產品的設計方法精選(九篇)

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第1篇：產品的設計方法范文

[關鍵詞] 復雜金融產品 設計方法 仿真技術

一、復雜非實體產品的定義

根據現代營銷學之父——菲利普·科特勒(Philip Kotler)的觀點，產品是市場上任何可以讓人注意、獲取、使用、或能夠滿足某種消費需求和欲望的東西。它既包括具有物質形態的產品實體，又包括非物質形態的利益。現代市場營銷理論認為，產品可分成有形產品(實體產品)和無形產品(非實體產品)兩類。

現代產品具有客戶需求復雜、產品組成復雜、產品技術復雜、制造過程復雜、項目管理復雜的特性，可稱為復雜產品。

現代金融服務業如保險、證券和銀行等相關企業提供的產品一般也具有組成復雜、功能復雜和行為復雜的特性，但以服務契約形式而非實體形式，可以定義為復雜非實體產品。

產品設計的最終目標是面對客戶的選擇性市場需求，將基于市場細分的需求概念轉化為高質量或低風險的產品，最大限度地滿足客戶持續變化的需求。復雜實體產品的設計要求產品是在滿足功能需求的基礎上，要求以最快的上市時間、最好的質量、最低的成本、最好的服務、產品創新和最佳的環境保護。

金融服務產品是非實體產品，其最重要的問題是產品的風險性。與實體產品的質量類似，控制產品的風險也就控制了產品的質量。復雜金融產品的特性主要表現在其風險的復雜性，所以其設計和仿真方法也就具有復雜性。

二、金融產品設計涉及的技術和設計過程

1.金融產品設計涉及的技術。在實體產品的設計中，提出了生命周期的概念，其目的是研究產品的市場戰略和設計，涉及的內容涵蓋市場分析和設計開發。包含從產品的需求分析、概要設計、詳細設計、制造、銷售、售后服務、直到產品報廢回收的全過程。軟件產品也不例外，軟件生存周期涉及的內容也包括從問題定義、可行性研究、需求分析、軟件設計(概要設計和詳細設計)、編碼、調試和維護。

與復雜實體產品類似，復雜非實體產品的生命周期涵蓋產品的需求分析、概要設計、詳細設計、售前服務、銷售、售后服務和產品終止等階段和相應指標。其管理技術也是為滿足產品上述指標發展起來的。

2.設計過程。金融業是百業之首，金融領域的產品涉及到銀行、證券和保險等方面。需求分析是復雜金融產品設計的第一步。

(1)需求分析階段。需求分析階段要解決的問題，是讓用戶和金融機構共同明確將要開發的是一個什么樣的系統，其過程包括:

①詳細聽取客戶的反映，確定產品需求，是需求獲取的第一步;

②市場研究，包括市場規模調研，確定市場需求并聽取分銷渠道的反映;

③相關產品跟蹤調查，確定產品的競爭力因素，是需求提煉的過程。

(2)概要設計階段。需求分析階段以后，進行產品的概要設計。這一階段有兩項關鍵活動，即預測產品的風險和全面可行性分析。

風險來自兩個方面。首先是金融產品和服務本身所包含的風險，其次為控制和轉移風險的方法。前者是從金融產品(服務)的風險需要出發，從產品交易雙方進行分析。后者是分析如何控制、轉移風險。

(3)詳細設計階段。詳細設計是制定完整詳細項目計劃、細化產品原型、定義產品詳細特征、產品對系統和管理的影響以及培訓方案。

詳細設計的主要內容是產品定價。產品定價是概要設計的繼續，包括定價原則;定價前提的假設條件和經營管理成本對產品成本的定價三個方面。

(4)銷售和售后服務階段。這一階段的主要工作是業務的風險評估和控制。相當于軟件生命周期中的維護階段，其目的是使金融產品在整個生存周期內保證滿足用戶的需求和延長產品使用壽命。

這一階段中的業務監管過程是基于事后的經驗。將既成事件作為歷史或經驗數據，建立監管模型，或對原有的模型做出調整，從而達到監管的目的。

3.復雜金融產品設計的仿真技術。目前，仿真科學與技術在經歷了上個世紀后50年的飛速發展后，已成功地應用于航空航天、信息、生物、材料、能源、先進制造等高新技術和工業、農業、商業、教育、軍事、交通、經濟、社會、醫學、生命、娛樂、生活服務等眾多領域。由于計算機技術的高速發展，科學計算和計算機仿真已經成為科學研究中除理論研究和科學實驗以外的第三種方法。現在，建模與仿真技術和高性能計算技術相結合，正成為繼理論研究和實驗研究之后的第三種認識和改造客觀世界的重要方法。仿真技術毫無例外地可用于復雜金融產品設計中。

(1)建模:仿真的意義在于模型的有效性，因此用仿真的方法來研究復雜系統，首要問題是對研究的目標對象建立合理的仿真模型，即建模，它是仿真中最基本的工作，數學模型的建立必須有數學知識的支持。將研究對象符號化、公式化，形成理想化的數學方程式或具體的計算公式，然后在數學語言的規范內進行邏輯推導、運算、演算和量的分析，形成數學模型，從而對研究對象形成數學解釋和預測。其次，各類仿真算法也需要數學方法作為基礎。

因此，仿真科學與技術的進一步發展離不開數學模型和數學工具，特別是復雜產品的仿真，更依賴于PETRI網絡，神經網絡，混沌理論，模糊理論等新的數學理論。隨著數學的發展，能夠更好地為仿真所用，強有力支持仿真科學與技術。

模型的建立還依賴于豐富的數據資源，數據倉庫(Data Warehouse，DW)的方法就為建模和仿真提供了一個有效的環境。我國金融企業經過10多年的信息化建設，建立并積累了大量的數據資源，基于數據倉庫的建模和仿真是一個個值得注意的研究領域。

(2)選擇合理的仿真算法:猶如算法是計算機程序設計的核心一樣，仿真算法同樣是仿真過程的關鍵。以金融領域為例，現代金融工程的技術內容主要是基于信息系統的分析和綜合對象的建模和仿真分析，其方法在股票、期權、外匯和期貨等領域得到了廣泛的應用。例如，對非實體產品具有風險的復雜不確定性的特點，用確定性方法給出近似解十分困難。擅長對隨機問題進行仿真的MonteCarlo方法，就是解決這類問題的一種特殊數值方法

(3)仿真優化:分析金融產品的數學模型的性質可知，在同一個問題中經常會出現非線性、不確定性和最優化問題。因此，優化的核心問題也是最大限度地降低產品的風險，優化風險結構，達到控制風險的目的。近年來，隨著計算機技術的發展，涌現了各類仿真優化理論和算法。例如，模擬自然界進化過程的進化算法、遺傳算法和蟻群優化算法都已成為解決復雜優化問題的重要方法。

參考文獻

第2篇：產品的設計方法范文

關鍵詞：模塊化設計；幾何思維；產品設計方法

1 產品形態的幾何化思維

塞尚說過：“自然界的物體，都可以還原簡化為正方體、球體、圓錐體、圓柱形的構成”，也就是說立體幾何中的基本形，是構成世間萬物的基礎。[1]現代社會，運用幾何形態、幾何原理進行產品造型的例子隨處可見，工業產品的一個顯著特點就是大批量生產。模塊化組合出的產品也需要參照幾何形態的特征，不同的幾何形態所連接的方式和接觸面都是不同的，所以幾何思維是在模塊化設計中必不可少的。

幾何形態是經過嚴格定義和精準計算出來具有一定規律的形體。按其特點不同，可以分為三大類：柱體、椎體、球體。[2]這些基本的幾何形態，在模塊化的使用中都可以利用面與角度等關系，再賦予模塊化的功能，使得體塊的銜接更完整，并且根據幾何形態設計的模塊化產品更加規整，組合方式更為有序。

2 運用幾何思維的模塊化設計方法

2.1 幾何模塊重復法

每個幾何體都有特定的線、面和接觸的點，想要做成完整的模塊化產品，就需要找好接觸面的特征，將規律運用在重復的單一模塊中，使得單一重復的模塊可以適合各種形體的連接。幾何模塊重復法只需按照幾何體的規律特征，重復排列幾何模塊即可，并且有很好的擴展性。整體性問題解決之后，就可以按照之前確定的功能模塊和適合的模塊整合方法，將功能劃分在重復幾何體上。

英國設計師Jack Godfrey Wood和Tom Ball hatchet設計了一個BUILD模塊化擱架系統，就是以單一標準幾何模塊重復組合，排列出完整的擱架系統，并且能夠符合不同的使用方式，可以將其變成書架、隔斷墻，形狀結構完全用戶自己定制。而且拼成擱架之后，所有單元的底面都在同一水平線上。使得產品在不規則排列造型的同時更好地實現功能（如圖1）。

2.2 相似模塊連接法

不同的幾何體雖然外形不同，但是細分其中的面與面或者線與線之間的關系卻有相似之處，相似模塊連接法，是借助模塊外形結構的幾個相同的塊面特征，使得模塊之間緊密連接。產品不同的功能模塊可以附加在不同的幾何模塊上，由于不同幾何體的外形不同，所以更能凸顯功能的區分，以適應不同的需求。但是一個相似模塊卻有幾個接觸面可以與其他模塊完美拼接，所以不同的相似模塊也可以達到產品的完整性。

西班牙Pottery Project設計工作室設計了一款Ma-ce-ta花盆，采用模塊化設計，可以大大節省花盆空間。Ma-ce-ta花盆由Ma、ce、ta三種基本花盆模塊組成，每個模塊都采用多面幾何體構成，既可以單獨使用，也可以拼接在一起使用。模塊化設計讓用戶可以根據家里空間的大小靈活擺放花盆。三種基本的花盆模塊可以組合成不同的拼接方式，所以擺放可以更加靈活（如圖2）。

2.3 子模塊載體法

產品想要實現不同功能，就可以設計不同的功能模塊，但是這些功能模塊并不是單一存在的，這需要一個主模塊作為載體存在，將不同的模塊連接在主模塊上，達到可以實現很多功能的效果。子模塊的設計可以更加自由，只是針對設計的功能。但是子模塊載體法必須使得子模塊和主模塊之間的連接緊密，并且在主模塊上預留出子模塊的結構位置，使拼接完成后產品整體性完好。

谷歌模塊化手機Ara是近年谷歌向外界展示的以多個不同模塊組成的智能手機，是由主模塊和多個不同模塊組成的手機。Ara手機最為重要的組件是由谷歌自行設計的包括通訊模塊和備用電池在內的鋁制手機骨架，而包括屏幕、處理器和電池在內的零部件都將能以模塊形式接入，最終組成一部完整的手機（如圖3）。

3 結語

本文主要介紹了幾何思維的模塊化設計方法，通過對幾何形態的分析研究，提出了產品的模塊建立可以先從幾何形態入手。總結出了運用幾何思維進行模塊化設計的幾何模塊重復法、相似模塊連接法、子模塊載體法等方法，并且舉例分析產品，歸類說明了不同幾何思維的模塊化設計方法所適用的范圍以及給產品帶來的優勢。

參考文獻：

[1] 程強.面向可適應性的產品模塊化設計方法與應用研究[D].湖北：華中科技大學，2009.

[2] 金曉姣.產品造型設計方法歸納分析與演變研究[D].遼寧：沈陽理工大學，2012.

[3] 尹翠君.模塊化產品藝術設計方法的研究[D].湖南：湖南大學，2004.

[4] 孫明陽.汽車造型模塊化設計研究[D].吉林：吉林大學，2014.

[5] 李國喜，吳建忠.基于功能-原理-行為-結構的產品模塊化設計方法[J].湖南：國防科技大學學報，2009.

第3篇：產品的設計方法范文

【關鍵詞】產品設計；創新；設計語言；方法

設計的內涵是創造，沒有創造也就沒有創新，沒有進步。任何產品的發展，都是建立在創新的基礎上，當然對原有產品的改進與完善，也屬于一種創造性的工作。在當今快節奏、高科技的市場經濟中，產品不論是改進還是打破原有模式都必須具備創造性，產品設計的創新是每一個企業每一個設計師都應關注的點。

1產品設計創新的提出

任何一個新產品的開發都屬于一個創造的過程，創造性的賦予產品新的屬性，如功能、材料、顏色、肌理的改變，都會成為設計的關鍵，同時這些也被稱為產品的設計語言。當今產品設計的主題，都在圍繞創新，如造型、功能、材料、技術以及使用方式。美國經濟學家約•阿•熊彼得在最早提出的創新理論中所說：（1）反應新的技術開發，(2)敏感地反應時代的變遷，（3）必須反應廣大消費者新的欲求和需要，（4）有新的創造——創造性的構思、功能等，給人以方便性和意外性，（5）便于生產并能有利于企業在市場開拓獨特的道路，滿足這五個條件之一或多項條件的產品設計，都屬于創新性的產品設計。

2產品設計創新的基本原則

在當今世界市場經濟激烈的競爭中，創新是一個企業生存和發展的必由之路。所以，新產品的開發與創新作為重要的戰略必須放在重要的位置上。產品的創造與開發能否成功，也需要遵循一定的原則。（1）堅持以人為本的創新原則。產品設計是以人為中心的，滿足人的需求的物質方式。產品以人為本的創新思路在于，產品在功能的實現中要融入對人的關懷與體貼，也就是對人的精神的關懷。設計活動中，考慮的是人、環境和產品之間的關系，它們之間相互作用，產品一方面適應環境，一方面給人提供便利，另一方面應充分調動人的能動性和創造性。（2）注重實現產品價值的創新原則。產品的價值，包括使用價值和附加價值，使用價值是產品特有的屬性，它直接面對用戶的需求。可以說提升產品使用價值的關鍵在于及時以及正確的把握市場需求，因此正確、認真的做好前期市場調研工作，掌握市場趨向以及消費者心理對產品設計創新事半功倍。使用價值的創新也就是產品功能與技術的創新，二者結合使產品成為適應市場適應消費者的暢銷的商品。（3）關注科學技術發展動向的創新原則。科技是第一生產力，以科技成果為先導，適當運用到產品設計創新過程中，實現知識創新，技術創新和設計創新。科技適時轉化為產品創新原理，實際上就是強調產品設計對先進技術、現有技術以及可利用技術與成果的有效利用和轉化。因此產品的創新是提供安全、可靠、有效、舒適且利于人們健康的，滿足人們生理和心理需求的創新，而不是對科技的濫用。（4）“綠色設計”原則。產品設計致力于創造一種綠色、和諧、合理的生活方式，而這種生活方式最基本的前提就是生態與環境。在產品設計創新中應創造一種引導新的生活方式，達到與生態環境和諧共生的一種創新。

3產品設計語言創新的方法與途徑

運用產品設計創新的基本原則，我們可以發掘產品設計語言創新的方法與途徑。（1）產品技術語言上的創新。即應用科技的發展在產品技術應用上的創新，比如對老技術的移植，通過把一個產品以往或已成熟的技術運用到其他產品上，以挖掘老技術的新用途；還可以通過對新技術的轉化，對領域內最新出現的技術進行分析研究，并盡早將其轉化成對人的生活、學習和工作有用的產品。（2）使用方式語言上的創新。即改變產品固有的使用方式，如操作方式，為用戶重新定義人機交互方式，從而獲得產品的創新設計。（3）材料語言上的創新。材料是產品功能與技術的載體，通過新材料創新主要有兩方面：一是對傳統材料的新應用，二是采用新材料等。（4）功能語言上的創新。一是功能組合，即將兩種以上不同的功能巧妙組合在同一個產品上，這會使產品具備多樣的功能性來滿足用戶多方面的需求；二是功能延伸，對產品原有功能進行適當地延伸發展。（5）造型語言上的創新。形態、色彩、材質和紋理共同構成產品最外在的表現形式，即產品造型，它是影響消費者購買欲望最直觀的因素。因此，造型創新是產品設計創新最有效的途徑之一。

結語

產品設計語言創新是產品設計中的重要環節，也是加強產品創新性的重要手段，隨著消費者對于創新型產品的訴求越來越高，設計師應積極探索產品設計語言方面的創新方式與途經，做出符合時展的產品設計。

參考文獻

[1]李翠.淺談設計的創新[J].科教文匯(下旬刊),2008,10:254.

[2]胡衛軍,張帆.產品設計的共性與個性[J].文學界(理論版),2010,07:175-176.

第4篇：產品的設計方法范文

關鍵詞：機械產品；方案設計方法；發展趨勢

引　言

科學技術的飛速發展，產品功能要求的日益增多，復雜性增加，壽命期縮短，更新換代速度加快。然而，產品的設計，尤其是機械產品方案的設計手段，則顯得力不從心，跟不上時展的需要。目前，計算機輔助產品的設計繪圖、設計計算、加工制造、生產規劃已得到了比較廣泛和深入的研究，并初見成效，而產品開發初期方案的計算機輔助設計卻遠遠不能滿足設計的需要。為此，作者在閱讀了大量文獻的基礎上，概括總結了國內外設計學者進行方案設計時采用的方法，并討論了各種方法之間的有機聯系和機械產品方案設計計算機實現的 發展趨勢。

根據目前國內外設計學者進行機械產品方案設計所用方法的主要特征，可以將方案的現代設計方法概括為下述四大類型。

1、系統化設計方法

系統化設計方法的主要特點是：將設計看成由若干個設計要素組成的一個系統，每個設計要素具有獨立性，各個要素間存在著有機的聯系，并具有層次性，所有的設計要素結合后，即可實現設計系統所需完成的任務。

系統化設計思想于70年代由德國學者Pahl和Beitz教授提出，他們以系統理論為基礎，制訂了設計的一般模式，倡導設計工作應具備條理性。德國工程師協會在這一設計思想的基礎上，制訂出標準VDI2221“技術系統和產品的開發設計方法。

制定的機械產品方案設計進程模式，基本上沿用了德國標準VDI2221的設計方式。除此之外，我國許多設計學者在進行產品方案設計時還借鑒和引用了其他發達國家的系統化設計思想，其中具有代表性的是：

(1)將用戶需求作為產品功能特征構思、結構設計和零件設計、工藝規劃、作業控制等的基礎，從產品開發的宏觀過程出發，利用質量功能布置方法，系統地將用戶需求信息合理而有效地轉換為產品開發各階段的技術目標和作業控制規程的方法。

(2)將產品看作有機體層次上的生命系統，并借助于生命系統理論，把產品的設計過程劃分成功能需求層次、實現功能要求的概念層次和產品的具體設計層次。同時采用了生命系統圖符抽象地表達產品的功能要求，形成產品功能系統結構。

(3)將機械設計中系統科學的應用歸納為兩個基本問題：一是把要設計的產品作為一個系統處理，最佳地確定其組成部分(單元)及其相互關系；二是將產品設計過程看成一個系統，根據設計目標，正確、合理地確定設計中各個方面的工作和各個不同的設計階段 。

由于每個設計者研究問題的角度以及考慮問題的側重點不同，進行方案設計時采用的具體研究方法亦存在差異。下面介紹一些具有代表性的系統化設計方法。

1.1　設計元素法

用五個設計元素(功能、效應、效應載體、形狀元素和表面參數)描述“產品解”，認為一個產品的五個設計元素值確定之后，產品的所有特征和特征值即已確定。我國亦有設計學者采用了類似方法描述產品的原理解。

1.2　圖形建模法

研制的“設計分析和引導系統”KALEIT，用層次清楚的圖形描述出產品的功能結構及其相關的抽象信息，實現了系統結構、功能關系的圖形化建模，以及功能層之間的聯接 。

將設計劃分成輔助方法和信息交換兩個方面，利用Nijssen信息分析方法可以采用圖形符號、具有內容豐富的語義模型結構、可以描述集成條件、可以劃分約束類型、可以實現關系間的任意結合等特點，將設計方法解與信息技術進行集成，實現了設計過程中不同抽象層間信息關系的圖形化建模。

文獻［11］將語義設計網作為設計工具，在其開發的活性語義設計網ASK中，采用結點和線條組成的網絡描述設計，結點表示元件化的單元(如設計任務、功能、構件或加工設備等)，線條用以調整和定義結點間不同的語義關系，由此為設計過程中的所有活動和結果預先建立模型，使早期設計要求的定義到每一個結構的具體描述均可由關系間的定義表達，實現了計算機輔助設計過程由抽象到具體的飛躍。

1.3　“構思”—“設計”法

將產品的方案設計分成“構思”和“設計”兩個階段。“構思”階段的任務是尋求、選擇和組合滿足設計任務要求的原理解。“設計”階段的工作則是具體實現構思階段的原理解。

將方案的“構思”具體描述為：根據合適的功能結構，尋求滿足設計任務要求的原理解。即功能結構中的分功能由“結構元素”實現，并將“結構元素”間的物理聯接定義為“功能載體”，“功能載體”和“結構元素”間的相互作用又形成了功能示意圖(機械運動簡圖)。方案的“設計”是根據功能示意圖，先定性地描述所有的“功能載體”和“結構元素”，再定量地描述所有“結構元素”和聯接件(“功能載體”)的形狀及位置，得到結構示意圖。Roper，H.利用圖論理論，借助于由他定義的“總設計單元(GE)”、“結構元素(KE)”、“功能結構元素(FKE)”、“聯接結構元素(VKE)”、“結構零件(KT)”、“結構元素零件(KET)”等概念，以及描述結構元素尺寸、位置和傳動參數間相互關系的若干種簡圖，把設計專家憑直覺設計的方法做了形式化的描述，形成了有效地應用現有知識的方法，并將其應用于“構思”和“設計”階段。

從設計方法學的觀點出發，將明確了設計任務后的設計工作分為三步：1) 獲取功能和功能結構(簡稱為“功能”)；2) 尋找效應(簡稱為“效應”)；3) 尋找結構(簡稱為“構形規則”)。并用下述四種策略描述機械產品構思階段的工作流程：策略1：分別考慮“功能”、“效應”和“構形規則”。因此，可以在各個工作步驟中分別創建變型方案，由此產生廣泛的原理解譜。策略2：“效應”與“構形規則”(包括設計者創建的規則)關聯，單獨考慮功能(通常與設計任務相關)。此時，辨別典型的構形規則及其所屬效應需要有豐富的經驗，產生的方案譜遠遠少于策略1的方案譜。策略3：“功能”、“效應”、“構形規則”三者密切相關。適用于功能、效應和構形規則間沒有選擇余地、具有特殊要求的領域，如超小型機械、特大型機械、價值高的功能零件，以及有特殊功能要求的零部件等等。策略4：針對設計要求進行結構化求解。該策略從已有的零件出發，通過零件間不同的排序和連接，獲得預期功能 。

1.4　矩陣設計法

在方案設計過程中采用“要求—功能”邏輯樹(“與或”樹)描述要求、功能之間的相互關系，得到滿足要求的功能設計解集，形成不同的設計方案。再根據“要求—功能”邏輯樹建立“要求—功能”關聯矩陣，以描述滿足要求所需功能之間的復雜關系，表示出要求與功能間一一對應的關系。

Kotaetal將矩陣作為機械系統方案設計的基礎，把機械系統的設計空間分解為功能子空間，每個子空間只表示方案設計的一個模塊，在抽象階段的高層，每個設計模塊用運動轉換矩陣和一個可進行操作的約束矢量表示；在抽象階段的低層，每個設計模塊被表示為參數矩陣和一個運動方程。

1.5　鍵合圖法

將組成系統元件的功能分成產生能量、消耗能量、轉變能量形式、傳遞能量等各種類型，并借用鍵合圖表達元件的功能解，希望將基于功能的模型與鍵合圖結合，實現功能結構的自動生成和功能結構與鍵合圖之間的自動轉換，尋求由鍵合圖產生多個設計方案的方 法。

2、結構模塊化設計方法

從規劃產品的角度提出：定義設計任務時以功能化的產品結構為基礎，引用已有的產品解(如通用零件部件等)描述設計任務，即分解任務時就考慮每個分任務是否存在對應的產品解，這樣，能夠在產品規劃階段就消除設計任務中可能存在的矛盾，早期預測生產能力、費用，以及開發設計過程中計劃的可調整性，由此提高設計效率和設計的可靠性，同時也降低新產品的成本。Feldmann將描述設計任務的功能化產品結構分為四層，(1)產品(2)功能組成(3)主要功能組件(4)功能元件。并采用面向應用的結構化特征目錄，對功能元件進行更為具體的定性和定量描述。同時研制出適合于產品開發早期和設計初期使用的工具軟件STRAT。

認為專用機械中多數功能可以采用已有的產品解，而具有新型解的專用功能只是少數，因此，在專用機械設計中采用功能化的產品結構，對于評價專用機械的設計、制造風 險十分有利。

提倡在產品功能分析的基礎上，將產品分解成具有某種功能的一個或幾個模塊化的基本結構，通過選擇和組合這些模塊化基本結構組建成不同的產品。這些基本結構可以是零件、部件，甚至是一個系統。理想的模塊化基本結構應該具有標準化的接口(聯接和配合部)，并且是系列化、通用化、集成化、層次化、靈便化、經濟化，具有互換性、相容性和相關性。我國結合軟件構件技術和CAD技術，將變形設計與組合設計相結合，根據分級模塊化原理，將加工中心機床由大到小分為產品級、部件級、組件級和元件級，并利用專家知識和CAD技術將它們組合成不同品種、不同規格的功能模塊，再由這些功能模塊組合成不同的加工中心總體方案。

以設計為目錄作為選擇變異機械結構的工具，提出將設計的解元素進行完整的、結構化的編排，形成解集設計目錄。并在解集設計目錄中列出評論每一個解的附加信息，非常有利于設計工程師選擇解元素。

根據機械零部件的聯接特征，將其歸納成四種類型：1)元件間直接定位，并具 有自調整性的部件；2) 結構上具有共性的組合件；3)具有嵌套式結構及嵌套式元件的聯接 ；4)具有模塊化結構和模塊化元件的聯接。并采用準符號表示典型元件和元件間的連接規則，由此實現元件間聯接的算法化和概念的可視化。

在進行機械系統的方案設計中，用“功能建立”模塊對功能進行分解，并規定功能分解的最佳“粒化”程度是功能與機構型式的一一對應。“結構建立”模塊則作為功能解的選擇對象以便于實現映射算法。

3、基于產品特征知識的設計方法

基于產品特征知識設計方法的主要特點是：用計算機能夠識別的語言描述產品的特征及其設計領域專家的知識和經驗，建立相應的知識庫及推理機，再利用已存儲的領域知識和建立的推理機制實現計算機輔助產品的方案設計。

機械系統的方案設計主要是依據產品所具有的特征，以及設計領域專家的知識和經驗進行推量和決策，完成機構的型、數綜合。欲實現這一階段的計算機輔助設計，必須研究知識的自動獲取、表達、集成、協調、管理和使用。為此，國內外設計學者針對機械系統方案設計知識的自動化處理做了大量的研究工作，采用的方法可歸納為下述幾種。

3.1　編碼法

根據“運動轉換”功能(簡稱功能元)將機構進行分類，并利用代碼描述功能元和機構類別，由此建立起“機構系統方案設計專家系統”知識庫。在此基礎上，將二元邏輯推理與模糊綜合評判原理相結合，建立了該“專家系統”的推理機制，并用于四工位專用機床的方案設計中。

利用生物進化理論，通過自然選擇和有性繁殖使生物體得以演化的原理，在機構方案設計中，運用網絡圖論方法將機構的結構表達為拓撲圖，再通過編碼技術，把機構的結構和性能轉化為個體染色體的二進制數串，并根據設計要求編制適應值，運用生物進化理論控制繁殖機制，通過選擇、交叉、突然變異等手段，淘汰適應值低的不適應個體，以極快的進化過程得到適應性最優的個體，即最符合設計要求的機構方案。

轉貼于

3.2　知識的混合型表達法

針對復雜機械系統的方案設計，采用混合型的知識表達方式描述設計中的各類知識尤為適合，這一點已得到我國許多設計學者的共識。

在研制復雜產品方案設計智能決策支持系統DMDSS中，將規則、框架、過程和神經網絡等知識表示方法有機地結合在一起，以適應設計中不同類型知識的描述。將多種單一的知識表達方法(規則、框架和過程)，按面向對象的編程原則，用框架的槽表示對象的屬性，用規則表示對象的動態特征，用過程表示知識的處理，組成一種混合型的知識表達型式，并成功地研制出“面向對象的數控龍門銑床變速箱方案設計智能系統GBCDIS”和“變速箱結構設計專家系統GBSDES”。

3.3　利用基于知識的開發工具

在聯軸器的CAD系統中，利用基于知識的開發工具NEXPERT-OBJECT，借助于面向對象的方法，創建了面向對象的設計方法數據庫，為設計者進行聯軸器的方案設計和結構設計提供了廣泛且可靠的設計方法譜。則利用NEXPERT描述直線導軌設計中需要基于知識進行設計的內容，由此尋求出基于知識的解，并開發出直線導軌設計專家系統。

3.4　設計目錄法

構造了“功能模塊”、“功能元解”和“機構組”三級遞進式設計目錄，并將這三級遞進式設計目錄作為機械傳動原理方案智能設計系統的知識庫和開發設計的輔助工具。

3.5　基于實例的方法

在研制設計型專家系統的知識庫中，采用基本謂詞描述設計要求、設計條件和選取的方案，用框架結構描述“工程實例”和各種“概念實體”，通過基于實例的推理技術產生候選解來配匹產品的設計要求。

4、智能化設計方法

智能化設計方法的主要特點是：根據設計方法學理論，借助于三維圖形軟件、智能化設計軟件和虛擬現實技術，以及多媒體、超媒體工具進行產品的開發設計、表達產品的構思、描述 產品的結構。

在利用數學系統理論的同時，考慮了系統工程理論、產品設計技術和系統開發方法學VDI2221，研制出適合于產品設計初期使用的多媒體開發系統軟件MUSE。

在進行自動取款機設計時，把產品的整個開發過程概括為“產品規劃”、“開發”和“生產規劃”三個階段，并且充分利用了現有的CAD尖端技術——虛擬現實技術。1) 產品規劃—構思產品。其任務是確定產品的外部特性，如色彩、形狀、表面質量、人機工程等等，并將最初的設想用CAD立體模型表示出，建立能夠體現整個產品外形的簡單模型，該模型可以在虛擬環境中建立，借助于數據帽和三維鼠標，用戶還可在一定程度上參與到這一環境中，并且能夠迅速地生成不同的造型和色彩。立體模型是檢測外部形狀效果的依據，也是幾何圖形顯示設計變量的依據，同時還是開發過程中各類分析的基礎。 2) 開發—設計產品。該階段主要根據“系統合成”原理，在立體模型上配置和集成解元素，解元素根據設計目標的不同有不同的含義：可以是基本元素，如螺栓、軸或輪轂聯接等；也可以是復合元素，如機、電、電子部件、控制技術或軟件組成的傳動系統；還可以是要求、特性、形狀等等。將實現功能的關鍵性解元素配置到立體模型上之后，即可對產品的配置(設計模型中解元素間的關系)進行分析，產品配置分析是綜合“產品規劃”和“開發”結果的重要手段。3) 生產規劃—加工和裝配產品。在這一階段中，主要論述了裝配過程中CAD技術的應用，提出用計算機圖像顯示解元素在相應位置的裝配過程，即通過虛擬裝配模型揭示造形和裝配間的關系，由此發現難點和問題，并找出解決問題的方法，并認為將CAD技術綜合應用于產品開發的三個階段，可以使設計過程的綜合與分析在“產品規劃”、“開發”和“生產規劃”中連續地交替進行。因此，可以較早地發現各個階段中存在的問題，使產品在開發進程中不斷地細化和完善。

我國利用虛擬現實技術進行設計還處于剛剛起步階段。利用面向對象的技術，重點研究了按時序合成的機構組合方案設計專家系統，并借助于具有高性能圖形和交換處理能力的OpenGL技術，在三維環境中從各個角度對專家系統設計出的方案進行觀察，如運動中機構間的銜接狀況是否產生沖突等等。

將構造標準模塊、產品整體構造及其制造工藝和使用說明的擬訂(見圖1)稱之為快速成型技術。建議在產品開發過程中將快速成型技術、多媒體技術以及虛擬表達與神經網絡(應用于各個階段求解過程需要的場合)結合應用。指出隨著計算機軟、硬件的不斷完善，應盡可能地將多媒體圖形處理技術應用于產品開發中，例如三維圖形(立體模型)代替裝配、拆卸和設計聯接件時所需的立體結構想象力等等。

利用智能型CAD系統SIGRAPH-DESIGN作為開發平臺，將產品的開發過程分為概念設計、裝配設計和零件設計，并以變量設計技術為基礎，建立了膠印機凸輪連桿機構的概念模型。從文獻介紹的研究工作看，其概念模型是在確定了機構型、數綜合的基礎上，借助于軟件SIGRAPH-DESIGN提供的變量設計功能，使原理圖隨著機構的結構參數變化而變化，并將概念模型的參數傳遞給下一級的裝配模型、零件設計。

5、各類設計方法評述及發展趨勢

綜上所述，系統化設計方法將設計任務由抽象到具體(由設計的任務要求到實現該任務的方案或結構)進行層次劃分，擬定出每一層欲實現的目標和方法，由淺入深、由抽象至具體地將各層有機地聯系在一起，使整個設計過程系統化，使設計有規律可循，有方法可依，易于設計過程的計算機輔助實現。

結構模塊化設計方法視具有某種功能的實現為一個結構模塊，通過結構模塊的組合，實現產品的方案設計。對于特定種類的機械產品，由于其組成部分的功能較為明確且相對穩定，結構模塊的劃分比較容易，因此，采用結構模塊化方法進行方案設計較為合適。由于實體與功能之間并非是一一對應的關系，一個實體通常可以實現若干種功能，一個功能往往又可通過若干種實體予以實現。因此，若將結構模塊化設計方法用于一般意義的產品方案設計，結構模塊的劃分和選用都比較困難，而且要求設計人員具有相當豐富的設計經驗和廣博的多學科 領域知識。

機械產品的方案設計通常無法采用純數學演算的方法進行，也難以用數學模型進行完整的描述，而需根據產品特征進行形式化的描述，借助于設計專家的知識和經驗進行推理和決策。因此，欲實現計算機輔助產品的方案設計，必須解決計算機存儲和運用產品設計知識和專家設計決策等有關方面的問題，由此形成基于產品特征知識的設計方法。

目前，智能化設計方法主要是利用三維圖形軟件和虛擬現實技術進行設計，直觀性較好，開發初期用戶可以在一定程度上直接參與到設計中，但系統性較差，且零部件的結構、形狀、尺寸、位置的合理確定，要求軟件具有較高的智能化程度，或者有豐富經驗的設計者參與。

值得一提的是：上述各種方法并不是完全孤立的，各類方法之間都存在一定程度上的聯系，如結構模塊化設計方法中，劃分結構模塊時就蘊含有系統化思想，建立產品特征及設計方法知識庫和推理機時，通常也需運用系統化和結構模塊化方法，此外，基于產品特征知識的設計同時又是方案智能化設計的基礎之一。在機械產品方案設計中，視能夠實現特定功能的通用零件、部件或常用機構為結構模塊，并將其應用到系統化設計有關層次的具體設計中，即將結構模塊化方法融于系統化設計方法中，不僅可以保證設計的規范化，而且可以簡化設計過程，提高設計效率和質量，降低設計成本。

第5篇：產品的設計方法范文

許多材料如鋁、塑料、橡膠等均可回收再利用，因為這些材料回收后的性能基本不變或下降很少。可以通過增大產品中可重用零部件及材料的比例來協調產品設計，避免廢棄物的產生，使零件或材料在產品達到壽命周期時，以最高的附加值回收并重復利用，降低產品的生命周期成本。像計算機的顯示器外殼、鍵盤等很多零件都可以使用可回收塑料來制造，如果不能滿足要求，可以考慮在其中增加一定比例的新塑料粒子，以改善其性能。

2產品結構的再循環設計

2.1使產品便于安裝與拆卸

拆卸在現代生產良性發展中起著重要的作用，可拆卸性是綠色產品設計的主要內容之一。它要求在產品設計的初級階段就將可拆卸性作為結構設計的一個評價準則，使所設計的結構易于拆卸，維護方便，并在產品報廢后可重用部分能充分回收和重用。可拆卸性要求在產品結構設計時改變傳統的連接方式，代之以易于拆卸的連接方式，避免拆卸時的損傷，使拆卸下來的零件有較高的回收價值。建議產品或說明中標注拆卸順序與分離點，提高拆卸效率。

2.2產品結構的再利用

產品的結構同時應具有合理性、可靠性及耐用性。維修某一部件時不應對其他部件產生損害，盡量維持各個部件的使用壽命，重復使用產品的零部件。

3產品功能的再循環設計

3.1產品的節能功能

產品的節能環保性設計已成為一種趨勢，并越來越普遍存在于家用電器、交通工具及日常電子產品中。通過一定的創新設計，可以使原有產品依靠新能源，節約傳統耗能，提高產品的環保性能。如手搖發電燈、自行車蹬車發電燈、人體體溫石英表、內置洗衣劑回收系統的節能節水洗衣機等。

3.2產品功能性組件的再利用

產品使用時，爭取實現多種功能的轉換，并持久使用。圖為AlainBerteau設計的零廢棄凳子。凳子的包裝盒子（硬紙板）就是這款凳子的骨架。盒子里面有一個泡沫墊以及用可回收材料做成的漂亮蒙皮，打開這個結構牢固的盒子，蓋子上面有說明書，把泡沫嵌到頂上（蓋子有一個凹槽），然后蒙起來，就是一條凳子，等你需要搬家的時候，又可以把它變為包裝箱，即實現了產品結構與功能的循環利用。

4結語

第6篇：產品的設計方法范文

關鍵詞：感性意象；產品造型；設計方法

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.197

0 引言

在社會發展初期，人們的購物取向還停留在由產品決定的時期，由于沒有競爭壓力，產品的設計和生產都屬于按照一個公司或者一個設計師自己的想法進行生產，屬于閉門造車，沒有實時的了解人們的購物感性意象的屬性變化，而由于沒有多余的選擇，人們也只有購買在自己心中并不完美的產品。隨著社會的發展，人們對各種風格的產品需求的增加，產品的多樣化，商業競爭的加大，人們不再簡單的趨向于功能上的滿足，人們的消費理念開始由“我需要什么”上升為“什么更好”。

基于上述情況，人們提出了感性意象的產品設計的概念，這一理念是根據市場調查，得出數據，建立數學模型，得出人們對某項產品設計的感性上的認識偏好，以此設計出讓人更加滿意的產品，凸顯了現代社會以人為本的主題。

1 風格的感性認知

人們的“感性意象”是一種潛意識里的一種對自身的心理暗示，如同第六感，它并不能被準確的描繪，但是又真實存在。而且產品的感性意象并不固定，它會隨著人們所處的環境，社會文化，歷史背景等因素發生變化，所以流行的商品也總是在不停的更替。在人們剛接觸到某樣新事物時，首先會通過視覺感官將信息傳入大腦，然后或者是聽覺，觸覺，甚至嗅覺開始對這件事物的進一步認識，對其材質，功能，壽命等不定因素都可能進行一定的猜想與評估。然而這一切其實也就在很短的時間內就完成了。這是對于新事物而言，而如果對于已知事物的創新設計版本，更能在第一時間與自己的潛意識達成共識，表達出對此產品的喜好程度。

在人們認識事物時，“第一印象”――也就是第一認識形態的好壞，通常是人們對該事物總體評價的最重要的階段。所以在人們對產品意象的辨識過程中，可以分為兩個方向進行引導，第一是整體的辨識引導，第二是突出部分引導。在產品設計中，如果能充分利用當前消費者對某件產品的感性意象，并將其有效的融入其中，那么該產品的前景將會更加的值得期待。

2 基于感性意象的產品造型設計

想要設計生產出基于感性意向的產品，那么在這之前了解當前人們對該產品的感性意象則必不可少，該研究方法是通過材料準備，設計問卷調查，得出數據進行數學建模，分析得出結論。這里對其方法步驟進行分析如下：

2.1 材料準備

感性意象的研究必須使用一些具有代表性的材料，在設計問卷調查中，對含糊不清，模棱兩可的材料需要進行剔除，在每一組材料描述中，需要運用到界限分明的形容詞匯，比如好或者不好等作為表達感性意象的詞匯。其次是問卷調查對象的選取，首先明確產品面向的人群，兒童，大學生，社會青年或者老年，又是還不能僅僅考慮單一的購買對象，還應考慮與其緊密相關的對象，比如面向小孩的玩具，不能僅考慮小孩的玩性，還應考慮家長對孩子的發展的關心加入益智成分等。最后設計問卷，每個小問題需要設計不同感性梯度，一般在四個以上，問題，問卷格式簡單易懂，問題數量控制在十個左右。

2.2 調查

在問卷數量達到一個可行數量后對其進行整理調查，調查的目的是對可靠，有效的，普遍的感性意象進行整理。對所有問卷結果進行匯總調查，由于產品是面向主要的消費群體，所以對少數區別明顯的問卷給予剔除，對區別明顯的意象進行分組，大致相同意象進行合并，建立數學模型，運用數學知識得出各個意象對產品占領的比重，結合以往意象比重對銷量的影響數據，得出最終數據。為了得到更加準確的數據，將整理得到的數據，去除無用意象，降低意象梯度，針對性的再設計出一組問卷進行調查，重復調查步驟，分析數據得出結論。

2.3 結果分析

將分析結果可靠意象數據，和意象對應的銷量比重數據建立模型，分析得出不同意象在產品設計中的比重，比如自行的外觀，結構，功能性和舒適度等在被調查者心目中所占的比重來設計出新型的自行車產品。對得出的數據進行整理儲存，形成一個感性意象數據庫，可以在類似的產品設計中提供參考。

3 具體設計案例

在實際運用中，如何靈活的運用到基于感性意象的設計呢？這里以臺燈的感性意象設計為例：

在對臺燈的設計問卷中，首先考慮到人們對購買臺燈的目的以及對臺燈有哪些額外的要求會影響到人們對它的看法。針對這些因素，所以在設計問卷時需要充分考慮到臺燈合理燈光的照明度、知名度高的品牌效應、性價比、是否有額外的附加功能（比如鬧鐘，夜光裝飾等）、節能省電、使用壽命、是否環保、是否有護眼功能、外觀等因素，然后對這些產品功能進行分析，設計合理的形容詞感情梯度，再針對該臺燈面向的特殊人群，比如學生，工作者或者其他人群設計其它問卷題目，比如面向學生時，可以加入是否需要加入潮流元素，面對工作者加入是否需要加入調理生活情感元素等。然后對臺燈面向人群發放大量問卷，學生就面向學校，工作者就面向工作區，等相應地方。對回收的問卷按照調查分析步驟進行整理分析得出結果，比如更多看好護眼那么在設計時就更多的考慮護眼功能，并在時主推該功能。

通過結果表明在運用到感性意象的產品造型設計方法后產品的針對性更強，更能隨時掌握人們對產品的需求。

4 結語

通過對感性意向產品造型設計方法的研究，明確了風格的感性認知，了解了感性意象的產品造型設計的方法步驟，通過對結果的分析知道了感性意象功能對當代產品設計的重要性，以及通過具體設計案例了解了具體的設計情況，為設計者在感性意象設計方面提供更好的參考。

參考文獻：

[1]王魁，汪安圣.認知心理學[M].北京：北京大學出版社，2001.

[2]Anderson J R. Cognitive Psychology and Its Implications.USA：W H.Freeman Ltd，1990.

[3]何曉群.現代統計分析方法與應用[M].北京：人民大學出版社，1998.

第7篇：產品的設計方法范文

當今世界，我們已經進入以知識、信息為支撐的新經濟時代。在這個新的經濟時代，創新已經成為引領發展的主題。新的經濟時代和人類不斷創新的大潮，同樣給產品的設計理念、產品的設計方法和產品的設計思維等，都帶來了前所未有的巨大變革。據此，本文特就新經濟時代產品設計的創意思維訓練談些粗淺看法。

一、新經濟時代產品設計與制造新的特點與趨勢

縱觀和分析目前國際、國內市場上流行的主流產品，其設計與制造具有以下新的特點與趨勢：

（一）更新換代步伐日趨加快

新的經濟時代，產品的壽命周期大大縮短，產品的更新速度越來越快。以手機為例,據有關統計,在市場上,手機上市時間達半年-一年之間的機型數量相對較多,約占據產品總量的45.5%,是市場銷售的主流;上市時間處于1-2年之間的機型約占31.8%;上市達到2年以上的機型數量較少,約占6.3%。這一數據表明，手機生命周期一般維持在1年以內。產品上市1年以后，便開始逐步進入市場衰退期。

（二）消費市場競爭異常激烈

新的經濟時代，做大做強是企業矢志不移的追求目標，不但國內最大還要國際最大，特別是標準化、模塊化的高速生產線不斷涌現，使得企業規模越來越大，產品制造成本的越來越低，由此直接導致消費市場競爭異常激烈。如我國的冰箱行業，經過20多年的優勝劣汰，冰箱企業已經由最多時的200多家減至目前的10幾家，企業規模、市場份額迅速擴大。企業靠產量、靠價格拼市場，可以說已經到了微利，或者不計成本的異常慘烈程度。

（三）制造用材更加廣泛高質

隨著各種資源價格的不斷攀升，現有技術設備的不斷改進，消費者的需求愛好不斷多元化，企業的技術引進、設備改造、產品研發、生產制造、物流運輸和人工成本相應大幅增加。據此，企業必須通過采用新的原材料、代用材料，設計開發低成本、高質量產品，以降低綜合成本。如國際某汽車企業以高強度的鋁合金、特種陶瓷、碳纖維板等新型材料制造出混合動力轎車，全車的重量只有幾百公斤，百公里油耗不到0.3升，時速卻可高達180公里。

（四）節能環保安全要求更高

以節能環保安全為代表的產品，是當今消費的一大特點和今后產品設計制造的趨勢。在節能方面，空調的變頻技術和汽車的混合動力技術已經成熟，冰箱低耗能技術正在不斷挑戰新低，如歐洲已經研制出日耗電僅0.22度的低能冰箱。在環保方面，人們的衣、食、住綠色產品越來越受到普遍歡迎，以電力、氫為動力的零排放汽車正在逐漸成為市場新寵和研發方向，潔凈、安全、無毒的綠色包裝理念已被社會廣泛接受。在安全方面，為了不斷滿足隨著人們的需求，高科技不斷被用于構筑產品的安全屏障。

二、新經濟時代產品設計師必備的創意思維素質

以上特點與趨勢表明，產品的市場競爭力、生命力，與產品設計師密不可分。新經濟時代的優秀產品設計師，既包括產品市場的深入研究，又包括出色的設計能力。這就要求產品設計師應該具備較強的創意思維素質。

（一）具有強烈的設計創新觀念

當今時代，我們已經進入全面創新的時代。創新是產品設計的靈魂。產品設計創新，首先是設計師觀念的創新。據此，一個優秀的產品設計師，必須具有強烈的設計創新觀念，時刻把創新觀念放在第一的重要位置，敢于和善于接受新的事物、新的科學技術、新的知識理論、新的制造工藝。唯此，才能夠在產品“茍日新、日日新、又日新”年代，在消費市場競爭日趨激烈、瞬息萬變中，設計出能夠滿足消費者需求的一流產品。

（二）具有敏銳的市場研判能力

無數成功的實例證明，哪里有未被滿足的需求，哪里就有市場機會。一個優秀的產品設計師，只有具備敏銳的市場研判能力，才能夠設計出滿足市場需求的優秀產品。為此，積極研究消費流行趨勢，及時發現未被滿足的需求，堅持以消費者的需求為設計導向，并根據不斷變化的實際情況，及時改進產品的設計方案，力爭在消費者新的需求形成之前，超前設計出適銷對路產品，是優秀的產品設計師重要創意思維素質。

（三）具有快速占有信息的能力

新的經濟時代，產品設計創意思維的展開，主要靠獲得大量的信息，如當前主流產品、市場需求、消費結構、未來趨勢、最新技術、制造工藝、高新材料等。因此，是否具備很高的信息占有分享能力，是優秀產品設計師的重要能力。

（四）具有揚棄經驗思維的能力

所謂的經驗思維，就是以人們的日常生活，日常行為所積累的知識而進行的一種思維類型，其思維水平不能夠上升到概念性和普遍性的高度，其危害是無視變化了的客觀現實，固步自封。經驗思維一旦用于產品設計，就有可能導致設計工作始終突破不了原有產品的框框，實現不了設計創新和產品創新的目標。據此，隨時警惕和突破自己頭腦中的固有思維定勢，不斷克服經驗思維方式，養成人貴有疑，小疑小進，大疑大進，不斷否定自我的良好習慣，是優秀產品設計師的重要基本功。

三、新經濟時代產品設計創意思維的培養與訓練

作為新經濟時代產品的優秀設計師，除了掌握新經濟時代產品的設計制造與發展趨勢，具有較強的創意思維素質外，還應該不斷的自我強化創意思維的培養與訓練。

（一）不斷的進行創意思維的廣度訓練

即養成良好的勤于思考習慣，對任何事物都保持濃厚的興趣，認真分析并發現其存在問題，對問題的解決方案，不帶任何框框的進行聯想列舉，以達到拓展思維，開拓視野，積累經驗，厚積薄發的目的。

（二）不斷的進行創意思維的深度訓練

即依據任何事物都有無窮無盡的屬性，我們的頭腦具有從其中進行任意抽象的原理，對事物的屬性內涵進行深入的創新思考，以培養我們從本質上認識事物的能力，進而發現一個新的天地，產生新的創意。例如，在產品的具體設計創意思維訓練方面，我們可以把已經上市的流行產品作為最好的研究對象，注意追蹤其該產品設計師的思維軌跡，發現其產品設計中的新亮點，然后在此基礎上添加新技術、新功能，由此達到既往與現實兩個“思維機器”對接、改造、拓展、延伸，以設計研發出更新更先進的主導產品。

（三）不斷的進行創意思維力度訓練

即訓練思維不斷站在新的俯瞰角度去觀察和思考問題，在思考問題中注意已有知識和其他學科相互嫁接、侵潤，并不斷引進新的概念、新的方法，使思維在邊緣地帶或夾縫地帶另辟蹊徑。“橫看成嶺側成峰，遠近高低各不同”，通過不斷變換事物的認知角度，達到突破原有思維定勢，進而發現新的價值目的。長期堅持創意思維力度訓練，可以使產品設計師的思維新穎獨特，其設計創意常常能夠收到打破常規的意料之外效果。

（四）不斷的進行創意思維多級訓練

即依據人類對事物的認識是一個不斷創新過程，事物的發展不是一個平面，而是一個螺旋上升的多維體，人們參與認識事物過程，不完全處于同一層級的原理，有意識的使我們的思維由單一向多級轉變，訓練我們的思維盡可能的實現多層級思考問題。比如，在產品設計創意中，我們即可利用自身的實踐經驗，又可以利用他人的設計教訓；即可利用所占有的第一手資料，又可利用第二手、第三手的信息；即可利用過去層次的設計成果，又可利用未來的層次的研究成果，這樣通過上下求索，把產品設計與過去、現實和未來緊密聯系起來，最大限度的減少設計缺陷，達到最完美的設計效果。

（五）不斷的進行創意思維空間訓練

生理學告訴我們，一般高等動物的大腦都有一些“剩余”空間，而人的這種剩余空間更大，這就是人的思維具有的獨特才能。開發這個獨特才能，使我們能夠打開更加廣闊的思維空間。正如哲學家詹姆斯所說：“其實，天才只是以非習慣的方式去理解事物的能力罷了”。 詹姆斯這里所謂的非習慣方式說，其實就是空間創意思維的運用。為此，在日常的事物處理中，我們應該有意識的對思路進行空間化設計，最大限度的存儲、改造、整合、重組大量信息，并自覺堅持依據多種變化因素，從時間跨度上對事物的過去、現在和未來進行全景式思考；從空間跨度上對事物的內部、外部環境等方面，進行全方位的立體聯系，以取得全面而系統的思路創新。

參考文獻：

第8篇：產品的設計方法范文

【關鍵詞】現代設計；機電產品；優化設計

機電行業的產品，其技術來源是機電一體化技術，而機電一體化技術又是一門新興的交叉學科。它所涉及的主要技術科學領域既包括有：傳統的機械設計、微電子技術、經典控制理論等內容，同時包括了現代信息處理技術、現代設計方法、軟件工程，以及自適應控制、模糊識別、系統仿真、人工智能等現代控制技術。而且隨著現代科學技術的發展，這些學科之間以及這些學科與其他學科之間的相互滲透將會越來越多，它們之間的界限將越來越模糊。

一、現代機電產品的發展趨勢

隨著相關學科的發展，與傳統的機電產品相比，現代機電產品發展總的趨勢呈現為：1.正向著智能化方向發展。隨著計算機技術的迅速發展，人工智能已在各學科廣泛采用，而人工智能技術與機電一體化技術的結合，導致了智能機械（如機器人、智能儀表）的出現。不少工廠也逐步實現了工廠管理、生產的自動化和無人化；2.正向著小型化、輕量化方向發展。由于微電子技術和納米技術的發展，加速了機電一體化技術發展的進程，機電產品也越做越小、質量也越來越輕；3.正向著綜合化方向發展。由于現代機電產品涉及的領域越來越多，不僅涵蓋了機、電、磁、聲等領域，也實現了與信息論、控制論、系統論的集成。技術含量也越來越高，產品的結構越來越復雜、功能越來越齊全；4.正向著高可靠性方向發展。機電產品集機械產品和電子產品于一體，而且使用機電產品的場合也越來越多，環境也越來越復雜，對于現代的機電產品而言，勢必要求其具有較高的可靠性和抗干擾能力。

傳統的機電產品正日益為現代機電產品所代替，單純的機械產品和電子產品應用的領域將會越來越少，直至退出歷史的舞臺。

二、現代設計方法與機電產品設計相結合

在市場發展越來越成熟的今天，現代機電產品所涉及的學科和工業門類眾多，用傳統的設計方法很難達到設計的要求。因此，對現代的機電產品來說，其設計思想和設計方法都將會有一些全新的內容。本文正是基于這樣的出發點，用發展的眼光，把現代設計方法與機電產品的設計相結合，著重介紹了并行設計、虛擬設計、綠色設計、可靠性設計、智能優化設計在機電產品設計方面的應用。

1.并行設計

并行設計是一種對產品及其相關過程（包括設計制造過程和相關的支持過程）進行并行和集成設計的系統化工作模式。強調產品開發人員一開始就考慮產品從概念設計到消亡的整個生命周期里的所有相關因素的影響，把一切可能產生的錯誤、矛盾和沖突盡可能及早地發現和解決，以縮短產品開發周期、降低產品成本、提高產品質量。并行設計作為現代設計理論及方法的范疇，目前已形成的并行設計方法基本上可以分為兩大類：

（1）基于人員協同和集成的并行化。就是把組成與產品方面有關的，針對給定設計任務的專門的、綜合性的設計團體（企業）協同起來。機電產品的特殊性要求是：團隊成員的知識面較廣是跨領域的、善于理解他人觀點的能協同的人員。所有成員都能相互交流，可以通過利用日益完善的通信技術和計算機技術，建立一套完善合理的使用于機電產品的人員管理體系，加強不同設計團隊（企業）工作的協調性。

（2）基于信息、知識協同和集成的并行化。該方法基于計算機網絡來實現，各零部件的設計人員通過計算機網絡對機電產品進行設計，并進行可制造性、經濟性、可靠性、可裝配性等內容的分析及時的反饋信息，并按要求修改各零部件的設計模型，直至整個機電產品完成為止。可以采用面向制造（DFM）和面向裝配

（DFA）的設計方法，涉及CAX技術（即CAD/CAM/CAPP一體化技術）、產品信息集成（PDM）技術以及與人員協同集成有關的信息技術。

當然，這兩種機電產品并行設計方法并不是相互獨立的。在實際應用過程中，它們往往是緊密結合在一起的。如現代企業所實行的ERP，不僅企業人員管理機制，還集成了CAX、PDM以及其他的相關技術，通過采用這樣的方式來全面實現企業及企業間的并行工程。

2.虛擬設計

在達到產品并行的目的以后，為了使產品一次設計成功，減少反復，往往會采用仿真技術，而對機電產品模型的建立和仿真又屬于是虛擬設計的范疇。所謂的虛擬制造（也叫擬實制造）指的是利用仿真技術、信息技術、計算機技術和現實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真，發現制造過程中可能出現的問題，在真實制造以前，解決這些問題，以縮減產品上市的時間，降低產品開發、制造成本，并提高產品的市場競爭力。正是依托這樣的虛擬制造技術，建立與產品設計有關的計算機虛擬設計現實系統（VRS），在這個軟環境中從事產品設計的技術叫做虛擬設計。

虛擬設計能實現在產品加工制造之前，建立產品的功能、結構模型，并能對其進行修改和評審，以滿足不同客戶的要求。它不僅繼承了傳統CAD設計的優點也具備了仿真技術可視化的特點，更能支持協同工作和并行設計，從而縮短了產品開發周期并通過各先進技術的利用和補充，使產品保持技術上的優勢。機電產品的虛擬設計要以計算機技術（尤其是計算機網絡、通信技術）為基礎。對機電產品虛擬設計平臺的建立應該包括三個層次的內容：一是產品模型的建立以及產品設計的優化；二是對產品（包括各部件）的評價和驗證，比如產品性能評價、可制造性的評價；三是產品模型以及相關信息的傳輸。要實現虛擬設計過程中產品信息的共享，一般采用了STEP（產品模型數據交換標準）的格式。在這些基礎上可以建立機電產品虛擬設計系統，該系統集成了CAD/CAM系統、PDM系統、專家系統以及網絡、通訊等系統。

3.綠色設計

綠色設計是指以環境資源保護為核心概念的設計過程，其基本思想就是在設計階段就將環境因素和預防污染的措施納人產品設計之中，將環境性能作為產品的設計目標和出發點，力求使產品對環境的影響為最小。我國在機電產品的綠色設計方面的研究尚處于起步階段，目前的產品綠色設計只停留在簡單的材料回收上，往往忽視了對產品零部件深層次的重復利用。產品的綠色設計主要包括以下內容：

（1）產品材料的選擇和管理。產品的材料不僅要滿足傳統設計的使用和性能要求，也包括對環境約束準則的考慮。

（2）產品可拆卸性和可回收性設律列。可拆卸性設計是將廢棄淘汰產品的連接按照需要和回收目標拆開而將零部件相互分離，及用利于產品拆卸的連接方式代替傳統的連接方式；可同收性設計則是將產品中的可重用零部件及材料按照其性質進行分類，以便實現零部件重用或材料循環的一種設計思想和方法。

（3）綠色產品成本分析和設計數據庫的建立。對產品的成本分析不僅包括了產品原始成本的分析，還包括產品環境成本的分析，以便設計出更綠色、成本更低的產品。而產品綠色設計數據庫包括與產品壽命周期中環境、經濟等有關的基礎數據，以及各類評判標準。

（4）產品的綠色包裝設計。除了設計出能滿足客戶要求和喜愛的產品造型和樣式之外，還要充分考慮包裝對環境的影響因素。

三、可靠性設計

機電產品的可靠性設計可定義為：產品在規定的條件下和規定的時間內，完成規定功能的能力。可靠性設計是以概率論為數學基礎，從統計學的角度去觀察偶然事件，并從偶然事件中找出其某些必然發生的規律，而這些規律一般反映了在隨機變量與隨機變量發生的可能性（概率）之間的關系。用來描述這種關系的模型很多，如正態分布模型、指數分布模和威爾分布模型。可靠性常用的數值標準有：可靠度（Reliability）、失效率（Failure Rate）平均壽命（Mean Life）。機電系統的可靠性不僅與組成系統單元（機械單元、電氣單元或混合單元）的可靠性有關，還與組成該系統各單元間的組合方式和相互匹配有關。通常機電產品的可靠性設計包括以下幾個方面的內容：

（1）明確機電產品中機械部件和電氣部件的設計制造要求。

（2）系統可靠性建模。系統常用的可靠性建模方式有：串聯系統建模、并聯系統建模、混聯系統建模、k/n系統建模和儲備系統建模。可通過這些數學模型并采用適當的算法來計算出機電系統的可靠性。

（3）可靠性可預測。預測單元（機械單元、電氣單元或混合單元）的可靠性，首先要確定單元的基本失效率，它們是在一定的環境條件下得出的，設計時可以從相關的手冊、資料中查得。然后根據公式λ=kλb來確定各單元的應用失效率，k為修正系數，可由專門的資料中查得。對于不同的機電系統，其可靠性預測的方法也不同，常用的有元器件統計法、數學模型法和故障樹分析法等方法。

（4）可靠性的分配。目的是提高產品設計質量、節約產品設計制造費用和時間。分配的原則根據機電產品各單元技術水平、復雜程度、重要程度以及相關費用等條件來決定，總的來說都是為了獲取系統最高的可靠性。現在常用的分配方法有等分發、再分發、Agree分配法和相對失效法和相對概率法。

四、智能優化設計

隨著與機電一體化相關技術不斷的發展，以及機電一體化技術的廣泛使用，我們面臨的將是越來越復雜的機電系統。解決復雜系統的出路在于使用智能優化的設計手段。智能優化設計突破了傳統的優化設計的局限，它更強調人工智能在優化設計中的作用。智能優化設計應該以計算機為實現手段，與控制論、信息論、決策論相結合，使現代機電產品具有自學習、自組織、自適應的能力，而實現的手段有：

（1）模糊設計。模糊設計是以模糊數學為理論基礎，它首先通過對設計對象的各項性能指標建立滿足某些模糊集合的隸屬度函數，并按其重要性乘以不同的加權引子，然后按一定的算法得到綜合模糊集合的隸屬函數，再通過優化策略，把模糊問題向非模糊化轉化，從而實現尋優的過程。現在機電產品中涉及到模糊理論的場合很多，如模糊冰箱、模糊洗衣機、模糊微波爐，它們正悄然地改變著人們的生活方式。

（2）神經網絡優化設計。神經網絡是一種模仿人類大腦結構、功能的信息處理智能系統，一般由多輸人單輸出非線性單元組成神經元，各神經元按一定的模式連接，并構成各種連接模型。它通過反復的訓練和學習以及自身的適應能力來完成對復雜信息的處理，使輸出達到最優。神經網絡的重要特征就是具有很強的自適應、自組織、自學習的能力和強容錯性。

第9篇：產品的設計方法范文

關鍵詞：發明問題解決理論；質量功能展開；六西格瑪設計；田口方法

中圖分類號：TH218 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）32-0044-02

1 萃智理論（TRIZ）

萃智理論是前蘇聯發明專家阿奇舒勒窮其畢生精力研究、完善和發明的。TRIZ理論是在現有科學技術基礎上、面向技術工程師的創新問題的解決工具，擁有一套由創新工具組成的創新發明解決體系。只要對TRIZ理論深刻理解，就能很好地解決工作中的各種難題。

萃智理論的核心思想主要在以下三個方面體現：一是在工作中不論是一個單獨的零件，還是相對較難的攻關課題，其問題的解決都不是偶然的，它的內在解決方法都是有章可循的；二是一個問題解決思路或方法在其他領域的重復應用；三是紛繁復雜的技術解決系統的無序性和離散性問題可以通過TRIZ理論來解決。

萃智理論的基本特征：TRIZ理論能夠幫助工程技術人員發現設計工作的內在聯系，既不局限固有思維，也不局限現有的已掌握的知識，TRIZ獨有的方法和高效的解決新問題的工具使工程技術人員的設計效率大大提升。“你可以等待幾十年獲得頓悟，也可以用TRIZ理論用10分鐘解決各種設計難題。”這句話準確而客觀地概括了萃智理論的在產品設計中的神奇功效：我們習慣從某個角度看問題，但萃智理論能夠幫助工程技術人員突破傳統視角，從不同角度找到問題的解決辦法。

萃智理論的主要內容：技術系統進化法則、最終理想解、40個發明原理、物理矛盾和分離原理、39個通用工程參數和阿奇舒勒矛盾矩陣、物-場模型分析、發明問題的76個標準解決方法、發明問題解決算法、科學和技術效應數據庫。

推薦萃智理論的緣由：TRIZ理論具有現實的指導意義，它能夠幫助工程技術人員解決產品設計中的各種難題，有效運用先進的設計工具，消除工程師在產品設計中的困惑：

（1）技術創新離不開企業發展，而企業的發展離不開工程技術人員的努力，TRIZ理論的全面應用，能夠堅定工程師在設計工作中的信心，采取切實的行動，解決設計難題；（2）全面揭示工程技術人員在產品設計中的客觀規律，借助科學、高效、實用的設計工具，解決設計工作中的各種矛盾，最終獲得問題的解決辦法；（3）能夠幫助工程技術人員打開產品設計中所遇到問題的神秘面紗，確保工程設計人員的工作能夠務實，進而使工程設計人員的設計質量才能有所突破；（4）能夠幫助工程師在設計工作中發現問題的關鍵所在，針對關鍵問題提出有針對性的解決方案，提高效率，確保問題快速解決；（5）新品開發的4個階段：幼年期、快速發展期、成熟期和衰退期，新技術、新產品，工程技術都應該盡快推進到它的成熟期，這是現代企業和工程設計的使命；（6）工程技術人員可以自覺實施自己的創新設計，使用創新的方法和技巧，實現工程技術人員的自主設計；（7）TRIZ理論能夠有效指導工程技術人員的設計方向，開闊工程技術人員的視野，擺脫傳統思維的限制，提高新技術、新工藝開發效率和質量；（8）現代企業需要的是有創造精神的人才，只有培養出高技能的技術人才，才能打造一個高質量的創新團隊。

2 TRIZ、QFD、DOE聯合應用

在六西格瑪設計中，如何將顧客的需求轉化為可量化的設計特性是一個良好的設計所必須具備的重要特征，質量功能展開（QFD）可以解決做什么的問題，發明問題解決理論（TRIZ）可以解決怎么做的問題，實驗設計（DOE包括經典實驗設計和田口方法）可以解決具體怎么做的問題，將三者進行有機的集成，為六西格瑪設計提供強有力的集成化支持工具。

六西格瑪設計就是運用科學的設計方法，準確分析客戶圖紙，把握產品的功能需求，對新產品、新工藝進行正確設計，確保產品在滿足功能的前提下實現它的目標成本，同時設計人員要有前瞻性，要保證產品在客戶有新的要求下能夠滿足。準確理解六西格瑪設計能夠幫助工程設計人員設計出高質量的產品，滿足不同客戶的需求，同時提高設計效率，降低成本，實現客戶與企業雙贏。

質量功能展開（QFD）是一種科學的解決客戶需求的有效工具，它應用于產品設計的各個階段，幫助工程設計人員正確理解客戶的需求，確保新產品在整個壽命周期內，客戶的需求能夠被正確解讀，同時避免不必要的多余的功能浪費技術人員過多的精力。

新產品、新技術、新工藝離不開必要的實驗設計，實驗設計DOE就是以相關數學理論為基礎，針對客戶的特定需求設計合理的實驗方案，并對實驗數據進行分析、總結，確保產品設計滿足功能需求。

一個優秀的產品設計需要現場實施才能轉化為客戶需求的產品，其中質量控制必不可少，這就必然涉及到線內和線外質量控制，田口理論的線外質量控制，即設計質量尤為重要，包括系統設計、參數設計、容差設計，其中參數設計是重點。在產品的整個壽命周期內設計質量決定著產品的成本目標和質量目標能否實現，同時線內質量控制即生產現場的質量控制也不容小覷。只有兩者的有機結合，才能實現新品的設計目標。

QFD、TRIZ理論、田口方法能夠有效地指導工程技術人員的設計工作，但它們發揮的作用各有不同，它們的聯合應用，為產品設計人員提供了有力工具。QFD的應用，可使新品設計在最大限度上滿足顧客需求，但它無法向工程設計人員提供解決產品設計問題的具體方法，而TRIZ理論的應用，為設計人員提供了解決問題的方法，很好地解決了QFD遇到的難題，二者互為補充，使工程設計人員遇到的難題迎刃而解。但它們也存在缺陷，在產品設計過程中參數選擇也是一個難題，而參數設計是DOE的核心，是對QFD和TRIZ的有力補充，同時DOE存在的不足也能通過QFD和TRIZ來彌補。

3 結語

萃智理論、QFD、田口方法的聯合應用，拓寬了工程技術人員的思路，開闊了他們的視野，提供了解決問題的方法，通過工程技術人員的智慧和不懈鉆研，開發出全面滿足顧客需求的具有競爭力的產品，為企業的產品質量改進和新品研發做出自己的貢獻。

參考文獻

[1] Mazur Glenn H.Voice of customer analysis：a modemsystem of front-end QFD tools with case studies[J].Annual quality congress transactions，1997，（9）：486-495.