产品设计

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产品设计（Product Design）

目录 1 产品设计概述 2 产品设计的重要性 3 产品设计的要求 4 产品设计必须严格遵循“三段设计”程序 4.1 技术任务书 4.2 技术设计 4.3 工作图设计 5 产品设计的方法

产品设计概述

　　产品设计是指从确定产品设计任务书起到确定产品结构为止的一系列技术工作的准备和管理，是产品开发的重要环节，是产品生产过程的开始.

产品设计的重要性

　　由于产品设计阶段要全面确定整个产品的结构、规格，从而确定整个生产系统的布局，因而，产品设计的意义重大，具有“牵一发而动全局”的重要意义。如果一个产品的设计缺乏生产观点，那么生产时就将耗费大量费用来调整和更换设备、物料和劳动力。相反，好的产品设计，不仅表现在功能上的优越性，而且便于制造，生产成本低，从而使产品的综合竞争力得以增强。许多在市场竞争中占优势的企业都十分注意产品设计的细节，以便设计出造价低而又具有独特功能的产品。许多发达国家的公司都把设计看作热门的战略工具，认为好的设计是赢得顾客的关键。

产品设计的要求

　　一项成功的设计，应满足多方面的要求。这些要求，有社会发展方面的，有产品功能、质量、效益方面的，也有使用要求或制造工艺要求。一些人认为，产品要实用，因此，设计产品首先是功能，其次才是形状；而另一些人认为，设计应是丰富多采的、异想天开的和使人感到有趣的。设计人员要综合地考虑这些方面的要求。下面详细讲述这些方面的具体要求：

　　1、社会发展的要求

　　设计和试制新产品，必须以满足社会需要为前提。这里的社会需要，不仅是眼前的社会需要，而且要看到较长时期的发展需要。为了满足社会发展的需要，开发先进的产品，加速技术进步是关键。为此，必须加强对国内外技术发展的调查研究，尽可能吸收世界先进技术。有计划、有选择、有重点地引进世界先进技术和产品，有利于赢得时间，尽快填补技术空白，培养人才和取得经济效益。

　　2、经济效益的要求

　　设计和试制新产品的主要目的之一，是为了满足市场不断变化的需求，以获得更好的经济效益。好的设计可以解决顾客所关心的各种问题，如产品功能如何、手感如何、是否容易装配、能否重复利用、产品质量如何等；同时，好的设计可以节约能源和原材料、提高劳动生产率、降低成本等。所以，在设计产品结构时，一方面要考虑产品的功能、质量；另一方面要顾及原料和制造成本的经济性；同时，还要考虑产品是否具有投入批量生产的可能性。

　　3、使用的要求

　　新产品要为社会所承认，并能取得经济效益，就必须从市场和用户需要出发，充分满足使用要求。这是对产品设计的起码要求。使用的要求主要包括以下几方面的内容：

• 使用的安全性。设计产品时，必须对使用过程的种种不安全因素，采取有利措施，加以防止和防护。同时，设计还要考虑产品的人机工程性能，易于改善使用条件；
• 使用的可靠性。可靠性是指产品在规定的时间内和预定的使用条件下正常工作的概率。可靠性与安全性相关联。可靠性差的产品，会给用户带来不便，甚至造成使用危险，使企业信誉受到损失；
• 易于使用。对于民用产品（如家电等），产品易于使用十分重要；
• 美观的外形和良好的包装。产品设计还要考虑和产品有关的美学问题，产品外形和使用环境、用户特点等的关系。在可能的条件下，应设计出用户喜爱的产品，提高产品的欣赏价值。

　　4、制造工艺的要求

　　生产工艺对产品设计的最基本要求，就是产品结构应符合工艺原则。也就是在规定的产量规模条件下，能采用经济的加工方法，制造出合乎质量要求的产品。这就要求所设计的产品结构能够最大限度地降低产品制造的劳动量，减轻产品的重量，减少材料消耗，缩短生产周期和制造成本。

产品设计必须严格遵循“三段设计”程序

技术任务书

　　技术任务书是产品在初步设计阶段内，由设计部门向上级对计划任务书提出体现产品合理设计方案的改进性和推荐性意见的文件。经上级批准后，作为产品技术设计的依据。其目的在于正确地确定产品最佳总体设计方案、主要技术性能参数、工作原理、系统和主体结构，并由设计员负责编写(其中标准化综合要求会同标准化人员共同拟订)，其编号内容和程序作如下规定：

1.设计依据(根据具体情况可以包括一个或数个内容)：

　　(1)部、省安排的重点任务：说明安排的内容及文件号；

　　(2)国内外技术情报：在产品的性能和使用性方面赶超国内外先进水平或产品品种方面填补国内“空白”：

　　(3)市场经济情报：在产品的形态、型式(新颖性)等方面满足用户要求，适应市场需要，具有竞争能力；

　　(4)企业产品开发长远规划和年度技术组织措施计划，详述规划的有关内容，并说明现在进行设计时机上的必要性。

2.产品用途及使用范围。

3.对计划任务书提出有关修改和改进意见。

4.基本参数及主要技术性能指标。

5.总体布局及主要部件结构叙述：用简略画法勾出产品基本外形，轮廊尺寸及主要部件的布局位置，并叙述主要部件的结构。

6.产品工作原理及系统：用简略画法勾出产品的原理图、系统图，并加以说明。

7.国内外同类产品的水平分析比较：列出国内外同类型产品主要技术性能、规格、结构、特征一览表，并作详细的比较说明；

8.标准化综合要求：

　　(1)应符合产品系列标准和其它现行技术标准情况，列出应贯彻标准的目标与范围，提出贯彻标准的技术组织措施；

　　(2)新产品预期达到的标准化系数：列出推荐采用的标准件，通用件清单，提出一定范围内的标准件，通用件系数指标；

　　(3)对材料和元器件的标准化要求：列出推荐选用标准材料及外购元器件清单，提出一定范围内的材料标准化系数和外购件系数标准；

　　(4)与国内外同类产品标准化水平对比，提出新产品标准化要求；

　　(5)预测标准化经济效果：分析采用标准件、通用件、外购件及贯彻材料标准和选用标准材料后预测的经济效果。

9.关键技术解决办法及关键元器件，特殊材料资源分析；

10.对新产品设计方案进行分析比较，运用价值工程，着重研究确定产品的合理性能(包括消除剩余功能)及通过不同结构原理和系统的比较分析，从中选出最佳方案；

11.组织有关方面对新产品设计的方案进行(A评价)，共同商定设计或改进的方案是否能满足用户的要求和社会发展的需要。

12.叙述产品既满足用户需要，又适应本企业发展要求的情况。

13.新产品设计试验，试用周期和经费估算。

技术设计

　　技术设计的目的，是在已批准的技术任务书的基础上，完成产品的主要计算和主要零部件的设计。

1.完成设计过程中必须的试验研究(新原理结构、材料元件工艺的功能或模具试验)，并写出试验研究大纲和研究试验报告。

2.作出产品设计计算书(如对运动、刚度、强度、振动、热变形、电路、液气路、能量转换、能源效率等方面的计算、核算)；

3.画出产品总体尺寸图、产品主要零部件图，并校准；

4.运用价值工程，对产品中造价高的、结构复杂的、体积笨重的、数量多的主要零部件的结构、材质精度等选择方案进行成本与功能关系的分析，并编制技术经济分析报告；

5.绘出各种系统原理图(如传动、电气、液气路、联锁保护等系统)；

6.提出特殊元件、外购件、材料清单；

7.对技术任务书的某些内容进行审查和修正；

8.对产品进行可靠性、可维修性分析。

工作图设计

　　工作图设计的目的，是在技术设计的基础上完成供试制(生产)及随机出厂用的全部工作图样和设计文件。设计者必须严格遵守有关标准规程和指导性文件的规定，设计绘制各项产品工作图。

1.绘制产品零件图、部件装配图和总装配图。

　　(1)零件图：图样格式、视图、投影、比例、尺寸、公差、形位公差、表面粗糙度、表面处理、热处理要求及技术条件等应符合标准；

　　(2)部件装配图：除保证图样规格外，包括装配、焊接、加工、检验的必要数据和技术要求；

　　(3)总装配图：给出反映产品结构概况，组成部分的总图，总装加工和检验的技术要求，给出总体尺寸；

2.产品零件、标准件明细表，外购件、外协件目录。

3.产品技术条件包括：

　　(1)技术要求

　　(2)试验方法

　　(3)检验规则

　　(4)包装标志与储运

4.编制试制鉴定大纲：

　　试制鉴定大纲是样品及小批试制用必备技术文件。要求大纲具备：

　　(1)能考核和考验样品(或小批产品)技术性能的可靠性、安全性，规定各种测试性能的标准方法及产品试验的要求和方法。

　　(2)能考核样品在规定的极限情况下使用的可行性和可靠性；

　　(3)能提供分析产品核心功能指标的基本数据。

　　(4)批试鉴定大纲还必须提出工艺、工装、设备、检测手段等与生产要求、质量保证、成本、安全、环保等相适应的要求。

5.编写文件目录和图样目录。

　　(1)文件目录包括：图样目录、明细表、通(借)用件、外购件、标准件汇总表、技术条件、使用说明书、合格证、装箱单、其它。

　　(2)图样目录：总装配图、原理图和系统图、部件装配图、零件图、包装物图及包装图、安装图(只用于成套设备)；

6.包装设计图样及文件(含内、外包装及美术装潢和贴布纸等)。

7.随机出厂图样及文件。

8.产品广告宣传备样及文件。

9.标准化审查报告：指产品工作图设计全部完成，工作图样和设计文件经标准化审查后，由标准化部门编写的文件，以便对新设计的产品在标准化、系列化、通用化方面作出总的评价，是产品鉴定的重要文件。标准化审查报告分样品试制标准化审查报告和小批试制标准化审查报告。

产品设计的方法

　　1、组合设计

　　组合设计（又称模块化设计）是将产品统一功能的单元，设计成具有不同用途或不同性能的可以互换选用的模块式组件，以便更好地满足用户需要的一种设计方法。当前，模块式组件已广泛应用于各种产品设计中，并从制造相同类型的产品发展到制造不同类型的产品。组合设计的核心是要设计一系列的模块式组件。为此，要从功能单元，即研究几个模块式组件应包含多少零件、组件和部件，以及在组合设计时每种模块式组件需要多少等。

　　当今，在面临竞争日益加剧、市场分割争夺异常激烈的情况下，仅仅生产一种产品的企业是很难生存的。因此，大多数制造厂家都生产很多品种。者不仅对企业生产系统的适应能力提出新的要求，而且显然要影响产品设计的技能。生产管理的任务之一，就是要寻求新的途径，使企业的系列产品能以最低的成本设计并生产出来。而组合设计则是解决这个问题的有效方法之一。

　　2、计算机辅助设计

　　计算机辅助设计是运用计算机的能力来完成产品和工序的设计。其主要职能是设计计算和制图。设计计算是利用计算机进行机械设计等基于工程和科学规律的计算，以及在设计产品的内部结构时，为使某些性能参数或目标达到最优而应用优化技术所进行的计算。计算机制图则是通过图形处理系统来完成，在这一系统中，操作人员只需把所需图形的形状、尺寸和位置的命令输入计算机，计算机就可以自动完成图形设计。

　　3、面向可制造与可装配的设计

　　面向可制造与可装配的设计是在产品设计阶段设计师与制造工程师进行协商探讨，利用这种团队工作，避免传统的设计过程之中“我设计，你制造”的方式而引起的各种生产和装配问题以及因此产生的额外费用的增加和最终产品交付使用的延误。