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产品综合设计 1 学习目标 知识方面 了解产品绿色设计概念与设计策划管理基本内容 理解产品设计成本控制基本内容 掌握与产品设计系统相关的设计要点 能力方面 具备产品成本基本经济分析能力 具备产品设计系统的初步设计能力 形成产品设计项目的策划管理基本能力 2 第一节产品设计系统 在产品设计整体活动中 所有涉及与产品相关的设计内容及过程构成产品设计系统 如下图所示 3 一 产品设计与包装 产品供应短缺时代 产品包装十分落后 许多产品没有包装 有些产品虽有包装 但也十分简陋 从20世纪80年代开始 我国的市场经济全面深入 尤其是改革开放以来 我国包装事业有了很大发展 无论是产品出口还是产品内销 包装已成为产品生产不可缺少的环节 现代产品设计的完整概念是产品本体与包装不可分割 包装是现代产品的组成部分 加入WTO后 我国的包装将面临新的挑战和发展 4 1 产品形象与包装创意 产品形象包括形态特征与色彩 包装创意内容主要是包装主体造型 包装外部图文内容 图文形式 色彩及包装装饰等 以上两者之间在内容与形式上要吻合与协调 尤其是品质 风格 识别 档次 审美特征等方面要形成一体化设计格局 近几年来 很多专家认为 由于产品包装的单件成本远小于被包装产品的价值 企业可以适当提高包装的价值 使得消费者对包装的感受要高于或等同于产品的感受 否则 包装对产品的销售不利 针对产品形象与包装创意 应注意如下问题 5 包装中应用的色彩或识别必须与产品应用的色彩或识别色一致 可以用标准色或品牌标准色来统一这一设计 如图2包装实例 6 包装上的产品图形与包装的产品一致 且包装上的图形能够多方位 多角度 多个细节反映包装内的产品特征 如图3包装形象与产品形象统一 7 包装风格与档次 不仅与产品的风格 档次协调 品质感方面还要高于产品 如产品造型简洁 高雅与包装形式及内容的简明 雅致形成对应 如图4包装风格的一致性 8 包装与制成品的性格 品质 工艺性质相对应 如产品的现代感同包装的现代手段对应 产品加工的精湛感同包装的精致对应 产品的传统加工手段与包装的传统材料结构对应 9 2 产品造型与包装结构 不同产品造型决定了不同的包装结构 这里的包装结构是指包装开启方式 包装 搬运方式以及包装内部支撑结构 保护结构 缓冲 填充结构 产品造型的类别分为 产品造型体积大小 移动方式 当包装很小时 单手拿 无须专门提手结构 当包装稍大时 单手提拿 可能要设立专门的手提结构以适应人手的尺度关系 包装较大时 要双手拿来起或搬动 这时应设立双手搬动结构或设手提结构 当包装再大时 一般应设两人或两人以上的抬动结构 当包装很大时 要借助工具或起运设备实现搬动 10 产品造型大小及形态特征影响包装的支撑结构和开启结构 如卧式产品 一般以水平方向的抽拉为主要开启方式 造型大的产品包装内部要专设支撑结构 产品造型呈凹凸状时 包装内部要设缓冲填充结构 包装尺寸大小 还决定了包装的支撑结构方式 如包装内的框架结构支撑 吸塑件及其他结构件的支撑 11 3 产品结构属性 包装方法 包装材料 产品结构方式不同决定了包装方法的不同 如注塑产品同玻璃或陶瓷产品包装方法各不同 程控交换机的包装方法同医疗碎石机的包装方法也不同 通常注塑产品的包装方法多用瓦楞纸箱作为外包装 内用发泡塑料及纸板结构 吸塑结构作为内部缓冲 支撑结构 对于易碎材料制成的产品 外包装可用瓦楞纸板 也可用编织材料 木材等做成外包装 内部设立支撑结构 结构彼此隔离 刚性好 每个分离单件产品必须包裹缓冲材料 12 对于一些较大型产品 在可以拆分的情况下 一般将其拆成组成件 分离后紧凑放置包装 13 包装常用材料 纸和纸板 一些具有廉价 防潮 韧性等性能的纸与纸品 如图5是瓦楞纸包装图例 14 木材 天然木材制品 人造复合木质板材等 塑料 一些不易燃 防湿 无毒 抗腐蚀的工程塑料 如图6塑料容器包装图例 15 金属 常用的有薄钢板 镀锌钢板 马口铁与铝箔 如图7采用金属罐装包装 16 产品包装一般方法 纸器包装 一般有纸盒 纸板盒 纸筒和不同粗细坑的瓦楞纸箱 纸制品等 木箱包装 根据材料原型有板材木箱和棒材木箱 根据包装性质有普通木箱 底垫盘木箱与捆扎组合木箱 17 防潮包装 按技术不同可分为防透潮包装与防水蒸气受潮包装 防透潮包装主要是材料抗温性 防水蒸气包装 主要通过隔离 封门包装 防锈包装 通常有防锈油脂封存包装 防锈剂封存包装 可剥性塑料封存包装 封套包装 充气包装 利用充气装置对包装产品起到保护作用 如真空包装 充氮包装 充干燥空气包装 充二氧化碳包装 18 缓冲包装 防止物体受力而形成的包装 如全面缓冲包装 部分缓冲包装与悬浮式缓冲包装 其他包装 为运输所用的有托盘包装 集装箱包装和底盘包装 为防火所用的包装 为防水所用的包装 19 二 产品传播设计 1 产品商业印刷传播设计通常产品商业印刷项目大概有 包装印刷 广告彩页或画册印刷 海报印刷 产品使用说明书印刷 产品标牌印刷 产品相关证卡印刷 所有产品商业印刷项目都是以产品推广销售为目的 商业印刷主要是纸张印刷 其他塑料及纤维等材料也会用到印刷 20 商业印刷项目按产品性质及营销广告策略的不同呈现多种形式 产品彩页单页 折页 画册等 有不同开度 不同纸品印刷 不同装订方式 这类印刷一般是四色印刷 产品包装印刷多以四色或套色印刷 用纸板及瓦楞纸装裱 印制 冲切制成 产品海报 POP等 有不同尺寸和不同构成方式印制 产品说明书多以单色或套色印刷 有折页 小册子等形式 产品标牌有塑料和纤维印刷 也有工艺制品而成 21 产品商业印刷传播设计 应注意的问题 印刷色彩与产品的主体色彩 识别色彩一致 最好是按照VI标准色统一管理所有印刷色彩 各印刷项目中出现的产品图像尽可能一致 且这一图像应选取产品最有特征 最美的角度来表现 各印刷设计的风格 档次 品质 形式与产品的风格 档次 品质及形态 产品属性构成协调统一 22 以下图例列举了商业印刷设计的实例 图8是产品说明书的设计 23 图9是产品广告折页封面的设计 24 图10是产品广告折页内页的设计 25 图11是产品海报与POP的设计 26 2 产品广告媒体传播设计 可供产品传播的视觉广告媒体有 电视广告 多媒体广告 报纸广告 杂志广告 灯箱广告等 媒体广告是产品传播的主要途径 是塑造产品公众形象的主要手段 图12是产品杂志广告实例 27 图13是产品灯箱广告实例 28 图14是产品报纸广告的实例 29 图15是产品的电视广告 30 广告媒体传播产品可分为二维形式 三维形式 二维媒体传播设计主要是平面图文设计 通过印刷 喷绘及其他平面成像技术实现广告传播 平面设计中的图像 色彩 内容可整体表面产品外型 也可局部表现产品造型细节与人机细节 产品外型可通过一定的光影摄像方法来表现产品的光泽 质感 造型 轮廓 综合表现产品造型美感 品质的档次等 许多小汽车 手机平面广告就是很好的案例 31 三维动态媒体广告能够全方位表现产品整体像貌和使用过程中的动态情况 还可以利用动画软件表现产品解剖原理 三维媒体中的产品形象均来源于产品设计方案 有的可直接运用产品造型动画设计 32 3 产品展示传播设计 产品展示传播设计有产品展览设计 产品展厅设计 产品商场展架设计 产品橱窗设计 产品销售点设计与连锁店设计等 33 产品展览设计要点 必须设置灯泡专门用于产品照明 突显产品形象 必须专设产品展览或展台 示意产品被展角色 用特定背景衬托产品的形体与产品使用的虚拟环境 34 图16是通信产品展览实例 35 图17为汽车展览实例 36 图18主要以灯光集中展现珠宝首饰展 37 图19采用简单展架展示复印机产品 38 产品商场展示设计要点 必须设置产品陈列空间及构架 保证产品排放合理与接触方便 根据不同的产品可安排保护结构与遮挡结构 根据产品性质 类别及档次的不同 商场展架相应在制作材料 制造精度 加工档次及结构成型形式等方面与之协调 39 产品橱窗设计要点 橱窗空间形式的确定有利于整个橱窗的视觉效果 产品及配设品恰当 设置灯光主次分明 照明灯光与装饰灯光搭配妥当 产品排列造型与产品放置方法创新且有美感 橱窗背景烘托出产品 橱窗外型及结构 材料选择合适妥当 40 图20是产品橱窗设计实例 41 产品销售点设计要点 又称产品展柜设计 包括主体造型 支撑结构 产品陈列结构 品牌及广告传达等内容 产品销售点是一个独立销售单元 通常只销售一种产品或一个品牌的产品 销售点最大优点是能有效地销售品牌产品或传播品牌形象 42 图21是SONY儿童产品销售点的实例 43 图22采取简单方式形成音响产品的销售点 44 图23采用透明有机玻璃制成的钢笔销售点 45 图24日用品销售点的设计采用塑料框架结构来展示产品 46 产品专卖连锁店设计要点 专门用于销售某类产品或某品牌的商店 店铺称作专卖店或连锁店 如金长城电脑连锁店 联想电脑专卖店 MOTOROLA手机专卖店等 产品专卖连锁店设计主要注意如下几点 产品系列和品牌产品系列其造型与色彩设计按照VI或品牌形象战略要求 尤其在品牌商标识别 标准色及理念方面 让产品与品牌的形象与连锁店形象统一协调 其次 连锁店中产品展示及商业印刷 广告媒体等运用的产品图形必须统一 47 三 产品设计与品牌 1 产品群塑造品牌形象可以将一个企业所有的产品称为产品群 也可以将一个品牌下的所有产品称作产品群 产品群设计与单个产品设计不同 产品群设计是对所有产品形象及发展变化做出总体规划 其中关于形成产品 家族 的因素 产品识别因素 产品风格及既成因素等都在产品群设计中作出明确规定 48 品牌形象是包含产品在内的由若干品牌重要组成的因素 如品牌商标 标准字 标准色 标识物等构成的一系列品牌形象传播内容 产品是品牌重要构成因素 产品群形象是塑品牌的重要组成部分 产品进入商场无论在商场还是在展会上 都是视觉关注中心 产品形体本身包含了品牌商标等品牌形象要素 当产品群出现在人们的视野里 这种视觉冲击力及整体形式 使品牌视觉得以强化 优秀的产品群体形象塑优良的品牌形象 随着产品群的发展与产品系列的持续 品牌给消费者的印象在不断加深 知名的品牌 就是通过品牌不断发展完善 不断被人们所熟悉和接受 最终形成名牌 49 2 产品识别与品牌形象要素 产品形象识别对塑造品牌形象十分重要 比如奔驰汽车 凌志汽车 飞利浦电器等就是通过产品这个主要形象来形成品牌形象 有许多品牌 当提起它时人们总是联想到品牌产品形象 若产品形象没有识别作用 产品形象就会含糊不清 杂乱 品牌形象也不明确 50 影响产品形象识别的品牌因素有两大方面 一是品牌形象理念对产品形象识别的影响 品牌在市场中塑造 面对消费者其形象定位是明确和感性的 51 如图25 26所示 它要创建一个健康的 运动的 有生命力的 青春品牌的手机形象 其目标是明确的 这两款手机运用新的造型和年轻的色彩来迎合青年消费者 品牌形象这一理念 界定了产品形象识别的属性 52 二是品牌形象要素针对产品形象识别的直接作用 尤其是品牌标准色是产品色彩设计的重要内容之一 通常直接运用标准色作为产品色彩 品牌标志 标准字 标识物一般作为产品装饰设计的内容 53 图27是品牌产品造型识别的很好实例 图28中的手表造型 从色彩 材质 造型因素等方面 整体塑造统一识别的产品群 尤其是图29的电脑产品 运用一致形式的造型要素统一了各产品的性格 产品识别性十分鲜明 54 55 3 产品造型与品牌美感价值 美是一种价值 通过产品设计创造的产品美给产品和品牌同样构成一种附加价值 品牌美感的创造来自于品牌所有构成因素 尤其是品牌标志 色彩及产品的美感等 品牌美感的作用是使品牌更易被人接受 传播 这种作用会使品牌美誉度和品牌价值逐步提升 品牌无形资产不断积累 品牌竞争力 品牌发展水平不断提高 56 产品造型设计核心目标之一是创造美的价值 它包括美的形体触觉 美的成型工艺 美的材料肌理 美的加工精度 美的使用舒适性 每一个产品造型设计创造的综合美感 最终使产品成为品牌美的亮点 一个系列产品的美将构成一条品牌美的主线 产品美是将品牌美延伸至消费者手中 产品美是品牌美的实物终端 产品美在一个相当长的时间内影响着消费者 也使消费者在消费过程中一直感受品牌美的价值 57 图30与图31是一个品牌下的配套产品 产品标识突出 造型现代且十分优美 柔和的造型与优雅材质对比使产品的美感赋予品牌以良好的口碑 58 4 产品创新与品牌延伸 品牌的延伸 一方面依赖于企业的战略与实力 另一方面要依赖于产品的创新与发展 产品是品牌的物质载体 在品牌经营与品牌消费的时代 都是以产品这个物质载体作为品牌市场营销 品牌变革 品牌消费的主要实体 产品的不断创新和发展推动品牌经营不断延伸 59 第二节产品经济性设计 产品经济性设计涉及产品设计价值分析 成本控制及产品设计经济分析等问题 一 产品设计价值分析通常产品设计生产过程中所消耗的生产资料价值与劳动力价值的总和 如开发设计费 生产原料费 生产劳动及消耗费 管理费等构成成本 60 1 价值分析基本程序 产品价值分析活动是发现问题 解决问题的过程 对所要研究的产品价值系统逐步深入地提出一系列问题 并为这些问题寻找答案 以圆满解决问题 一般提出的问题有 所分析的产品是什么类型的产品 产品的功能是什么 产品开发费用是多少 产品价值如何 有无其他方案实现同样功能 新方案需要的费用是多少 新方案能满足要求吗 成果总评方法如何 61 产品价值分析是一项逻辑性较强的系统工程 其分析程序如表1所示 62 2 选择价值分析对象 产品价值分析的目的是提高产品价值 选择产品价值低的构件作为价值分析对象 从设计 制造 销售和成本等方面进行分析 然后综合决策 如对产品设计进行的分析有 产品款式老旧 就有更新的设计空间 产品落后 就有技术替代的可能 未成熟完善的产品设计 产品结构复杂 就有简化结构 减少零部件的可能 产品重量 体积 用料都有可能减轻 缩小 减少的可能 63 选择价值分析对象有三种方法 经验分析法 ABC分类法 费用比重分析法 经验分析法依据分析人员的经验和业务熟练程度 对产品存在的问题和改进方法提出意见 然后集体讨论 决定价值分析的对象 这种方法的优点是简易可行 节省时间 由于准确性差 一般适于粗选对象 费用比重法是根据多个对象所花的某种费用占该种费用总额的比重来选择分析对象 一般优先选择比重大的作为价值分析的对象 64 ABC分类法 即将某产品的成本逐一分析 把每一个构件所占成本从高到低排序 从中可将占构件总数10 20 而占有成本为70 80 的构件分为A类占构件总数为70 80 占成本为10 20 的构件分为B类 其他为C类构件 由此A类是价值分析的主要选择对象 而B类是将要选择对象 这种方法的优点是有重点 能集中突破 能取得好的经济效果 是一种比较适用的方法 65 二 产品设计功能评价 66 1 产品功能概述 产品或构件具备某种功用的能力称为产品或构件的功能 按重要程度界定功能 产品功能可划分为基本功能与辅助功能 其中基本功能是产品得以独立存在的原因 是实现产品用途与目的的必不可少的功能 辅助功能是为实现产品基本功能而设计的附加功能 如手表的基本功能是显示时间 而手表的夜明或防水则是其辅助功能 67 按满足需求性质 产品功能可划分为物质功能与精神功能 物质功能是产品特定的物质用途与使用价值 且有物质性的功用作用 如电饭煲的加热功能 冰箱的冷藏功能 电视机的声像功能等 而精神功能通常是指产品可供观赏 审美 实现自我等精神需求 如产品款式的精美 色彩的调和 材质感的舒适等 68 产品物质性功能与精神功能的分量 依产品属性不同而有明显差异 如工程产品的物质功能更占重要方面 个人文化用产品的精神功能比工程产品的精神功能更重要 按用途产品功能可分为必要功能和不必要功能 必要功能是消费者的购买动机 而不必要功能可能是多余 过剩 在价值分析中 要处理好基本功能与辅助功能的关系 处理好物质功能与精神功能的关系 既降低成本 又保证产品总体水平 消除不必要的功能 69 2 产品的功能成本分析 1 功能评价功能评价是价值分析的基本内容 其实质是功能价值的确定 内容包括功能的实现 成本分析 功能评价和选择范围 功能评价的目的是 进一步找准价值分析对象 进一步确定目标成本 增加工作动力 有利于科学方法的推出 70 2 产品功能成本分析基本程序 计算功能现实成本 计算功能评价价值 计算功能价值 确定分析对象 功能现实成本分析 是对功能进行评价的第一步 是以功能为对象而进行的成本核算 产品中的一个零件 部件往往不是单一功能 而一种功能 也往往要通过几个零件 部件才能实现 为此 首先应将零部件转化为功能成本 具体分析如表2所示 71 表2中 甲 乙 丙 丁代表由零件组成的产品部件 F1 F2 F3 F4 F5分别代表产品某一功能 第二步 将功能系统表2中独立的上位功能 如F1 F2 F5记入功能范围栏内 如零部件具有多种功能或功能中有多个零部件同时发挥作用 则按功能的重要性进行分配 第三步 把每个功能分配到的成本加以合计 算出各部件关于产品各单一功能的成本 如表2中 丙部件的F2功能成本为50 F3 F4功能成本为50 F1与F2功能成本为0 第四步 将计算出的功能成本与其相对应的功能重要性相比较 并以百分比表示 见表3 72 从表3中可以看出 设计者及用户对F1 F2 F4是满意的 而F3 F5的功能重要性仅为10 5 为了实现它们都花去25 10 的成本 显然是不合理的 应设法将成本降下来 73 3 功能 成本设计举例 对某矿灯厂生产的KS 8矿灯进行更新设计 1 提出问题KS 8矿灯是仿制型矿灯 供矿区并下作业照明用 矿工希望将该型矿灯改进成又轻 又亮 点燃时间又长 维护方便而且便宜的矿灯 2 成本剖析表4是KS 8矿灯综合统计表 74 从表中可以看出 全灯125个零件中有47个零件构成灯头部件 这一部件的成本为5 03元 占全灯成本的26 75 3 功能分析 矿灯的基本功能是安全照明 所以要求具备安全 连续照明 随身携带 不妨碍劳动的功能以及具有随眼移动照明的功能 在部件中 蓄电池系统要求具有供电及蓄电的功能 蓄电池容器要求具有透气 可注液 可吸液 不漏液 耐酸 绝缘的功能 并有一定的机械强度 稳定的化学性能和无电化反应 电缆 上盖具备电能传输的功能 灯头具有光源照明 反射光源 透明照射 安全照明 超前断电 节约供电 电池充电等功能 76 对产品功能的评价 由9名工程技术人员参加审议 应用强制确定法 对灯头部件的47个零件所组成的13种关键零部件做功能评价 各自分别评定 以评价系数表示 表5为第3号审议员的评定表 表6为9名审议员的评价综合统计表 77 4 提出改进提案 有两种改进方案 其中第一方案是对矿灯进行部分改进 以达到功能提高而成本下降的目标 第二方案是对产品进行部分改进 以达到功能不变而成本降低的目标 78 1 第一方案对于第一方案 先进行如下的技术提案试验 然后再进行经济成本预测 光源试验 灯泡光效试验的目的是考核在能否做到比原灯照度有所提高的条件下 使灯泡的电流有所下降 从而使蓄电池供电功率减少 达到体积减小 重量减轻的目的 通过试制 在4V 0 6A的条件下 灯泡充入氦气时的光通量可达24 251 寿命与灯泡相同 可达250 而电流已减少0 1A 79 电源试验 根据对矿灯的试验结果 要求将原功耗从2 8W 电流从8A减小为2 W 7A 以达到缩小极板尺寸的目标 依据这一目标 应经过多次反复试验 最后确定极板配方工艺及极板结构尺寸 重量和成本预测 KS 8矿灯的功率原为2 8W 重量为2 25K 成本为19 343元 更新后矿灯的功率为2 4W 由于结构和材质的变化 按零件变动情况逐项计算并作相应调整后 其重量减为1 6331K 成本将降低为11 5743元 80 需要降低成本和提高功能的对象 第一方案中有7种零部件需要从降低成本入手 有6种零部件需要从提高功能入手 并预计所增加成本为1 7809元 降低的成本为7 2839元 实际可降低成本5 503元 因此 重点应是降低成本的7种零部件 见表7所示 81 2 第二方案第二方案是考虑所有零部件在功能不变的条件下 对价值系数小的4种零部件作改进 并主要从材质着手 同时相应地在结构上作些改进 82 3 方案确定在技术经济效果方面 第一方案预计可以节约成本2 7515 106元 年 且功能有所提高 如亮度可提高9 18 预计重量可减轻15 6 24 4 第二方案预计可节约成本2 63045 106元 年 显然 第一方案优于第二方案 因此 应正式建议采用第一方案 即对产品进行更新换代的方案 83 三 产品设计经济分析 1 产品设计经济分析原则和指标体系1 产品设计经济分析原则 在满足技术性能要求的基础上 设计方案应尽可能使成本最低 将当前利益与长远利益结合 对未来经济效益有较大增长的设计方案为好方案 局部效益服从全局 单项产品设计要服从企业的经济利益 要从整个市场来看设计方案的好坏 定性分析与定量分析相结合 2 产品设计方案经济分析指标体系产品设计经济分析指标体系构成如图32所示 84 2 产品设计经济分析基本指标与综合指标 设计成本 材料费 工资 管理费 信用资料费等总和 劳动生产率 单位时间内的产品产量或用单位产品的劳动消耗来表示 单位时间内的产品产量 产品产量 计划期有效时间 单位固定资产产值 单位固定资产产值 净产值 总产值 固定资产总数 投资效果 以投资效果系数来表示 投资效果系数 用价值表示的剩余产品总量 投资总数 成本总节约额 包含两个部分 85 产品制造成本年度节约额S1 C1 C2 MC1为对比方案产品成本 C2为设计方案产品成本 M为设计方案年产量 经营费用年度节约额S2 D1 D2 PM D1为采用新方案前的成本 D2为采用新方案后的成本 P为新方案年生产率 86 投资费用节约总额由制造费用与使用维护费用构成 SK Sa1 Sa2 Sb1 Sb2 其中Sa1为对比方案制造费用 Sa2为新设计方案制造费用 Sb1为对比方案使用维护费用 Sb2为新方案使用维护费用 当 Sa Sb和 Sk均为正值时 是最理想方案 均为负值时 此方案不能采用 当 Sk为正值时 说明该设计方案节约投资费用 但制造成本和经营费超出 故不采用 Sk为负时 说明该设计方案能节约制造成本和经营费 但投资费已超过 应进一步计划投资回收期 87 追求投资回收期 占用投资最少 经营费用 或成本 最低 则是最佳设计方案 以公式 T K2 K1 C2 C1 K C 年 来衡量资本回收期 K1 K2为新方案 对比方案的基本投资额 C1 C2为新方案 对比方案的使用维护投资 T值越小越好 T值的计算可作为采纳方案的参考 不同类的产品T值相差较大 88 3 产品设计方案的经济分析方法常用经济分析方法有 对比法 因素分析法 平衡分析法 1 对比分析法该方法是备选方案的各项经济指标与目标要求的指标对比 由于各项指标的性质和内容的不同 可分别采用绝对值的比 即平均数指标之比或采用相对值比 即各指标相对比率 同种指标在不同时间进行对比 更可看出设计方案的效果趋势 同种指标在不同条件下进行对比 可看出设计方案先进程度的差距 89 2 因素分析法这是研究分析影响指标原因的一种方法 其要点是 确定某项指标组成因素 按因素所起作用排序 确定各因素与某指标的关系 根据分析的目的 把因素进行分解 测定某一因素对指标变动的影响方向与程度 90 3 平衡分析法就是对设计方案分析时 同时考虑到以后生产销售过程的平衡效果的方法 内容简要是 分析选取设计主案在今后生产中原材料的来源与满足生产量之间的关系 分析一旦投产 产销之间的平衡关系 分析生产中劳动平衡间的关系以及各种设备能力适应情况等 91 4 设计方案的经济分析与评价举例产品设计方案的经济分析与评价 为了进行产品设计方案的比较 对不同设计方案需估算 预测 出设计费 单位产品的材料费 工资和负荷成本 需增加的设备和工具的费用 寿命周期内产品可销售数量以及单位产品出厂销售的价格 表8是评价某产品的两个设计方案 从有关数据及评价计算可知 虽然方案乙的设计费用高于方案甲 增加的设备 工具多 但计算结果表明 无论是总的利润或是单位利润 方案乙都比方案甲有利 92 第三节产品绿色设计 一 产品绿色设计概念1 产品绿色设计应用绿色设计日益成为社会广泛关注的行为 自绿色设计思潮萌芽以来 绿色设计还没有一个完整的 确切的定义 目前常用的绿色设计概念注重产品生命周期内的环境属性 着重研究产品可拆卸性 可回收性 可再生利用与可维护性等设计内容 绿色设计是针对日益严重的环境污染问题而出现的 主要表现在一些落后与发展中的国家 93 如图33是非洲国家的垃圾污染 图34是发展中国家现代工业形成的污染 94 1 产品简约设计的广泛运用通过产品简约设计可降低产品对资源的消耗 减少产品使用过程能耗 这一思想日益被人们认可和应用 通过对产品体积和重量小 轻 薄 短的设计 一方面大量节约了产品生产材料 同时在使用原理上 必然减少相关能量及物质的消耗 尤其是日本 在产品简约化绿色设计方面成果显蓍 像照相机 摄影机 电视机 计算机等产品 全面趋向小 轻 薄 短的设计风格 如CASIO的SY 20袋装迷你电视机 zamussi牌滚筒洗衣机利用水流喷射 降低用水量 如图35所示 SONY袖珍手提电脑等 简约化设计最终实现减少生产成本 降低能源消耗 提高报废后的再利用程度 95 96 2 再利用设计的成功实践再利用设计到目前为止 已有大量的成功实践 这主要是产品报废后材料的再生利用 像大量的塑料产品 玻璃产品与约制品 而产品部件的再利用还有待于更多的尝试 美国一家公司设计的凯特尔电热壶是十分成功的再利用设计 这个产品总有13个部件 其中就有6个PPE部件 部件以注塑成型 各部件以钉头榫接 在不使用时可以方便拆卸 又如美国的I2571环保型吸尘器 外壳使用的是再生塑料 德国BMW3型环保概念车 其中以蓝色标定的部件材料均是再生材料 以绿色的部件均是可回收材料 瑞士vitta公司生产的休闲椅与脚凳 均是再生纸制造 日本东京的一些儿童玩具都是以瓦楞纸制成 澳大利亚kambrook公司设计的节电水壶报废后可拆卸回收 97 3 少量化设计的大量推行通过产品设计来减少生产 减少生产消耗 减少运输过程能源消耗 减少产品的宣传投入 减少销售过程中过量商业化消耗 减少产品使用过程能源物质消耗 减少生产能源 如丹麦Hoiseher公司设计的节水型抽水桶 西门子公司生产的绿色无氟节能冰箱 丹麦利用彩棉制成纺织品 少量化设计与过度包装设计形成对比 此外 一些一次性使用的产品越来越多地出现在市场 造成资源的浪费 能耗加大及出现大量的不成处理的垃圾 严重地影响了人类生存环境 人们开始意识到这一点 一些发达国家开始禁止使用一次产品 如德国禁使用一次性签字笔 98 2 绿色设计原则与要求 1 绿色设计的原则又称三R原则 Reduce 就是减体量 数量 减少产品设计生产全过程能耗与材料消耗 即少量化设计原则 Reuse就是回收使用 报废材料回收后再利用与可维修 使产品再被使用 即再利用设计原则 Recycle 就是再生 报废后的材料通过再加工而成为新的可利用材料 使之再利用 即再生设计原则 99 2 绿色设计基本要求绿色设计的基本要求就是在传统产品设计中通常所执行的技术要求 成本要求和人机工学要求的基础上纳入环境要求的内容 并将环境要求置于优先考虑的地位 100 1 与材料有关的要求少用短缺稀有的原材料 多用废料 余料或回收材料作为原材料 尽量寻找短缺或稀有原材料的代用材料 提高产品的可靠性和使用寿命 尽量减少产品中的材料种类 以利于产品废弃后的有效回收 尽量采用相融好的材料 不采用难于回收或无法回收的材料 尽量少用或不用有害的原材料 101 2 与产品造型结构有关的要求在结构设计中树立 小而精 的设计思想 如采用轻质材料 去除多余功能避免过度包装等 减轻产品重量 简化产品结构 提倡 简而美 的设计原则 如减少零部件数目 这样既便于包装 拆卸 重新组装 又便于维修及报废后的分类处理 采用模块化设计 使产品由多种功能模块组成 既有利于产品的装卸 拆卸 也便于废弃后的回收处理 在保证产品耐用的基础上 赋予产品合理的使用寿命 同时考虑产品精神因素的报废 所谓精神因素报废是指产品款式 新旧程度 个人喜好 产品美感等原因造成的产品淘汰与报废 在设计过程中注重产品的多品种及系列化 以满足不同层次的精神需求 避免大材小用 优品劣用 102 3 与产品制造工艺有关的要求产品或工艺过程的设计应考虑到组成产品零部件材料的回收重用 优化产品性能 改进工艺 提高产品合格率 采用合理工艺 简化产品加工流程 减少加工工序 谋求生产过程的废料最少化 避免不安全因素 减少产品生产和使用过程中的污染物排放 如减少切削液的使用或采用干切削 在产品设计中要考虑到产品废弃后的回收处理工艺方法 使产品报废后易于处理 处置 且不会产生二次污染 103 图36是利用再生材料制成的报箱 104 图37是利用红外感应控制形成节水型便池 105 图38利用可回收的型材 制成方便组装与拆卸的垃圾桶 从制造 节能 运输 减少空间 可回收再生等方面体现了绿色设计的思想 106 图39和图40是可折叠的材料桶 在产品包装和运输方面可大大减少存放空间 107 二 产品绿色设计方法 传统产品单纯以满足人的物质需求为主要目标 强调产品的功能而轻视产品使用过程中和使用后对能源的消耗及对环境的不利 现代产品设计将设计 制造 流通 消费 弃置四个过程作为设计整体进行 这一设计的核心思想是将防止污染 保护环境 保护资源的目标纳入产品开发设计中 促进物流过程中宜人价值 生态价值 经济价值的实现 108 在产品开发与使用的整个过程中 从有利于人类生态环境与资源环境的角度 将产品置于不同层面上的绿色设计包含 在材料与工艺选择中体现防污染的产品设计 在人与环境整体关系中体现创新设计 提高产品全过程总体价值 从产品设计功能全程性来考虑产品的绿色设计包含 拓展产品生命周期 理解和掌握与产品相关的环境同题 对原材料的循环管理与利用 对废弃物的管理和处置 109 1 产品生命周期设计方法1 产品生命周期设计概念过去 企业通常是只考虑产品的开发 设计 制造 销售 使用是用户的事 产品废弃后的处理 回收交给社会 企业 用户 社会三方面没有联系 对产品没有共同关心的主题 产品使用与废弃过程中对使用者健康产生的不利 对环境造成的污染 只有企业 用户 社会三方面都来关心 参与产品设计 关注产品全生命周期 才能消除传统设计存在的不足 110 图41描述了产品生命周期设计涉及的企业 用户 社会三方面的关系 环境属性 劳动保护 资源有效利用 生命周期成本 企业策略 产品的基本属性 可制造性 设计开发 用户市场需求 淘汰废弃 使用 销售 生产 产品生命周期设计 产品生命周期设计关系图 111 2 产品生命周期设计的系统分析在进行产品生命周期设计时 先要进行产品生命周期环境分析 明确设计目标和设计要点 然后再进行具体细节设计 产品生命周期需求分为两类 一类是总需求 如优质 清洁等 另一类则是环境需求 如可回收性 排放污染量等 根据需求特征 可将需求分为固定需求 最小需求和理想需求 生命周期不同阶段的需求可采用不同的表示方式 如使用阶段的需求通常表述为 产品不会产生大于 的排放物 环境需求分析除清楚生命周期每一阶段的环境需求及表述方式外 还必须清楚每一需求之间的相互关系及协调解决方法 112 针对产品设计的环境需求及市场准入方面的需求分析 确定产品应具有的功能 性能等参数 并在生命周期各阶段的设计中 对各个阶段的设计过程和结果进行协调 设计结果满意时 可得到生命周期所有的信息 设计资料 工艺信息等 设计结果不满意时 则可进行有关环节的协调和修改 直到满意 113 3 产品生命周期设计策略 产品设计应重视生命周期的全过程 即设计应考虑从原料采集直至产品废弃处置的全过程 环境需求分析应在产品设计开发的初期阶段进行综合考虑 如环境 功能 成本 美学等设计准则 在多目标之间进行权衡 做出设计决策 要注重实现多学科跨专业的合作开发设计 由于生命周期设计涉及各种环境问题和环境将就以及不同的研究对象 如减少废弃物排放 现有产品的再循环 新产品开发及再循环等 产品的设计任务涉及到广泛的知识领域 多学科合作设计应从一开始就注重实施 集思广益 做出最佳选择 114 2 产品拆卸设计拆卸是产品回收和重用的前提 无法拆卸的产品既谈不上有效回收更谈不上重新利用 1 产品拆卸设计的目的产品可拆卸的目的 产品零部件的重复利用 针对电子产品 可实现元器件的回收 材料回收再生利用 产品拆卸设计准则 指导设计人员进行产品设计 便于产品使用过程中的维护和服务 便于废弃后产品有效的回收和利用 115 2 产品拆卸设计的内容 拆卸工作量最少设计 产品在满足功能要求和使用要求的前提下 尽可能采用最简单结构与外形 简化维护及回收人员的工作 降低维护 拆卸 回收的技能要求 使产品中的有害材料易于拆卸的连接方法 促使有害材料集中 结构可拆卸设计 尽量采用易于拆卸的连接方法 使紧固件数量尽可能最少 拆卸省时省力 简化拆卸动作 减小拆卸动作空间 简化拆卸动作的复杂程度 拆卸可达性良好 保证最方便位置 最短距离与最接近部位的拆卸操作 116 易于拆卸的操作设计 设计中 形成各构成件为单一材料结构 易于废液排放的结构设计 在拆卸件上要设计便于抓取的部位与结构 尽量不采用非刚性零部件 易于分离的工艺设计 产品表面最好是一次加工而成 产品总构件设计时 可将不同材料的构件运用不同形式的标志加以标识 优先选用标准化设备 工具及元器件 并尽量减少其规格品种 采用模块化设计 促进部件互换 通用及快速更换 拆卸 要对产品结构建立可预估性 在设计中应注意避免将易才华或易腐蚀的材料与所需拆卸 回收的材料零件组合 要拆卸的零部件应防止被污染或腐蚀 117 3 公理化拆卸设计方法在定性设计决策中利用可行性的原理 避免对各种可能性进行遍历搜索的一种设计方法 公理化设计的目标是为设计领域建立科学基础 为产品及工艺设计提供理论支持 设计目标的实现需要两个阶段 首先定义产品的一系列功能需求 然后在物理域内通过明确的实体来满足这些功能需求 公理化设计是对各种信息进行综合 并建立计算机能够解释和应用的决策规则 118 3 产品回收设计1 回收设计概念回收设计就是实现广泛回收所采用的手段或方法 即在进行产品设计时充分考虑产品零部件及材料回收的可能性 回收价值大小 回收处理方法 回收处理结构工艺性等与回收有关的一系列问题 以达到零部件 材料资源和能源的充分有效利用 环境污染最小的一种设计思想和方法 回收设计具有若干特点 回收设计可便于材料资源得到最大限度的利用 减少固体废弃物的数量 回收设计有利于持续发展战略的实施 有利于扩大就业门路 提供了更多的就业机会 形成物流的完整闭合性 促进无污染 无公害 119 2 回收设计内容 产品零部件及材料的回收 这主要取决于原有产品及材料性能保持性及材料本身性能 要对回收的零部件及材料明确标识 通过标识控制不同回收方式 回收级别 可重用材料最优先 其次是循环利用 最次是再生利用 确定回收工艺及方法 这是在产品设计时就应明确的事项 要充分考虑到产品零部件及材料的回收经济性 确保回收零件结构方便 经济 无损害的拆卸 120 3 回收设计方法 明确并定义设计任务 依据用户市场需求 国家法律 确定不同产品生命周期的回收方式 确定产品的功能及基本组成 根据设计任务确定其具体的功能和实现这些功能的基本结构 确定实现产品功能的原理及其结构 应尽可能采用所无原则零部件数量少 所有的材料种类少的结构 121 产品功能模块的划分 有利于产品具有良好的拆卸回收性能 根据产品特点采用分散提供结构或集成模块结构 关键 主要 模块设计 包括组成模块的零件数量最少化 模块内部及模块之间连接结构的统一化 标准化并易于拆卸分离 辅助模块的选择及零部件设计 主要包括各零部件 模块之间的连接结构 根据产品中零部件材料的特点确定拆卸回收对象 并对回收过程及回收工艺做出初步规划 回收工艺及回收评价 优化拆卸过程及回收方法 对拆卸回收过程的经济性进行分析 确定最佳回收策略 最终实现产品回收设计目标 122 第四节产品设计策划与管理 一 产品设计策划产品设计策划是产品整体设计活动的最高层次 产品设计策划的功能是创造性地提出产品设计指导思想与行动方向 创新性地制定产品设计相关策略 并为完成产品设计提出一整套可行的实施计划 产品设计策划是成功进行产品设计的首要事务 123 1 产品设计指向首先必须明确 产品设计指向与产品设计定位两者性质完全不同 产品设计指向是产品整体设计中所涉及的产品宏观问题 如产品战略性内容 产品设计总体思想 行动纲领等 124 1 产品发展战略与设计产品发展战略由企业高层管理者制定并将其贯彻在企业研发 生产 经营过程中 通过企业各职能部门的协作行动 在一定时间内最终达到战略所预计的目标 产品发展战略一般有如下几种类型 125 年度产品发展战略 这种战略按时间研究制定 通过企业高层与企业职能部门会议研究 并形成年度工作计划 新型产品发展战略 企业针对新产品可行性与投资的分析 企业针对新型产品导入企业的开发 生产与销售等一系列工作计划制定的产品战略 配合企业变革的产品发展战略 由于企业合并收购 企业所有权与经营权的变化 企业经营机构的变化 如建立跨国营销系统 产品产销权分离等 引起管理方法与市场动作的变化 要求产品按新的发展战略来组织全过程运作 产品发展战略直接影响产品设计全过程 这一影响涉及的产品设计方面有 产品系列组成 产品功能与价格水准 产品群形象及其识别风格 产品寿命周期与新产品推出节奏 126 2 产品开发设计宗旨产品开发设计宗旨是由企业高层管理部门制定或产品设计机构参与制定 产品设计宗旨不同于产品发展战略 产品设计宗旨是产品战略下的针对产品设计目标 产品设计作用与产品设计意义而制定的 产品设计宗旨集中反映产品制造企业的价值观 文化观 经济观 对此 产品设计机构或企业设计部门应具备两方面的能力 一是能够帮助或协助企业高层管理者研究分析企业产品设计宗旨 能够指导这一宗旨的制定 能够参与宗旨的制定 二是能够充分理解企业产品设计宗旨 领会宗旨所包含的全部内容 并能够正确融入自己的产品设计中 127 3 产品设计实施保障体系企业针对新产品上市组成一系列保障体系和手段 作为新产品推出之前的可靠准备 形成产品设计投入实施的稳定基础 新产品可行性论证 是新产品设计之前的首要事项 可行性论证主要解决新产品市场接受程度与企业新产品实施能力程度 通过市场调查 分析 研究 运用第一手正确数据来反映新产品的市场可行性 通过企业内部人 财 物评价 论证企业上新产品的可能性 128 新产品投资分析 包括投资风险分析与投资效益分析 利用调查资料及数据 对投资风险进行定量分析与定性分析 根据企业成本核算及市场营销分析 建立新产品投资效益财务分析 从中估算成本回收时间 年度利润状况 组成企业成本人 财 物保障机制 组成新产品开发设计与实施机构 落实参与本产品项目的工作人员 确定各职能部门的责 权 得 建立新产品管理原则 筹措新产品导入企业物资设备条件 保证相关设备 工具 资料等物质手段 筹措新产品开发 生产资金 保证新产品前期投入资金与后期上市推广资金 保证日常流动资金 129 2 产品设计策略新产品因需求 竞争 科技进步而产生 针对这三方面因素 产品设计策略是 130 1 面向需求的新产品设计策略因市场需求而产生的改良产品 其功能已被人们所承认 其产品技术已被人们所接受 在进行这类产品设计时 我们应注重如下策略 131 准确真实地摸清需求内容 特性 形式 将其归纳为可描述的设计语言 将需求内容层次化 由此可产生不同规格的新产品系列 或产生不同价格档次的系列产品 满足多样性的需求 将需求内容主次化 围绕主要需求兼顾次要需求 推出各样消费功能的产品系列 根据需求特性 扩展 强化 延伸这一需求功能 使得这一需求特性被放大 形成产品强有力的卖点 图42十分形象地描述了需求实施订做的设计理念 132 133 2 面向市场竞争的新产品设计策略新产品设计与推出 是市场竞争的重要手段 是实现低成本市场扩张与竞争的利器 新产品推出 可以拉开与竞争者的距离 加速老产品从市场退出 可大大削弱竞争对手产品销售的利润 面向市场竞争的新产品设计应注重如下方面的策略 134 摸清竞争产品及对手的产品情况 从中分析产品优势与劣势 并将之描述出来 针对竞争对手产品的劣势进行新产品设计 在新产品开发设计过程中 完善和张扬新产品的优势 针对竞争对手产品优势的竞争设计 要使自己的产品通过开发 设计 制造 形成自身的优势超过对手产品优势 即通过产品同属性优势竞争 将对手产品压在下面 加快新产品开发设计节奏 缩小新产品推出周期 以新产品推出速度拖垮竞争对手 135 3 因科技进步的新产品设计策略产品技术进步是引起新产品设计的重要因素 新技术必然要求新的设计与之配合 新技术给产品创新创造了重要条件 面向新技术的新产品设计策略主要有 运用准确的设计语言传达产品新技术 新功能 通过产品形体直接提示产品技术的先进性 高质量 高效率等概念 充分的创新设计 完全改变老产品的形象特征 使新产品充分表现因新技术带来的附加值 尽可能应用产品制造新工艺 新材料 扩展产品设计创新要素 尽可能创造产品全方位创新的整体效果 136 3 产品设计计划产品立项与产品战略制定后 应详细制定产品开发设计计划 1 产品开发设计计划的基本内容 制定产品开发设计开始时间 计划产品开发设计各阶段的内容与时间 制定产品开发设计的结束时间 按照开发设计过程 计划参与工作人员及其任务 按照开发设计过程 落实资金投入及物资设备的投入 按时开发设计过程 制订要完成工作的目标以及配合这一目标的评价标准 137 2 产品开发设计计划的作用 将产品发展战略及目标具体化 事务化 组织化 确保产品开发设计高效率 方向明确 动作有序 产品开发设计计划的提出 可以推动所有参与人员统一思想 统一行动 统一步骤 有利于工作的组织和协调 产品开发设计计划是监控产品开发设计在时间 内容 质量等方面的日程表 是产品开发 设计 工作的时间管理工具 138 二 产品设计管理 设计管理是近几年来企业与高校十分重视的课题 是发达国家的设计公司及企业设计部门提高设计水准的重要手段 设计管理水准才是设计成效的关键 139 1 产品设计项目管理项目管理是现代企业应用广泛的管理方法之一 由于这一管理的特性最适合用于产品设计 故在产品设计中 将其用来作为产品设计管理 紧密配合这一管理方法的是项目经理制度 1 项目经理制度项目经理是配合项目管理而设立的一种管理方法 项目经理是企业部门管理职能的有力补充 项目经理制度 因企业 行业不同而各有差异 项目经理制度主要规定了项目进行全过程中的领导