（设计艺术学专业论文）基于价值工程理论的直板手机设计与制造研究.pdf

南京理工大学硕士学 位论文墓于价值工程理论的直板手机设计与制 造研究 冉 b s ti认ct bth e pr 以 加 ctdesi gnpr oces s ， we n e edd i 月 七 “ 泊 t d 留 i gnco n c ep t asw e dasthe m e th ed acc0 r d in g tothe d i ffer en t psoductl oc allza ti ontoinstruct此 环 川u ctd ev el 叩双 挂 ” t . the v ai ueen gi n e e 。 刀 g has a 仕 e a d y obta in eda q ul te玩 g n 活 u l t asa g 即e 口 l meth odo l o gyasw eu asth e n 笼 叹 旧 9 曰 m e n t inin s tl ” c ting the p rodu ctd e v e 1 o p m ent b ythe ent 呷ri s e . itm 眨 ul y con c e n 。 习 t esins ee k in g the b es t c 0 n es p ond ing alloc a 让 沮p r oi 扣 ni onbe tween t h e 加 n ction and th e costin山 e pr oduct 卯而nnan ce恤t o ry ， toob面n the gr ea t ec ono n 止 c e ffi d ency 胡d th e s o 面 ale ffid .cy勿asfar aspes s ib les m a 1 州沈 . the v 咖e engin。 笼 m g th e o ryism 越 川 y u sed for the ce n p h o n e d esignand manu五 k tu 理in 而s th es isthe 代 l a ti o n ship b e 幻 四 een th e v ario u s p a rt s c o st and th e ce ll p h o n e v al u e i s fo u n d 公 甘 。 u ghth e res“ 江 c hofth e ce 】 】 p h o n e o u 。 刀 ard 即 pe 份 ancerelevant l l 列orc o m p one n ts selec ti on， c ra ftan dp d ce sy s t o m . s unu l taneou s ly， itisposs ib lett 以 t the i n fl u enceof cellpbone o u twar d a p 伴 知 邀 i cew j ll b r ikthe u n l l ta t i o n b e 。 刃 e eniis加 刀 ctionand th e c ost; th enthe e x t e n si onrese a r c h w illbeu se fu 1 for iind o utth e d e 丘 ni tere 】 涌。 蟹址 p b e tween the coatad d v al ueofc e u p h one. the 以 川 p h o n e ove . 口姗。 g e iscon s d tu 囚 b y itso u 幻 胃 ard app e 别 门 叮 沈m 团eling， 住 . t erial q u a l ty ， cofor and p ro c es sing c 口 氏h侃s th es is ， b y th e studyofm o b ilep h o nein dus try dev el opm ent pr 0 o 改 粥 asw ellasa b o v e relev ancetoce l phone ou橄cove n n g ， k e y b o 别 心 ， 5 。 比 思 n n 以 t 已 ri aiq llal j ty ， the anal y sisofp n 洲 洲 粥 5 也 g c ra f t and p 五 ees ys t e n l ， the k e y poin t w 拓 cha ffec ts itsv al u e 几 以 亩 斤 活 ts isfoundan d th e co俄s pon ding v al o e a p 户 邀 刘吕 y s teln is es tabli sh ed. r 。 目y ， anes s ent i田meth odfor c el 1 p honeoutward app ea ra ll c e d esign， s ul table 兹 以 住 的 al 胡 d c ra ft ch饭 ceb as edonthe v al ueengine eringth ought is fo n 刀 e d ， w hi chcan be u s 比to此tructth e c e l l p h one d esign k e 卿o r d s:丫 油 】 ue 侧肠t e d al c r 盆 rt e n g l 刀e e 们 田 嗯c el l pbo n e d es妙 and n . 旧 u 加引 比 理 e 、 乞 】 ue a p p r a 愁 旧 1 声明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本 学位论文中，除了 加以标注和致谢的部分外，不包含其他人己经发表或 公布过的 研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使 用过的 材料。与我一同工作的同 事对本学位论文做出的贡献均已 在论文 中作了明确的说明。 研 究 生 签 名 : .鱼鳗连一 2 刃 年 7 月之 日 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电 子和纸质文档，可以 借阅 或 上网公布本学位论文的部分或全部内 容， 可以向 有关部门或机构送交并 授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内 容。对于保密 论文， 按保密的有关规定和程序处理。 研 究 生 签 名 : 多 翘许乡 如 7 年7 月 了日 南京理工大学硕士学位论文 基于价值工 程理论的直板手 机设计与制 造研究 但如果想保持这种关系， 她的 个性和内 涵就显得至关重要。 纵观中国 手机设计的发展 历程，曾 有一段时间国 产手机凭借其外观丰富多彩的 造型 赢得了 用户的青睐， 然而， 在很短的 一段时间内， 就因其飞快地淘汰速度和粗糙的 质感和质量而自 毁长城。 手机 作为当 今人与人之间联系和交流的以 及个人娱乐的 载体， 受到的 关注程度越来越高。 每当 某品 牌发布其新款手机， 对于其外观造型、 详细功能、 结 构尺寸会尽可能多地渲 染， 各种评测也就随之而来， 对于手机的 研究可以 说也达到了 很高的 水平。 然而正如 在 产 品 设 计 中id和结 构 工 程 师 的 分 离 ， 各 种 对 手 机 所 进 行 的 研 究 也 是 严 重 脱 节的 ， 软件和硬件之间的 研究是分开的， 材质和结构功能 研究也是分开的， 然而从产品设计 的角度来讲， 材质和结构的 关系是相互联系以 及相互制约的， 从设计学的 角度来说， 如果我们单独研究手机材料应用或者是手机结构功能， 那么意义不大。 从上文可以 看 出， 手机设 计各部门之间虽然存在着相互合作及制约关系， 但是， 各部门之间在手机 功能实现和成本控制之间可能没有一个合理管理方法。 在手机个性化要求越来越高的 今天， 在手机外观， 功能之间缺乏一个合适的价值评判体系。 比如说片面的强调外观 的视觉感受， 或是结构工艺， 都是不太现实的， 但是这两者之间却可以 达到一个完美 的组合， 在手机外观、 结构和成本之间需 要一个价值衡量标准， 而这 个标准则可以 指 导手机设计与制造的发展方向。 1 . 1 . 3 价值工程理论 ( ve) 价值工程就是以 最低的寿命周期费用， 为切实可靠地实现产品的必要功能所进行 的致力于功能分析的有组织的活动。 最体现ve核心理念的词是价值。 我国国标g 朋2 23一 87对 “ 价值” 的定义是: “ 对 象所具有的 功能与获得该功能的 全部费 用之比。 ” 简述之: 价值是功能 与费 用之比。 ve 的研究思路就是: “ 通过对某对象的功能与成本系统分析，不断创订出 提高价值的方 案， 最低成 本实 现使用者所需 功能， 去获取最 佳综合效 益。 ” 【幻 简言 之， 提高价值获 取效益。 ve 得以 在全世界普遍应用并获得巨大成效，就是由 于它有一 个独特和正确 的思路， 以 及贯彻实现这一思路的 一套有效的运作机制。 价值的 定 义用一个公式可表 达为: v 二 f /c v 一 产品的价值( v a l u e ) ; f-产品 所具备的用户需求的功能( f uncti on) ; c ee 取得产品功能所花费的成本(c ost): 式中的 功能是指产品能满足某种需 要的 属性， 即 指它的用途、 作用 具有的 效能， 也就是满足用户要求的 使用价值， 具体表现为 产品的性能 、 担当的职能、 、 品种、 质量、 9 南京理工大学硕士学位论文基于价值工程理论的宜板手机设计与制造研究 效用等。 式中的 成本不是指企业财务 核算成本，而是指产品的 总 成本( t otal cost) ， 即寿 命周期 成本( li fe cyclecost ) ， 包括设计试制费用、 生产加工费用以 及使用、 保养、 维修、 甚至包括产品 报废时的 处理费 用。 数学模型中的 价值是功能与成本的比 值。 功能 满足 要求，费 用 ( 成 本) 低， 就是 价值高， 就受到 用 户或消费 者欢迎3 。 以 某单位对 ck1 60 型数控机床进行造型设计， 并运用价值工程理论来指导为例， 说明 价值工程在产品造型设计中的 运用。 该单位在对c k 1 60型数控机床进行造型设计 时， 对目 前市场上出现的机床造型进行分析， 发现国内的数控机床大都是上世纪七八 十年代的国 外造型， 颜色以白、 浅灰为主， 造型手法以 体现产品功能为宗旨 ， 造型不够 丰富， 人情味、宜人性较差。 所以c k 1 60 型数控机床造型设计 应采取追求整体协调、 新颖， 富 有人情味、 装饰性， 并 充分体现工艺的 精湛和信赖感; 整体造型上采用“ 直线、 小圆 角过渡” 结构简洁、 稳重大 气， 各个部分比 例和谐统一， 富有时代感; 色彩设计以 乳白 色为主色调。 移动门 采用浅灰色， 冷却箱用深蓝色， 突出了 用途。 数控系统为原配 色深灰色， 机床操作面板为黑色， 鲜明突出了各部分的作用， 给人以明朗兴奋的感觉。 通过这样的造型设计， 完全达到了当 初设计要求， 虽成本有所提高， 销售价值虽略高于 同 类产品 但销量一直稳居前列， 使该厂获得了 可观的经济效益， 他们尝到了 利用价值 工程理论指导产品造型设计后所带来的巨大 “ 附加值”的甜头。 运用价值工程理论来指导产品 设计， 可以 在充分完善产品功能的 基础上， 通过有 限 地提高 成本， 而获得更大的 产品 价值和经济效益， 为产品的 开发、 设计、 生产和销售 提供了很好的指导意义。 1 . 2 课题研究意义及目的 1 . 2-1 课题研究意义 价值工程己 经被证明在企业竞争中 发挥着至关重要的作用， 但在设计类项目 中， 还有待于进一步的实践以 及拓展。 在产品设计开发整个过程当中， 价值工程 ( v e) 应 该始终贯穿其中， 既可作为产品 开发的 指导思想， 同时也是很重要的 管理手段。 可以 协调产品设计开发中结构， 材料运用， 功能之间的相互关系， 并从中找出其中合适的 比 例关系， 从而在实现功能的前提下尽可能的降 低成本. 然而产品设 计开发不仅仅是 实现功能， 同时 还要关注消费者使 用心理， 也就是在外观造型， 材料表面处理， 色彩 等方面也需要深入研究。 本文引入这一概念， 既可以 延伸价值工程的应用范围， 同时 也可以为产品设计提供科学的评价体系。 将价值工程应用到手机产品设计与制造中也是同样适用的， 手机是一个很能反映 时代潮流， 个性选择以 及科技发 展的 载体， 因而， 如果能够综合 考虑其外观造型、 材 料工艺、 成本投入之间的 关系， 能够从利润 ( 制造商) 和性价比( 消费者) 之间发现 l 0 南京理工大学 硕士学位论文墓于价值工程理论的直板手机设计与制造研究 其中的关系， 那么无论对于手机制造商还是手机消费者， 都有莫大的益处。 本课题就 将围绕这一点进行研究， 从而能够为 手机以 及产品设计提供现实依据。 1 . 2 . 2 课题研究目的 本文研究的目 的是在产品设计与 制造中利用价值工 程找到二者之间的平衡点。 产 品设计考虑更多的是消费者对产品的要求，而产品制造则考虑更多的是产品的成本， 这二者看起来是相互冲突的， 简单点说则是产品的性价比 和产品的生产成本之间的矛 盾， 本文引入价值工程理论， 正是要在两者之间找到均衡的 关系， 从而能够对产品的 设计与生产有一定的指导作用. 首先， 通过对价值工程理论的 研究，从而将其引伸出在产品造型设计中的应用， 并对其在手机设计中的应用适当的延伸; 其次， 对手机的材料、 工艺和结构作系统的 分析， 建立手机的价值评价体系， 从而能够更好的指导手机设计; 最后， 应用到具体 的手机设 计， 并用以 前的研究结果进行验证， 并据此应用到其他产品 设计中， 指导新 产品的开发。 1 . 3课题研究方法及思路 1 . 3 . 1 研究方法 本课题将采用理论研究与实践调查相结合的思路及方法进行。 理论 研究方面， 大量阅读国内 外相关的理论专著及论文， 借鉴价值工 程、 材料、 工艺、色彩等方面的 研究成果，并将这些理论成果应用到手机设计领域。 实践调查方面， 将采用普遍分析和个案分析两种方式结合的方法将产品 性价比 和 产品成本控制很好地诊释出来。 南京理工大学硕士学位论文基于 价值工 程理论的直板手机设计与制 造研究 1 . 3 . 2整体思路和框架 价值工程与手 机 设计制造 用价 与 值 延 工 伸 程 在 手 机 设 计 氰 造 中 的 应 工手 艺机 处 各 理 主 分要 析 部 件 材 料 和 图1 . 5研究框架图 引文注释: 1 手机设计流程介绍 h t tp 刃 1 刘 ro 饭 吐allb a b a .c o 创d e w 创 d e 面v v s 伪3 8 1 7 -d 5 9 849 1 7 玩 回 2 进入d e s i g nh o u s e揭秘手机设计痛苦过程 h t tp 刃 fo r u 田 e 】 i p b o de加忆 坛 n 几 c o m 邝 o r 切叱p o s 几1 2 (x 乃 皿 5 45一h .n 她 3罗汉奎 欧晓理主编 价值工程北京:中国铁 道出 版社，1 9 88p 1 7 一 p 18 南京理工大学硕士学位论文基于价值工程理论的直板手机设计与制造研究 2价值工程与手机设计制造 2 。 1 价值工程在产品 设计中的 应用研究 2 。 1 . 1 产品 造型设计中引入价值 工程 随着市 场经济的 深入发展， 企 业都在致力于自 身竞争力的 建设。 企业 竞争力最终 体现在企业产品的竞争力上。 而提高产品 竞争力， 重要途径就是降低成本， 提高质量， 为此需要推广和应用价值工程。 实践证明: 产品设计中 认真开展价值工程活动不仅有 助于提高 产品设 计质量， 调整产品结构， 降 低产品设计成本， 提高企业经 济效益， 而 且能够有效地提高企业的整体设计水平。 1 价值工程概述 价值工程是一种技术和经济相结合的分析方法， 它起源于20世纪40年代的美国。 为解决二战后的资源短缺，通用公司麦尔斯 ( l . d . 板l e s ) 在实践中总结出一套在保 证产品功能的前提下， 以材料代用来降低产品费用的科学理论. 其代表作 价值分析 于 1 9 47 年在 美国机械师杂志上发表。价值分析又被称为价值工程 ( v alue engineering ) ， 它研究功能与成本之间的关系， 寻找功能与成本之间最佳的 对应配比 ， 以尽量小的代价取得尽可能大的经济效益和社会效益。 提高设计对象的 价值， 是价值 工程的根本任务和最终目的。 价值工程不仅可用于新产品的创造， 也适用于对已 有产 品和现有设计方案的分析和评价。目 前价值工程己 发展得更为科学、 系统和完善。 它 被公认为是设计、 工艺、 生产等领域一门 独立而行之有效的科学方法， 是提高产品价 值并降低费 用的 有效方法。 如上世纪80年代中 期，德国西门子公司的医疗设各企业 面临 着日 本对手的价格竞争。 为此， 西门子不得不开始考虑大规模削减成本。 西门子 要把成本降到原来的4 0%， 这看起来不太可能，但通过价值分析， 它实现了降 低成本 5 既，不但保住了市场份额， 而且维持了 为新产品 调研增加投入的能力1 . 2 .产品价值系统分析及价值创新 当 今的设计不只是形态、 色彩、 材质的 创新与处理， 还涉及价值判断、 市场、 消 费心理等诸多因素，是价值的创新。因此， 设计师也不应仅仅是美工师或技术专家， 还必须是价值的 创新者。 麦尔斯的 价值分析理论为工业产品设计找到了 一条行之有效 的评估方法， 避免了设计开发的盲目 性。 但其理论主要论及的是在保障产品基本功能 的前提下尽量降 低费用以 提高产品价值的方法， 对实现产品价值的外围因素， 如品牌、 文化、心理、市场等考虑甚少。一般而言，人类设计出来的产品多半兼具双重价值， 甚至实用性、 社会性、 美感等多 种价值同时 并存， 只是各种价值的 程度不同而已。 每 一件产品 必有其设计理念， 或偏向 实用性， 或偏向 艺术品。 最符合现实 世界的产品设 计， 应当 兼具功能性与美感等多 种价值于一身. 以 汽车为例， 汽车作为一种交通工具， 1 3 南京理工大学硕士 学位论文基于价值工程理论的直板手机设计与制造研究 2 . 1 . 3价值 工程 在产品 造型设 计中 的 应 用内 容 1 . 产品功能的 价值分析 产品功能 从性质上可分为使 用功能和外观功能。 使用功能 是由 产品 设计任务标明 的技术指标来加以 保证， 而外观功能 必须通过造型设计来满足， 产品 外观质量的 好坏 是影响其价值高低的一个重要因素。 在产品大量涌人市场且竞争日愈激烈的今天， 提 高产品的 美学质量， 开发款式新 颖美观的 产品就显得尤为重要。 所谓美观， 主要是指 产品的外观， 它包括形态、 色彩、 表面质感及装饰等综合整体 给人的审 美表象lj 。因 此， 在产品 使用功 能满足的基础 上， 应加强 对外观功能的设计， 以 提高 其综合功能的 价值。 应该看到. 内实与外美是产品造型设计的两个方面， 而使用功能是产品设计的 基础。 因 此， 首先应开发实用的 产品， 在此 基础上， 注重审美 设计， 这样外美又为内 实增辉添彩， 可以 让精美的外观 将产品点 缀一新， 实现叶 绿花红、 相辅相成， 既满足 了消费者生理与心理的需求，又提高了企业的经济效益。 2 . 产品 选材分析 产品的 材料是构成产品实体 和成本核算的 最基本要素。 以 往， 相当多的设计人员 在选材设计中不作价值分析， 普遍存在着片面追求坚固耐用的 弊端。 由于不进行功能 分析和评价， 一味追求材质越高 越好， 保险系数越大越好， 造成了潜在的材质浪费 。 如果设计人员能自 觉地运用价值 工程， 在选材前 ， 首先对产品 和零件进行功能分析， 然后根据材料的性能和价格的高 低， 选择既能保证产品功能而成本最低的材料， 就可 以减少材料的浪费. 3 . 工艺分析 工艺设计是否合理， 直接影响产品的性能和加工成本. 新工艺的发展和应用， 为 提高产品质量和降低 成本创造了 条件。 但只追求工艺的先进性而忽视它的经济性， 也会造成浪费。 因此， 造型设计应该依据切实可行的工艺条件、 工艺方法来进行造型 设计的构想，即要求造型设计师要熟悉所选用材料的性能和各种加工工艺方法及特 点， 控制影响造型的因素， 经反复实践， 才能较好地完成造型设计， 使工艺的先进性 和经济性达到统一。 在产品造型设计的制作中， 主要有加工工艺、 装配工艺和装饰工 艺三部分， 如何合理地选用和确定各 种工艺方法是造型设计优劣的 关键因素， 也是产 品造型设计的价值能否很好体现的关键因素。 4色彩分析 色彩设计是产品 造型设计的 一个重要组成部分。 良 好的 色彩设计， 对提高产品的 档次和竞争力， 对协调用户的生理、 心理要求和提高工作效率， 对满足人们对美的追 求和创造舒适的 生活环境都具 有很大的作用。 产品的色彩设计具有审美性和功能性 相 结合的 特点， 如利用色彩的视认度， 提高人对显示元件的认读和操作的准确性， 可减 南京理工大学硕士学位论文 基于 价值工程理论的直板手机设计与制遗研究 少事故的 发 生次 数 和 提高生 产效 率 田 。 产品 色彩 美的设 计， 与 取得色 彩的工艺 手 段、 产品材料的 质地和产品的功能 特征等因素有关， 同 一色彩用不同的 工艺方法， 会取得 不同的 色彩效果。 同时 产品色彩 设计 应符合批量 化生产的 要求， 色料配制要方便， 着 色工艺要简单。 所以 ， 产品的色彩既要美观、 大方、 和谐， 又要能表现产品的功能要 求和形态特征， 符合人体工程学的 要求和环境要求， 符合经济的原则， 同时也应体现 出 现代科技成果与艺 术造型相结合、 流行色与时代感相结合的 特点， 使产品色彩美的 创造符合现代化的审美要求，以 体现产品造型设计中色彩运用的价值。 5 . 供应分析 供应的主要研究 对象是制造产品所需的 一切器材( 包括原材料、毛坯、电 器件、 标准件和非金属件等) 的货源供应， 它与产品设计密不可分。由于货源的改变，反过 来改进设计也是常常发生的。 器材的供应大致可分为计划编制、 定货、 采购、 运输和 保管等环节。 在每个环 节中， 应用价值分析的 观点来指导供应工 作， 并予以 高 度重视， 这也是降 低产品成本的一个重要方面。 在设计中 考虑器材货源， 可以 减少人力、 物力、 财力浪费，其降低成本的潜力也会很大。 2.2价值工程在手 机设计与制造中的应用与延伸 2.么1 确立手机研究对象 1 . 手机制造产业分析 手机厂家的生产方式有四种层次. 第一层次生产方式就是贴牌或组装( s kd 或 c kd) ; 第二层次的生 产方式是设计 方案级: 第三层次的生产方式是模块级和硬件平台 级; 第四层次的生产方式是芯片级生 产， 全球有这种能力的 手机厂商仅有10 家左右。 国内品牌企业大多数还处于第一层次或第二层次. 在中国大陆进行手机生产的厂家的生产方式有四种。 第一种是芯片级生产， 产业 链只有1 级. 拥有这种能力的厂家很少， 只有诺基亚、 摩托罗拉、 西门子、 索尼爱立 信、 lg、 松下、 三星、 视c 。国内 无任何一个厂家可以 达到。 第二种生 产方式是模块级和硬 件平台 级。 厂家利用模块作为 手机的主体设计， 自 己开发设计手机的外围非关键部分 和上层软件， 厂家有能力掌控外观。 目 前模块因为 灵活性差己 经越来越少使用， 硬件平台级成为主流。 国内 厂家有能力采用这种方式的 有t cl、 南方高科、 东信、中兴通 讯。 这种生 产方式的成本比 较低， 也是国内 厂家生 产成本最低的方式。 缺点是设计时间比较长。 第三种生产方式是设计方案级， 厂家直接购买设计公司的方案然后交给设计公司 组织生产， 部分国外设计方案由 设计公司组织生产成本高或者不方便， 由 购买方案厂 l 9 南京理工大学硕士学位论文 荃于价值工程理论的直板手机设计与制造研究 家自 行组织生 产。 中国 手 机厂家都 有能力进行这种 方式的生产， 实际上厂家根本就没 有生产。 这种生产方式具备最快的 开发速度， 成本中 等， 并且可以 对外宣称是独立开 发，因此是国内厂家的主流。 第四种生 产方式就是贴牌或0 服， 它和第三种生产方式近似， 不过手机品牌拥有 者从上一级产业链者手中 拿到的不 是设计方案而是整机或 s kd 件。 上一级产业链者 可能拥有手机品牌，也可能没有。 这是2 0 03 年中国手机厂家最常采用的生产方式， 随着本土设计公司的大量出现， 这种生产方式的末二级业者有被手机设计公司取代一 部分的市场。 最常采用这种方式生 产的厂家是康佳、 联想、 熊猫、 波导。 没有s m t生 产线的厂家， 或者说不 具备c iq)生 产 方式的 厂家只能 采用第三种方式和这一种方式生 产。 这种生产方式成本比 第三 种要高。 采用何种生产和产品的定位、 成本、 技术能力以及市场情况有关。 低档手机必须 采用成本最低的生产方式， 对国内 厂家来说就是第二种生产方式。 中 挡手机也倾向于 采用第二种生产方式， 不过因为中 档手机与高档手 机的标准变化很快， 很有可能 半年 前是高档手 机， 半年后就是中 档。 中 高档手机对外 观， 功能、 配置 等要求相对比 较高， 加上较短的生命周期。因此这种手机目 前还是以 第三种和第四种生产方式为主。 高 档手机在设计难度上比 较高， 尤其软件整合上， 中国大陆的手机设计公司还不能完全 胜任， 因此多采用第四种方式或购买外国的设计方案. 智能手机是国内手机设计公司 所不熟悉的， 而台 湾省厂家在这方面经验丰富， 尤其是英华达，国内 几乎所有的 智能 手机或多 或少都有它的 影子囚 。 如表2 . 3 所示: 2 . 3手机制造产业技术层级 大陆手机制造广商多以s kd 川嚷藻场城书诏戎越滋 二 几机 板 已 完 成 ， ， 涨 。 厂 商 甚 至不 需 要5 畔机 台 只 作 大 部 件 的 外 壳 组 装 即 可 : 大陆手机制造厂商引 进零件组装 ( ck的，需具一定的5 价 能力及测试能力， 产品良 率受5 解 成熟度影响。 nn曰 派ck 表馨黔鬓酞氮擞笋皱琴赘 大陆手机制遗厂商在c 动 基础上， 独立或借 助国外厂商力璧完成外 外观设计 可决定外观部分的零组件并进行简单的卿工层的软件修改， 使产品在 扮撬撼 口 上 较具 特色。._，、. ，. 、尹: 厂 t ot a l 大陆后 起的部分手机制造厂商以 此方式快速进入市场， 使用独立芯片组厂 提供的t o t als o l u t i o n ， 无自 行决定手机内部的零组件的能力， 对p r o t oc s 0 1 ut i on 修改而创造产品在人机接口 上的独特烤 鬃 一性 .肇 尹一 遥 用 兹 立 芯 片 二 厂 、 提 供 的 芯 片 ， 自 行 : 计 系 统 包 括 完 成 。二 电 。 、 。 耀 瓤 藻簇 熟 赢礁瓤幼簇幼 蒸 黑 州 典 墓 鬓 携 履 熊 鑫簇 燕矫 暴以 蒸 翼 龚 真 燕 舅 南京理工大学硕士学位论文墓于价值工程理论的直板手机设计与制造研究 娜黔撰翠哪卿岁黑等羚卿卿哪瞬恻嘿 来 降 低 成 木( 通 过 选 择 会 毛 资 商) 及 降 攀 缺 料时 压带 蒸 一， 办通 过 选 择 替 换 零 组 件 ) :_ 为n o k ia、 m o t o r o la、 e r i css o n等一 线厂所拥有， 开发完整手机系统， 包 自 行模块与pr0toc0l 程序， 并以 系统功能要求开规格给d s p厂制成a s ic a s i c 此 等 级 的 厂 商 有 二 个 特 色 ， 一 为 前 期 即 参 与 无 线 通 讯 系 统 规 格 的 制 定 ， 二 为 灌 经 济 规 模 大 到 可 自 行 设 计a s lc 。 在 手 机 多 样 ， 低 价 化 且 生 命 周 期 缩 短 的 趋 势 羹 翩 久撬 硫 二 赢 产 蔗友 其然 或 杰 而 育 教 韭 量 焦 选 摆二 一一、*赫 2 . 手机价值功能分析 按照价值分析的 观点， 用户需 要的 不是物， 而是功能。 功能是满足用户需要的 一 种属性。 按其重要程度， 可分为基本功能( 与对象的主要目 的直接有关的功能， 是 对象存在的主要理由， 如手机的打电 话、 发短信) 和辅助功能( 为更好实现基本功能服 务的功能，如手机的夜光、手写输入、 按键提示音等 。 按其性质，可分为使用功 能和品 位功能。 使用功能 是对象所具有的与技术经济用途直接有关的功能， 即 产品 及 其组成部分的实际用途或给用户带来的效用( 如手机的打电话、发短信、拍照片、上 网、听音乐等) :而品 位功能则是与使用者的精神感受、主观意识有关的功能，如贵 重功能 ( 如诺基亚黄金外壳手机) 、 美学功能 ( 如手机绚丽的色彩、 流畅的线条等) 、 观赏功能 ( 如手机寓意 丰富的 造型 )等。 按其目 的性， 可分为必要功能( 为满足使 用者的需求而必须具备的功能， 如手机的打电 话 和非必要功能 ( 对象所具有的、 超 过使用者的需求的功能，如手机的 拍照、上网、听音乐、玩游戏等) 。产品如果具有 太多的非必要功能， 就会花费不必要的成本。 所以， 在价值分析时必须搞清产品的必 要功能和非必要功能， 并计算出完成这些功能所需要的 成本。 通过分析， 如果有非必 要的功能， 就可对产品 进行重新设计， 把承担不必要功能的零部件取消， 从而省去不 必要的费用，提高产品的价值。 3 .手机各零部 件的 成本分析 手机就成本结构 而言，以ic 半导体所占比 重最高，约为7 0%;内 存约占1 0 % ; 分离组件和被动组件约占 1 既;其它周边零组件，印 刷电路板( p c b)、手机用的超扭 转向列液晶显示器(s t n l cd) 、 发光二极管(led) 和周边的天线、 连接器、 按键、扬声 器和电 源供应器等约占1 0%。在半导体组件中，基频组件约占5 5%，射频 ( 含中频) 则占45% . 单一组件以dsp占 半导体比 重达25一 3 0%为 最高: 其次为pa 模块，占 半 导 体比 重约巧 一 2 0%; 手机使用f lash容量从4 、 8乃至1 阴 不等，比 重变化较大。目 前 半导体组 件的 技术几乎完全掌握在国 外大厂手中， 包括tl、 adi 、 luc e n t 、 c o n e xan t 等刀 。 如表2 . 4 所示: 表2 . 4半导体外的 零组 件占 手机材料成 本比 重 2 i 南京理工大学 硕士学位论文基于价 值工程理论的直板 手机设计与制造研究 组件 臀缨瞥瞥一 哭 叮 嘿舞麟 / 代b “ 占 手机整体材料成本比 奎擎 瞥 臀笋 矍 臀瞥一 4 一 6 % 灌骥嚎骥橇礴罐胡噢灌 “ 厂 叮 沙 办 岁厂尸 厂 5 侧l c d ， 一娜 爹 气 )y 价丁 机完 l e d 翼 4 一 7 % ，印尸 办/州办 2 扩 月 知 一 从 浅2 左 受、发话器 埃 一 8 佑 1 一 2 % 生 簇 笠 梦 袅少 天线 蜂呜器 手机按键 擎 一 犷 尸气兰 、 几军 . 产 涌 妥 _忍 蔗件 广 护 芍一一 一 1 一 妈 犷卜叽贪 0. 5 一 1 % 器滋吟 卿 黔豪馨蓦鬃豪氦鬓 钾 今 了忍 二 沂 若二升 佗 侈 分 丫气 缈军州 一 产，一 代 几 、 一. .、。 ， 5 祺 苍 . _ _ 馨电 池，4 一 6 、灌 氰赢赢赢赢巅赢赢赢巍赢赢赢赢赢赢巍 赢赢赢澎 注:半 导体除外的 组件约占 手机盈体 材料成本3 璐。 从上文可以 看出， 手机制造产业中 ， 无论是s kd还是0 服， 其中 外部组件和内 部 半导体及芯片都是分开的， 在半导体和芯片成本在一段时 期内 不会发生大的 变化的情 况下， 能够通过设计快速占 领市场增加附加价值提高利润的只有外部组件的设计制造 了。 虽然外部组件占 整机成本比 重不是很大， 但是创造的附加价值却是很大的， 因此 可以说现在的手机设计中，外部组件的设计制造起着决定性作用。 从上文分析可以 看出， 外部组件中占 整机成本比 较大而且和手机整体效果比 较密 切的只有l cd、 机壳和按键了。因此本论文将重点在下一章讨论这三个外部组件的评 鉴。 2 . 2 . 2研究内 容的延伸 价值工 程研究的 是功能和成本之间的关系， 即v 二 f / c ， 在当 今层出不穷， 五花八 了门 的 手 机 设 计 中( 同 样 对 于 其 他 产 品 也 是 如 此) ， 这 一 公 式已 经 不 具 备 很 实 际 的 指 导 意义， 因为在满足同一功能的前提下， 并不代表成本越低获得的利润就会越高， 价值 工程理论主要论及的 是在保障产品 基本功能的前提下 尽量降低费用以 提高产品 价值 的方法， 对实现产品价值的外围因素， 如品牌、 文化、 心理、 市场等考虑甚少。 一般 而言， 人类设计出来的产品多半兼具双重价值， 甚至实用性、 社会性、 美感等多种价 值同时并存， 只是各种价值的程度不同而已。 因此， 在这里我们引入在产品设计中 很 流行的产品附加价值这一概念， 附加价值可以是看不见的， 也可以用数字来表达。 隐 藏的附加价值通常表现在产品的社会性和形式美感当中， 而用数据来表现附加价值的 话，则会体现在产品的 制造成本和产品的出 售价格的比 值上， 即: 22 南京理工大学硕士学位论文基于 价值工程理论的 直板手机设计与制造研究 引文注释: 【 1杨正 ， 刘清 龙. 价 值工 程在产品 造型设 计中的 应 用. 武汉理工 大学学 报， 2 o 04 p 2 12 幻 德马克 斯 本泽， 伊丽 莎白 瓦尔特著， 徐恒醇编译: 广义符号学及其在设计中的应 用。中国社会科学出 版社， 1 9 92 3 杨世春， 王由 五， 师恕兰， 汪鸣铮. 价值工程原理及应用 山 西:山 西人民出版社，1 9 8 6 p 2 6 一 p30 4 郑建启， 新论工业设计融合价值工程的理念. 武汉 理工大学学报， 2 0 0 2 ( 5) p l l 3 一 p ll 4. 5 陈建， 价值工程与 产品 造型 设计 机械设计与制造工 程， 1 9 g 8(5) f26-p 2 7. 【 6 水清木华.2 0 04 年中国 手机行业产业链研究报告， z o 04 pip ll 【 7 水清木华. 2 0 04 年中国手 机行业产业链研究报告 ，2 0 04 p 17 南京理工大学硕士 学位论文基于 价值工程理论的 直板手机设计与制造研究 3 基于价值工程理论的手机主要部件的 设计与制造工艺分析 3 . 1 手机各主要部件材料和工艺处理分析 手机除了能 在外观造型上以 及齐全强大的 功能 能够吸引消费者眼球外， 新颖独特 的 材料和独特的 工艺处理同样是引 起消费 者购买欲望的 重要因素。 这些不光能在视觉 冲击上发挥作用， 同时还能对手机在使用中提供不同 使用体验和不同的保护作用。 可 以 说是一举两得。 材质是产品材料性能、 质感和肌理的 信息传递。 在选择材料时首先 要考量材料的 使用性能， 比如强度、 耐磨性等物理量来作评定， 还要靠量其加工工艺 性能是否可以 满足使用的需要。 而 材料的 质感肌理 是通过产品表面 特征给人以 视觉和 触觉感受以 及心理联想及象征意义。 因此在选择材料时还要考虑材料与人的 情感关系 远近 作为重要选评尺度。质感和肌理本身也是一种艺术形式，通过选择合适的造型 材料来增加感性成分， 增强产品与人之间的亲近感， 使产品与人的互动性更强。 不同 的 质感肌理能给人不同的心理感受， 如玻璃、 钢材可以 表达产品的 科技气息， 木材、 竹材可以 表达自 然、 古朴、 人情意味等. 材料质感和肌理的来源是对材料性能的充分 理解， 这就是说材质的使用要力求吻合材质的加工工艺. 如金属饭金件 采用冲压成型、 拉伸成型等工艺， 比 较之前由 锻打工人手工打造带来很多的改变， 可以 使形态肌理多 样化。比如， 产生光亮如镜的金属表面质感， 让人体验到高科技的神秘与骄傲; 而高 分子材料的注塑成型可以 使产品表面产生磨砂的细腻质感， 使人产生梦 幻般的感受。 材料质感和肌理的性能特征直接影响到材料用于所制产品后最终的视觉效果。 作为设 计者应当熟悉不同材料的性能特征， 对材质、 肌理与形态、 结构等方面的关系进行深 入地分析和研究， 科学合理地加以 选用， 以符合产品设计的需要， 为树立良 好的产品 形 象 服 务 川 。 3 . 1 . 1 手机外壳 手机的 外壳是消费 者最能直接感受到的 信息， 早期的手机外壳主要用金属框， 如 爱立信早期产品3 88， 不但耐掉， 抗震性也大为 增 加， 而且使用户至 今怀念那种厚重 的沉甸甸的感觉。 随着手机的发展， 轻巧成为人们的挚爱， 于是新的外壳材料应运而 生，a bs 合成塑料以其很好的韧性 ( 抗震性) 、 密封性，很高的机械强度，耐化学腐 蚀， 拿在手上很有质感的特点受到人们的青睐。 以胡5 合成塑料作外壳的手机得以一 时风靡， 在年轻e 族装点手机炫耀个性时成为了 首选， 他们宠爱塑料无限的色彩变幻， 因为这代表着他们多彩并且无拘束的生活， 也是他们能成为都市人流中闪烁亮点的重 要标志。 而后，诺基亚将金属漆应用在 8 810 上，采用银色镀铬外壳，在市场上又掀起了 南京理工大学硕士学位论文 基于 价值工程理论的 直板手机设计与制造研究 丝柱壁厚 ( boss ，allt h ic kness) 与壳体壁厚的关系应该保持和加强筋厚度 (rib t hic kne ss) 与壳体壁厚的 关系 如果螺丝柱壁厚 相对于壳体 壁厚的比 例关系超过了 推荐的比 例， 可以 考虑在其根 部设计一圈凹坑来减少缩水的可能。 在螺丝柱底部加倒圆 角可以 减少应力集中 和潜在的 破裂危险， 但过大的 倒圆角 会 导致缩水。对于手机壳体， 0 . 2 一 od 正 兀 的 倒圆角会增强螺丝柱的强度而不会造成螺丝 柱背面的表面缩水。 拔模角度 ( 功 临 f t ) 由于塑料壳体的成型特性， 我们要对所设计的塑 料件加上拔模特征( 这项工作尽量在所有特征都建完 之后再做)，如图3 . 13所示: 设计拔模特征时注意: 要对所有平行于模具上钢铁分开 ( s t e e l sep arati o n )的 方向的面进行拔模; 外壳面拔模角度大于2 . 5 度; 除外壳面外，壳体其余特征的拔模角度以1 度为 标准拔模角度。 特别的也可以按照下面原则来取; 图 3 . 13 拔模角度 低于3 nnn高的加强筋拔模角度取0 . 5 度，3 画- 5 画取1 度， 其余取1 . 5 度; 低于3 困高的腔体拔模角度 取0 . 5 度，3 咖ee s 四取1 度， 其余取1 . 5 度: 表面要咬花的面拔模角度:1 度+ h/0 . 0 2 54度 ( 半咬花总深度)。 3 . 2 . 3手机装配工艺 超声 波 焊 接 ( u l t ras onl c ，ei d 主 阳) 超声波焊接是一种快捷， 干净， 有效的 装配工艺，目 前被运用于热塑性塑料制品 之间的粘结，塑胶制品与金属配件的粘结及其它非塑胶材料之间的粘结。 它取代了 溶剂粘胶及其它的 粘接工艺， 是一种先进的 装配技术。超声波焊接不但有连接装配 功能而且具有防潮、防水的 密封效果。 超声波焊接在手机壳体的设计中 主要用于: 1 ， l e n s 与前壳的装配 ( 从内 往外装); 2池底壳和面壳的焊接 ( 牢固密封，防潮防水): 3 . 他两件壳体之间的连接; 设计超声 焊接时 要注意两个零件的材料能否被超声 焊接， 以下是常用塑料材料相 互超声焊接的性能好坏。 红色表示超声后强度好， 兰色表示强度尚可厂 白色表示不 能超声6 . 如 表3 . 12 所示: 肠 南京理工大学硕士学 位论文墓于 价值工程理论的直板手机设计与制造研究 4结论和设 计实践 生1 结论 本文通过 对价值工 程理论 在产品 设计中的 作用， 结 合其在手机材料工艺以 及结构 中的 应用， 系统的阐述了 产品 价值工 程研究 方法， 研究 对象， 以 及其 在手机案例上的 应用， 在研究 过程当中， 通过大量的图例来进行佐证， 并在此基础上建立手机关于材 料工艺方面的 数据库， 方便以 后学习以 及研究。总的说来， 本文可以 得出以 下结论: 1价值工 程在产品设计中的 应用 首先对价值工程的 研究内 容、 研究 对象以 及研究程 序进行阐 述， 然后 对其在产品 造型设计中的 应用进行研究， 并总结出 其在产品 造型设 计中应用的主要内 容， 即为: ， 产品功能分析、 选材分析、 工艺分析、色彩分析以及供应分析， 而其中又以功能、 选 材以及工艺分析比较重要。 2 . 价值工程在手机设计制造中的应用 根据第一部分价值工程在产品设计中的应用所得出结论，再结合手机设计现状， 找出手机设计中影响价值走向的元素， 并在此基础上对价值工程在手机研究内容进行 延伸， 确立