爱华网第二章 工业产品设计概述2.1 工业产品设计的特点与过程工业产品设计是指从概念设计直到进入批量生产阶段之前的整个过程，从现代工业产品设计的内涵来看，工业产品设计具有如下三个特点：1. 是一种特定目的的创造性行为。2. 基于现代技术因素，不但注重外观，更要注意产品的结构和性能。3. 是以满足社会需要为目标，讲求经济效益与社会效益，必须使消费者与制造者都满意。无论是开发一种新产品，还是改造或改进一种老产品，或是吸收、消化一种引进产品，都要进行工业产品设计。工业产品设计过程可以分为如下四个阶段：1. 方案论证阶段 —— 这一阶段的中心任务，是对设计项目从市场需求、技术、经济、社会、政策和法律等方面进行全面的调查和分析，并论证该项目是否有效。2. 初步设计阶段 —— 本阶段主要是在产品功能已经确定的基础上，初步确定设计对象的全部主要参数，做出较为完善的系统设计。3. 详细设计阶段 —— 本阶段就是要完成产品的详细设计，包括总体设计、部件设计和零件设计，使产品设计由半明确变为完全明确状态，以便为产品试制提供全套技术文件。4. 改进设计阶段 —— 这一阶段的工作是进行一系列的工艺设计和工装设计，组装样机进行零部件或整机实验，以检验设计的正确性和工艺的合理性，及时发现并改进设计工作中的问题。2.2 工业产品设计控制技术概述
工业产品设计控制技术追求的目的是产品设计的高质量（狭义质量）、低成本与短周期，而这三者之间又是矛盾和相关的，因此设计控制技术就是要针对顾客的需求达到三者之间的均衡。工业产品设计控制技术贯穿整个工业设计过程的始终，在设计创意阶段，需要准确知道顾客的需求是什么，并结合自身与竞争对手的技术能力与市场能力判断实现这个设计的可行性，用到质量功能展开技术；在初步设计阶段，需要对整个系统的可靠性做出分析，以便完成系统设计，用到系统失效模式与影响分析及故障树分析技术；到了详细设计阶段，进行参数与容差设计，并且要考虑到零部件的选择问题，用到田口稳健设计方法、响应曲面模型技术（Response Surface Methodology，RSM）与价值工程；进入改进设计阶段，要考虑工艺设计以及与现有生产条件的优化问题，使用调优设计（Evolutionary Operation，EVOP）等技术。而贯穿整个产品设计周期的是产品数据管理/协同产品商务信息平台，集中管理整个产品设计中的数据信息，并提供跨部门、跨地域的协同设计平台。第三章 设计质量控制技术研究3.1 概述日本质量管理专家田口玄一（Taguchi）博士认为工业产品70%的质量水平是在设计阶段决定的，因此可以说产品的质量是设计出来的而不是制造出来的。从统计质量管理的角度看，设计质量的改进过程就是不断聚焦与顾客需求同步的产品质量特征值，并在设计周期中尽量减少与这些质量特征值之间差异的过程。设计质量控制技术是达成设计质量改进的一组工具方法集，主要包括质量功能展开（QFD）、失效模式与影响分析（FMEA）、故障树分析（FTA）、田口稳健设计方法（Taguchi）、响应曲面模型（Response Surface Methodology，RSM）以及调优设计（Evolutionary Operation，EVOP）等。从设计质量控制技术特点来看，田口稳健性设计、响应曲面模型与调优设计都属于实验设计法（Design Of Experiments，DOE）范畴，以下将从QFD、FMEA/FTA以及DOE三方面对设计质量控制技术进行详细展开。3.2 质量功能展开（QFD）质量功能展开（以下简称QFD）最早见于日本三菱重工的造船厂，是一种将顾客语言（Voice Of Customer，VOC）转换为工程技术语言的有效工具。早期QFD只是用于制造业，称为狭义QFD；而后在欧美广泛使用，又被普遍应用于服务业而不仅仅限于制造业，称为广义QFD；在六西格玛管理法中，QFD用于发掘顾客需求以便找到关键质量特性（CTQ）。J. R. Hauser 与 D. P. Clausing提出的质量屋（House Of Quality，HOQ）模型，从六个方面表达了顾客需求到产品特征的配置，①是顾客需求及其权重，是质量屋的“什么”；②是顾客竞争性评估，从顾客的角度评估产品在市场上的竞争力；③是质量特性（最终产品特征），是质量屋的“如何”；④是顾客需求和质量特性之间的关系矩阵；⑤是技术竞争性评估、质量特性权重和目标值的确定等，用来确定应优先配置的质量特性；⑥是质量特性相关关系矩阵。顾客需求首先被分解为③质量特性，然后对②产品质量竞争性评估后得到的权重比率与顾客需求权重相乘得到要求质量权重，再与④顾客需求和质量特性关系矩阵的相关系数相乘，进一步累计求和得到质量特性权重，经过与同行业技术竞争性分析后确定应优先配置的质量特性。
