時間：2023-07-25 17:16:08
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇產品結構設計思路，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：工業工程 產品設計 總體實訓
工業工程是目前世界上被大家認可的可以有效地提高生產效率和經濟效益的把生產技術與科學管理有效地結合起來的一門相對邊緣的學科。它涵蓋了管理工程、制造工程和系統工程的相關內容。伴隨著世界現代工業的飛速發展，工業工程專業的課程體系也得到了不斷的完善，所含內容逐漸豐富。但隨著學科的不斷擴充，教學內容越來越廣泛，工業工程專業高速發展帶來的弊端也日益凸顯，尤其突出的就是實踐環節薄弱，實際經驗不足。這些弊端不能僅從高校單方面的角度來解決，而應該聯合企業共同探求實際可行的方案。
1 工業工程專業培養目標
工業工程專業以制造業為對象、制造業信息化為背景，培養具備綜合應用現代制造工程、現代管理理論、信息技術應用和系統工程方法的知識、素質和能力，培養適應現代企業對生產管理和信息化建設需求，富有責任心、主動性和創造力的，知識面寬、適應能力和溝通能力強，具有解決制造領域復雜問題能力的、既懂技術又會管理的高層次復合型人才。工業工程專業的學生首先應具有較扎實的自然科學基礎，以及較好的人文、藝術和社會科學基礎，而在素質和技能方面，應具備基本的工程素質，能夠看懂工程圖紙，并運用機械工程的基本理論和方法解決簡單產品的設計、工藝問題。另外，還應掌握包含在工業工程學科里面必需的系統工程、制造工程和管理工程等學科的基礎理論和基本技能。在具體實施企業方案時，應能夠靈活應用工業工程專業的基本理論和方法，解決企業在生產、物流和倉儲管理的實際問題。
2 《產品結構設計》的課程設置規劃
本課程作為工業工程專業的一門實踐性強的專業核心課程，其主要任務是學習產品功能的設定、常用材料的種類和特性以及加工工藝、產品結構設計的原則以及與產品造型有關的通用結構設計知識，使學生掌握與產品設計相關的基本知識，具有產品結構設計的基本技能，能夠完成簡單產品設計中從功能定義到材料選擇以及最終的結構設計。
2.1 本課程的知識模塊包括：①產品材料與表面處理工藝常識；②塑料件結構設計的基本原則；③鈑金類產品結構設計基本原則；④模具基礎知識；⑤產品結構布局設計；⑥產品典型結構。其目的是使學生掌握結構設計的基礎知識，培養學生的三維空間想象能力，在實際應用中培養學生的新產品開發以及應用計算機繪圖的能力。
2.2 課程的重點內容包括：①常用塑膠材料基本知識；②常用金屬材料基本知識；③常用表面處理知識；④產品結構設計總原則；⑤產品結構關系分析與結構繪圖的基本要求。
3 《產品結構設計》課程的教學思路
3.1 選用教材。目前還沒有適合工業工程專業使用的《產品結構設計》教材，所以國內普遍做法是選用產品結構設計方面教材，暫定的教材是黎恢來編寫的《產品結構設計實例教程》。該教材將作者十幾年的產品結構設計經驗總結而成，系統、精細、全面地介紹了產品結構設計知識及設計全過程，明確了產品結構設計的概念和崗位職責，并通過講解一款電子產品的全套產品結構設計的整個過程，幫助學生融會貫通，更加高效地學習和掌握實用技巧。
3.2 教學內容。依據工業工程專業的整體人才培養方案和教學大綱的具體要求，將《產品結構設計》分為六大模塊，每個模塊里面包括若干的章節，各章節之間既自成體系，又互相有銜接，條理清晰，通俗易懂。①“產品材料與表面處理工藝常識”模塊，主要介紹注塑工藝理論、常用塑膠材料和金屬材料基本知識，以及注塑件、鈑金件表面處理方法。塑膠的定義及分類方面，介紹ABS、PS、PP、PVC等的應用范圍、注塑模工藝條件和化學和物理特性，重點是使學生了解注塑件的常見問題分析及解決，比如縮水、飛邊、熔接痕、頂白、塑膠變形等。金屬材料方面，介紹一些金屬的特性和應用范圍，比如不銹鋼、鋁、銅、鎳和鋅合金。常用表面處理知識方面，主要涉及塑料二次加工的基本知識，學生需要了解絲印、移印、燙印、超聲波焊接、噴涂、電鍍和模內覆膜等表面處理工藝。②“塑料件結構設計規范”模塊，重點介紹塑料件在設計和修改階段需掌握的通用設計規范，比如塑料件的料厚、脫模斜度、圓角設計，能夠分析塑料件的加強筋、孔、支撐面的使用范圍。在細節部分，應了解塑料件文字、圖案、螺紋和嵌件設計。③“鈑金件結構設計規范”模塊，介紹鈑金類產品設計的工藝要求，包括沖裁、折彎、拉伸、成形工藝，并且讓學生了解壓鑄類產品結構設計的工藝要求。在此模塊的教學中，應引入企業實際產品案例進行講解，以便于學生更好地掌握鈑金件的設計規范。④“塑料模和鈑金模基礎知識”模塊，介紹塑料模和鈑金模的基本類型及典型結構，包括模具概述，模具的分類、注塑機介紹等，重點講解的是注塑模結構里面的澆注系統、頂出系統、排氣系統和行位與斜頂，以及二板模和三板模之間的區別和應用，以“實用、夠用”為度，學生只需了解典型的模具結構，不需要進行后期的模具設計。⑤“產品結構布局設計”模塊，主要介紹殼體形狀結構、密封結構、卡扣結構、螺釘柱結構、螺紋連接結構和嵌件連接結構等知識，以及各個特征的定義、作用和設計原則，特別是特征在使用時的相互配合關系。拓展知識方面，要了解塑料零件自攻螺柱及通過孔設計規則，以及模具設計與產品結構設計之間的聯系。⑥“典型產品結構”模塊，重點介紹目前國內普遍使用的三大產品（電子產品、家電產品和電動產品）的典型結構設計知識。每類產品選取一款經典的已批量的產品作為藍本，深入解剖結構知識在產品設計的運用。比如電子產品選手機為代表產品，講解手機產品各零部件的結構、前殼與底殼的止口設計、LCD屏限位結構設計和電池固定結構設計，以及內藏攝像頭結構設計。家電產品則以電吹風為例，學生要掌握電吹風的功能、材料、結構工藝性等，了解CAD軟件在電吹風設計中的應用，能對產品塑料件進行結構分析。在此過程中，還要掌握項目管理方面的知識。
3.3 教學方法。在教學中，提倡基于工作過程為導向的項目化教學，理論教學與實踐練習相結合，增加實踐課時的比例，培養產品設計的實踐能力。教師引導學生建立實用合理的知識結構，強化學生的自覺體驗和掌握知識的遷移能力，淡化理論和實踐的界限。在基礎知識夠用的前提下，采用任務驅動教學法、項目教學法，通過在具備多媒體教學設施的校內實訓基地開展新產品和新工藝的開發工作，使學生體會具體產品的外觀造型和結構設計過程，提高學生的綜合應用能力和實際應用能力。
4 《產品結構設計》在工業工程專業總體實訓的具體應用
在面向制造業的工業工程專業總體實訓里，結合各校的實際情況，以典型產品的流水線裝配設計為主體，總體實訓內容分為五個階段：前期的準備環節、產品設計與組裝環節、生產線裝配改善環節、三維系統模擬環節、總結交流環節。在這些實訓中，可以實現“教-學-做”一體化的行動教學，讓理論和實踐緊密結合，從而使學生在知識和技能上達到雙重提高；另一方面，可以鍛煉學生的綜合專業知識運用能力，提高團隊協作能力，也有利于提升學生的實際動手能力，更好地讓學生參與企業模擬項目，融入企業生產實踐。在產品設計與組裝環節，教師把學生分成六人左右的項目組，根據企業的某一個典型產品布置項目任務書。學生綜合考量校內實訓基地的實際條件和設備，運用產品結構設計的知識，共同完成項目。在此過程中，教師可以對新產品提出具體的要求，比如產品的結構尺寸不能過大，必須與生產線相匹配；結合人因工程學，運用動作分析和雙手操作分析，在工藝上要符合車間的零部件裝配順序，有利于工序和工位的確定；新產品各零部件的裝配要牢固可靠，可以滿足多次拆卸而不容易損壞；產品的價格應合理，要用最少的成本做出符合客戶要求的產品；考慮試驗的可行性和零部件的可修改性。
參考文獻：
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【關鍵詞】薄壁鑄鋼件；鑄造工藝；裂紋；順序凝固
0 前言
以我公司生產實際中的幾種典型薄壁卷筒鑄鋼件產品為例，重點闡述薄壁卷筒鑄鋼件工藝思路和方法，以及對生產過程中常見問題及原因分析。具體解決措施歸納總結如下。
1 薄壁卷筒鑄鋼件鑄造工藝的一般思路
1.1 產品結構及技術條件分析
通常產品零件設計圖紙的結構往往與我們希望適合鑄造產品結構存在一些矛盾。尤其對于薄壁卷筒鑄鋼件來說，其產品結構設計如果對鑄造工藝不合理，我們可能會花費很多精力和想很多辦法去解決由于結構不合理產生的鑄造缺陷，往往這些問題最終得不到徹底的解決。我認為，對于薄壁卷筒鑄鋼的生產，前期的產品結構分析是很重要的，鑄造工作者在不影響產品最終使用和其結構強度的情況下，是可以適當與設計者溝通，提出一些結構上的改進和建議。對于薄壁鑄鋼件來說，其產品結構及技術條件分析一般應著重注意如下一些方面：
1）產品結構盡量避免十字交叉熱節和多方向板狀結構相交且不容易得到鑄件補縮的熱節出現，筋板以“T”字交接為宜；
2）產品相鄰厚薄懸殊不能太大，厚薄交接應逐漸過渡，不能急劇過渡；
3）對于鑄件內腔尺寸過大，而且砂芯不能很好固定的情況，要適當考慮開設工藝孔，這樣便于操作，也便于后工序的清砂。
4）產品材質方面，對于薄壁鑄鋼件來說，最好以中低碳鋼和低合金鋼為宜，因為這些材質相對來說流動性較好，裂紋傾向小。對于材質裂紋傾向大及合金含量高的的材質產品薄壁產品，要慎重開發，否則前功盡棄。
1.2 分型面的選擇、砂芯的設計及型砂的選擇薄壁鑄鋼件多以箱體結構、管狀筒體結構居多
為滿足其使用強度，往往在這些產品內腔或外型上設計有較多的加強筋板，這就使多數產品在生產時主要以砂芯組合方法生產方式居多，合理的分型方法和砂芯設計對保證產品尺寸和減少裂紋的產生有著重要的作用。一般來說，對于薄壁鑄鋼件，其分型方法根據不同產品結構而定，但其砂型和砂芯的設計以及型砂的選擇要注意如下幾方面：
1）砂型、芯設計時要充分考慮其退讓性，要盡可能減少鑄件收縮阻力，以減少裂紋和變形的產生。對于內腔較大的砂芯可在內腔設計稻草、泡沫等等退讓物，也可以做成空心結構。
2）砂型、芯的設計要充分考慮排氣措施，特別是被鋼水包住的箱體結構內腔砂芯，由于薄壁件產品凝固速度快，型內氣體很難在短時間內排出箱外，型芯排氣通道一定要保證暢通，從多方向引氣。
3）砂芯結構設計要便于操作，尺寸較大的砂芯可分半，分芯面可開設排氣道。
4）砂種的選擇，我廠鑄鋼件生產用砂主要以水玻璃石英砂、石灰石砂、樹脂砂，鉻鐵礦砂和覆膜砂為主，也可以結合各種砂的優缺點混合使用。
1.3 澆冒口的設計
鑄鋼件由于本身的材質決定了其澆注過程流動性差，澆注過程充型困難，其壁厚較薄，凝固過程散熱較快，凝固速度比一般的鑄鋼件快很多，凝固過程不但要滿足順序凝固的原則，而且還要兼顧同時凝固原則，要保證其內在質量，其特殊性決定了澆冒口的設計必須要合理，同時，薄壁件澆注系統設計也十分重要，合理的澆注系統有助于防止裂紋產生、提高產品澆注質量，一般澆冒口的設計除遵循常規的設計原則外，還要注意如下注意事項：
1）冒口尺寸設計要合理，一般滿足鑄件模數即可，冒口過大，其凝固過程相對緩慢，使冒口附件區域所受到的凝固收縮拉應力較大，鑄件容易出現熱裂紋。
2）冒口設計位置一般都分布在鑄件壁厚相對較厚的部位和筋板交接部位，冒口位置盡量使整個鑄件收縮應力分布基本均勻，相鄰冒口設計要避免發生收縮應力不一致以造成鑄件拉裂。
3）冒口補縮距離比一般鑄件的補縮距離遠很多，通常可以達到壁厚的10～15倍，壁厚越薄，由于其凝固速度更快，鑄件基本趨向同時凝固，這時補縮距離更遠。
4）內澆口的開設應注意避開熱節集中部位，避免直對鑄件壁厚入水，進水口的位置以側注或底注為宜，設計時可以考慮在澆口處設置冒口，內澆口從冒口進入，再進入鑄件，這樣可防止澆注沖砂，對澆口位進行有效補縮，防止縮松和裂紋的產生。例如，我公司生產的DQL8030.35斗輪堆取料機中，變幅機構卷筒，設計材料ZG35，該產品尺寸從Φ760×22，長度1200，主要壁厚為，22～30mm為主，澆注系統設計在下部邊冒口，澆注質量一直很穩定，加工后砂氣孔很少，內澆口位置也沒有出現裂紋、縮松缺陷。
5）澆注系統設計應從直澆口到橫澆口再到內澆口層層開放，但不適宜太開放，要適當考慮增加一些充型壓力，以防止澆不足。
6）對于澆注高度較高，壁厚較薄，為實現鑄件的順序凝固和冒口的有效補縮，可考慮設計階梯澆注系統，提高頂層冒口高度溫度，達到補縮效果。
1.4 冷鐵及拉筋的設計
薄壁卷筒鑄鋼件由于工藝熱節分散且數量較多等特點，要靠設計冒口去對每個熱節進行補縮是很困難的。因此，與一般鑄鋼件相比，薄壁鑄鋼件其裂紋傾向大很多，這些裂紋主要是由于凝固過程鑄件收縮不一致，凝固速度不一致，使鑄件的一些弧立熱節位呈現出縮裂和拉裂，要防止和消除這些裂紋的產生，內外冷鐵和筋條設計是必要的有效手段。
1.5 其它一些相關參數的設計
1）伸尺：一般鑄鋼件的伸尺都是2%，對于收縮過程受阻薄壁鑄鋼件，其伸尺往往達不到2%，特別是多方向都受阻礙收縮的“口”形狀鑄件，尺寸偏大的產品工藝縮尺往往在1.5%左右較適宜，對于一些開口鑄件，除工藝上設計拉筋之外，同時還要考慮增加一些工藝補正量或調整工藝尺寸去滿足縮尺的需求。
2）澆注溫度和速度：對于該類型產品澆注過程的控制是很重要，要引起高度重視，澆溫和澆速要控制適當，澆溫過高或過快，型腔內氣體很難排出，澆注過程容易出現發滾，且熱裂傾向較大，澆溫低或澆速慢，容易出現澆不足、冷隔和產生縮孔，對于薄壁鑄鋼件澆注溫度要比一般鑄鋼件高一些，澆溫在1570～1580℃較適宜，澆速稍快一些，開澆后澆口全開，澆注后期要稍收水，點澆至滿，防止澆注過程假滿。
2 結論
薄壁卷筒鑄鋼件的生產過程，是一個系統復雜的工程，鑄造工藝設計不僅要注重補縮系統的分析，更要注重充型過程的分析與控制。凝固順序的控制措施要在滿足順序凝固的同時，更要兼顧同時凝固原則。鑄造工藝設計時要做到策劃細致周密，各項工藝措施準確到位，重點要放在防止熱裂紋的產生和澆注系統的策劃這兩個環節中。
【參考文獻】
NX被當今許多世界領先的制造商用來從事概念設計、工業設計、詳細的機械設計以及工程仿真和數字化的制造等各個領域，是當前世界主流CAD/CAM軟件之一。洪都航空工業集團公司是國內探索CAD/CAM/CAE/CAT技術較早的單位之一。早在70年代初期，就在某飛機研制中建立了飛機的局部外形數學模型。1987年公司引進美國UGII軟件用于K8飛機研制。為了使更多的新品在設計制造中廣泛地應用CAD/CAM技術，公司從1997到2003年又連續多次從美國UGS公司引進了大型CAD/CAM軟件UGII和PDM軟件Teamcenter，裝機量達200多臺，在某高級教練機飛機的研制過程中，大量采用了UG進行數字化與制造。從理論外形建模到結構件、系統部件的三維模型詳細的關聯設計取得了良好的效果。
從洪都集團以往的實踐來看，推廣應用CAD/CAE/CAM/CAT/PDM技術，是提高產品質量，增強企業應變能力和國際競爭能力的必備手段。飛機設計與制造過程的全過程采用CAD/CAE/CAM/CAT/PDM技術進行設計制造對于提高飛機的制造質量、縮短飛機研制和批產制造周期具有重要意義。
2.相關性設計的必要性
在飛機型號研制過程中，實行并行工程是縮短研制周期、加快上市時間的關鍵，而并行工程實行的好與否關鍵在于從總體氣動外形設計與各個結構詳細設計、各個結構設計系統與輔助系統之間實現最大可能的關聯設計，甚至產品結構設計與工裝設計之間的最大可能的關聯設計。當前該型號的各功能部件設計之間的協調性主要是靠UG的關聯設計WAVE來保證和進行，同時關聯設計模塊UGWAVE的應用還是在PDM的環境支持下進行的。
3.自頂向下的WAVE設計方法
3.1基本概念
控制結構（Controlstructure）：傳遞飛機全局性的參數、外形、基準位置等約束條件至零件進行詳細設計的樹狀結構，在TeamcenterEngineering中體現為產品裝配結構。可以用產品結構編輯器（PSE）編輯。
起始部件（StartPart）：包含零件詳細設計所必需的各種約束條件（即link鏈接關系）的Ugpart文件。對于不同零件所需的不同約束條件，通過CopyGeometrytoPart來包含不同的約束條件，可以通過引用集的區分不同的幾何體。
鏈接零件（LinkPart）：產品結構樹和控制結構樹發生關聯的UGPart文件，在其中進行詳細設計，使其成為產品結構樹中的零件或部件。
根據以下兩點決定不用CreateLinkPart，而采用CopyGeometrytopart：
根據保密要求只能提供必要的基準信息到具體的零件UGPart，而CreateLinkPart會將基準文件的所有信息一起鏈接到具體的零件UGPart；而采用CopyGeometrytopart可以選擇部分基準信息鏈接到具體的零件UGPart.
CreateLinkPart會將基準文件的所有信息一起鏈接到具體的零件UGPart，這樣會將多余的基準信息傳遞到具體的零件UGPart，造成基準信息冗余，在進行WAVEUpdate時加大計算機系統負擔；而采用CopyGeometrytopart可以選擇部分基準信息鏈接到具體的零件UGPart，確保具體的零件UGPart的數據量最小，提高計算機處理的效率。
StartPart與Part之間的關聯：CopyGeometrytopart.從StartPart通過選用不同的UG對象來生成不同的LinkedPart.
3.2WAVE控制結構體系
WAVE的結構體系應采用自頂向下的設計方法，結構體系根據系統的復雜性來確定。
a）各個WAVE結構采用UGPart來實現。（可以用或不用裝配的方式來體現結構，總體理論外形與子系統理論外形和子系統設計基準不需用裝配的方式來體現。）
b）各個WAVELINK必須采用自頂向下的鏈接方式。以確保不會產生循環鏈接的情況發生。
c）功能級或部件級的WAVE結構中包括本功能或部件的幾何元素和設計基準。
d）部件級的WAVE結構并不是必須的。
3.3飛機產品結構體系
a）零件中所需的設計元素（設計基準和外形曲面）從控制結構（WAVE源）中鏈接。
b）原則上詳細設計的零件與零件之間不進行WAVE鏈接。如需進行WAVE鏈接，應確保不會產生循環的鏈接情況發生。
c）幾何體的鏈接原則：統一、清晰。
4.WAVE應用在后機身的實例
以L15后機身為例，介紹控制結構的構建方法：
a）先在TeamcenterEngineering中構建后機身WAVE總控PSE結構，它與UG中的裝配文件結構保持同步；
b）后機身WAVE總控文件L15_RearWAVE_CS由后機身外形鏈接L15_RearFuselage_Link（它是后機身外形是通過WAVE_Link的
方式從理論外形中鏈接的）和L15_RearFuselage_Datums后機身設計基準（后機身中所用的設計基準在此文件中創建）組成；其中文件L15_RearFuselage_Link和L15_RearFuselage_Datums是后機身子系統級控制。
根據建模功能需要，可以建立功能級WAVE結構控制，如：
L15_RearFuselage_Kuang2后機身框內形控制
L15_RearFuselage_CH后機身長桁控制
L15_RearFuselage_CM后機身艙門控制
L15_RearFuselage_HBT后機身后邊條控制
L15_RearFuselage_LBL后機身兩邊梁控制
L15_RearFuselage_CWZL后機尾垂整流包皮控制
L15_RearFuselage_KG后機身口蓋
L15_RearFuselage_Kuang1后機身框外形控制
L15_RearFuselage_Datum_C后機身長桁設計基準
L15_RearFuselage_wpk發動機尾噴口控制
由于后機身艙門包括了前艙門，中艙門，后艙門以及有許多鎖扣位置，隔板，桁條等結構，針對后機身艙門控制的復雜性，還可以創建部件級的WAVE控制結構。 轉貼于
L15_RearFuselage_CM后機身艙門控制
L15_CM_CH_AXIS_LINE
L15_RearFuselage_CM_HCM
L15_HCM_xiaxie_36_37
L15_HCM_xiaxie_37_38
L15_HCM_xiaxie_38_39
L15_RearFuselage_CM_xincai
L15_RearFuselage_CM_zxc_1_2
L15_RearFuselage_CM_zxc_2_3
L15_RearFuselage_CM_zxc_3_4
L15_RearFuselage_CM_zxc_4_5
L15_RearFuselage_CM_xincai_1_2
L15_RearFuselage_CM_xincai_2_3
L15_RearFuselage_CM_xincai_3_4
L15_RearFuselage_CM_xincai_4_5
通過上面幾種方法將各級控制幾何和設計基準構造出來：將整個后機身各個子系統、功能結構和部件結構的裝配傳遞關系明晰出來，將公共幾何在控制結構中構造出來，形成詳細設計的基礎。
5.后記
通過實際項目的實踐，我們充分體會到了UG/WAVE的強大功能，以及對實際工程問題的適應性；如：
a）WAVE符合我們傳統設計過程中的自頂鄉下的設計思路和設計方法；即先進行總體布置，再進行子系統和部件及零件設計；
b）由于根據總體布置設計、打樣設計階段和詳細設計階段的需求設計了整個WAVE結構，使任務分發成為可能；在設計過程中，設計主管負責WAVE結構的構建和公用幾何、設計基準的建立，并進行任務分發，一般設計人員進行詳細設計；使得大家的職責比較明確，工作比較順利；
c）真正用機身的理論外形和設計基準控制了整個后機身的其他子系統和部件的設計；而且是集中控制，如某個設計基準需要更改，我們現在只需要更改一個地方，其它部分均會自動更新；保證整個后機身結構的一致性，避免錯誤；
d）由于在后機身設計中有大量的公用幾何體，采用WAVE結構后，節省了大量的重復建模時間，且保證公用部分模型的一致性；也節省以后修改的時間；大大提高了設計的效率；
e）WAVE的設計思路比較清晰，可以作為樣板供以后的項目參考使用；
關鍵詞：家電 小家電 產品 開發過程
1 前言
一個成熟的企業，產品開發必須有一套成熟的方法。運用這種方法，再加上工程師們自身的出色設計能力，才能設計出優秀的產品。而把成熟的方法運用到整個產品開發的過程中，便可以更好的保證產品的質量和開發速度，做到優化設計。
在此，我們結合實際經驗，簡單地介紹一下關于小家電產品開發的整個過程，以及在這個過程中怎樣設計出符合市場要求的產品。
2 開發過程簡介
在一個產品的開發過程中，分為許多個不同階段，每個階段需要不同人參與，共同完成一個產品的開發。雖然每個企業可能有不同的開發管理方法和制度，但以下幾個階段是不可缺少的：1、產品策劃；2、外觀設計；3、結構設計；4、電控設計；5、模具制作；6、樣機試制；7、批量試制；8、量產。
3 詳細開發過程
3.1產品策劃
對于一個產品是否受市場的喜歡，有多方面的因素決定，包括產品的外觀、質量、性能、功能等，我們把這些因素統稱為產品賣點。對于一個產品策劃師，需要對市場現狀、競爭對手的產品、消費者的需求、產品渠道等進行逐一調查，然后才能進行產品策劃。
市場現狀調查，是為了了解該產品的未來是否有好的發展前景。
競爭對手的產品調查，是為了借鑒競爭對手的開發思路以及銷售價格，設計出比競爭對手更適合市場的產品，或者設計出具有差異化的產品。
消費者的需求調查，主要是為了挖掘消費者對產品的利益需求點，力求最大化滿足消費者的需求。
產品渠道調查，主要是為了設計出符合本企業現有銷售渠道的產品。
綜合以上多方面的調查結果，才能策劃出針對不同生活閱歷、生活背景和個人喜好的最佳的產品開發意向。
3.2外觀設計
在完成產品策劃以后，就需要對產品進行外觀設計。作為一個工業設計師，同樣的產品功能、同樣的技術條件，怎樣通過不同的藝術造型風格、不同的適宜的色彩搭配來創造產品不同的形象尤其顯得重要。不僅需要考慮產品的形狀、色彩、工藝可行性以及結構的最大化利用等內容，在整個設計過程中還需要與產品策劃師和結構工程師不斷的溝通。
外觀設計的一般流程是：繪制二維草圖――渲染――繪制三維模型圖――制作外觀手板――絲印。
3.3結構設計
對于小家電產品而言，產品的結構設計階段是產品開發的主要工作，它直接關系到后續的模具制作、樣機制造、認證、小批量試制等多個環節。
在產品策劃完成后，結構工程師需要針對產品策劃確定的功能賣點進行構思，研究以怎樣的結構形式去實現所需要的功能，評估其結構強度、消費者使用方便性、性能等是否能夠達到要求，構思的結構形式是否侵犯專利等問題。
在工業設計完成后，結構工程師應該根據工業設計繪制的三維模型圖進行拆件設計，即把一個整體的外觀拆分成若干零部件，分別進行設計。
在結構設計過程中，拆件設計步驟顯得尤為重要，因為關系到整個產品的系統設計，具體到每個零部件的擺放位置，其配合方式、固定方式，零部件的運動分析，產品的安全標準（主要考慮內部溫升、非正常工作等）。
單一零部件設計時，需要考慮的問題也是多方面的，如零部件自身的結構強度、模具的可實現性、與其他零部件之間的配合間隙、國家安全標準等問題。零部件設計完成后，需要對總的組裝圖進行評審，評審其結構強度、零部件之間的裝配工藝、模具工藝、性能及質量要求。評審合格后，方可進入模具制作。
3.4電控設計
在產品結構設計前期，結構工程師會根據電控工程師的要求，設計出電控零部件的尺寸，并把這個尺寸反饋給電控工程師。電控工程師就需要根據具體的尺寸進行電控部件的設計，以實現產品的功能控制要求。并且在這個過程中，需要根據產品策劃確定的功能賣點，對控制程序進行初步的設計，待樣機組裝完成后，再進行產品的性能調試。
3.5模具制作（此處舉例塑料模具）
完成產品結構設計以后，需要選擇合適的模具廠進行模具制作。在模具制作前，工藝工程師需要對產品的進膠方式、模穴數、模具材料、零部件使用材料的收縮率、注塑機床的規格等進行確定，把確定后的資料下發給模具廠，模具廠根據要求進行模具設計。在模具設計完成后，需要組織結構工程師、工藝工程師進行模具評審，檢查產品的澆口、分模線、預留的改模空間是否符合產品的設計需求。評審合格后，方可制作模具。
3.6樣機試制
在模具制作的過程中，結構工程師需要對除開模零部件以外的其他零部件進行打樣。模具制作完成后，用模具生產出首樣，待所有零部件準備齊全后進行樣機的試制。樣機試制的主要目的是發現結構設計、模具制作過程中的錯誤，并進行整改。而且，裝好樣機后，需要按照國家安全標準（小家電執行家用及類似用途電器的安全GB4706.1-2005），企業內部的性能、可靠性標準進行測試。通過實驗發現問題，并進行有效的整改。整改完成后，項目一般組織進行樣機狀態的評審，評審合格后，即進入小批量的試產工作和產品的認證工作。
3.7批量試制
批量試制又稱小批量試產，主要目的是了解產品的生產工藝，經裝配后發現的批量性問題。因為樣機試制時，只試制少量的產品，而零部件的生產存在不穩定性，批量裝配時，就會有一些配合的誤差，或者因為生產線工人的操作不規范引起各種問題。對于這些問題，需要在批量試制時發現，并通過工藝手段去控制或者整改。其中涉及模具的更改、工裝的制作、操作的規范問題。
3.8量產
在完成批量試制的問題整改后，進行評審，即可進入量產階段，整個開發過程到此就算完成。后續，在不斷的生產過程中，可能還會出現一些新的工藝問題，或者產品接到一些售后投訴，還需要進行質量整改，這都需要結構工程師持續跟進并改善的。
4 結束語
以上通過對小家電產品整個開發流程的簡單介紹，我們可以看出，一套成熟的產品開發方法在小產品開發中的重要性，它以標準化的模式引導工程師們在開發過程中合理控制開發周期，其中外觀設計、結構設計以及電控設計是可以交叉開展的，開發周期的縮短主要靠這幾個環節來爭取。而樣機試制、批量試制以及量產又是控制整個產品質量的關鍵階段，必須循序漸進、馬虎不得，更不能抱有僥幸心理。嚴格控制好每個開發過程，只有真正用心開發的產品才能體現設計的靈魂，才能最終贏得消費市場。
作者簡介
在東莞市銘豐包裝品制造有限公司的生產車間里，一批用于2012年倫敦奧運會紀念幣包裝的木盒正在加緊趕制。在英國皇家造幣局面向全球尋找奧運會紀念幣包裝供應商的招標活動中，銘豐包裝攜自己的設計方案一路過關斬將，突破國際眾多知名包裝企業的重圍，一舉中標，再次成為奧運會紀念幣禮品盒供應商。此前銘豐包裝在2008年北京奧運會時的出色表現，也為這次中標增添了籌碼。據銘豐包裝總經理黃文聰介紹，在國家發行的北京奧運會紀念幣中，由銘豐包裝設計制造的包裝產品約占了80%的份額。
兩次零距離感受奧運，銘豐包裝無疑是幸運的。看到它那份長長的客戶名單，涵蓋了珠寶、鐘表、金銀紀念幣等奢侈品領域的多家知名國際品牌，我們不禁要好奇地去揣測這份幸運背后的必然因素，是什么力量促成這些高端大品牌客戶將這項展示自身形象的重要業務交給銘豐包裝？
“設計優勢突破！”這是黃文聰總結出來的答案。當大多數國內包裝企業仍未完全擺脫簡單的“來料加工商”身份時，銘豐包裝已經率先憑借“設計之矛”，成功突圍“市場之盾”。“現在公司承接的業務幾乎一半以上需要由我們來提供設計方案！”黃文聰略帶自豪地說。
“設計師看到都會睜大眼睛”
在銘豐包裝琳瑯滿目的產品展示大廳里，陳列著一個個造型精致、工藝精湛的包裝盒，銘豐包裝出色的設計能力展露無遺。黃文聰說，見慣了新鮮創意的設計師們，走進這里都會睜大眼睛。
一款首飾盒包裝，在完全開啟的瞬間，包裝盒內的燈具自動亮起，光線照射在首飾上，散發出耀眼的光芒，珠光寶氣的華麗感瞬間而生；而當合起首飾盒時，其內置的燈具也會悄然熄滅。
兩扇縮微版的門靜靜矗立在展示架上，古樸的門閂設計、朱紅色的裝潢顏色透露出古典的氣息。兩扇大門緊閉，你猜不出里面到底藏有何物；緩緩將門橫向拉開，一瓶美酒顯現眼前，似乎在等待著你來享用。
類似的產品還有很多，排滿了一行行的展示架，幾乎每一個都有自己的故事，然而這些只是銘豐包裝設計成果的一角。黃文聰介紹，“現在我們展示的樣品種類，還不到總量的十分之一。”
仔細觀察這些包裝樣品，在它們的表面并沒有繁雜的裝飾圖案，有的甚至簡單到只有客戶公司的名稱和品牌標志。相較于在平面設計上的輕描淡寫，銘豐包裝更多地將設計理念運用到產品結構的研發和包裝材料的使用上。
僅從銘豐包裝產品的打開方式中，我們就可以領略其在結構設計上的別具匠心。其中一款看似簡單的長方體包裝，想要打開它卻不容易，里面設置了重重“機關”：銘豐包裝借助中國古典益智玩具的思路，只有將凹凸部分完全嚙合，才能將包裝打開，無形中增添了消費者的使用樂趣。除潛心設計各種別具巧思的打開方式外，銘豐包裝還借助結構設計使包裝更易攜帶和運輸。“一種平立可折疊式包裝盒”，這是銘豐包裝申請的一項實用新型專利，其盒體的各個組成部分可以依次折疊連接，實現盒體的快速直立或平放，從而減少了占用面積，便于存放和運輸。
為了保障產品品質，在包裝材料的選擇上，銘豐包裝多采用能夠體現古樸厚重質感的木質材料，并對木材表層進行加工，使其展示出的質感更加豐富，如通過層層不同的噴漆工藝，使其表層具有石質光澤，或輔以皮料、絨布等包料，增強包裝的厚重奢華感。正是對木質材料的了如指掌，銘豐包裝才能夠以此為基礎，根據內容物的不同，為客戶提供不同質感的包裝產品。
環保理念的推行，促使銘豐包裝在包裝材料領域進行了更多的有益探索。在前不久舉行的上海國際奢侈品包裝展上，銘豐包裝推出的一款“會呼吸的酒盒”引起了行業的興趣。此款包裝選用竹子為材料，不但能達到木制包裝盒的美觀效果，竹子作為“梅蘭竹菊”四君子之一，又能讓人體會到大自然的清新，感受中國古典文化的浸染。同時，由于竹子是禾本科速生植物，使用竹材也能對森林資源起到保護作用。銘豐包裝對竹材的研究早在五年前就已經開始，由于竹材和木材纖維結構的不同，其加工難度也較木材大，因此目前銘豐包裝的竹制產品并不算多。黃文聰介紹說，下一步，銘豐包裝在竹材的使用方面將繼續深化研究，力求開發更多“以竹代木”的包裝產品。
設計能力如何打造？
是一家制造企業，又不是一家傳統意義上的制造企業，超凡的設計能力使銘豐包裝擺脫了簡單的加工制造，開始向“微笑曲線”的兩頭要效益。從“制造”企業，到“設計+制造”企業，銘豐包裝是如何實現的？
“憑借經驗的積累”，這是黃文聰總結出來的答案。創意的落地離不開現實的土壤，出色的產品設計同樣需建立在對市場和客戶需求的準確把控上，“要了解包裝材料，了解包裝工藝，了解不同行業客戶對包裝的需求。沒有這些方面的經驗積累，很難設計出令客戶滿意的產品。”
銘豐包裝的這一積累早在成立之初就已經開始了。1989年，銘豐包裝的前身——東莞市萬江工藝廠成立之初就將目標市場定位為奢侈品包裝。因為奢侈品包裝的附加值高，對設計和創意的要求更加嚴格，因此銘豐包裝從一開始就格外重視設計能力的培養。關注行業發展趨勢，深層挖掘客戶的包裝需求，成為銘豐包裝積累經驗的重要途徑。
設計能力的打造，離不開出色設計師的智力支持。銘豐包裝組建了一支強大的設計團隊，“設計團隊有兩百多人，其中有七八位是外觀設計師，此外還有工藝師、結構工程師、表面裝飾設計師、出樣設計師等很多細分職位。”外觀設計師提供創意思路，工藝師、結構工程師等則通過材料支撐和結構設計，確保創意的真正落地。一個設計方案，從創意雛形到實施批量化生產，沒有不同部門間的通力協作，是很難完成的。這一點，在高檔包裝盒領域尤為突出。
設計助力銘豐包裝打開了市場的大門，如何將設計優勢保持下去，成為了擺在銘豐包裝面前的難題。為了防止設計創意被抄襲，銘豐包裝注重專利保護，在一項新設計出爐之后，就會馬上申報專利。然而，隨著行業競爭的日趨激烈，“很多小企業以低價入圍，雖然取得了暫時的利益，但卻擾亂了正常的市場經營秩序”。無序的價格戰，使得銘豐包裝的設計優勢有被淹沒的可能性。在這種情況下，銘豐包裝積極調整市場戰略，選擇開發同行企業關注較少、卻能夠體現設計價值的領域，如紀念幣市場等，做到在細分市場的強勢發展。
關鍵詞：ANSYS參數化語言； APDL ；鋼結構 ；優化設計Abstract: At present, more and more extensive application of steel structure, but the current design method of steel structure is relatively complex, the optimization design of the research is not thorough; at the same time, promotion of steel structure greatly limited because of its high cost is generally the people. This paper discusses the research on Optimization of steel frame structure, introduces the optimization algorithm (complex) and ANSYS in the APDL language. And combined with the practical engineering, and by using the complex method and the finite element software ANSYS optimization module, and at the same time, the lowest for optimization purposes, the beam column section size of a plane steel structure has been optimized and analyzed. Through the comparative analysis of the theoretical analysis and the results, confirmed that the optimization method is feasible, can not only significantly reduce the project cost, promote the popularization and promotion of steel structure. By the design example shows that, based on the two development language APDL ANSYS to establish the optimization of steel structure design module has the advantages of convenient operation, optimization program can be customized to optimize the process and control variables, to adapt to different types of structure and load combination, flexible strong. Optimization of the design idea, can be extended to other forms of structure, can be used for reference to other types of structure optimization.
Keywords: ANSYS parametric language; APDL; steel structure; optimization design
中圖分類號：TU391文獻標識碼：文章編號:
1.引言
隨著我國建筑業的迅速發展，工業與民用建筑中大量采用鋼結構，使得建筑用鋼量逐年增加。因此，目前結構優化設計越來越受到重視，并引起了社會日趨密切的關注，這不單單是因為要如何響應國家提出建設“節約型社會”的政策，更是因為要如何使得建筑鋼材得到節約與合理利用。通用有限元軟件ANSYS 以其強大的分析功能、友好的人機交互界面和可開發性，在國內外工程建設和科學研究中得到了廣泛的應用。本文通過ANSYS 的二次開發語言APDL 定義了符合鋼結構設計規范的優化設計程序，使之得出的計算結果對工程設計有一定的參考價值。同時由文中設計實例可知，基于ANSYS 的二次開發語言APDL 語言建立的鋼結構優化設計模塊操作方便，優化程序可自定義優化過程和控制性變量，適應了不同的結構類型和荷載組合，具有很強的靈活性。本文的優化設計思想，可以推廣到其它結構形式，可對其它類型結構優化起到借鑒作用。
2.結構優化設計的基本理論
2.1結構優化設計概念
假定分析搜索最優設計一般被歸納為結構優化分析過程的流程。而這其中優化分析的核心部分為搜索過程。在包括滿足各種給定條件的前提下，是否達到最優是結構優化設計最先對設計方案進行的判斷。如果沒能達到，但又為了使得預定的最優指標能逐步達到，就需要遵循某一設定的規則進行修改。而以數學規劃為基礎，進行數學模型建立，并對計算方法進行選擇，使得工程結構設計問題轉化為數學問題，然后在多種可行性設計中運用計算機選擇出相對屬于最優設計的方案，這也正是結構優化設計的主要任務。
2.2結構優化設計的數學模型
設計變量、目標函數和約束條件是結構優化設計的主要要素：。其數學模型的一般表達式為
求設計變量
使目標函數
滿足約束條件
3.基于APDL的鋼結構優化設計
3.1APDL語言簡介和使用
APDL是指ANSYS 參數化設計語言，是使得某些功能或建模可以自動完成的腳本語言之一。它提供如參數、宏、標量、向量及矩陣運算、分支、循環、重復以及訪問ANSYS 有限元數據庫等一般程序語言的功能，同時其可以實現參數交互輸入、消息機制、界面驅動和運行應用程序等，因此它也提供簡單界面定制功能。為了擴展了傳統有限元分析范圍以外的能力，它可以根據指定的函數、變量設定程序的輸入，同時選它使用戶對任何設計和分析屬性有控制權，也就是說其為了為用戶提供了自動完成繁瑣循環的功能而運用了建立智能分析的手段，從而為優化設計運行繁瑣的迭代提供了可能和高效率，具體為參數、函數、分支與循環、重復、宏等功能。
3.2優化基本原理
優化方法采用復形法。復形法優化是一個運用較多且較為成熟的非線性數學規劃方法，其基本思路來源于無約束優化算法的單純形法。而無約束優化算法的單純形法就是復合形法的基本思路的來源。
3.3優化設計流程
為了將有限元法與優化方法結合起來，可以采用基于APDL語言的ANSYS優化設計模塊（OPT）來實現。基本流程圖如圖1所示。
圖1ANSYS軟件優化設計程序流程圖
3.4APDL優化程序關鍵技術
首先建立鋼框架結構參數化有限模型。參數是指APDL中的變量與數組。參數化模型的建立，便于模型的修改，也便于設置優化設計變量。
其次建立鋼框架結構優化設計模型。下面是部分優化命令：
/POST1！進入后處理器
*GET,V,SSUM,,ITEM,EVOL！提取結構體積，賦予參數V
……
/OPT！進入優化設計器
OPANL,1.LGW!指定分析文件
OPVAR,W1,DV,.1,.4!定義設計變量
OPVAR,TW1,DV,0.005,0.02
OPVAR,TY1,DV,0.005,0.02
……
OPVAR,MS1,SV,0,225750!定義狀態變量
OPVAR,SS1,SV,0,125000
……
OPVAR,V,OBJ,,,.01!定義目標函數
OPKEEP,ON!要求保留最優設計序列時的數據庫和結果文件
OPTYPE,SUBP!使用零階方法
OPFRST,40!最大40次迭代
OPEXE!運行優化
4.優化設計實例分析
本文以單跨單層鋼框架結構廠房為例，跨度為 12m，層高為4.5m，框架梁、柱均采用焊接H 型鋼截面且翼緣采用焰切邊，材質均為Q235 鋼。為簡便起見，取恒荷載為0.5kN/m2，活荷載為2.0kN/m2。通過APDL 優化程序，得出用鋼量約為18.2kg/m2。優化前后的結果對比分析見表1。
表1 優化前后結果分析
5.結語
本文首先論述了進行鋼框架結構優化研究的意義，介紹了優化算法（復形法）和ANSYS 中的APDL語言。并通過與實際工程相結合，并分別采用復形法和有限元軟件ANSYS優化模塊，同時以最低化用為優化的目的，使一平面鋼結構的梁柱截面尺寸得到優化并進行相應的分析。通過理論分析與結果的分析比較，證實了該優化方法是可行的，不僅能明顯降低工程造價，促進鋼結構的普及和推廣。而由設計實例可知，基于ANSYS 的二次開發語言APDL 語言建立的鋼結構優化設計模塊操作方便，優化程序可自定義優化過程和控制性變量，適應了不同的結構類型和荷載組合，具有很強的靈活性。本文的優化設計思想，可以推廣到其它結構形式，可對其它類型結構優化起到借鑒作用。
參考文獻：
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關鍵詞：綠色設計；產品設計；資源環境；可持續
設計是人類與生俱來的本能，是人類特有創造力和智慧的產物，是早于科學的一種自發需求所帶來的行為創造。二次工業革命之后，人類社會的生產力和生產水平得到極大的發展，傳統的企業為了提高自身直接經濟效益的獲取速度，致力于工業加工制造，利用廉價勞動力大肆開采制造，造成極大的資源浪費以及環境破壞。在面對日益嚴重的環境問題的今天，我們不得不調整設計生產的整體思路，將綠色設計理念滲透到各個設計環節中，走可持續化道路，綜合各種設計手法，找到人與自然環境間的平衡點，在保證環境效益的基礎上不斷提高產品設計的品質與服務。
一、產品的綠色設計簡述
狹義上的綠色設計是以資源、能量、環境是否最優化為核心的設計過程，即在確保產品的環境效益與屬性（對環境無危害或少危害、確保人體安全健康、產品可拆卸性、產品回收性等）的基礎上再考慮產品的商用效益與屬性（銷售價格、市場價值、用戶需求、使用性能、售后服務等）。而從廣義上來判斷一件產品是否“綠色”，則需要判斷該產品在提高效率、降低成本與延長生命周期這三方面是否得到體現即可。傳統企業的產品生命周期指從產品概念形成到產品廢棄這一過程，設計師沒有考慮或很少考慮產品廢棄后的處理問題；而綠色產品有別于這種“搖籃墳墓”周期模式，而是“搖籃回收再現”，設計師在設計某種產品的過程中，不僅需要把握相應的用戶需求，還要考慮產品在整個生命周期過程中（包括調研階段、設計階段、產品試制階段、生產階段、銷售階段、用戶使用階段、產品維修階段等等）有可能產生的各種廢棄物以及產品在其生命周期結束后如何報廢處理或是回收再生產等一系列問題的應對措施（如圖1）。將綠色設計理念滲透于各個設計階段中，設計師在設計之初就應考慮到產品需要用到的材料、設計手法以及制造工藝，產品在各生產制造環節中可能產生的廢棄物種類、相應的處理措施、如何替代有毒物品、產品合格標準、報廢產品的管理方案，等等。合理的預解決方案和宏觀調控的設計方式有利于產品設計開發的順利實施，有助于更好地實現產品的商用價值。
二、產品綠色設計中的"三R"原則
“三R”即Reduce、Reuse、Recycle，分別代表“少量化、再利用、資源再生”的意思。“少量化”設計原則要求減少資源浪費與能量消耗，產品設計師在產品設計開發的過程中應盡可能地考慮到各種能源物質上的消耗（包括材料、能源、時間、空間以及人力等消耗），并通過優化造型結構、標準化零部件以及簡化工藝難度等方式減少相應的能耗，提高生產效率。例如，如果能夠減少生產的工藝復雜度，則消耗的能量和管理難度都會降低，質量的安全隱患系數以及維修難度也會隨之降低。因此，設計師應盡量使用大批量生產的標準件而避免個性化生產的自制件，同時多方驗證產品結構的合理性，減少不必要的多余結構，這樣能夠簡化生產復雜度與材料使用，在精簡結構的同時不影響產品的造型與使用情景以滿足減少能量消耗和工作量并提高工作效率的生產需求。并在某件產品的設計與開發的過程中要遵循以下幾點“少量化”設計原則：一、精簡產品機構，減少功能過剩和材料濫用；二、提高生產效率，降低能源消耗，盡量選用太陽能、風能等可再生能源而非汽油等不可再生能源，保證在產品的整個生命周期循環中能耗的低耗高用；三、材料選取合理，營銷方式得當，在保證產品質量的前提下降低產品的成本；四、在產品的整個生命周期內使其對環境造成的影響最低。“再利用”設計原則也可理解為產品的零部件具備再次使用性（維修/替換），這就要求：一、產品在使用過程中其整體結構系統不易被破壞；二、對易于損壞的部件有可替換部件或可維護措施。例如黑色簽字筆的筆頭損壞后可以替換筆芯；手機摔落導致碎屏后可維修換屏，鍵盤的按鍵損壞之后，只需要替換掉該按鍵即可，而不至于整個鍵盤都得報廢處理等。“資源再生”設計原則著重強調的是產品報廢后的處理問題，能否回收再利用與產品部件的材料及回收工藝息息相關，這也對該產品的材料管理提出了一定的要求，例如具有有害物質的材料應與無害物質隔離分開放置；報廢后的產品應便于拆卸（非破壞式拆卸），將可用的部分回收，不可用的部分通過合理的方式處理，最大程度降低它對環境的影響度等。
三、產品的綠色設計方法
綠色設計作為一種設計思想指導理念，在現今能源消耗嚴重，環境日益惡化的大情境下，愈來愈多的設計師意識到產品的綠色設計的重要性，潛移默化地在自己的產品設計開發中遵循綠色設計的原則.綠色設計旨在引導設計師在設計產品時考慮到人類文明與自然生態環境之間的平衡點，旨在鼓勵設計師運用前端的技術以及不同于傳統的設計思維既保證了產品的商用價值又減少了其能源消耗，既滿足了人類生活需求又不破壞生態環境。這種綠色設計理念符合現代設計價值觀，符合可持續社會發展觀，符合現代用戶綠色生活的需求，是現代企業參與市場競爭的強大武器之一。
（一）材料的選擇
綠色設計理念講究在產品設計開發全過程中對環境無危害或少危害、保證開發者與使用者的安全和健康，而一件產品材料的選擇作為產品設計開發全過程中最早也是最重要的一環，它決定了產品在生產制造過程中產生各種物質如何解決的關鍵點。設計師應轉換傳統的選材思路，宏觀地把控各個設計階段，在設計的開始就要考慮到產品用料的環境性能以及其在不同工序下產生不同物質后的應對措施，盡量選取低耗能、可再生、少污染且報廢后便于回收利用或易于降解等材料。
（二）產品部件的可拆卸性設計
產品的可拆卸性設計是綠色設計理念應用于產品的結構設計中的一項重要體現，快速且無破壞性的拆卸產品部件，有利于保證易于損壞部件的可替換性以及提高損壞部件回收的高效性。產品的可拆卸性設計需要滿足以下幾點原則：1.以最短的時間拆卸產品。產品結構盡量簡化，采用簡易的固定結構，避免種類繁多的自制零件，盡量采用批量化的標準零件裝配，避免不同種類材料相互嵌套裝配等。2.易于操作。拆卸面方便抓取。3.減少破壞。產品各部件結合與拆散過程可逆，避免拆散零件會對自身造成損壞或者對其他零件做成損壞。4.減少零件種類。產品的設計開發過程中，盡量使用國家標準零件，并減少零部件種類，避免增加不必要的組裝難度，增加各零部件在配合上的和諧型與通用性。
（三）產品部件的回收性設計
產品部件的回收性設計是產品的綠色設計過程中必不可少的環節之一，其目的依然是通過產品設計時充分考慮產品零部件材料在報廢后的回收可能性、回收處理方式、回收費用等問題及相應處理方法達到節約材料、減少浪費、降低環境污染的作用，是少量化原則的體現之一。在綠色產品的回收設計中，可回收材料及其標志的設計、可回收工藝與方法的設計、可回收性經濟的評估以及可回收性產品部件的結構設計是主要的設計思路。現代設計中分類回收處理、以舊換新、鼓勵用戶循環利用等方式都算是面向產品的回收性設計手法。
（四）產品的綠色包裝設計
現代產品設計師的職責不同于傳統僅僅設計產品本身，從產品概念形成到生產制造再到銷售服務以及最后的報廢回收等各環節都在產品設計師的設計范疇內，產品的綠色包裝設計與設計產品時貫徹的綠色設計思想如出一轍，是基于對環境保護的角度，低耗高能，用最環保、最少量的材料包裝產品，表達出內部產品的主要信息。例如，同樣是飯盒，以前的飯盒隨意丟棄后無法降解，焚化處理更會產生嚴重的污染，而現在的飯盒不僅保證了其實用性還采用了便于降解和回收的環境友好型材料，一舉兩得，有更高的生態學效益以及商業價值。
（五）產品的綠色成本評估
綠色產品在評估成本時，不僅需要考慮其設計與開發、運輸、銷售等費用，還需要考慮到其產生污染物時相應的應對措施以及回收利用所消耗的工藝、人力物力等費用。因此，企業在進行產品的綠色設計時，應對設計的每個階段的成本做好量化分析，分析比對各種材料、加工制造方法等帶來的環境收益，使產品更加“綠色”，從而達到追求環境效益與商業價值共贏的目的。
四、結語
面對資源日益緊缺的今天，綠色設計響應可持續化生產發展道路，是現代設計發展的必然趨勢，設計師理應順應這種設計潮流，將綠色設計理念融入自己的專業設計中，對傳統設計的不合理之處加以改良設計，對當下產品的材料提出合理的建議與意見，既保證了產品設計的環境效益性又能夠帶給用戶更為舒適的使用感受，運用設計的力量平衡人與自然間的關系，為人們帶來更高質、更安全的未來。
作者:劉智 曾勇 單位:南京工業大學藝術設計學院
參考文獻：
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關鍵詞：功能論方法；產品設計；水壺；功能分析
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A文章編號：1673-0992（2011）04-0146-01
功能、物質技術條件和造型審美形式，是工業產品造型設計的三要素。如何在一定的物質技術條件下，合理地實現產品的物質功能及造型形式的創造構思，是產品造型設計的基本問題。以往的設計方法，主要從設計對象的實體結構系統出發，注意力集中在結構的合理性和可行性上，著重構思設計對象的硬件，所設計出的產品往往存在功能上的問題。而應用功能設計方法對產品進行功能分析，可以有效地解決此類問題。
一、功能論設計方法
功能論方法是將造物的功能或設計所追求的功能價值進行具體分析、綜合整理，以系統工程的方式制作功能系統圖，形成更為細致、完整、高效的結構構思設計，完成設計任務。功能論設計思想是從設計對象的功能系統出發，著重研究設計對象的軟件，通過功能系統的分析，找出相應的各種技術途徑。這樣有利于發揮各種不同技術途徑組合間的創造潛力，為達到設計目標打下科學的基礎。
二、功能論方法的內容
功能論方法的內容包括功能定義、功能整理、功能定量分析等方面。所謂功能定義，是針對所設計的產品及構成要素下定義，確定設計主旨，明確設計目標，找出實現功能的不同方式和手段。功能整理，是將產品中各部件的功能定義按照目的和手段順序進行系統化排列，制成可操作的、定量的“功能系統圖”，在功能系統圖的基礎上進行細化分析，即功能定量分析。
三、功能論方法在現代設計中的優點
功能論方法在現代設計中具有很多優點：一是功能論方法以產品的功能作為設計的核心，其設計構思以功能系統為主；二是它跳出了單一思維模式的桎梏，是一種推陳出新的創新設計方法；三是功能分析能有效的排除不必要的功能，從而降低功能成本，高效的實現產品價值；四是以功能為中心的設計方法，能最大限度的保障產品的實用性和可靠性；五是功能論方法融合了系統的思想。從功能出發，用系統工程、價值工程中的概念和方法，系統構建和分析設計對象物化的技術途徑和手段，有利于克服傳統設計方法中僅從產品結構和造型上進行設計的欠缺，使設計各功能要素之間結構更趨完善。因此，功能論方法實際上是系統論，即要求設計從系統的整體性、可分析性、相關性、功能性、統一性和動態性等方面去研究和分析設計對象的功能結構，按照功能邏輯體系而不是按結構實體去建構“功能技術矩陣”。
建構“功能技術矩陣”有如下幾個環節：
1.功能定義。設計的功能定義要準確、簡潔明了，盡量做到定性又定量，并切實了解實現這些功能所必備的條件、要求，建立在可行性的基礎上。
2.功能分類。有的設計功能有多種，按功能的重要性可分為基本功能、輔助功能等；按功能的性質又可分為物質功能與精神功能或者使用功能和品位功能；還可按照功能的內在聯系、用戶的要求等方面進行分類。
功能按性質的不同可以分為實用功能、審美功能、象征功能、社會功能、環境功能等；按重要程度可以分為基本功能和輔助功能，按對消費者的必要性可以分為必要功能和不必要功能。基本功能是指為達到設計對象的目的，發揮設計對象的效用所必不可少的功能，基本功能不同，設計對象的用途也就不同。輔助功能是為了更好地實現基本功能而添加的功能，它的作用相對于基本功能來說是次要的、輔的。
3.功能整理。從某個角度說，功能是設計師在設計時考慮得最多的因素，功能也是設計物審美的品質規范和主要造型語言。按設計物的重要程度，其功能可分為基本功能和輔助功能；按設計物的實際用途，可分為使用功能與審美功能；按用戶的經濟評價，又可分為必要功能與剩余功能。基本功能是用戶購買產品的原因和產品存在的條件。輔助功能是附加在產品上的二次功能，是實現基本功能的手段和方式。審美功能是產品的外觀造型、藝術魅力或情感價值。顯然，設計美的構成所要研究的功能重點是與產品附加值直接有關的輔助功能和審美功能。
四、功能論方法在設計中的體現
水壺是一種常見的家用器皿。水壺結構可分為壺蓋，壺體，壺嘴，水壺手柄。它主要用來燒開水，為用戶生活提供方便。隨著現代科學技術的發展，越來越多新穎別致造型簡潔美觀的功能水壺紛紛走入尋常百姓家，各種水壺的材質也日益精密化，不僅在內部結構及其制造技術方面更為成熟。而且在產品結構和功能設計上也更加注重。如德國設計師理查德.薩伯設計的阿萊西水壺曾風靡整個歐洲。它突破了傳統的機械化的設計，可以說是一個情趣化的設計，不僅設計構思巧妙，而且每一個部分的結構設計都非常科學，尤其是在工藝制作方面更高超的工藝水平，選擇耐腐蝕強、加工好的不銹鋼材料做壺體，由導熱性能好的紫銅包底，在實用上突破了我們經常用的鋁壺、鐵壺，不易生銹，而且把手在旁邊，呈雞冠形，并配有可產生EB音調的黃銅鳴笛，帶給人以音樂享受。壺嘴是別樣的形式，與傳統所用的水壺大有不同，這樣可防止被水蒸氣燙到。明亮的材質和簡潔新穎的造型，具有很強的時代特色，金屬的壺體、壺嘴和彩色樹脂提把，不僅結合得很完美，而且考慮到了對人的保護，完美的設計加上精良的工藝制作，使整個設計渾然一體，不愧為現代設計和技術有機結合的典范。
五、功能論思想及方法對產品設計的重要意義
1.確定了產品的功能問題在設計分析中的核心地位，設計構思以產品的功能系統為主線。
2.通過理性、直觀的功能系統分析，幫助設計師克服思維定勢和傳統觀念束縛，得到全新的設計思路。
3.通過產品功能分析，及時準確地發現并排除產品的不必要功能，降低產品成本，經濟地實現產品的價值。
4.以功能為中心的設計方法有助于實現產品良好的實用性和可靠性。
5.依靠功能分解認識功能與造型單元的關系，提供了一種思考產品造型單元組合方案的新思路。以系統化的思想為指導，提高了產品開發設計的效率，降低了開發成本。
六、結語
設計的最終目的是使產品更好地為人所用，它是人們為實現自身目的而使用的手段和方式，人是設計的根本和出發點。功能論方法的應用研究，一方面可以在較大的范圍內進行方案的組合、比較和優化，設計出能更好的為人所用的產品；另一方面，可以幫助設計師克服成見和慣例的約束，沖破已有的設計的框架，更好地發揮創造力，做出單靠直覺和經驗得不到的好的設計。這就要求設計師在設計之前要通過細致的調查分析，了解目標消費群體在上述范疇內的喜惡傾向，并依靠自身敏銳的感知力對產品功能和形式加以預測。從人對美的評價標準出發，通過對造型、材質、色彩的合理組合，給產品的使用者帶來審美的愉悅。
參考文獻：
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工業設計在現代企業在生產制造過程中占據重要地位，其設計質量高低直接影響到后續企業產品生產質量。相較于國外的工業設計研究，我國起步較晚，無論是在理論層面還是技術方面，均存在很大的不足和劣勢，尤其是在工業設計中產品概念設計，代表性的科研成果仍然缺少。由此看來，加強工業設計中產品的概念設計是十分有必要的，有助于賦予產品更為新鮮的元素，提升企業市場競爭力。本文主要就工業設計中產品概念設計進行分析，客觀闡述工業設計中產品概念設計要素以及設計方法，以求為后續理論研究和實踐工作開展提供參考價值。
關鍵詞：
工業設計；產品概念設計；設計方法；色彩因素；形態因素
現代科學技術的快速發展，大量先進技術逐漸廣泛應用在各個行業領域，對于工業產品設計而言，在一定程度上促使產品結構出現了根本性的變革。總的說來，工業產品設計主要是人們通過現代科學技術和理論知識，有意識地構思產品設計流程，其中包括人類活動的眾多領域內容。可以說，工業設計水平高低直接影響到一個地區或者國家市場競爭能力大小，具有較為深遠的意義。工業產品設計中產品概念設計需要設計師具備較高的專業素質以及設計經驗，能夠結合實際設計需求，將更多新鮮元素融入其中，設計出一個總體框架，在這個框架基礎上，運用專業知識以及加工工藝，賦予工業產品更深次的內涵和性能，以求更好地滿足消費者的個性化需求。
一、工業設計中產品概念設計概述
產品概念設計主要是指在明確任務目標后，通過一系列抽象化的功能結構，尋求適合的作用原理，尋求最為合理的設計方案，這一過程稱為概念設計[1]。而工業設計中產品概念設計是指從產品缺口到建立模型的過程中，不斷進行分析和整合，對模型進行創造性的評價。總的說來，工業設計中一方面包含了大量數值計算性的工作，諸如計算分析、繪圖以及填寫表格等，另一方面是概念設計工作，主要是創造產品設計具體方案。概念設計貫穿于產品設計的各個環節，從市場缺口、到產品定位的模糊前期再到結構設計以及功能設計。在產品設計早期階段，根據社會條件形成的市場需要和經濟技術條件確定產品的模糊前期（SET因素），形成產品開發的模糊概念和定性分析，根據前期定位將產品功能需求和設計思路進行細化和求解，將內容展現為大致的設計框架，組成框架的模塊和組件，來完成產品的設計方案。而設計師的概念設計貫穿整個過程，并對初步設計完成的設計方案進行造型構思，最后結合實際條件需求形成最終的設計方案。隨后，將設計完成的方案分配到具體設計中，對方案中具體細節進行推敲，在這個過程中，需要充分考慮設計者的創造能力，自身學科知識儲備以及設計經驗的豐富，以及是否能夠結合資料數據進行推理和決策，這樣才能創造出更符合消費者個性化的設計需求[2]。概念設計并非是簡單的傳統意義上的方案設計，其內涵更為廣泛、有深度，根據產品生命周期對產品功能進行創造、分解以及結構設計，是一個設計創造過程，同時也是一個實驗求解過程，從而滿足各項設計需求和指標，從多項設計方案中選擇最為合理的設計方案。概念設計過程中，設計人員需要具備較高的專業知識和設計經驗，能夠與時俱進采用更為先進的設計方法和商用運作知識，才能更為全面地應對消費者個性化的設計需求[3]。
二、工業設計中產品概念設計特性
其一，創新性。無論是工業產品設計還是其他產品設計，最突出的特點就是追求創新性，作為設計的核心要素，只有不斷地進行創新才能得到性能優良，更富有競爭力的工業產品，從多種設計方案中選擇一種最為合理的設計方案，吸收其他方案的優點，形成一種創新型設計方案[4]。其二，多樣性。工業設計中產品概念設計的多樣性特點主要表現在設計結果的多樣化，以及設計思路多樣化。根據設計事理學方法論，同一產品因其人、事、物、場的不同會形成不同的功能需求，因此在概念設計時會產生完全不同的設計思路，選擇的設計方法同樣存在明顯差異。諸如在椅子的設計中，室內椅、室外椅、交通工具座椅、咖啡館椅的設計概念會因椅子所處的環境和使用者的不同形成不同的解決思路。其三，層次性。對工業設計中的產品概念設計主要反映在功能、載體結構方面，產品的功能定義和功能分解反映在功能層，結構修改和變異作用在結構層，將兩種層面連接起來，從而形成產品的設計層次[5]。無論是功能層還是結構層，自身具有一定的層次關系，層層遞進，不同層次功能對應不同的層次結構。
三工業設計中產品概念設計的一般方法和設計因素
（一）工業設計中產品概念設計的一般方法產品概念設計時選擇合理的設計方法，對于設計價值提升有著較為突出的作用，同時也能夠體現出設計師自身的綜合設計能力。一般情況下，工業設計中產品概念設計方法主要包括以下幾個方面：其一，聯想法，在工業產品開發過程中，可以在原有產品性能以及技術基礎上進行聯想，構思新產品的功能和形態，從而完成工業產品設計，同樣可以在其他領域產品基礎上進行聯想，為工業產品設計提供構思基礎；其二，仿生學法，通過對自然界的感悟來尋求設計靈感，觀察某一種生物的結構和形態，將此類元素融入到工業產品設計中；其三，縮小和擴大法，將工業產品的局部設計點；其四，逆向思維法，設計師在設計過程中，主要是采用傳統設計思維，可以通過對逆向思考產品原有的順序或者設計方法，來獲得設計靈感；其五，類比法，就某種產品而言，一經推出，市場可能會出現眾多類似產品，通過對產品的設計比較，能夠發現其他產品中創新的思維和方法，完善自身，設計出更為新穎的工業產品[6]。
（二）工業設計中產品概念設計需要考慮的因素功能因素。工業產品概念設計時需要充分考慮到產品的功能，只有功能得到創新才能吸引更多的消費者。功能是產品的實質性要求，消費者購買的并非是產品本身，而是產品所提供的功能。所以，在產品設計時以產品功能因素為核心，進行優化設計，提供可行的功能設計方案。構成因素。產品概念設計需要考慮到產品構成要素，對這些構成要素進行分解和組合，取得最為優秀的產品，將其稱之為優化過程。設計師在對各種元素進行優化組合，結合實際工業產品設計需求，形成最為合理的設計方案。由此看來，對產品構成要素進行設計有助于實現產品的優化。形態因素。工業設計中產品概念設計過程中需要運用多種學科理論，涉及層面較廣，結合實際設計需求進行設計，總的說來，設計師在產品概念設計過程中需要協調不同形態因素之間的關系，合理配置形態因素和知識，實現產品形態最優。色彩因素[7]。作為產品構成中不可或缺的組成部分，色彩因素的合理搭配往往能夠帶給人們更為強烈的視覺沖擊，無形中影響著人們對于工業產品的客觀評價。在工業設計中產品概念設計時，充分考量色彩因素，結合實際設計需求進行配置，有助于借助色彩來刺激消費者內心感知，感悟工業產品設計中的內涵，同設計師產生靈魂的共鳴，直觀地感受到設計師想要通過工業產品來傳遞的思想和內容，為產品帶來附加值，激發消費者購買欲望，贏得消費者的青睞，提升產品經濟效益。
四、工業設計中產品概念設計
（一）概念設計階段工業設計中產品概念設計主要可以分為三個階段，其一是概念產生階段、選擇階段以及實現階段，其中概念的產生階段主要是指通過分析趨勢、創新技術、經濟條件等調研獲得產品開發方向，形成模糊的產品設計方向，將所有設計思路梳理清楚，明確有待解決的問題，合適的設計方法。對于其中存在的問題有針對性的提出解決方案，在眾多解決方案中選擇最優的解決方案，即概念設計方案。其二，概念選擇階段，確立評判標準，從眾多概念中選擇切實可行的方案，其主要選擇方式有外部決策、多數表決以及辯論等，在實際應用中較為切實有效[8]。其三。概念實現階段，將選擇出來的概念設計方案制作出模型或者實際產品，實現概念設計。
（二）概念設計關鍵點創造性思維。工業設計中產品概念設計中融入創造性思維是必不可少的，同時也是設計的靈魂關鍵，需要設計人員進行創造性思考，獲得創新。所以，應注重強化培養設計人員創造性思維能力，不斷完善自身專業設計能力和工作經驗，將邏輯思維和形象思維巧妙結合在一起，創造出更為新穎獨特的工業產品[9]。技術創新。在工業設計中產品概念設計中，技術創新具有至關重要的作用，其本質就是挖掘新鮮事物，提出更為新穎的設計理念，但是在多數情況下設計的產品無法滿足人們日益增長的需求。技術創新是知識的積累和靈感的勃發，單一的技術創新并不具備實際應用價值，只有將創新技術實際應用在產品設計中，這種技術突破性創新才富有實際意義，提升產品經濟效益。應用虛擬現實技術。虛擬現實技術應用在工業產品概念設計中，有助于概念設計更好而滿足市場需求，趨于市場化發展。為了能夠更好地滿足市場需求，虛擬現實技術能夠為工業產品概念設計帶來更大優勢，當消費者面對一種虛擬的富有故事情境的產品，能夠帶給消費者一種直觀的互動感受，加強設計師同消費者之間的共鳴，帶來別樣的感受。此外，這樣的產品設計能夠大大降低市場風險，為企業決策人提供更好的發展依據，提升市場競爭力。
五、結論
工業設計中產品概念設計并非是針對某一種產品的創新和完善，旨在將全新的生活方式和訴求帶給消費者，吸收更多新鮮元素融入其中，促使工業產品更為貼近人們的日常生活。所以，工業產品設計師應敢于創新，借助巧妙的設計方法，更好的迎合市場需要，提升企業市場競爭力，謀求更長遠的發展。
參考文獻
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笑話終究是笑話，內容也有些無厘頭，但不少掛鉤金價的結構性理財，銀行往往會推出兩款走勢完全相反的產品，讓投資者自行判斷。于是，笑話中咬傷手指的危險場景也頻頻重演，讓投資者在左右為難中無奈做出一次又一次艱難的選擇。
看走眼的無奈
2012年年初，黃金走勢迎來一輪小牛市，受到產品結構設計和對黃金走勢的判斷，不少結構性產品未必能夠真正分享黃金盛宴。2013年1月24日到期的招商銀行“焦點聯動系列之黃金表現聯動（看漲）理財計劃”（產品代碼：104031），其到期還本付息公告稱，按產品說明書相關條款的約定，該理財計劃每單位（10000元/單位）實際收益率為年化3%。
年化3%的收益率，加上理財產品在存續期內無法贖回的流動性約束，使得這款產品的性價比還不如大部分普通的貨幣基金。具體來看，這款產品的認購期為2012年10月18～23日，成立日為2012年10月24日，到期日為2013年1月24日。該產品的黃金期初價格是指2012年10月24日倫敦金銀市場協會黃金現貨上午定盤價，黃金期末價格是指2013年1月22日倫敦金銀市場協會黃金現貨上午定盤價。如該產品到期日黃金期末價格高于期初價格，理財收益率為年化5.3%；而產品到期日的黃金期末價格如低于或等于期初價格，理財收益率為年化3%。
受歐債危機和美國經濟形勢變化的影響，國際現貨金價在2012年2月份達到1790美元/盎司附近后就震蕩回落，一度跌到1527美元/盎司。不幸的是，不少銀行在設計產品時，大多表現得較樂觀，很多理財產品在掛鉤時選擇了看多，導致出現判斷失誤。在投資相關和價格區間聯動的產品時，首先應了解產品的設計結構，不能只看收益率，至少要搞清產品對掛鉤產品走勢是看跌還是看漲，然后再結合市場的看法來進行判斷。
“對沖”的另類應用
針對收益率由掛鉤產品價格區間決定的理財產品，投資者不妨進行一番另類的“對沖”計算。以招商銀行“焦點聯動系列之黃金表現聯動（看跌）理財計劃”（產品代碼：104030）為例，該產品的到期還本付息公告稱，產品于2013年1月16日到期，按產品說明書相關條款約定，每單位（1萬元/單位）實際收益率為年化5%。該產品的認購期為2012年10月10～15日，成立日為2012年10月16日，到期日為2013年1月16日。該產品的黃金期初價格是指2012年10月16日倫敦金銀市場協會黃金現貨上午定盤價，期末價格是指2013年1月14日倫敦金銀市場協會黃金現貨上午定盤價。如該產品到期日的黃金期末價格如低于期初價格，理財收益率為年化5%，而產品到期日的黃金期末價格如高于或等于期初價格，理財收益率為年化3%。
投資者有足夠的資金量，不妨各購買一個單位的兩款掛鉤標的相同且時間相同的產品，用對沖的另類思維來獲得一個相對穩健的收益。掛鉤黃金的價格區間無非是期末價格高于、低于和等于期初價格3種情況。假設兩款各購買了一個單位的產品，當期末價格高于期初價格時，一款看漲產品可獲得年化5%的收益率，另一款看跌的產品可獲得年化3%的收益率；當期末價格低于期初價格時，一款看跌產品可獲得年化5%的收益率，另一款看漲的產品可獲得年化3%的收益率；最壞的情況是期末價格等于期初價格時，兩款產品均可獲得年化3%的收益率。從概率而言，出現期末價格等于期初價格的最壞的情況，其概率較之存在價格區間的概率會低很多，在一定程度上降低了風險，如下表所示。
如果投資者通過對沖的方法，最高收益率也僅為年化4%，且不能提前贖回，不如轉投貨幣基金，畢竟兩者的流動性是天壤之別。進取型的投資者單邊看漲或看跌，在這場黃金博弈中獲得了年化5%的收益率，從損失的流動性來看，也并非上佳之舉。
小心駛得萬年船
面對走向判斷截然相反的產品，既然可用另類的對沖思路去操作，不禁想反問銀行為何要發行這些產品？如果普通投資者能夠預測漲跌，還有必要請銀行的專業團隊來投資嗎？一些投資者也表示，銀行發行這類矛盾對立的產品，自身就站在完全中立的位置，而且按理財計劃，無論投資者的收益如何，銀行均會“旱澇保收”地收取年化0.30%的銷售費用。
此前也曾有銀行針對外匯、指數等標的發行過矛盾對立的產品，雖然表面上為看多和看空標的市場的投資者提供了可選擇的產品，但卻存在規避責任的嫌疑，難以體現出其專業的投資管理能力。
這時，“小心駛得萬年船”的古話再次成為了投資者的圭臬。黃金類銀行理財產品其設計的收益結構大致分為看漲型、看跌型及區間型等。目前不少掛鉤黃金的理財產品中，大多數產品都單方面看多或看空金價，在選擇看多還是看空黃金的理財產品時，投資者自身需對黃金的走勢有一定的判斷。在選擇針對價格區間的產品時，投資者更需提防避開類似對賭協議的處境，因為如果黃金價格波動得厲害，無論是上漲或是下跌，只要超過了預期區間，收益也不會好。
目前，掛鉤黃金的結構性產品收益主要取決于兩個方面，一個是標的物，即黃金的市場走向；另一個是產品的設計結構。此外，黃金產品的掛鉤標的主要包括3種，即銀行間電子交易系統（EBS）公布的黃金兌美元成交價、倫敦黃金市場下午定價盤價格和路透公布的每盎司黃金買入價格。應盡量選擇掛鉤倫敦金價的理財產品，該價格相對較公開，且認可度和普及度較高，市場上的實物金等黃金投資的產品都在此基礎上進行調整，且查看也較方便。
【 關鍵詞 】 BOM多視圖；父子項兩級結構；模塊化；配置化管理；制造BOM
【 文獻標志碼 】 A
1 前言
近年來國內汽車產業迅速發展，民眾對汽車的需求日益旺盛，需求變化更為頻繁、個性化定制漸成趨勢，因此汽車企業需要高效、快捷、柔性的生產。汽車零部件企業作為整車企業的供應商，必須緊密配合整車裝配需求，因此汽車零部件企業需要提高生產效率，在加快產品研發速度的同時，更需要進行信息化的建設和改進。
目前大多數汽車零部件企業的BOM系統只是最頂層基于研發技術領域應用，面對實際生產、采購、銷售、質量、制造加工等過程得不到實際的應用效果，甚至多數企業啟用多套BOM系統數據同時運行以應對不同業務的需求，從而導致基礎數據維護繁瑣和數據不同步、不及時。本文調研分析汽車零部件企業生產制造管理問題的基礎上，設計開發出一個標準化、模塊化、多視圖應用的產品全生命周期的BOM系統，保證了各業務數據流的一致性和統一性，提高了汽車零部件企業的信息化管理水平和生產效率。
2 汽車零部件企業生產制造管理問題分析
汽車零部件企業在生產制造過程中既有零件的機加工，同時也涉及到合件、分總成、總成等零部件的裝配，且生產制造過程需要研發、采購、銷售等相關業務領域的密切配合，因此相對于整車裝配企業，其生產制造更為復雜，管理要求也更高。汽車零部件企業在生產制造管理方面常有幾種問題。
1）企業由于基礎數據落后導致生產計劃安排不均衡，生產的零部件配套情況不好，產品的生產制造周期耗時過長，使得庫存增多。
2）企業在生產過程中，企業的采購、庫存及生產各環節沒有較好地配合，零件不能準時供應或者供應不夠充分、客戶的需求也常常不斷地發生變化，這些都會導致生產計劃頻繁的變動，大量的產品加工不能有序高效的進行，加大了采購部門的壓力，造成生產線斷斷續續甚至停產。
3）企業在銷售和售后服務過程中，沒有完善的BOM數據平臺，不能及時便捷的查詢產品數據結構，無法得到準確的備件清單。售后服務不能查詢BOM數據的歷史版本信息，無法準確的追溯產品的質量問題原因。
4）由于沒有完善的基礎數據管理，采購、生產、制造、銷售嚴重信息滯后、財務無法準確的進行產品收益性分析、生產加工和裝配環節無法進行準確的投入產出分析、制造部門不能合理的安排工藝流程和布局。
3 BOM系統的設計與開發
3.1 系統需求分析
根據汽車零部件制造過程的特點，系統主要用于產品BOM基礎數據的維護和各業務領域的應用。用戶需要實現統一的數據平臺，數據需集中處理，以實現汽車零部件基礎數據共享。滿足工作流的設計，同時包含完成設計、試制、準備、生產全流程的數據貫通。為各業務部門提供準確的產品信息，并提供對業務部門需求的技術支撐，覆蓋全價值鏈業務。能集成管控產品生命周期全過程的、實現多形態產品視圖的和產品結構的虛擬化開發。實現產品特性分類和零部件功能分組技術，提高零件的通用性和標準化，降低成本。
系統需實現BOM系統的標準化和模塊化，即要求技術領域中產品設計的標準化、采用更多的通用件、標準件進行設計、并數據實現共享、增強產品的靈活性和配套率，其制造和生產、采購環節使用統一的BOM數據源，設計標準的業務和系統流程、提高生產制造效率，減少不必要的重復工作、減少出錯率。
系統需實現BOM系統的多視圖、全生命周期，即在研發領域的BOM數據基礎上，加入工藝路線、裝配工藝、工藝文檔、供應商、工時信息、價格信息、有效期、版本等數據信息，就能演化為面向制造、采購、生產、銷售、財務、售后、裝配等業務的BOM。
系統需實現產品BOM的可配置管理，即為企業搭建統一的產品配置選用平臺、以模塊化的思路進行產品設計、對所有基準產品、選配裝置、模塊化庫及配置進行統一管理，以滿足訂單的需求變化、縮短產品設計周期。
3.2 系統業務流程分析
從設計BOM到各業務領域應用，系統分層次構建，以達到不同業務的需求，實現統一數據源，不同數據視圖的要求，圖1為BOM數據的業務流程圖。
業務從設計階段開始，研發人員根據產品設計文件和圖紙信息維護設計BOM的相關數據，經審核后，由制作部門維護工藝流程和工藝數據，制定內外制路線、維護加工工時數據、工藝文檔數據、工裝要求、生產線等信息，制造BOM信息、工藝更改信息等。生產、采購、車間、銷售、財務等業務部門就能根據制造BOM信息維護各自數據和應用此基礎數據生成其他所需數據，以滿足業務具體需求。
3.3 系統數據流程分析
根據系統業務流程分析，制作出系統的數據流程，即按以下方式進行。
系統按功能層、基礎應用層、數據模型操作層、以及數據資源層四個層次進行設計。其中功能層包含如BOM數據的分類、維護、打印、流程管理等。基礎應用層即可生成各類報表數據，工作流設計和消息的提醒等。數據模型操作層實現產品數據及文檔的導入和更改、模板的設計等。數據資源層實現數據的訪問和文件系統的查詢和下載。
3.4 系統實現的功能清單
系統可以實現幾種功能。
1）設計操作工作空間的模塊，使用戶可以獲取企業公共的資源信息，進行與個人相關的數據的組織，傳遞工作數據和工作流程、工作任務、工作消息等。
2）實現圖文檔管理，支持文檔的導入和導出、文檔的在線修改和版本控制、文檔的快速查詢和檢索。
3）BOM數據結構維護管理，實現產品結構的創建和編輯，支持導入和導出，并能靈活的搜索產品結構和零件清單，以及零件回歸查詢到相應零部件總成。實現多個BOM數據的比較和引用，統計差異信息。按定制的標準模板輸出各種統計報表。根據BOM的有效期間或版本，能展示出相應期間的有效數據結構。
4）對系統的各類文檔文件進行查詢，實現各種數據對象的打印輸出。
5）基礎數據的編碼和分類管理，如各類零件代號、人員代號、車間代號、工藝代號等編碼管理。按照零件的工藝性、特征、分類對企業自制件、通用件、標準件、替代件、外協件進行有效管理。
6）流程定制管理，對工作流進行定制設計和動態控制，實現數據的編輯、審批、，對工作過程進行管理和控制。
7）其他業務的BOM應用與接口，需要實現從設計BOM到制造BOM，再到生產、銷售、采購、財務的BOM應用。
3.5 變速箱BOM數據維護的應用視圖
設計開發出的BOM系統在汽車變速箱企業得到了應用，圖2為開發的變速箱BOM信息系統的數據維護模塊，主要是以產品為核心的基礎數據的結構化展開。
4 系統在各業務領域的應用分析
BOM系統可以在汽車零部件企業研發、制造、生產、采購、裝配、財務、銷售和售后各業務領域擴展和應用，如圖3所示。
4.1 研發領域的應用
研發領域的BOM即設計BOM，是研發設計階段構建的產品功能結構，由設計人員負責輸入和維護，包含零件的件號、圖號、零件名稱、數量、材料、規格、加工要求、分類、有效期間、狀態、備注等信息。采用父子項兩級結構方式構建，進行標準化設計和模塊化管理。通過有效期管理BOM版本，實現同一產品的不同版本或不同產品結構的單層和多層比較及相互引用和替換。引入BOM的狀態管理能實現BOM的試制、準備、正式投產的管理。
4.2 制造領域的應用
制造領域的BOM在設計BOM的基礎上，根據制造、裝配工藝和生產加工要求，添加了工藝要求、工藝路線、工藝裝配、工藝圖文檔、加工時間、材料工裝要求等信息。制造BOM是將設計BOM的數據有效地應用到其他業務領域的中間環節，是在設計BOM基礎上的進一步擴充，能夠按照工藝流程實現業務模型的深度融合，實現工藝與設計的信息共享與工作協同，實現工藝更改通知發放車間、現場生產加工和裝配工藝指導等。
4.3 生產領域的應用
生產領域的BOM即生產BOM，是各類生產計劃引用的基礎數據，是在制造BOM基礎上維護零件加工的生產車間信息、保管員等信息，根據制造BOM和總成生產計劃、備件計劃等，通過MRP物料拆解運算，確定所需的物料清單和零件每道工序的開始日期、完工日期、庫房保管員信息等，即實現備料計劃、車間生產計劃、外委加工計劃等數據的系統自動生成。
4.4 采購領域的應用
采購領域的BOM即采購BOM，是采購部門在BOM數據基礎上維護供應商信息、采購比例、毛坯共用數據等信息，根據庫存數據和總成生產計劃進行物料拆解，生成零件的采購計劃。
4.5 裝配領域的應用
裝配領域的BOM即裝配BOM，根據制造BOM的裝配路線信息，計算出裝配工藝所需的零件或合件的裝配清單，如零件信息、裝配工位、裝配總成、分總成清單，并按照裝配BOM來指導裝配工作。
4.6 財務領域的應用
財務領域的BOM即成本BOM，是在制造BOM的基礎上，加入零部件價格、加工工時和生產折當量、價格等，生成總成的成本價格，再根據銷售情況計算出產品的品種收益情況，指導銷售和生產，獲取最大的產品利潤。
4.7 銷售和售后領域的應用
此業務領域主要是一個數據的共享和查詢，指導營銷和售后服務管理。建立B/S的BOM系統平臺，提供銷售備件的數據清單。同時客戶能通過平臺查詢零部件的相關信息，還可實現客戶對產品配置化管理以滿足個性化的需求。根據產品BOM的有效期間和生產批次，售后人員能追溯產品的質量問題原因，如生產加工的質量問題或采購供應商的質量問題等。
5 結束語
BOM系統對汽車零部件企業的意義重大，設計開發出的標準化、模塊化、多視圖應用的產品全生命周期的BOM系統可廣泛應用于汽車零部件企業各個業務部門，提高生產效率和管理水平。
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[關鍵詞]廚房；小家電；體驗性設計；內涵；方法
中圖分類號：TU758.7 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）26-0264-01
廚房小家電產品一方面在人們現代生活當中扮演重要角色，并且普及程度越來越高，廚房小家電生產企業也不斷增多，導致行業競爭日益激烈。廚房小家電的產品種類越來越豐富，并且功能日益完善，在這一形勢下，通過改善產品設計，提高小家電產品的體驗，才能夠幫助企業提高廚房小家電產品的市場競爭力。
一、體驗性設計概述
體驗設計在西方發達國家已經得到廣泛的應用，很多著名設計公司例如美國IDEO以及ZIBA公司等，都高度重視產品體驗設計。通過運用體驗設計方法，可以拉近使用者以及產品間的關系[1]。一方面產品的優越性能可以輔助人們進行各項工作，從而成為人們工作生活當中的重要組成部分，另一方面在使用產品過程當中，容易得到優秀的體驗，從而拉近產品與人之間的距離，這也是產品體驗設計最為主要的目的。
體驗設計主要有以下幾個方面的特點。第一是人性化的特點[2]。體驗設計將用戶作為中心，特別突出產品的使用體驗，關注用戶身體感覺，進一步推動人性化設計的發展。人性化設計在體驗設計當中表現在以下方面，例如更加重視產品的趣味性以及產品的精神文化需求，更強調產品造型形式要適合人體結構。第二是互動參與性的特點[3]。任何體驗都是人與產品之間互動的結果，完美的產品體驗一方面來自設計人員，另一方面也需要滿足使用者要求才可以實現。體驗設計可以說是設計人員同消費者之間的良性互動。第三是高科技性的特點。體驗設計可以說是伴隨技術發展而出現的，高度發達的技術以及網絡為產品體驗設計的出現以及快速發展提供條件。
二、廚房小家電產品體驗性設計的內涵
第一，功能體驗。廚房小家電有著各種各樣的用途，作為實用性的生活產品，要想發揮生活助手的價值，首先就需要具備合理完善的功能以及結構，并且通過優良的結構設計以及功能設計給用戶帶來理想的操作體驗。例如小家電產品的界面設計應當清晰易懂[4]，并且在每項操作結束之后要為用戶提供明確及時的反饋信息，從而幫助用戶順利完成操作，用戶從這樣的小家電產品當中可以體會到操控產品以及同產品互動的樂趣，從而帶來積極的功能體驗。
第二，感受體驗。廚房小家電同大家電比較而言有著更多的形式自由度，因此在日常生活當中，用戶對小家電的外觀形態往往有著更高要求，尤其是青年群體更加重視小家電產品外觀形態[5]。很多消費者通常會通過小家電產品的外觀形態所表達的象征意義感受理解產品，從而獲得相關聯想并領會產品設計。例如飛利浦公司在設計octopus烤肉架的過程當中，就使用UFO特征形態，從而讓用戶在使用的過程當中可以得到更加新奇的感受[6]。
第三，參與體驗。廚房小家電作為人們生活的重要助手，用戶在使用的過程當中才能實現產品的設計價值，同時能借小家電產品的使用獲得美好體驗。廚房小家電的參與體驗來自以下兩方面。一方面是用戶操控廚房小家電完成烹飪以及食品加工活動，從而獲得相應的成果，并且帶來成就感方面的體驗。另一方面是廚房小家電通過靈活設計，讓不同用戶在使用過程當中得到不同的體驗，從而讓用戶從小家電產品的使用過程當中可以得到更高層次參與體驗，而非純粹的常規操作，這種主動參與的使用體驗更能夠吸引用戶的興趣。
三、廚房小家電產品體驗性設計的方法
第一，事理分析設計法。事理分析設計方法強調廚房小家電產品在使用過程當中的設計，讓設計的使用流程可以滿足用戶的需要，并且各個元素間的關系要協調。例如設計電磁爐的過程當中，要是在設計的時候設計人員只是從市場上已有的各種電磁爐的功能結構、外觀造型以及內部原理等方面考慮，就無法在設計環節實現突破，而設計人員從設計烹飪的角度去思考問題進行設計，思考不同用戶群體以及不同用戶群體的廚房環境、生活狀況、烹飪目的以及飲食習慣，甚至想象觀察這些用戶群體烹飪過程當中的動作細節，都可以觸發設計人員的靈感，讓設計人員可以獲得更豐富的設計思路，有利于設計出更加富有針對性并且用戶體驗更好的產品，甚至設計出新型的烹飪方式。因此在廚房小家電的產品設計前需要設計人員全方面調查產品的用戶、行為方式、廚房環境以及使用過程當中可能出現的感受等等，并且根據調查結果來做出系統的設計構思，進而為小家電產品的設計細節來提供原則指導。
第二，情境分析設計法。情境分析設計方法的目的是用故事的方式虛擬用戶與廚房小家電產品的互動場景，從而分析用戶群體在廚房這一使用環境當中的需求，或者是暢想未來的廚房環境當中可能出現的小家電產品種類。情境設定能夠讓設計人員更好理解小家電產品特征，同時可以輔助完成小家電產品的細節推敲以及市場策劃。通過使用情境分析的設計方法可以讓廚房小家電產品設計人員擁有更多想象和思考的空間。情境分析的方法可以作為產品設計構思的入手點，有利于設計人員打開思路并且理清設計的步驟，掌握小家電產品體驗性設計的方向，引導他們從抽象階段逐漸走向具體的細節設計。情境分析設計方法自身無法作為單獨的設計理論，而是需要建立在已有工業設計的方法上，綜合使用形態組構、系統設計以及信息設計等方法體系來完成廚房小家電產品的體驗性設計。
第三，智能化設計法。廚房小家電產品即將進入到智能化以及網絡化的時代。智能小家電的設計需要將計算機技術以及信息技術等應用到產品功能設計的過程當中，從而提高小家電產品的使用體驗。網絡化時代背景下，廚房小家電能夠基于物聯網來組建智能家居系統，用戶通過家庭物聯網能夠完成對家庭當中廚房小家電產品的遠程控制功能。小家電產品借助于物聯網實現整合設計，從而成為五聯網的一個子系統，其中的各個產品能夠實現信息交互，例如在白領下班之前，能夠通過網絡進入物聯網，從而遠程控制電燉鍋以及電飯煲等產品，并且根據冰箱識別的食品儲存決定采購內容，同時電磁爐可以智能下載菜譜，便于用戶烹飪過程當中查閱，烹飪的過程當中也可以根據參數來智能調整火力。除此之外，小家電產品還能夠為用戶提供交互界面，升級擴展硬件功能，從而提高產品使用的體驗。
綜上所述，目前廚房小家電在產品設計方面存在著嚴重的雷同問題，要想保證廚房小家電可以滿足消費者精神需求，就需要高度重視體驗設計，并將體驗設計理論真正運用到產品設計過程當中，在設計過程當中突出用戶核心位置，從而提高產品的用戶體驗，增強廚房小家電產品的市場競爭力。
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