機(jī)電產(chǎn)品需求獲取及概念設(shè)計(jì)探析

蘇雨露

摘要：目前，隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，我國的創(chuàng)新才是科學(xué)進(jìn)步的關(guān)鍵所在。對(duì)于企業(yè)來說，創(chuàng)新產(chǎn)品就是企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)也是占據(jù)市場(chǎng)的有利條件。但是，想要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新，還需要用戶對(duì)于產(chǎn)品需求的全面把握，能夠得到多領(lǐng)域知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)以及技術(shù)的支撐。并且用戶還能夠?qū)Ξa(chǎn)品的質(zhì)量、性能以及價(jià)格等需求加以掌握，這樣才能夠真正的把握市場(chǎng)的脈搏，從而針對(duì)需求來研究需求處理以及產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：機(jī)電產(chǎn)品；需求獲取；概念設(shè)計(jì)

引言

創(chuàng)新是科學(xué)進(jìn)步的靈魂，是國家興盛的動(dòng)力所在。對(duì)企業(yè)而言，產(chǎn)品創(chuàng)新是企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，是贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。而產(chǎn)品創(chuàng)新需要準(zhǔn)確掌握用戶對(duì)產(chǎn)品的需求，需要多領(lǐng)域知識(shí)、技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的支撐。在用戶對(duì)產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、價(jià)格、環(huán)保等需求瞬息萬變，產(chǎn)品頻繁更新迭代的環(huán)境下，企業(yè)能夠準(zhǔn)確把握市場(chǎng)的脈搏，從而快速地推陳出新就需要研究需求處理和產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)技術(shù)。

1機(jī)電產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)方法研究

1.1概念設(shè)計(jì)的定義

概念設(shè)計(jì)是基于用戶需求，求解概念產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)過程。其主要的研究?jī)?nèi)容是從用戶需求出發(fā)，確定實(shí)現(xiàn)功能，求解概念結(jié)構(gòu)，并根據(jù)一系列的技術(shù)特性

和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，確定最優(yōu)概念產(chǎn)品方案。成功的概念設(shè)計(jì)雖然可以提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平，提升產(chǎn)品性能，但是其設(shè)計(jì)過程卻依賴于工程科學(xué)、社會(huì)科學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)。概念設(shè)計(jì)過程不僅受到如消費(fèi)需求、市場(chǎng)定位等市場(chǎng)因素的影響，還受限于生產(chǎn)技術(shù)、材料工藝等技術(shù)層面的約束，因此需要依賴設(shè)計(jì)者的專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)。QFD理論在處理用戶需求和產(chǎn)品規(guī)劃方面有很大的優(yōu)勢(shì)，TRIZ提供了解決矛盾問題的方法，并且科學(xué)效應(yīng)庫的支持下，可以獲得跨領(lǐng)域的解。因此需要在概念是設(shè)計(jì)過程中集成其他現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，以提升概念設(shè)計(jì)的水平，更好的指導(dǎo)后續(xù)產(chǎn)品開發(fā)過程。

1.2概念設(shè)計(jì)的內(nèi)涵和特點(diǎn)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程模型，是對(duì)一般性產(chǎn)品設(shè)計(jì)的抽象化歸納，最廣泛的表述是把產(chǎn)品設(shè)計(jì)分為明確設(shè)計(jì)目標(biāo)、需求分析、概念設(shè)計(jì)、具體化設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)等階段。概念設(shè)計(jì)是明確設(shè)計(jì)任務(wù)后對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的規(guī)劃，包括設(shè)計(jì)任務(wù)的方向和內(nèi)容并通過功能、結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)等特征來表現(xiàn)的產(chǎn)品概念。產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的過程包括：①從用戶需求人手，對(duì)其影響權(quán)重進(jìn)行明確，映射產(chǎn)品的技術(shù)特征及其目標(biāo)值，其中包含產(chǎn)品的總體功能及其目標(biāo)值，即功能需求的實(shí)現(xiàn)；②對(duì)功能進(jìn)行分析，分解并完成需求到功能的轉(zhuǎn)換；③基于功能模型中的“被動(dòng)實(shí)體的變化”，識(shí)別功能要改變的物理量，映射到行為，從而實(shí)現(xiàn)功能一行為映射；④行為到效應(yīng)進(jìn)行映射，并由效應(yīng)映射出實(shí)現(xiàn)效應(yīng)的結(jié)構(gòu)；⑤綜合考慮功能和概念結(jié)構(gòu)等概念產(chǎn)品因素，建立產(chǎn)品的功能一概念結(jié)構(gòu)模型。

產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)的主要目的是獲得概念產(chǎn)品，概念產(chǎn)品是符合需求設(shè)計(jì)，并且指導(dǎo)產(chǎn)品后續(xù)開發(fā)的技術(shù)基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)者根據(jù)用戶需求進(jìn)行功能的層次化分解，以將抽象的設(shè)計(jì)任務(wù)具體為子任務(wù)的思路進(jìn)行分解。通過將抽象問題分解為具體的子問題，設(shè)計(jì)者將總的設(shè)計(jì)任務(wù)細(xì)化分解為子任務(wù)，進(jìn)而求解設(shè)計(jì)任務(wù)，形成概念產(chǎn)品。

概念設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的重要階段，其特點(diǎn)在于：1）創(chuàng)新性。概念設(shè)計(jì)本質(zhì)上是一個(gè)創(chuàng)新的過程，滿足用戶需求的產(chǎn)品是改進(jìn)現(xiàn)有設(shè)計(jì)或者全新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，因此是創(chuàng)新的產(chǎn)品。概念設(shè)計(jì)是新技術(shù)，新思路在產(chǎn)品端的體現(xiàn)，同時(shí)也是新方法，新材料，新工藝應(yīng)用以解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中矛盾問題的過程。2）不對(duì)稱性。需求模塊獲得的用戶需求是模糊的，不確定的，輸入到概念設(shè)計(jì)中，功能過程的解以及概念產(chǎn)品可能并不是用戶滿意的產(chǎn)品。另外，概念設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)階段，評(píng)價(jià)依賴于設(shè)計(jì)者的主觀判斷，也會(huì)造成求解的概念產(chǎn)品和用戶滿意的產(chǎn)品設(shè)計(jì)存在不對(duì)稱。3）關(guān)鍵性。概念設(shè)計(jì)是對(duì)整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期的規(guī)劃，是后續(xù)詳細(xì)設(shè)計(jì)，具體化設(shè)計(jì)的技術(shù)基礎(chǔ)，對(duì)產(chǎn)品開發(fā)影響重大。概念設(shè)計(jì)研發(fā)投入僅占整個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)總成本的10%，但是卻決定了60%-70%的成本。同時(shí)，在產(chǎn)品的后續(xù)的設(shè)計(jì)階段改進(jìn)概念設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生的缺陷需要付出巨大的成本開支。因此概念設(shè)計(jì)在整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中尤為關(guān)鍵。

2計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)平臺(tái)的功能

2.1需求處理模塊

確定全新設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品之后，需要設(shè)計(jì)人員進(jìn)行用戶需求調(diào)查和技術(shù)需求預(yù)測(cè)獲取初始需求。按照需求要素對(duì)需求進(jìn)行層次化分解，完成需求項(xiàng)層次模型。設(shè)計(jì)Kano調(diào)查問卷進(jìn)行需求類型調(diào)查，統(tǒng)計(jì)調(diào)查問卷，確定各問卷對(duì)需求項(xiàng)的類型判定并統(tǒng)計(jì)各需求項(xiàng)用戶判定Kano類型和相應(yīng)的個(gè)數(shù)。處理數(shù)據(jù)，得到每個(gè)需求項(xiàng)的Kano類型和絕對(duì)權(quán)重。根據(jù)層次分析法，對(duì)需求項(xiàng)重要度進(jìn)行相互比較，處理評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)，得到相對(duì)需求重要度。

2.2需求功能轉(zhuǎn)換模塊

按照需求重定義，對(duì)需求項(xiàng)進(jìn)行建模。完成需求模型后，需求轉(zhuǎn)換為功能，就完成了功能建模。

2.3概念設(shè)計(jì)模塊

根據(jù)需求功能轉(zhuǎn)換模塊獲得的功能模型，功能型需求由被動(dòng)實(shí)體，被動(dòng)實(shí)體變化，產(chǎn)生變化的效應(yīng)和主動(dòng)實(shí)體組成。其中變化即為行為，根據(jù)功能效應(yīng)表，功能表述即為功能行為表述，也就是說功能效應(yīng)表中的功能是以描述行為的方式描述，所以功能映射為行為，行為對(duì)應(yīng)效應(yīng)，從而完成效應(yīng)的映射，最后根據(jù)效應(yīng)結(jié)構(gòu)表，完成結(jié)構(gòu)映射。據(jù)此，本模塊分為功能行為映射，行為效應(yīng)映射和效應(yīng)結(jié)構(gòu)映射，結(jié)構(gòu)解集評(píng)價(jià)四個(gè)部分功能。

值得注意的是，在科學(xué)效應(yīng)表中有100個(gè)常見的效應(yīng)，而大部分都是屬于電、熱、磁、光、放射以及化學(xué)等領(lǐng)域。所以在面向機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)的過程中，可以篩選出機(jī)械領(lǐng)域的效應(yīng)，這樣可以縮小解的范圍，降低工作量。

3計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)平臺(tái)開發(fā)工具的選擇

3.1開發(fā)語言選擇

Java是由Sun公司開發(fā)的Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言（簡(jiǎn)稱Java）和Java平臺(tái)的總稱。Java具有跨平臺(tái)性、安全性和易用性等諸多有點(diǎn)。JVM實(shí)現(xiàn)與底層硬件和操作系統(tǒng)的分離，可以“WriteOnceRunEverywhere"。同時(shí)Java的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是完整的對(duì)象，這些封裝過的數(shù)據(jù)類型在使用和傳輸?shù)倪^程中具有安全性。鑒于Java語言的諸多優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合開發(fā)工具的選擇原則，本平臺(tái)選擇使用Java語言開發(fā)。

3.2開發(fā)工具選擇

MyEclipse是一款用于Java及J2EE項(xiàng)目開發(fā)的Eclipse插件集合，因?yàn)椴寮U(kuò)展支持，其功能十分強(qiáng)大。同時(shí)提供適用全項(xiàng)目周期開發(fā)過程的編碼、調(diào)試、測(cè)試和發(fā)布功能，并完整支持HTML CSS，JS前端開發(fā)，同時(shí)支持Struts和Hibernate等框架，另外還支持SQL數(shù)據(jù)庫開發(fā)。

3.3數(shù)據(jù)庫選擇

MySQL數(shù)據(jù)庫簡(jiǎn)稱MySQL，近年來，由于其開源，免費(fèi)，并支持百萬級(jí)大數(shù)據(jù)的優(yōu)良特性，在中小企業(yè)及開源論壇和組織的數(shù)據(jù)管理中廣泛應(yīng)用。MySQL數(shù)據(jù)庫體量小，支持多種存儲(chǔ)，引擎速度也能讓人滿意，雖然在權(quán)限控制，數(shù)據(jù)安全方面有所不足，但總體瑕不掩瑜，所以本平臺(tái)選用其作為數(shù)據(jù)庫開發(fā)支持的工具。

結(jié)語

總而言之，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品的創(chuàng)新成就成為人們重點(diǎn)關(guān)注的一項(xiàng)內(nèi)容，對(duì)于機(jī)電產(chǎn)品而言，想要實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，還需要多個(gè)領(lǐng)域知識(shí)作為基礎(chǔ)，并且需要現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)方法作為其支撐。所以，希望通過本文的研究，就能夠?qū)C(jī)電產(chǎn)品的需求獲取以及概念設(shè)計(jì)有全面的了解和認(rèn)識(shí)。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：蘇州華旃航天電器有限公司）