产品设计与开发流程培训讲义

1、12010年8月2n 产品开发工作绪论n 产品设计与开发过程详解n 总结概概 述述3目录目录产品体系工业设计面向制造的设计原型制作稳健设计专利和知识产权产品开发经济学项目管理绪论开发过程与组织产品规划确认客户需求产品指标概念生成概念选择概念测试4 制造企业的成功，取决于它们确定消费者需求、并低成本迅速制造满足该需求的产品的能力。 达到上述目标是不仅仅是营销问题，也不仅仅是设计或制造问题，它是所有包含这些功能的产品开发产品开发问题。绪绪 论论5产品质量产品质量产品成本产品成本开发能力开发能力开发成本开发成本开发时间开发时间成功的产品开发的特点6谁设计和开发产品 n 营销n 设计：工程设计和工业设

2、计n 制造开发团队组成7折中折中原动力原动力细节细节经济学经济学时间时间压力压力决策提高性能与成本之间的折中技术进步、消费者偏好演变、竞争者引入新产品、宏观经济环境转变产品开发的挑战创造性创造性满足社会满足社会和个体需求和个体需求团队多样性团队多样性和团队精神和团队精神8 一般的开发过程是怎样的？ 如何改造该过程以满足特定工业条件要求？ 用什么构成一个产品开发的组织？ 开开 发发 过过 程程 与与 组组 织织9产品开发的一般过程市场营销市场营销详述市场机遇定义市场分块设计设计考虑产品平台和体系评估新技术制造制造确定生产约束条件确定供应链策略其他其他研究：展示现有技术财务：提供规划目标总体管理：

3、分配项目资源收集客户需求确定领先用户确定竞争产品调研产品概念的可行性开发工业设计概念建造并测试实验性原型机评估制造成本评估制造可行性财务：实施经济分析法律：调研专利事项建造产品选项和扩展系列规划确定一个或多个目标销售价格点建造备选的产品体系定义重要子系统和接口提炼工业设计确定关键部件的供应商进行市场分析确定最终装配方案确定目标成本财务：实施制造-购买分析售后服务：确定售后服务相关事宜建立营销规划定义零件的几何尺寸选择材料分配公差完成工业设计的控制文件定义零件的制造工艺设计工装定义质量保证过程开始获得较长先到期的工装准备促销和发售材料实施现场测试可靠性测试寿命测试性能测试获得证书批准完成设计变更

4、启动供应商的生产活动改进制造和装配过程培训工人改进质量保证过程销售：建立销售规划针对关键客户进行早期生产评估早期生产结果开始整个生产系统的运作10生成产品概念生成产品概念建立目标指标建立目标指标确认客户需求确认客户需求概念开发：前端过程选择产品概念选择产品概念测试产品概念测试产品概念确定最终指标确定最终指标规划后续开发规划后续开发任务陈述任务陈述开发规划开发规划进行经济性分析进行经济性分析与竞争产品进行标杆比较与竞争产品进行标杆比较建立并测试模型和原型机建立并测试模型和原型机11对一般的产品开发过程的改编过程类型描述明显特征范例一般产品（市场拉动型）从市场机遇开始，选择合适的技术以满足客户需求

5、一般开发过程运动产品 家具技术推动型产品从一项新技术开始，然后寻找合适的市场规划阶段包括技术与市场的匹配；概念开发围绕给定的技术开展Tyvek（杜邦特卫强材料）信封平台型产品采用一种已经建立好的子系统进行新产品开发概念开发采用一个经过证实的技术平台消费电子产品 计算机工艺密集型产品产品特征由生产工艺强烈约束要么从开始就指定一种现有的生产工艺，要么一开始产品和工艺就要一起开发快餐食品化工产品不透明，防不透明，防水透气，抗水透气，抗撕裂撕裂12过程类型描述明显特征范例定制型产品新产品是现有配置的稍许变异项目的相似性将允许实施流畅和高度结构化的开发过程开关电池容器高风险产品技术和市场不确定性将导致很

6、高的失败风险尽早确定风险，并在开发过程中全程跟踪；尽早进行分析和测试活动药品宇航系统速建产品快速模型和原型制作使可以实现多次设计-建造-测试循环细节设计和测试阶段可以重复多次，直到产品完成时或时间/预算用尽软件手机复杂系统系统必须分解为多个子系统和部件子系统和部件由多个平行工作的团队开发，之后进行系统整合和测试飞机汽车13产品开发组织14 本章阐述了一个公司如何通过首先考虑其可能从事的潜在的项目群，决定哪些项目是最急需的，之后再根据中心任务开始各个项目的方式，使其产品开发工作的效率最大化。 产产 品品 规规 划划15产品规划全过程n产品规划：确定该组织将要开发的产品组合，以及他们投放市场的时间

7、安排。规划过程考虑由各种来源所确定的产品开发机遇，这些来源包括来自市场、研究、客户、当前产品的开发团队等的建议以及与竞争对手的比较。n产品开发项目的四种类型产品开发项目的四种类型l新产品平台l现有产品平台的衍生l对现有产品的逐步改进l全新产品16产品规划全过程产品规划全过程17步骤一：确认市场机遇n 产品开发机遇的确认产品开发机遇的确认l记录当前客户所体验的对现有产品的挫折和抱怨l会见领先客户，把注意力放在他们做出的创新和对现有产品可能进行的改动l注意生活方式、统计数字、现有产品类型中的技术和新产品类别的机遇的趋势所蕴含的内容l系统的收集当前客户的建议，比如通过销售部门或者客户服务系统l在当前

8、（竞争标杆）基础上仔细研究竞争对手的产品l追踪新出现技术的状态，以促进基础研究和技术开发得到适合技术转化为产品开发18步骤二：项目评估和优先级顺序n 竞争策略 技术领先地位 成本领先地位 以客户为中心 模仿n 市场分块n 技术路线n 产品平台规划1920n 平衡组合21步骤三：分配资源和安排时间步骤三：分配资源和安排时间n 资源分配n 确定项目的时间和顺序（有时称为“管道管理”，pipeline management)必须考虑的因素如下：l产品上市时间l技术储备l市场预备l竞争22步骤四：完成项目前期规划步骤四：完成项目前期规划n 任务书n 对产品的简短描述n 关键商业目标n 产品的目标市场n

9、 指导开发工作的假设条件和约束n 相关利益者n 假定条件和约束n 人员安排和其他项目前期规划活动23产品规划是否支持了公司的竞争性策略？步骤五：对结果和过程进行反思产品规划是否针对了公司面临的最重要的当前机遇？分配给产品开发的所有资源是否足以贯彻公司的竞争策略？核心团队是否接受了最终任务书的挑战？任务书的各部分是否协调？如何改进产品规划过程？24确确 认认 客客 户户 需需 求求 直接控制产品细节的人必须和客户沟通，并体验产品的使用环境。 本章提供了综合确定客户需求的方法。 25步骤一：从客户处收集原始数据n常用方法 访谈 焦点小组（focus group) 观察使用中的产品n与客户交流的技巧

10、 顺其自然 使用视觉激励和道具 抑制有关产品技术的先入为主的假设 让客户阐述产品和（或）与产品相关的典型任务 对出乎意料的事情和对潜在需求的表达要敏感 注意非语言信息26您什么时候使用这种产品？为什么？请表演一下使用该产品时的典型情况您不喜欢现有产品的什么地方？您喜欢现有产品的什么地方？购买产品时，您考虑哪些问题？您希望对产品进行哪些改进？27步骤二：把原始数据翻译成客户需求指导原则客户陈述需求陈述-正确需求陈述-错误翻译成“做什么”，而不是“如何做”你们为什么不在电池触点周围布置保护性屏蔽呢？螺丝刀电池受到保护，防止意外短路螺丝刀电池触点用塑料滑门覆盖明确性我总是失手跌落我的螺丝刀螺丝刀在重

11、复跌落后正常工作螺丝刀很粗壮用肯定句，不用否定句如果下雨也没关系，星期六我也要在室外工作螺丝刀在雨中能正常工作螺丝刀不受雨水影响描述产品的属性我愿意从点烟器向电池充电螺丝刀电池可以通过汽车点烟器进行充电汽车点烟适配器可以对螺丝刀电池进行充电避免“必须”和“应该”我最讨厌的就是不知道我的无绳工具的电池里还有多少电螺丝刀提供电池能量水平指示螺丝刀应该提供电池能量水平指示28步骤三：把需求组织成等级n 在单独的卡片上或便签纸上打印或写出每一条需求陈述n 删除冗余陈述n 根据卡片表达的需求的相似性对其归类n 为每个卡片组选择一个标签n 考虑创造一个包含2-5个卡片组的“超级组”n 回顾并编辑组织好的需

12、求陈述29依靠团队成员与客户接依靠团队成员与客户接触的经历所达成的共识触的经历所达成的共识将重要性评估建立在将重要性评估建立在进一步的客户调查上进一步的客户调查上A B 步骤四：建立需求的相对重要性两条基本途径两条基本途径30是否与目标市场上所有重要客户进行了交流？步骤五：对结果和过程进行反思是否有能力超越与现有产品相关的需求从而捕捉目标客户潜在需求？是否存在应该继续跟踪访谈或调查的领域？哪些是我们现在知道而开始不知道的需求？组织中是否还有任何人需要进一步深入理解客户需求？在将来的活动中，应该怎样改进过程？31产产 品品 指指 标标 如何将相对主观的客户需求转化为后续开发工作的精确目标？ 本章

13、提供了建立产品指标的方法。 32什么是指标n 产品指标（产品指标（production specifications): 产品必须达到的性能的精确描述，是多个指标（度量和数值）的集合。33何时建立指标 在选择产品概念后，必须对目标指标进行提炼。开发团队重新审视这些指标，同时评估实际的技术约束和期望的生产成本。34建立目标指标（初步指标）n 包含步骤p准备度量列表 度量应该是完整的。度量值应该与满足客户需求完美联系在一 起。 度量应该是关联变量，不能是独立变量。 度量应该实用。 一些需求很难转化为可以量化的度量。 度量应包括在市场中进行比较的、广泛使用的标准规范p收集竞争性标杆信息p设置理想值和

14、最低可接受值p对结果和过程进行反思35n 收集竞争性标杆信息（见案例“基于度量的竞争性标杆比较图）36n 设置理想值(ideal value)和最低可接受值(marginally acceptable value) 理想值：团队所能期望的最好结果 最低可接受值：能使产品勉强商业存活的值p 表达度量值的方法： 至少X 最多X 在X和Y之间 精确为X 一组离散的值（例如耳机直径可以是1.000in、1.125in或 1.250in)37n对结果和过程进行反思团队的成员是在博弈吗？开发团队是否应考虑开发多个产品以便更好的匹配多个市场分块的特殊需求？是否遗漏了任何指标？这些指标是否反映了决定商业成功的

15、那些特性？38 设定最终指标n 建立该产品的各种技术模型 产品的技术模型是针对特定的一组设计决策来预测其度量的值的一种工具。“模型”既表示产品的解析近似，也表示产品的物理近似。 模型的输入量是与产品概念相关的独立的设计变量，输出量是度量的值。步骤步骤39n 建立该产品的成本模型 这一步骤的目标是确保产品能以“目标成本”生产出来。 目标成本是“公司及其销售商能够获取足够的利润，同时又能以具有竞争力的价格向最终客户提供产品” 的制造成本。p 列出材料明细（包括所有零件列表）并估计每个零件的购买或制造价格p 预估装配和其他制造成本40n 对指标进行提炼，必要时进行权衡折中 支持这种决策的一个重要工具

16、是“竞争分布图”。41n 适当地“顺延”（flow down)这些指标p要确保子系统的指标确实反映了整体产品的指标。即如果子系统达到了指标，那么整个产品也将达到指标。p确保不同子系统的指标的难度相同。42n对结果和过程进行反思该产品会是赢家吗？在技术模型和成本模型中存在多大不确定性？开发团队所选的概念能最好地适合目标市场吗？公司是否应该启动正式的开发工作，对产品性能的某些方面建立更好的技术模型以备将来使用？43概概 念念 生生 成成 哪些现有的解决概念能成功适合应用要求？ 哪些新概念可以满足已建立的需求和指标？ 哪些方法可以用来促进概念生成过程？ 44概念生成的活动n 产品概念是对产品的技术、

17、工作原理和形式的近似描述，是对产品如何满足客户需求的简洁描述。概念通常表达为一幅草图或一个粗略的三维模型，并常伴有简洁的文字描述。 概念生成过程从一组客户需求和目标指标开始，最终产生一组开发团队要从中做出选择的多个产品概念。45n 降低昂贵问题的可能性的结构化途径 在概念生成阶段，开发团队表现的普遍的机能紊乱包括： 只考虑一两个通常是由团队中最自信的成员提出的选项 没有仔细考虑其他公司在相关产品和非相关产品中所采用的概念的优点 过程只涉及一两个人，导致小组其他成员缺乏信心和认同 有希望的局部解决方案不能有效结合 没有考虑解决方案的整个范围461.理清问题理解问题分解集中考虑关键性子问题2.外部

18、搜寻领先用户 专家专利 文献标杆比较3.内部搜寻个人小组4.系统探索分类树组合表5.对解决方案和过程的反思构造性反馈概念生成的概念生成的5 5步骤步骤47步骤1：理清问题n 把复杂问题分解成简单的子问题（问题分解） 分解方案p 功能分解 使子团队启动工作的有效技巧 对一种现有产品创建一张功能图 基于团队已经生成的任意产品概念，或基于一种已知的功能技术，创建其功能图。应保证功能图被一般化成合适的抽象程度。 跟随某条流动（例如材料流）并确定需要什么操作。通过考虑其他流动与这条初始流动的关系，就可以推断出其他流动的细节。p 按用户操作顺序分解p 按关键的客户需求分解n 将初始努力集中在关键子问题上

19、48步骤2：外部搜寻n 领先用户调查 领先用户：在市场主体之前数月或数年就体验了需求，并且本质上一定会从产品创新中受益的客户。n 专家咨询n 专利检索n 检索出版文献n 见证性标杆比较 49步骤3：内部搜寻n 内部搜寻：是利用个人和团队的知识和创造性来产生解决概念的过程。这个过程可以由相互隔绝的个体单独执行，也可以由一起的工作小组执行。n 原则p暂缓评判p产生大量想法p欢迎似乎不可行的想法p使用图形媒介和物理媒介n 举行个人会议和小组会议都有作用50n 生成解决概念的提示p进行类比p希望和提问p使用相关的激励p使用不相关的激励p设置定量指标p使用画廊方法（同时展现大量的概念以供讨论）51步骤4

20、：系统检索n 概念分类树（concept classification tree)n 概念组合表(concept combination table)n 管理探索过程 功能确认解决问题的独立途径删减没有前途的树枝找出被不恰当强调的某些树枝为某个特定树枝修正问题分解过程52团队是否有信息已经彻底探索了解决方案空间？还有别的功能图吗？还有别的分解问题的方式吗？外部资源被彻底探索过了吗？是否每个成员的观点都被接受并结合在此过程中了？步骤5：对结果和过程进行反思53概概 念念 选选 择择 开发团队面临为进一步设计、修正和生产选择最好的概念的问题。 本章重点阐述了概念选择的方法。 54n 概念选择（co

21、ncept selection)：是一个依据客户需求和其他标准评估概念的过程，以便比较各概念的相对优点和缺点，从而选出一个或多个概念进行进一步的调查、测试或开发。 55所有团队都将使用某些概念选择方法外部决定产品支持者直觉多数表决辩论原型和测试决策矩阵相关单位建造每个概念的模型并进行测试，然后根据测试数据做出选择56概念选择的两个阶段1.概念粗筛2.概念评分Concept screeningConcept scoring57概念粗筛n 准备选择矩阵p 选择一种适合与当前问题的物理媒介p 将各种输入（概念和标准）填入矩阵中p 选择标准列在矩阵左侧，这些标准的选择依据是，团队已经确认的客户需求及本

22、企业的需求p 经过仔细考虑后，团队选择一个概念作为“标杆”或称“参照概念”，其他概念的评价都以它为参照。n 概念评价n 概念排序n 组合和改进概念n 选择一个或多个概念n 对结果或过程进行反思 58概念评分n 准备选择矩阵n 概念评价n 概念排序 在填入了所有概念的评分之后，加权评分可以用原始评分乘以 标准的权重计算出来。每个概念的总分是各加权评分的和。n 组合和改进概念n 选择一个或多个概念n 对结果和过程进行反思 59概概 念念 测测 试试 概念测试与概念选择紧密相关，二者都致力于缩小要考虑的概念的范围。 本章重点阐述了测试产品概念的方法。 60概念测试中的主要问题3大约可能售出多少套产品

23、？1应该继续开发哪个备选概念？4开发工作应该继续吗？2如何改进概念以更好的满足客户需求？步骤1：定义概念测试的目的61步骤2：选择调查人群有利于较小样本量的因素有利于较小样本量的因素有利于较大样本量的因素有利于较大样本量的因素测试发生在概念开发过程的早期测试发生在概念开发过程的晚期测试的主要目的是收集定性数据测试的主要目的是定量评价需求调查潜在客户的金钱和时间代价较高对潜在客户的调查既经济又迅速开发和发售产品所需的投资较少开发和发售产品所需的投资较高目标市场中相当大的部分预期将高度评价产品（即无需大的样本量就能发现许多正面倾向的回应）目标市场中较小部分预期将正面评价产品（即必须采样很多人才能可

24、靠估计正面评价产品的人群有多少）导致较大或较小样本量的因素62邮寄信件电话面对面交流步骤3：选择调查形式因特网电子邮件某种形式的刺激（现金或礼物）可以提高回信率建议只用于从参加中可以得到益处的回答者，或者用于团队已经与之建立了积极联系的目标人群63n传达方式步骤4：概念传达文字描述草图照片和渲染图情节展板录像工作原型外观模型交互式多媒体仿真表达包含产品的时间序列场景的一系列图像结合了录像的视觉丰富性和仿真的交互性64n 调查形式与概念传达方式相匹配传达产品概念的不同方式的不同调查形式的适用性65n 最常用的购买意向刻度具有5种反映类型p肯定会买p可能会买p也许买也许不买p可能不买p肯定不买步骤

25、5：测量客户反映66n Q:一个时期内产品预期销售数量n N：同期内预期实施购买活动的潜在客户的数量。对于稳定的现有产品种类（如自行车），N是这一时期内对现有产品的预期购买量。n A：这些潜在客户或潜在购买的一个分数（通常表达为百分比）。即产品可以买到并且客户知道有这种产品的比例（在可购性和知晓性为分离的独立因素的情况中，它们相乘就得到A）n P：产品可购并且客户知晓时，产品被购买的概率。可以被估为：步骤6：结果解释PANQ*probablyprobablydefinitelydefinitelyFCFCP*概念测试调查中表示“肯定会买：的被调查者的比例表示”可能会购买“的被调查者的比例基于公

26、司过去的相似产品的经验而建立的交正常量（0.10,0.50)基于公司过去的相似产品的经验而建立的交正常量(0,0.25)67n 引起实际购买情况与调查中所表达的购买意向发生差异的因素p口述的重要性p概念描述的逼真度p定价p促销水平68概念的传达方式是否能引导出反映真实意向的客户反应？最终的预测与能看到的类似产品的销售率是否一致？步骤7：对结果和过程进行反思69产产 品品 体体 系系 本章重点阐述了建立产品体系的方法。 70n产品的“体系”就是把产品的各个功能元素组织成实体组块的方案，以及各组块之间相互接口的方案。n产品体系最重要的特征是其模块化特性，模块化体系具有以下特点：p各组块之间只实现以

27、个或少量的功能元素p组块之间的交互作用定义明确，且这种交互作用对产品的首要功能通常是非常基础的什么是产品体系71n模块化类型各组块之间的接口各不相同，因此产品中的不同组块不能互换（汽车收音机）有一个通用的总线，其他组块用相同的接口与总线连接（个人计算机的扩展卡）所有接口都相同，但没有一个所有其他组块都与之相连的公共元素。装配是通过将组块以相同的接口互相连接而完成（组合沙发）槽型模块体系总线型模块体系组合型模块体系72n 产品变化p促使企业改变产品的原因l升级l附件l改装l磨损l消耗l使用灵活性l重复利用产品体系的内涵73n 产品多样性n 部件标准化n 产品性能n 可制造性n 产品开发管理744

28、 4步骤步骤3建立粗略的几何模型1创建产品示意图4确定基本的和次要的交互关系2集束示意图的元素建立体系75n将产品分化延迟到供应链末端称为“延迟分化”。n两条设计原则是延迟的必要条件p 产品的分化元素必须集中在一个或少数几个组块中p 产品和生产工艺必须设计成在靠近供应链末端才为产品安装分化组块延迟分化76分化性规划分化性规划共同性规划共同性规划A B 平台规划两种权衡规划产品两种权衡规划产品平台差异性与通用平台差异性与通用性的信息系统性的信息系统77n 处理共同性和分化性之间的权衡原则p平台规划决策应参考成本和收入的量化估计p迭代重复是有益的p产品体系决定了分化性和共同性之间权衡的本质78n

29、定义二级系统n 建立组块的体系n 建立详细的接口指标相关的系统级设计事项79工工 业业 设设 计计本章重点阐述了工业设计（ID)及ID过程如何与其他产品开发活动协同进行。 80n 为用户和制造商的相互利益而建立和开发“可以优化产品和系统的功能、价值和外观的”概念和指标的专业化服务。n 实际上，工业设计师把他们的注意力集中在产品的形态和用户界面上。什么是工业设计81用途：产品的人机界面应该是安全、容易使用和直观的。每个特征都应该具有把功能传达给用户的形状。外观：使用形态、线性、比例和色彩把产品整合成一个令人愉悦的整体低成本：形态和特征对工装和生产成本具有很大影响。所以团队必须综合考虑这些因素。传

30、达：产品设计应该通过产品的视觉质量传达公司的设计哲学和任务。容易维护：产品必须被设计成能传达如何它们进行维护或修理。新产品开发时工业设计师可以帮助团队达到的5个关键目标82n工业设计的费用评估工业设计的重要性手持式医疗设备0 0101020203 30 01010100100100010001000010000100000100000工业食品处理设备手持动力工具大规模医疗器械台式计算机外围设备手持式吸尘器医学成像设备汽车大型喷气客机工业设计费用占产品开发预算的百分比工业设计的总费用（千美元）83使用的简便性有多重要？维护的简便性有多重要？产品功能需要多少用户交互作用？用户界面需要多新颖？人机工

31、程需求有何安全考虑？84产品的美学效果是否需要与众不同？拥有权的自豪感、形象和时尚有多重要？美观的产品会激励团队吗？美学需求85ID服务成本。服务量取决于设计师数量、服务成本。服务量取决于设计师数量、项目持续时间和所需要的模型数量，外加项目持续时间和所需要的模型数量，外加材料成本和相关花费。材料成本和相关花费。实现实现ID创作的产品细节时的费用。表面处创作的产品细节时的费用。表面处理、时尚的形态、丰富的色彩以及许多其理、时尚的形态、丰富的色彩以及许多其他细节，都将提高工装成本和（或）生产他细节，都将提高工装成本和（或）生产成本。成本。与交货期延长相关的代价。将导致产品投与交货期延长相关的代价。

32、将导致产品投放市场的延迟及可能付出经济代价。放市场的延迟及可能付出经济代价。工业设计成本工业设计成本直接成本直接成本 制造成本制造成本时间成本时间成本工业设计的影响86有效使用ID建立视觉资产、并将企业形象贯穿于产品系列的公司苹果公司苹果公司B&OMotorola工业设计对企业形象的建立影响87调研客户需求形成概念进一步提炼并选择最终概念（渲染图&硬模型）初步提炼（草图&软模型）形成控制图（功能、特征、尺寸、色彩、表面处理及关键尺寸）与工程、制造和销售的协调工业设计步骤88n常见产品分类p 技术驱动型产品：工程或技术要求将很大程度支配开发活动。ID的角色仅限于对核心技术

33、进行包装。p 用户驱动型产品：ID考虑比技术要求更重要，开发团队需将注意力集中在产品的用户方面。工业设计过程管理硬盘驱动器计算机工作站超级计算机手机汽车笔记本计算机照相机手表咖啡机办公椅技术驱动型产品用户驱动型产品89n用户界面的质量n情感吸引力n维护和修理产品的能力n资源的合理使用n产品个性评价工业设计的质量90面面 向向 制制 造造 的的 设设 计计本章重点阐述了面向制造的设计的方法。 91n DFM方法p估计制造成本p降低部件成本p降低装配成本p降低辅助性生产成本p考虑DFM对其他因素的影响92DFMDFM方法图示方法图示93专专 利利 和和 知知 识识 产产 权权本章对知识产权进行了解释，并提供了关于准备发明披露或临时专利申请的特别指导。 94专利专利商标商标商业秘密商业秘密版权版权用于贸易或商业业务、