產品設計是從制訂出新產品設計任務書起到設計出產品樣品為止的一系列技術工作。其工作內容是制訂產品設計任務書及實施設計任務書中的項目要求(包括產品的性能、結構、規(guī)格、型式、材質、內在和外觀質量、壽命、可靠性、使用條件、應達到的技術經(jīng)濟指標等)。產品設計應該做到: (1) 設計的產品應是先進的、高質量的,能滿足用戶使用需求。(2) 使產品的制造者和使用者都能取得較好的經(jīng)濟效益。(3) 從實際出發(fā),充分注意資源條件及生產、生活水平,作適宜的設計。(4) 注意提高產品的系列化、通用化、標準化水平。其主要種類有:新產品自行設計;外來樣品實物測繪仿制;外來圖紙設計;老產品的改進設計。
基本要求
一項成功的設計,應滿足多方面的要求。這些要求,有社會發(fā)展方面的,有產品功能、質量、效益方面的,也有使用要求或制造工藝要求。一些人認為,產品要實用,因此,設計產品首先是功能,其次才是形狀;而另一些人認為,設計應是豐富多彩的、異想天開的和使人感到有趣的。設計人員要綜合地考慮這些方面的要求。下面詳細講述這些方面的具體要求:
社會發(fā)展要求
設計和試制新產品,必須以滿足社會需要為前提。這里的社會需要,不僅是眼前的社會需要,而且要看到較長時期的發(fā)展需要。為了滿足社會發(fā)展的需要,開發(fā)先進的產品,加速技術進步是關鍵。為此,必須加強對國內外技術發(fā)展的調查研究,盡可能吸收世界先進技術。有計劃、有選擇、有重點地引進世界先進技術和產品,有利于贏得時間,盡快填補技術空白,培養(yǎng)人才和取得經(jīng)濟效益。
經(jīng)濟效益要求
設計和試制新產品的主要目的之一,是為了滿足市場不斷變化的需求,以獲得更好的經(jīng)濟效益。好的設計可以解決顧客所關心的各種問題,如產品功能如何、手感如何、是否容易裝配、能否重復利用、產品質量如何等;同時,好的設計可以節(jié)約能源和原材料、提高勞動生產率、降低成本等。所以,在設計產品結構時,一方面要考慮產品的功能、質量;另一方面要顧及原料和制造成本的經(jīng)濟性;同時,還要考慮產品是否具有投入批量生產的可能性。
使用要求
新產品要為社會所承認,并能取得經(jīng)濟效益,就必須從市場和用戶需要出發(fā),充分滿足使用要求。這是對產品設計的起碼要求。使用的要求主要包括以下幾方面的內容:
使用的性。設計產品時,必須對使用過程的種種不因素,采取有利措施,加以防止和防護。同時,設計還要考慮產品的人機工程性能,易于改善使用條件;
使用的可靠性??煽啃允侵府a品在規(guī)定的時間內和預定的使用條件下正常工作的概率??煽啃耘c性相關聯(lián)??煽啃圆畹漠a品,會給用戶帶來不便,甚至造成使用危險,使企業(yè)信譽受到損失;
易于使用。對于民用產品(如家電等),產品易于使用十分重要;
美觀的外形和良好的包裝。產品設計還要考慮和產品有關的美學問題,產品外形和使用環(huán)境、用戶特點等的關系。在可能的條件下,應設計出用戶喜愛的產品,提高產品的欣賞價值。
制造工藝要求
生產工藝對產品設計的基本要求,就是產品結構應符合工藝原則。也就是在規(guī)定的產量規(guī)模條件下,能采用經(jīng)濟的加工方法,制造出合乎質量要求的產品。這就要求所設計的產品結構能夠限度地降低產品制造的勞動量,減輕產品的重量,減少材料消耗,縮短生產周期和制造成本。
技術設計
技術設計的目的,是在已批準的技術任務書的基礎上,完成產品的主要計算和主要零部件的設計。
1.完成設計過程中必須的試驗研究(新原理結構、材料元件工藝的功能或模具試驗),并寫出試驗研究大綱和研究試驗報告。
2.作出產品設計計算書(如對運動、剛度、強度、振動、熱變形、電路、液氣路、能量轉換、能源效率等方面的計算、核算);
3.畫出產品總體尺寸圖、產品主要零部件圖,并校準;
4.運用價值工程,對產品中造價高的、結構復雜的、體積笨重的、數(shù)量多的主要零部件的結構、材質精度等選擇方案進行成本與功能關系的分析,并編制技術經(jīng)濟分析報告;
5.繪出各種系統(tǒng)原理圖(如傳動、電氣、液氣路、聯(lián)鎖保護等系統(tǒng));
6.提出特殊元件、外購件、材料清單;
7.對技術任務書的某些內容進行審查和修正;
8.對產品進行可靠性、可維修性分析。
組合設計
組合設計(又稱模塊化設計)是將產品統(tǒng)一功能的單元,設計成具有不同用途或不同性能的可以互換選用的模塊式組件,以便更好地滿足用戶需要的一種設計方法。當前,模塊式組件已廣泛應用于各種產品設計中,并從制造相同類型的產品發(fā)展到制造不同類型的產品。組合設計的核心是要設計一系列的模塊式組件。為此,要從功能單元,即研究幾個模塊式組件應包含多少零件、組件和部件,以及在組合設計時每種模塊式組件需要多少等。
當今,在面臨競爭日益加劇、市場分割爭奪異常激烈的情況下,僅僅生產一種產品的企業(yè)是很難生存的。因此,大多數(shù)制造廠家都生產很多品種。這不僅對企業(yè)生產系統(tǒng)的適應能力提出新的要求,而且顯然要影響產品設計的技能。生產管理的任務之一,就是要尋求新的途徑,使企業(yè)的系列產品能以的成本設計并生產出來。而組合設計則是解決這個問題的有效方法之一。
計算機輔助設計
計算機輔助設計是運用計算機的能力來完成產品和工序的設計。其主要職能是設計計算和制圖。設計計算是利用計算機進行機械設計等基于工程和科學規(guī)律的計算,以及在設計產品的內部結構時,為使某些性能參數(shù)或目標達到而應用優(yōu)化技術所進行的計算。計算機制圖則是通過圖形處理系統(tǒng)來完成,在這一系統(tǒng)中,操作人員只需把所需圖形的形狀、尺寸和位置的命令輸入計算機,計算機就可以自動完成圖形設計。計算機輔助設計常用軟件:Alias、Rhino、Autocad、Pro/E、CATIA、Solidworks、UG NX、CAXA等。
面向對象設計
面向可制造與可裝配的設計是在產品設計階段設計師與制造工程師進行協(xié)商探討,利用這種團隊工作,避免傳統(tǒng)的設計過程之中“我設計,你制造”的方式而引起的各種生產和裝配問題以及因此產生的額外費用的增加和終產品交付使用的延誤。書籍參考由機械工業(yè)出版社出版《面向制造和裝配的產品設計指南》。
基本原則編輯

