基于并行模式的产品创新设计方法

作者：尹翠君 任立昭 何人可

欢迎访问e展厅 展厅 8 CAD硬件/先进制造技术展厅 图形工作站, 绘图仪/大幅面打印机, 3D控制器/3D鼠标, ... 随着技术发展，产品创新设计发生着深刻变化。信息技术的广泛应用以及多主体合作模式的出现，引起了产品创新设计在工作方式、组织模式和实现手段上的根本性变革，技术和市场形态的变化也对产品开发与设计提出新的要求，需要工业设计界人士探索新的产品创新设计方法以适应新时代要求。笔者在近年设计和教学实践中，试行一种基于并行模式的产品创新设计方法，实践表明该方法对工业设计教学和企业产品创新设计都有指导意义。现表述其核心内容。 1 基于并行模式的产品创新设计方法的概念 基于并行模式的产品创新方法是以并行工程和集成产品开发为基础，以流程为中心，以岗位设计、绩效考评、激励以及协同研发决策与评价为手段，以产品研发和生产销售服务全生命周期中相关人员组成的跨部门和跨企业的团队为组织，以项目管理方法和工具为指导，以协同产品研发平台为支撑，而形成的能快速响应市场的敏捷产品研发机制。其基本理念是：社会组织团队，团队作业形成过程，过程产生设计，设计派生产品。当今企业界的新理念是通过基于Internet的跨企业协同产品研发，实现快速的产品开发与设计，以满足不断变化的客户需求，使企业获得市场竞争的优势。要成功地实现这些理念和模式，必然要采取并行模式产品开发与设计的基本思想和方法。这样，新产品创新设计不仅关注产品与工艺之间的界面关系，而且重视产品生命周期内其它界面关系。将公务员、管理人员、设计师、技术人员、员工、商人与顾客等纳入创新设计团队中，进行团队交流，以发挥各方作用，实现产品开发设计目标，促使多职能在并行模式中实现整合。产品创新设计的并行工作模式要求多学科融合、跨职能联合，促进职能之间的相互沟通。团队构成了创新活动的基础性组织。第一，明确设计在产品设计决策中的作用，模糊各职能部门之间的界限是落实这一原则的关键。第二，建立跨职能小组。随着产品复杂性提高，开发产品所需的学科知识越来越多，组成多学科小组成为必然要求。小组可由设计、生产、营销、服务和财务等方面的专家组成，必要时可增加相关职能专家。第三，要以顾客为焦点。产品创新设计比较典型的界面是设计与生产、营销之间的界面。它们分别代表技术倾向和顾客意向，为此需要实现设计、营销一体化。顾客和供应商参与到开发小组是当今产品开发的趋势。第四，把缩短开发周期看成是赢得竞争优势的一种源泉。如迅速适应市场变化争取主动；迅速采用新技术占领制高点等"。该方法有如下优点：缩短产品开发周期；提高企业竞争能力；有效控制设计和开发成本；促进合作和一体化运作；提高企业信誉；提高产品质量；增强团队精神等。 2 基于并行模式的产品创新方法的过程模型 2．1产品创新设计过程定义 产品创新设计过程就是企业进行产品开发的一系列步骤，是一个将市场信息、工程技术、方法、工具和人员等集成，并付诸于产品开发实践的活动集合，是指从产品定义到产品批量生产之前这～段时间，包括与产品开发有关的所有相关技术活动和管理活动，代表了特定组织进行产品开发的行为。为满足某一需求利用各种资源、工具和方法进行创造性活动；过程的交付内容包括与产品设计相关的文档和数据。涉及技术、文化和管理等多个方面。 2．2串行产品创新设计过程模型 首先政府提出经济发展要求。企业管理者制定产品开发计划，市场研究人员确定产品的要求、价格范围以及顾客或潜在顾客对性能的期望，然后设计人员据此进行初步设计、详细设计和最终设计形成技术规范，如原材料、尺寸等图纸和文件，车间依据图纸和文件制造出产品，销售人员进行产品销售，顾客使用产品，各自完成自己的岗位职能，各自为政。在串行产品创新设计过程模型中，各方工作是在各自隔离的情况下进行的。决策、设计、生产、检验和服务等职能人员只能在工作全程几乎完成时才可能看到自己的工作结果。由于过程是串行的，上游的任务完成后下游才能开始工作，这种开发模式被称为串行开发模式或顺序模式。串行设计信息流动关系，见图1。 串行开发过程模式各职能之间相对独立，尤其是后续职能不能事先了解前期设计的情况并提出建议，到了后期必然会造成设计方案存在大量明显缺陷，更改困难，导致开发周期延迟和成本额外上升等。因此这种模式已越来越不适应产品复杂性，提高对多学科知识综合应用的要求，也不适应多变的市场和日益加剧的竞争环境对企业快速响应市场的要求。研究表明，通过改进串行产品开发过程。引入并行模式的产品创新设计方法可以提高产品创新设计质量，缩短开发周期，创造出"鲁棒设计(Robust Design)"。 2．3并行产品创新设计过程模型 并行产品创新设计过程模型是协调各职能关系的复杂反馈过程，组织产品创新设计团队，在相关职能之间建立充分沟通机制，以克服串行模式的固有缺点。与串行模式的根本区别在于，并行模式把产品开发的整个活动看成是一个整体的、集成的过程。并从全局优化的角度出发，对集成过程进行管理与控制，追求产品设计一次性成功。并行设计信息流动关系，见图2。 并行模式产品创新设计方法，通过组织以产品为核心的跨部门的集成产品开发团队，改进产品创新设计流程，实现产品全生命周期的数字定义和信息集成，保证在产品开发的早期能做出正确的决策，能够有效减少设计修改，缩短产品开发周期，刚氏产品的总成本。其实施是通过多学科、多职能的并行作业进行的，从设计一开始就要考虑产品整个生命周期的各种问题，如可制造性、可装配性以及使用和用后处置等问题，保证对环境友好等。为保证满足不同学科和职能的需要，以及在设计的前期能够验证后期工作能否满足需要，最终实现产品开发目的，必然要求应用信息技术、计算机辅助技术以及新的创新设计技术和方法。 3 合作创新试验 按照并行模式组织产品创新设计团队，实现合作创新。产品创新设计团队由企业、大学、政府机构和研究机构人员组成，为了一个共同的创新目标协调行动，并共享资源和能力，以合作进行研究和开发为主要形式。包括纵向、横向合作。湖南大学2002年5月至7月，在赵江洪教授的带领下，按照并行模式产品创新设计模型组建现代机床艺术形态创新设计团队，成员包括：全国机床协会专家、多位机床工程师、多学科的多位大学教授、多位数控机床专家、市场专家、多位有代表性的用户，多位工业设计师，近30名设计艺术学专业硕士研究生(笔者为其中一员)。引入设计竞赛机制。以通讯、信息技术和计算机技术的高度一体化为背景。利用外部资源和内部资源，实现利益共享。团队成员之间相互交流，团队定期集体交流。注重集成设计，加强产品数据管理，高比例协同、预见性决策，使各职能进行有效的并行创新设计，达到全方位的合作与协同设计。并行工作团队在短短3个月时间里，创作出了大量的品质很高的现代数控机床艺术形态设计方案，并形成图库，许多方案直接被我国机床企业采用，使国产数控机床的外观质量在短时期内有了巨大的进步，跨越式发展。使国产机床在外观质量上能够与进口机床媲美。这次合作创新试验有效验证了基于并行模式的产品创新设计方法的有效性，是达成鲁棒设计的有效途径。 4 结语 在通讯技术、信息技术和计算机技术高度一体化为背景的时代，产品创新设计需要引入并行模式。基于并行模式的创新设计团队能有效利用多方资源，通过多学科、多职能的并行作业，提高产品创新设计效率，快速响应市场。对设计教育界、企业界来说，基于并行模式的产品创新设计方法不失为一种良好的方法，值得推广。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (12/30/2008)