机械原理高级篇1章 产品设计.ppt

产品设计是将创新构思转化为有竞争力的产品的一个创新过程。因此，设计是产品的生命，也是产品制造的前提和基础。 现代产品设计是一个多学科相交融的综合性学科。所谓设计，是指根据使用要求确定产品应具备的功能，构思产品的工作原理、总体布局、运动方式、力和能量的传递、结构形式、产品形状，以及色彩、材质、工艺、人机工程等事项，并转化为工程描述(图纸、设计文件等)，以此作为制造的依据。 一般情况下，一个产品的设计要经历如下环节 (1) 需求分析和可行性研究。通过市场调研分析用户的需求，进行产品开发的可行性研究与分析。 (2) 概念设计。在需求分析和可行性研究的基础上，确定产品应具备的功能，进行方案的构思、分析和论证，确定一组可行的原理性方案。概念设计主要包括功能设计、原理设计、形状设计、布局设计和人机工程设计等。 (3) 初步设计。从原理性方案中选择优化方案，进行初步的总体设计，确定各部件的基本结构、形状以及协调尺寸，建立相应的数学模型，进行主要设计参数的分析计算与优化。 (4) 详细设计。确定设计对象的细节结构，进行详细的总体设计和零、部件设计，完成产品的工程描述。 (5) 试制与测试。完成产品的样机生产及有关测试项目，并进行设计反馈与修改。 (6) 设计定型。完成产品设计定型的各种技术文件，投入批量生产。 (7) 设计完善。根据产品投入市场后的用户意见和批量生产中的问题反馈，对产品不断进行设计完善和修改。 现代产品设计强调全生命周期设计 即产品设计是一个“设计-评价-再设计”的反复迭代过程。在产品的整个生命周期中，设计定型并不意味着设计工作的结束，只要产品还在生产和销售，就必将反馈大量的用户信息和生产制造信息，并要求对产品不断进行修改。因此，设计贯穿于产品的整个生命周期。现代产品应采用现代设计方法进行设计，并应是面向产品的开发和创新。 以现代工业产品为例，产品已由传统的机械产品向机电一体化产品、信息电子产品发展，技术含量大为增加；产品的功能已不再是消费者决定是否购买该产品的惟一因素，产品的创新性、宜人性、环保性(绿色设计)以及外观造型等因素越来越受到重视，并逐渐在竞争中占据重要地位。 但长期以来，我国的制造业主要是面向加工，产品的开发和应变能力较差，从而造成了产品品种单一，市场竞争能力较弱的局面。 随着中国经济与世界经济的全面接轨，尤其在中国加入WTO以后，国内企业面临巨大的挑战，产品研发能力的高低有可能决定企业能否继续生存下去。因此，现代产品应采用现代设计方法进行产品设计，以提高设计效率、缩短设计周期、加速产品的更新换代，并增强产品的市场竞争力，产品设计是一个创造性思维和反复迭代的寻优过程。 作为现代产品设计方法及手段的综合体现，计算机辅助设计技术在产品设计中发挥了重要的作用。 最近几年，世界市场发生了重大的变化，已经从传统的相对稳定型市场演变成动态多变型市场。同行业之间、跨行业之间的竞争非常激烈，主要表现有以下几个方面： 1) 产品生命周期缩短 现代科技以日新月异的速度发展，新产品层出不穷。产品的市场寿命（一个产品从投放市场到被市场淘汰所经历的时间）大大缩短。例如50％电子产品的市场寿命为四年，而家用电器的市场寿命已缩短到一年左右。顺应客户需求的变化，迅速作出反应，已经成为压倒一切的竞争因素。 ２) 用户需求多样化 用户需求的多样化和个性化已经逐渐成为世界的潮流，而这一潮流又对企业造成了新的压力。可以预见，制造业的竞争将是围绕着以知识为基础的新产品的竞争。为此，企业必须大力发展新产品开发能力，才能在竞争中得以生存和发展。 ３) 大市场和大竞争 世界市场变得越来越开放。随着计算机技术的迅速发展和信息高速公路的建立，使得全球性的集成制造有了实现的可能。全球性的集成制造可以使各种资源得到更充分的利用，并显著缩短原料和产品的运输距离以及产品的交货期。新世纪的经济是无国界经济，跨国经济将成为新世纪的主导经济。 4) 交货期成为主要的竞争因素 当今企业间竞争的主要推动力是时间。产品成本和质量当然仍是竞争的重要因素，但是以时间为基准的竞争将是一个突出的特点，与此相适应的企业制造战略主要是在最短的时间内开发和生产出市场需要的新产品，交货期成了企业最关心的事情。能否更快、更好、以更低的成本制造出新的产品投放市场，将是制造企业生存和发展的关键。时间已经成为决定竞争胜负的最关键因素，市场占有率的很大比例属于产品首先上市的企业。 ５) 多品种小批量生产比例增大 越来越多的企业发现单靠一、两种产品立足于市场竞争风险很大。所以较多采用了多品种小批量的生产方式，以便当一种产品在市场上没有销路时，另外产品可以使企业继续生存和发展。目前，多品种小批量生产的制造企业的比重已达80%以上，并在继续增加。