文及聲控裝置、通風(fēng)等方面實(shí)現(xiàn)了電梯系統(tǒng)人性化創(chuàng)新及改良設(shè)計(jì)。
在上述步驟中,系統(tǒng)作為一個(gè)集成的解決方案進(jìn)行思考。在模塊化的設(shè)計(jì)方案中,需將設(shè)計(jì)需要分配至模塊,是最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能需要的必然的步驟。然而,將技術(shù)參數(shù)分配至模塊具有很高的復(fù)雜性,它需要依據(jù)兩個(gè)準(zhǔn)則:一是保證系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)與模塊的技術(shù)參數(shù)的一致性,也就是說(shuō),實(shí)現(xiàn)模塊的技術(shù)參數(shù)后,能保證系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)得到保證;二是各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)難度保持相近,不能讓某些模塊很難實(shí)現(xiàn),否則會(huì)使成本不必要地上升。系統(tǒng)的模塊化的好處是:使得最終客戶可以按其需求定制產(chǎn)品。
通過(guò)對(duì)電梯的模塊化劃分,使得功能與模塊近似地具有一對(duì)一的關(guān)系。在這一設(shè)計(jì)方案中,如下5個(gè)模塊被定義:廂體、導(dǎo)軌、驅(qū)動(dòng)、無(wú)線通訊、轎廂空間尺寸調(diào)整、碰撞緩沖與支撐、控制與顯示、通風(fēng)與照明。其設(shè)計(jì)方案如圖4所示。
2.4 步驟4與5:詳細(xì)設(shè)計(jì)與測(cè)試糾正
方案的產(chǎn)生與方案評(píng)估密不可分。在跨功能的研發(fā)團(tuán)隊(duì)組建開始,各個(gè)團(tuán)隊(duì)人員以及參與設(shè)計(jì)的多種角色,都從一開始就貢獻(xiàn)其知識(shí)經(jīng)驗(yàn),以驗(yàn)證提出來(lái)的各種新構(gòu)想,使得最終的解決方案更具市場(chǎng)可行性與可用性。在開發(fā)的后期階段,解決方案逐漸具體與可視化,設(shè)備供應(yīng)商開始參與設(shè)計(jì),以確認(rèn)方案的技術(shù)可行性。由于方案表達(dá)為易于理解的形式,包括三維虛擬人體的應(yīng)用情景展示,團(tuán)隊(duì)可以在早期的設(shè)計(jì)階段,向商業(yè)合作伙伴證明新型電梯的高附加值。
經(jīng)過(guò)可用性評(píng)估,最終的設(shè)計(jì)方案得到了較高的評(píng)價(jià)。
3 結(jié)論
本研究基于以人為中心設(shè)計(jì)的理念,提出了一種適用于復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)的、以人為中心的設(shè)計(jì)流程,并進(jìn)行電梯系統(tǒng)的創(chuàng)新優(yōu)化與改良設(shè)計(jì),解決了電梯系統(tǒng)中幾個(gè)非人性化設(shè)計(jì)缺陷,規(guī)劃、定義了電梯的主要模塊,并進(jìn)行了三維虛擬人體的分析,提出一種具有良好人機(jī)操作界面的綠色電梯系統(tǒng)。經(jīng)評(píng)估認(rèn)為,這一新型電梯具有較廣闊的市場(chǎng)需求。本文提出通過(guò)行為圖的引入,擴(kuò)展了以人為中心設(shè)計(jì)的觀點(diǎn),有助于將各種利益相關(guān)者的需求融合到一個(gè)框架內(nèi),并清晰展現(xiàn)。
本研究所提出的方法適用于電梯之外其它類型的、存在復(fù)雜人機(jī)交互的復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn):
[1]Hans-Jo¨rg Bullinger, Wilhelm Bauer,Gu¨nter Wenzel. Towards user centred design (UCD) in architecture based on immersive virtual environments [J]. Computers in Industry 61 (2010) 372-379.
[2]Li Lin, Ming-Qing Yang, Jing Li. A systematic approach for deducing multi-dimensional modeling features design rules based on user-oriented experiments [J]. International Journal of Industrial Ergonomics, 42 (2012) 347-358.
[3]Xue-Zheng Chu, Liang Gao, Hao-Bo Qiu. An expert system using rough sets theory and self-organizing maps to design space exploration of complex products [J]. Expert Systems with Applications. 37 (2010) 7364-7372.
[4]ISO/IEC 13407, 1999 (E). Human-centred design processes for interactive systems.
[5]賴朝安,朱文文.水暖衛(wèi)浴產(chǎn)品風(fēng)格優(yōu)化的感性工學(xué)方法 [J].工業(yè)工程與管理,2012,17(6):122-127.
[6]賴朝安著.新產(chǎn)品開發(fā)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2014,2.
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