计算机辅助设计与制造2

重庆大学机械工程学院

郭钢教授

博导

2011年5月26日

主要内容

第1章概论

第2章新产品开发策划与概念设计数字化

第3章新产品详细设计数字化

第4章基于逆向工程的新产品数字化设计

第5章新产品数字化设计中的仿真分析

第6章新产品设计验证中的数字化制造

第7章产品数据管理（PDM）

第8章网络化协同设计与产品生命周期管

第2章新产品策划与概念设计数字化

2。1新产品开发策划与概念设计

2olo1新产品概念设计的定义

所谓新产品，是指企业根据市场潜在需求，采用新技术原理、新设计构思

或新材料、新工艺研制出的全新产品或在原有产品基础上改进功能、结构、性能

、造型或降低成本的改进型产品。根据离散制造业新产品开发的共同特点，一般

将新产品开发分为新产品策划、新产品概念设计、新产品工程化设计、新产品工

艺工装设计、新产品试制、新产品试验及产品定型与量产准备等七个阶段。

产品概念设计是根据市场的潜在用户需求，定义新产品的功能、性能、工作

原理、主要结构、目标成本，并根据市场预测制订新产品开发计划、新产品上市

时间和投资决策的一项早期产品开发活动。

新产品概念设计研究领域主要涉及新产品市场学、新产品概念设讣学卷胱

品开发策划管理三个学科领域。W4

新产品策划成败案例分析

福特的Edsel汽车上海大众的两门GOL

IffWMS1CARSOFALLINF

X

'晔tmHriIM

没看进行款式调查；只询问消费者想要什忽略了中国消费者固有的三厢四门轿车的

么，却没有询问他们想要为之付多少钱。追求

一汽大众的奥迪A6、A4

」力—!

优美的曲线、气派的外形，较高的性价比

从市场营销的角度看产品策划

2001年8月在中国上市的第六代2003年1月在中国上市的第七代

型阁轿车，2.3配置售价29.98万理阁轿车，2.4配置售价25.98万

JLo

JLo

竞争对手：上有奥迪A6、A4,下有宝来、新篮鸟、阳光；同档次的帕更

M6,上下有打压之势，同级有挤拼之势，竞争态势嵯严蕨

竞争策略：主动淘汰老产品，引进新产品占领市场份额。

市场机会识别一多维市场细分

_________________划分标准

1消费者自然属性2消费者行为属性

性别、年龄、婚姻状•心理分析:个性特征+生活

况、家庭规模、子女方式研究

年龄、收入、职业、•消费者行为

地理位置、教育、是

否拥有住房等等•消费效用细分变量

Az/

3价格敏感性4竞争产晶分析/

市场机会识别一市场细分

多维市场细分

商用

分层多维市场细分模型

市场机会识别一多维市场细分

联合一聚类分析法

fflPKftSR

①；G'QC及力卡:勺/庭MFAW

RV.

市场机会识别c，'•卜•军

CT界,曾4乂・9'或•，X它*enw£，

wvrH«i«^tE»

—目标点产生*(«+AQTXtont0-MQ,一,,・・«);：”

*，分"含，

<j2：■：»r1*♦♦.tj«waa：■：a•“.,・切’・■；♦卜4

・，

❷・Raa•««■»nx«w.«—・<IM，9・4I•・&rm4WXVAB

BH/可.r，**♦1、N」，：京氏*»c情.内M

，aa由万便aTM«

探索性◊0量町UfKA.a"'

。1Tt£A<«WX.>

03E&/RX它餐鬣■'

(£*・中，72X■.

顾客研究◊ae-TttMi；：◎外〃**》?、*又(上&・a・行・”a5才・&叫

■

◊tc»a«n#n-4-iIES«««x«.‘<r•攵帽《14・索

络

过1

网•x-bf*.rtr»f：n忸*It.:iQT"(«*♦，.个CLW|»1<

«CUIMvram-2"力人・”不♦♦镇”“.尢针

调

问

卷4..._>

(B**5t夜，

”>*电・率”巾堂伊•乂后咻邛一的**出

筛

选11♦NNR/d，，1

，口J，快♦穴**1U・G，・箝川,•

(2>石广9♦&啾7/1*£16内河CRIJDRC0Dl，*S*，*

*)*»■(喊"Nl»r»•«W<«UQ，R.

<11匕•・Hza0a，,*“45ir.,riHt!、加■夏金•K&MQ*KM

wxrt>

♦x*・a“A，一次.””2，

组成访谈♦iJA**iEf，aiA,一灸.*itt.

®t»MJft..nrX»KJ»P«腐.

小组qifu・n荷・T止,假T‘

♦f♦叁a•♦烫in?a乂•：，"f，'£j»iri；G31••?■・

⑥u6/。，』雪在、"，3GQft串--'•y，a，i：：*

myonmen<«>.n

♦acettir»r4jgtr»0，•-

jrr

<wrRUH"ver>”■6

•”，cft>rMirrrteniwmSwrr'

”，xr>f事

MKn

新产品规划市场调查应用指南

现状分析设计意图

①市场需求信息的获取方面，长安公司现阶段主“市场调查管理信息系统”应该是

要是通过每年一次的大规模市场调查来实现的，以及一个集成的能够体现市场驱动设

质量投诉、经销商意见等。计思想的决策支持平台，并充分

反映前述市场调查的整体思想。

②处理调查信息的手段，主要是通过统计排序，

然后确定需要改进的项目。因为用户个体的需求是多

种多样的，所以最后的统计结果往往是一系列的需求

信息以及相应的比例。

③如何科学的确定调查的样本，得到信息后，怎应有功能

样判断到底哪些需求是有代表性的，怎么科学的取舍

这些用户需求，暂时都缺乏有力的处理手段和理论与•问卷定制

依据。•问卷发布

④在获取了市场数据后，缺乏科学系统的分析方•数据收集

法和实用的决策支持工具。

•数据分析

⑤缺乏整体实施方案。

•图形支空

■权限管制

基于GIS的产品销售与市场预测工具

1、产品的区域性特征：相同的产品为了适应不同区域用户的需求，设计了能满

足各个区域用户需求的多种功能和性能，而各区域用户只是使用这些功能/性能

中的一部分，如冷暖空调在某些地方就用不上制热功能。

2、区域性产品特征是针对某些特定区域用户的需求而专门开发的产品，这种产

品就不能拿到另外一个区域去销售，如针对北方用户开发的产品就拿到南方去销

售。

3、利用GIS技术可以帮助我们进行产品的区域分布、顾客群分布、地区经济、文

化、社会发展、民族宗教、习惯、消费偏好等方面的分析。

MDS技术分析顾客偏好和产品定位

用户偏好分析

MDS的基本原理是通过

图示的方法，在集合空

间中表示所研究对象的

感觉和偏好。

主成分

2可能解决类似问题:

与汽车

的性价

•谁是我的用户？

比、驾

轴性能臾地川5•谁有可能是我的

有关潜在用户？

•我的新产品应该

如何定位？

主成分1可能与汽•我们应该开发哪

车的豪华程度以及些新产品？

顾客的总偏好有美

•我们新产员的同

标客谢是麟宴

使用MDS技术分析形成的产品定位与消费者偏好图

[数据来源：北京广播学院调查统计研究所2001]

新产品战略规划的时/空布局图

通过产品销售数据、市场调查数据和产品竞争性分析，预

测市场发展趋势，制定企业未来新产品发展战略，即确定开发

什么产品、什么时候投放市场、产品如何定价等战略问题。新技术开发

项目

新技术开发研究预研项目、研究未来要用的关键技术（技术储备）制造企业的

新产品战略

新产品平台Hodaka项目OOQ规划

Lakes项目QOOO0新产品开发

项目

派生产品H--Net项目

新产品推出

L--Net项目时间

改进产品595601070128116

0

全新产品Astro项目

2001200220032004202006

开发计划

时间

市场策略与产品细分规划

复印机产

品战略规

部门级用

户市场

细

分

市

场

新产品开发策划业务流程

顾客需求管理新产品策划过程

--r

新-

锁定目

产-目标新

标新产

品-产品市

品的详

-场定位

构细顾客

-与战略

想需求调

规划

查

-一.!

向决策层提

提供决

供产品开发

策依据

方案J

r

新产品设计开始

新产品策划中应着重考虑的问题

一、有无成功的样板

消费品营销是高风险的事业，不管策划怎么充分，营销方案都需要

经过市场的检验之后，才能推向全国。

力丽（保健品）在开展全国招商之前，并没有成功运作的样板市场

,这样即使招到了大量经销商，也只能解决产品的第一次销售；而从经

销商到消费者之间漫长的征程，则无从解决。

二、是否了解消费者

现代经济是过剩经济，现代市场营销是以消费者需求为中心的营销

o企业对消费者是否足够了解，决定这新产品上市后的命运。

力丽上市之前，操盘手并没有经过很完善的消费者调查，而是凭蹩嬖

操作减肥保健品的经验做市场。后来不被消费者认可，也是情理叁易手

事。》，

新产品策划中应着重考虑的问题

三、是否有充足的财力

新品上市后，需要厂家投入足够的资源，来培育品牌成长。

力丽在上市之前，从银行贷款2000万元支持项目发展；在遭遇挫折后，资本方却抽走

了资金，使它再也没有重整旧山河的机会。

四、何时上市最恰当

产品上市的时机需要考虑两个因素：是市场成熟度、产品消费的淡旺季因素。

力丽在深圳市场的推广2002年8月下旬才开始，电视广告投入9月才开始，即使定位准

确，过了导入期，等待力丽的也将是长长的淡季。

五、有无实力强大的实施团队

“任何一个系统的垮台，都是先从内部开始:在导致力丽死亡的因素中，团队实

力不足是最重要的原因。

力丽由“营销高手、管理者、投资人”组成的“铁三角”为什么不堪一击呢？操盘手

过于照搬减肥保健品操作经验，对力丽新品类的属性认知不够；管理者在遭遇挫折房

既没有重新给原来操盘手以机会，又没有选择其他合适的操盘手，而是直燧湃主萍

;在力丽遭遇市场困境时，投资人选择了撤资，都使力丽最终走向了灭亡。二

很多企业的产品在上市之前，往往对策划投入很少，对市场投出缺，殊不知＞

策划迷失商4缸、再多的市场投入都是白费。hA

目标顾客群的需求获取与表达

从已有产品的销售数据分

析中获取目标新产品顾客

需求信息

从售后服务或用户投诉信

息中获取目标新产品顾客

需求信息

从供应商、经销商、特约

评论员、专业媒体记者、

驾驶员俱乐部等处获取目

标产品顾客需求信息

新产品策划中的顾客需求转换

2.2.1QFD方法概述

质量功能配置(QualityFunctionDeployment------QFD)是一种面向市场和顾客的系

统化产品开发方法，它是由管理、方案设计、零部件设计、制造工艺计划及生产组织等一

系列过程组成的有机整体，是现代管理和质量工程的核心技术之一。QFD的基本思想是面

向潜在的产品市场，把市场和顾客的需求尽可能准确地反映在产品开发的管理组织、方案

设计、制造工艺计划和生产组织及竞争对手比较的各个环节中，产品开发各阶段的进展和

协调由顾客的需求驱动，以此来保证尽可能满足顾客的需求。这种系统化的方法较充分地

体现了顾客需求至上的市场经济原则，避免了从产品开发决策到产品投放市场的各个环节

的盲目性，从而缩短产品的设计周期，降低产品的开发费用，提高产品的质量和市场竞争

力。

QFD的思想方法最初是由日本的ShigeruMizuno博士在本世纪60年代提出的，在70年代

,日本丰田公司将该方法用于汽车车身和新型集装箱车辆的研究设计与制造中，丰田公司

采用该方法后在开发费用、开发周期和产品质量功能方面均取得了显著的成效。QFD方法

在80年代被介绍到欧美国家，迅即得到广泛的重视，理论研究和推广应用进展很，叫美国j

专门从事质量管理和质量工程技术咨询服务的供应商协会等机构均积极开展了QF减怯啊如

究和推广应用工作。"2

QFD原理和实现方法

3工程特征间的相关关系

HOWS的相互关系矩阵

1

产品的工程特征~~HOWS项

产品特性矩阵项

'市场竞承性

市场顾客需求与WHATSWHATS竞争对手

顾客产品工程特征的相评价顾客需求与分析评价

需求互关联关系矩阵项产品特性（HOWS）矩阵

关系的相关关系矩阵

寿豕综合评价

HOWS的评价矩阵

图2.4产品策划阶段的质量屋图2.3质量屋的基本形式

QFD方法的基本原理

1）质量屋的建立

（1）WHATS矩阵，表示潜在顾客的需求是什么？；

（2）产品特性项（HOWS矩阵），表示针对潜在顾客需求，对应目标新产品的功能

特性展开；

（3）需求映射关系矩阵，表示顾客需求（WHATS项）与目标新产品功能特性展开

（HOWS项）的关联程度；

（4）HOWS的相互关系矩阵，表示HOWS矩阵内目标新产品各功能特性间的关联关

系；

（5）竞争对手分析评价矩阵，表示HOWS项对应去满足WHATS项时的竞争力或可

行性分析比较；

（6）评价矩阵，表示对顾客需求转换后的产品特性项的评价情况，此评噌岁震

由专家评价，并给出评价的分值和优劣顺序及权重分配，作为新产总嘉隹

与选择的依据。

3m£c口

::o/

可以囿

so事

«M■◎■sl»

吊出『

・

MDa圣rB>1nrs1|nE|&

r

ri

*t・x

r*r.*阳**。■

面向目标新产品的顾客需求转换

1

-------------------------------------------------J.mm------------------------------------------a

■■：：・♦|<**•*««MY.•*・・•・一•・・

■■■■■•El_______

SBKS1

••*Ml•

顾客需求转换模型

""WMDBMF"

（一QI.工；,■■j10IqI-="J：・•

<JI）

QFD质量屋的建立与应用

2)QFD在新产品开发中的应用

一般的产品开发过程包括策划阶段、概念设计阶段、工程化设计阶段

、工艺设计阶段和生产计划阶段。在应用QFD方法时要先建立各阶段的质

量屋，再进行需求转换，最后形成明确的生产要求，从而完成产品开发的

质量功能配置的全过程(需用多个质量屋表示)。产品策划阶段是新产品

开发的起点，对新产品开发的成败影响极大，因此，QFD方法在产品策划

阶段的应用尤其重要。

零部件配置及性能参数

顾客需求产品功能技术指标描述

怆mm-^^一临PATK

SPOFT

KxXx47Axi即)口8»4620x17T51J44I(h!7X)x1¥75x168DU

颠mm)(422CWS73X1M5wno函

)(»75xl«Oi

nim

UH¥252290<2450>ZAD

立时I6074(6072)町74436M4063)439X4394)4AD

M(4A3CM1O

［何I啊3«61JPMH网。6双。659)

w3CDX1J

(Pat苗)_____g______t

-MJMOOO~~1X4

(M•nA80300)B500)4500)

pm)

*色票7(>>5434

XI2000-21XXI3OMWI9X-I9X)imiroo1*TO

胸3410)

基于产品系列型谱（轿车）的产品平台选择

基于配置器的新产品概念方案配置

零

部

件

分

类

管

理

1/7

由配置器根据顾客需求快速配置产品结构和成本构成

选择产品平台策划派生产品系列

♦fc*yv73♦fiQ怆"MM

SPOFT

KxXi401x177^1!4410x17^x1%75t!6Rnx!T?9Sxl475xI

蠹<ouR(4230xir5xiS45TS55WTTO635

)(»73xl680i

1710

婕2TS0(2545)262f2290(2450)SflEi

(aun)

*她6074(6072)r』"二439X4094)4AV

(4A3CMN)

W*L)，M期）1X9*lW)06W6W)

WJ4M5XU(i3Dnx)21JOXMIWAXKiflMIMAUXIMWJttH45M

(PSpm)S6X0)/5W0)xw

在M34W7XX3W<400・4KjA,MGXW”220WOX19110WXXX62/

(N•0)BSOO)B500)4500)

!m'

CJOy540)4

F「2000-21XXl«0.113I0-I4XXIIMO-19501990*1920问

融MO)4001410>

y

指标规格

车身总体尺寸4600X1700X1480新产品策划结果一

总体造型风格稳重圆润

格栅镀格目标产品概念描述

外形

前灯鹰眼晶钻组合

车轮□

尾灯圆型放射状组合尾灯某汽车新产品的概念描述

内饰风格米黄色

座椅配置细绒感早期的产品结构配置

内饰安全带三点预紧式转换h□

仪表盘银光，蓝色>

各操作手柄皮纹-W]

最大功率（Kw）50KW-□

最高时速（Km/h）1501

—

从静止加速至100Km/h所需时间，s15秒

最大爬坡度，%30-----

动力性能1

初速为50Km/h时的紧急制动距离，m30米-T

最小转弯半径，m8米新产品开发

噪声水平（dB）70dB项目建议书

L

污染排放量欧HI

最低下陷，前迎角、后过角100mm

价格目标价格8-10万元

经济性能

油耗5L/百公里

使用寿命8年

对生成的多个概念方案进行择优选择

目标新产品概念描述

目标新产品的主要功能

ABC参考产品DEF

和技术性能指标

基型125变型125骑士125本田125弯梁125运动125越野125

外观造型的新颖性00-00--

乘坐的舒适性、安全性0--00+0

动力性（加速性能）00+0+0+

燃油经济性（百公里油耗）0000-00

发动机起动方式00000+0

整车噪声+--00-0

维修的方便性++00+00

+号的个数2110221

0的个数5437435

-号的个数02301211

净分数2-1-2100r

3，

评价等级（1—5评分）52143

还要继续进行选择吗？要不要不要要组合改进

从产品功能技术特性到产品初始配置的转换

顾客需求描述工程技术特性转换产品初始配置转换

顾客需求向概念产品定义的两次转换

•>形成新产品

概念设计方案

义

持

企业产品设计资源知识库

目标新产品的功能技术参数配置细化

,整车厂确