电动工具的模块化设计与质量控制

电动工具的模块化设计与质量控制

中国是世界上最大的电动工具制造基地，拥有世界上大部分电动工具市场。但长期以来我国的电动工具一直是以OEM代工为主,以低廉的价格占有市场,缺少技术创新。近几年国内劳动力成本大幅上升,企业对技术研发越来越重视,我国的电动工具正向中、高端甚至专业市场迈进,电动工具系列化、模块化设计已成为必然趋势。1模块化设计定义系列化、模块化设计不但满足了市场对产品标准化、多样化的需求,更使得产品保持了一致性与延续性,得到可持续发展。产品系列化设计是指在产品设计过程中通过色彩搭配、外部造型、结构特点、材料及局部特征等共同或相似属性将产品形成系列,产品模块化设计是将产品分成若干模块,不同产品间可通过模块接口实现互换及通用,模块化设计是产品系列化的升华。如图1所示系列化手工具,通过共同的手柄色彩及造型特征形成系列化产品。系列化、模块化设计可快速发展成家族化产品,家族系列产品易于识别和记忆,很快形成品牌效应。2产品形成过程早在1992年宏碁董事长施振荣在《再造宏碁:开创、成长与挑战》一书中提出了有名的“微笑曲线”(SmilingCurve)理论,如图2所示,微笑曲线分为左、中、右三段,左边为技术、研发,中间为组装、制造,右边为品牌、服务、行销,可以看出微笑曲线在中间位置获利较低,而在左右两边位置获利较高,其中产品研发及品牌建设分别位于获利较高的左边及右边,而产品系列化、模块化设计是提升产品研发能力及扩大品牌影响力的最佳途径。产品形成过程(产品研发)作为产品全生命周期的核心组成部分,对产品的成本和质量具有决定性影响。德国工程师协会(VDI)的一份调查报告表明:虽然在产品形成过程中所发生的工时成本只占产品总成本的6%~7%,但该过程对产品总成本的影响却高达70%左右,如图3所示。另外,据统计产品的质量问题有75%左右是由该过程引发的。德国工程师协会的研究还指出,如果一个企业没有很好的产品标准化,就可能导致零件数量的无限制增加,从而增加产品成本。可见,产品系列化、模块化设计对于提高产品附加值、降低成本及质量控制等起到至关重要的作用。3产品色彩统一组织竞争优势色彩是消费者接触品牌的第一感知要素。著名的“七秒钟定律”告诉我们,人们只要七秒钟就可以确定对这些商品是否有兴趣,色彩的作用达到了67%。色彩和产品形态是连在一起的,产品的内在质量、造型魅力、设计风格、性能以及功能等信息均是由其色彩配合形态共同完成的,产品色彩甚至起到不可替代的支配作用。产品色彩有助于品牌延续与统一,使企业旗下不同种类、不同型号或同一时期的产品,形成纵向与横向的系列产品群,使产品具有家族性的整体感。如图4所示,世界著名电动工具品牌得伟Dewalt在耐用工业机械的设计、工艺和制造领域享有盛名。其品牌形象是坚固耐用、功力强劲、精确度高、性能可靠。色彩上以黄色为主体色调配以黑色,黄、黑组合成为得伟品牌标志。德国的博世Bosch则将其电动工具按照不同市场定位分成“博世蓝”和“博世绿”。再如,Makita的蓝绿色、Fien的桔黄色、Hitachi的绿色、Hilti的红色等。色彩统一的系列化产品有效地保持了品牌视觉形象的延续性与统一性,增加品牌形象的凝聚力,稳固消费者心目中的品牌形象。基本上所有电动工具品牌都从色彩统一上形成了系列化电动工具。(2)局部造型造型电动工具系列化设计光有色彩统一还是远远不够的,别具匠心的造型风格是产品快速树立品牌形象的致胜法宝。产品造型设计是以实用和审美为基础的创造性设计活动,其基本原则可以概括为实用、经济、美观和创新。优秀的产品造型设计不仅能刺激和创造消费行为,还能传达健康、生态、活泼的生活理念。如图5所示,“海豚”造型系列化电动工具,拥有统一的“海豚跃起”造型,与整体造型相对应在手柄包胶、风口及铭牌处局部造型呈现“水花”状,系列产品从整体到局部都保持了一致的造型风格,传递一种“活泼、可爱、环保”的理念,深得消费者喜爱。如图6所示为Hitachi的HXP系列电动工具,在色彩、材质、纹理及外观造型等都自成系列,“跑鞋”式造型设计一上市就引起市场极大关注,该系列壳体部分为黑色工程塑料,主体绿色以软胶方式几乎覆盖整个机身,并且软包胶呈现不规则的镂空状,整体造型非常大胆、独特、新颖,大面积镂空软包胶还给用户带来很好的手感,整个系列10多项产品中有多项获得德国著名IF产品设计奖。可见,造型设计已成为现代工业设计最重要部分。除整体造型风格外,机器手柄、包胶、纹理、风口等局部造型特征也很重要。如图7所示,RIDGID系列电动工具,风口(1)、铭牌槽(2)、主手柄包胶形状及纹理(3)、电源线护套(4)等造型设计风格都保持了一致,整体造型硬朗、干脆,让系列化电动工具充满生机和活力。(3)krs电动工具系列化电动工具还可以共用一个或多个相同零部件,在系列化产品基础上实现通用化、模块化。如图8所示,Kress通用电源连接线系列电动工具,在保持色彩、材料及造型风格统一的基础上将电源连接线设计成可拆卸、可互换,这样不仅便于工具的包装、储藏与运输,更重要的是可以通用电源连接线,为产品采购、生产、维修及降低成本等提供了便利。(4)不等径电动工具将系列电动工具中的一部分或全部组合成套装,并配置一个大的工具包或工具箱,形成套装系列,套装不仅携带方便,而且实现套装内的工具可以共用关键部件(例如电池)。图9为RYOBI18VONE+TM套装系列电动工具,将充电钻、充电扳手、充电电圆锯等六个产品组成一个套装,配备一个大的工具包,该套装六个产品的电池包可以通用。为实现套装中多个产品使用过程无需等待,优选地为套装产品配置一个充电器和两个电池包,当一个电池包在工作时,另一个电池包可以充电。图10为Bosch10.8V套装系列电动工具,该套装只是系列组合中的一种组合,实际上Bosch将10.8V电池包及充电器设计成一个通用部件,通过一个接口实现Bosch的所有10.8V产品的电池包及充电器均可通用。这样在种类繁多的10.8V系列产品中可以任意组合,实现不同组套,做到套装的多样化。(5)模块化设计技术角向磨光机是电动工具中最常用的工具之一。欧洲知名电动工具品牌Sparky有多年的角向磨光机制造历史,通过模块化设计,成功地将角向磨光机技术延伸到系列电动工具产品上,如图11、图12所示。Sparky通过模块化设计实现了该角向磨光机70%~90%的零部件共享,以M1050HD角向磨光机为基础,将电动工具产品系列化、模块化做到极致。如图13所示的Sparky模块化设计系列电动工具。如抛光机、混凝土磨光机、墙壁开槽机及干式墙壁砂光机,使角向磨光机的主壳体、齿轮箱及几乎全部的内部结构件通用化。其中抛光机和墙壁开槽机还统一了辅助手柄,当然各款产品的电机参数会略有不同,这并不会影响其他零部件的通用性,只要微调电机线圈参数即可。