现代设计方法答案汇总

1.说明现代产品设计在产品开发中的地位；

随着现代社会经济的飞速发展，科技的高速进步，人们的生活不仅在物质上有了很大的提高，在精神上也有了明显的改善。为满足人们的物质文化需求，丰富多样的工业产品日益增多。现代产品设计在产品开发过程中不仅要满足人们正常物质生活的需要，同时更加注重对人们精神层面的关怀，更加注重人与产品的互动与交流，倡导以用户为中心的设计，呈现出智能化、人性化的发展趋势。

现代产品设计是商业化竞争的必然产物, 虽然它的历史很短,但其对人类社会的影响却是非常深远。在产品设计发展的过程中, 它逐渐渗透到人类生活的各个角落, 并在很大程度上改善了我们的生活方式, 提高了人们的生活质量, 从而为人类创造一个方便、舒适、快捷的生活环境做出了巨大的贡献。甚至可以说产品设计的出现推动了整个现代文明的进步, 促进了世界经济的繁荣发展。产品设计是时代特征最忠诚的体现者, 不同的时代, 不同的历史时期它都会通过自身的变化来形成某些特有的设计理念。

因此现代产品设计是产品开发的重要环节，无论是制造新产品，还是改造老产品，产品设计都是一项复杂而又细致的工作。它是决定产品质量的关键，直接影响产品的制造成本、生产周期、工艺准备、物资供应、生产组织等。在技术上决定着产品的前途和命运。

2.说明现代机电产品的文化特点，并举例；

3.现代产品设计中的数字化与并行化特征；

并行化是现代设计方法的大趋势，并行化是指借助建模技术与仿真技术、让工艺，采购、销售，使用等各个环节的代表都参加到设计中来，共同预见产品的全寿命，评估产品性能和有关过程的设计，及时改进设计，确保设计的一次成功。其技术特点有：

（1）拥有网络基础，符合国际标准和交换协议;满足产品开发全过程数据交换的要求，且具 有相当的传输速率；

（2）具有可靠的安全保密特性；

（3）能够建立一套能有效管理这些分布式数据的PDM系统。

产品在其生命周期内的数字化建模是现代设计方法的核心，包括

（1）全局产品的信息定义：要用计算机来支持产品生命周期的全过程，就必须用计算机能 理解的方式给出产品生命周期全过程的数字化定义；

（2）产品数字化工具:即广义的计算机辅助工具，他能将成品信息自动数字化；

（3）产品数据管理：即用计算机对产品开发与生产全过程中的大量数字化信息进行全面的 管理与控制。

4.说明精益生产系统的特点和关键技术；

（1）精益生产的概念：精益生产是通过系统结构、人员组织、运行方式和市场供求等方面的变革，使生产系统能很快适应用户需求不断变化，并能使生产过程中一切无用、多余的东西被精简，最终达到包括市场供销在内的生产的各方面最好结果的一种生产管理方式。与传统的大生产方式不同，其特色是“多品种”，“小批量”。

（2）精益生产的特点：精益生产又称精良生产，其中“精”表示精良、精确、精美；“益”表示利益、效益等等。精益生产就是及时制造，消灭故障，消除一切浪费，向零缺陷、零库存进军。

精益生产方式的主要特征表现为：

（1）品质——寻找、纠正和解决问题；

（2）柔性——小批量、单件流；

（3）投放市场时间——把开发时间减至最小；

（4）产品多元化——缩短产品周期、减小规模效益影响；

（5）效率——提高生产率、减少浪费；

（6）适应性——标准尺寸总成、协调合作；

（7）学习——不断改善。

精益生产方式综合了单件生产与大批量生产的优点，既避免了前者的高成本，又避免了后者的品种单一。

精益生产方式具有以下特点：

1)拉动式准时化生产

以最终用户的需求为生产起点，强调物流平衡，追求零库存，要求上一道工序加工完的零件立即可以进入下一道工序，从而达到生产系统中的在制品、产成品库存最少。组织生产运作是依“看板”进行拉动。即由看板传递工序间需求信息(看板的形式不限，关键在于能够传递信息)。生产中的节拍可由人工干预、控制，保证生产中的物流平衡(对于每一道工序来说，即为保证对后工序供应的准时化)。由于采用拉动式生产，生产中的计划与调度实质上是由各个生产单元自己完成，在形式上不采用集中计划，但操作过程中生产单元之间的协调则极为必要。

2)全面质量管理

精益生产对产品质量的追求是零缺陷，强调质量是生产出来而非检验出来的，由过程质量管理来保证最终质量。生产过程中对质量的检验与控制在每一道工序都进行，检验是工序的一部分而不是独立岗位，重在培养每位员工的质量意识，保证及时发现质量问题。精益生产强调事先预防，把“防错"的思想贯穿到整个生产过程，也就是说，从产品的设计、工艺过程的设计开始，质量问题就已

经考虑进去，保证每一种产品只能严格地按照正确的方式加工和安装，从而避免生产流程中可能发生的错误。同时实施TPM，防止因设备精度下降而产生不合格品。如果在生产过程中发现质量问题，根据情况，可以立即停止生产，直至解决问题，从而保证不出现对不合格品的无效加工。对于出现的质量问题，一般是组织相关的技术与生产人员作为一个小组，一起协作，尽快解决。

3)团队工作和对人的重视

每位员工在工作中不仅是执行上级的命令，更重要的是积极地参与，起到决策与辅助决策的作用。组织团队的原则并不完全按行政职能来划分，而主要根据业务的关系来划分。团队成员在信任的基础上，强调一专多能，要求能够比较熟悉团队内其他工作人员的工作，保证工作协调顺利进行。团队的组织是变动的，针对不同的事物，建立不同的团队，同一个人可能属于不同的团队。精益生产强调灵活地建立高效的、具有强烈信任感的团队，团队工作法是精益生产方式人员组织方面的一个重要特征，通过灵活地根据工作需要随时组建团队，能充分利用企业的人力资源，最大限度地减少人员的使用。在团队管理方面，团队人员是团队的财富，其工作业绩的评定受团队内部的评价的影响，除团队工作方式、还通过提案制度、目标管理等一系列具体制度和激励的方法，调动和鼓励员工进行“创造性思考"，并注重从多个方面培养和训练工人以及各级管理人员，最大限度地发挥和利用企业中每一个人的潜在能力，由此提高职工的工作热情和工作兴趣。

4)并行工程

在产品的设计开发期间，将概念设计、结构设计、工艺设计、最终需求等结合起来，保证以最快的速度按要求的质量完成。各项工作由与此相关的项目小组完成，进程中小组成员各自安排自身的工作，但可以定期或随时反馈信息并对出现的问题协调解决依据适当的信息系统工具，反馈与协调整个项目的进行。利用现代CIM技术，在产品的研制与开发期间，辅助项目进程的并行化。

5)密切的供应商关系

精益生产强调建立具有战略合作伙伴关系的供应商网络，强调和供应商的双赢关系，而不是传统的主机厂与协作厂的买卖关系。采购件的降价是通过提高企业的生产组织水平和供应商的内部管理来实现的。在精益生产系统中，由于结构紧凑，低质产品或供货不均衡都会中断平滑工作流。另外进货检验被认为是无效行为，不创造附加值。出于这些原因，保证质量的任务就交给供方，买方与卖方合作，帮助提高供方的质量水平。买方的最终目标是保证卖方是一个高质量的商品生产者。在精益生产系统中，供应商必须愿意且能够进行多品种、小批量的有规则送货，理想情况下它也在精益系统下动作。如果不是，主机厂根据情况帮助他们逐步转换到精益生产系统，把它们看成自己精益生产系统的一部分，是利益

相关的共同体。

（3）精益生产的关键技术

1、6S技术。

“6S”是整理(Seiri) 、整顿(Seiton) 、清扫(Seiso) 、清洁(Seikeetsu)和素养(Shitsuke)、安全（safety）这6个词的缩写 ”6S” ，起源于日本。6S是创建和保持组织化，整洁和高效工作场地的过程和方法，可以教育、启发和养成良好“人性”习惯，目视管理可以在瞬间识别正常和异常状态，又能快速、正确的传递讯息。

2、视觉控制。

就工具而言，精益制造重视大量运用视觉控制以方便操作员的工作同时避免错误。视觉控制要求整个工作空间都要设立明显而直观的标志，让每个雇员都能立刻知道目前在进行什么，了解进度，清楚看到什么做的对，哪里出了问题。

3、标准化工作。

知道要执行什么步骤和知道该步骤运行正常，两者都是同等重要的。为了确保实现产品质量级别、一致性、有效性及效率，有必要采用写成文件的分步骤流程或者标准作业程序（SOP）来减少错误和接触时间。尽管标准化工作建立了明确规定工人和机器操作的有用文档，标准化工作在精益制造工具中是最不受到重视的。这些明确规定的操作能帮助工人在制造流程中应用最佳实践。标准化工作同时还能为持续改善打好基础，因为记录成文件形式的流程更容易加以分析与改进。为了阐释标准化工作，SOP 应该采用图片、文字、表格、标志、色彩及视觉指示器向不同的工作组沟通一致的直观的信息。这种图形指示，也被称为操作方法手册（OMS），解释特定生产线范围内依照事件顺序（SOE）的每个步骤，还能设计并制作纸质或屏幕的视觉工作指导。

4、防差错。

正如持续改善是精益制造的主要概念之一，防差错或日语中的poka-yoke，是减少浪费的重要工具。防差错是从根源上防止错误的关键措施。简而言之，防差错可以是任何装置、机制或技巧，它能防止错误产生或者让错误显露出来以避免产品缺陷。防差错的目标是防止制造缺陷的原因，或者确保经济有效地检查每个产品以防止有缺陷的产品到达下游流程。例如，如果在组装作业中没有使用到每个正确零件，探测装置就会发现有个零件未安装并停车，从而防止装配工人将不完整的部件输送到下个位置或者开始另一项操作。

5、全员生产维护 （TPM）。

精益制造更进一步要求制造商通过应用全员生产维护（TPM）来提高设备生产率，TPM 是一整套的技术，由日本丰田集团中的电装（Denso）公司首先提倡，包括了修复性维护和预防性维护，加上不断适应、修改、改进设备来增强灵活性、减少物料搬运、促进连续流程。TPM 是操作员导向的维护，全体有资格的员工参与所有维护作业。其目标，是与上述的5S 共同确保资源可用性，通过消除机械相关的事故、缺陷或故障，因为这些会逐渐侵蚀车间效率和生产力。包括准备与调整损失、闲置与小规模停工、运行速度下降、缺陷、返工及启动期产量损失。

6、单元式制造。

从维护到制造流程，精益哲学传统上依靠单元式制造。单元式制造是一种制造流程，利用单一生产线或机器单元及仅在该线或单元工作的操作员生产出系列零件族。制造单元，按照人类工程学原理重新设计工作环境，将工人为获取完成工序所需的零件、补给或工具所付出的努力降到最小，这常常取代传统的线性生产线，使得公司能以更小的批量更连续的流程生产出更高质量的产品。

7、单数换装时间。

因为精益制造要求制造商仅仅按照客户的需求进行生产，这就要以越来越小的批次生产。这与传统的想法正好相反，那种认为基于经济订单批量（EOQ）的大批量比起包括设备切换的少量多批次更有效率的想法其实是种错误的见解。长运行周期意味大库存，大库存会占用大量资金，并让客户为成品和服务等待更长时间。这种小批量的趋势要求缩减整个制造流程上的换装和切换时间。单数换装时间（SDS）想法体现为在不到10分钟的时间内完成换装作业（例如敏捷筛分、对内部和外部流程作业的优化排序、给工作台或传送装置加装轮子、液压夹具、把手与快速闭锁装置等等）。

8、拉式系统。

拉式系统是精益、需求驱动制造的另一个关键特征，因为其最终目标是控制物料流仅补充被实际消耗的那部分。拉式系统，也被称为kanban（来自日语kan，意为“板”，ban 意为“信号”），确保生产和物料需求是基于实际的客户需求而非基于必定不精确的预测工具。一个kanban 信号，可以是张卡片、供摆放箱子的空的方形场地、灯或者计算机软件生成的信号，该信号会触发搬运、生产或物料组件供应（通常装在一个大小固定的箱子里）。目的是改善库存控制，通过控制库存水平和根据系统中kanban 数量进行工作，从而缩短生产周期时间。随着时间流逝及流程改善，kanban 箱中的组件数量会逐渐减少或按照要求动态地调整。拉式系统和拉式信号（即拉式补给系统中指示什么时候生产或运送物品的任何信号）可以应用于许多运营部门。

9、排序与混合模式生产。

另一项精益工具是排序，或决定一条生产线上执行不同作业的次序，以达成目标（例如每日需要的数量）。这也叫做混合模式生产，该模式生产不同批量的几种零件或产品，这些零件或产品的量接近于当天将销售的相同的产品组合。混合模式计划或排序决定组件的制造和交付，包括那些由外部供应商提供的组件。

10、作业成本法。

另一种削减浪费的作法是将企业一般管理费用按照更现实的基础进行分摊而非按照直接劳动工时或机械工时。达成该目标的工具是作业成本法（ABC）会计系统，首先基于实施的作业累加成本，然后按成本动因分摊成本到产品或其他要素，如客户、市场或项目。作业管理法（ABM）利用作业成本法关于成本集与成本动因、作业分析及业务流程的信息确定业务战略，改进产品设计、制造与分销，最终消除作业浪费。人们认为，该系统较传统的成本会计更为真实地反映了实际收入与成本，传统的成本会计的注意力通常是在全部的不同帐目下削减成本，利用传统全部成本计算法评估库存，这种成本计算法将可变成本与部分固定成本分摊到每个生产单元（然而固定成本通常按照直接劳动工时、机械工时或者物料成本分摊到生产单元）。

11、均衡化生产。

均衡化生产，日语heijunka，是按照特定的均衡的周期生产产品来解决与传统制造相关的排队及停线问题，以匹配最终产品销售的计划速度。均衡化生产意味者基于客户需求在单个工作站或生产单元内协调生产周期时间，从而使工作得以在整个制造流程上连续平顺地进行。

12、混流制造。

实际上传统的精益制造总是记得这样一个连续的物料流。恰当设计的制造线或制造单元是按照takt 时间来计划和分担工作，并应用前面提到的视觉控制和防差错程序平顺运行。混流制造从外部供应商或者内部供应作业获取物料，经过同步制造流程来满足客户需求。混流制造（Flow manufacturing）一词与其他需求驱动的制造战略密切相关，因此也容易与之混淆，这些战略简化流程并使其更有效率，消除浪费，例如敏捷制造，JIT，精益制造，所有这些都使用拉式信号来补充供货并且要求不断改善。然而，混流制造利用某些额外的算法可帮助制造商在任意某天生产任意数量的任何产品，包括“一个”（即EOQ=1），同时保持库存最小，缩短周期时间更快地履行客户订单。

5.分析现代设计技术与制造技术的关联性；

现代设计的理论与方法研究内容不仅包括对产品功能、结构、材料、制造工艺以及产品的形态、色彩、表面处理、装饰工艺等，同时还包括与产品有关的社会的、经济的以及人的生理、心理等各方面因素。它综合运用现代设计的基本理论与手段，使现代工业产品尽可能地给使用者带来高效、舒适、美观的感受，最充分地满足人们的物质和精神需要。

制造技术是把原料和信息转化为各种物品以满足人类需求的过程。在这个定义上可以看到，制造业不仅仅要转化原料，还要把很多信息转化为大家需要的物品，特别是从20世纪90年代初网络高速发展以来，信息在制造业中的作用越来越重要。

由于制造系统的来源是从用户的需求开始，从用户的需求到功能再到整个产品的物理领域，产品的制造流程基本上分为四个领域：

第一个是用户领域，就是从了解用户的需求开始；第二个是功能领域，就是从用户的需求到产品需要提供什么样的功能；第三个是物理领域，就是产品的功能怎么通过一些软件和硬件来实现；最后是流程，就是怎样通过生产制造把软件硬件装配到一起后提供一个比较完美的产品。

现代设计与工业制造是相辅相成的，不可分割的，首先，现代设计是制造业发展的先导行业。现代设计是为制造工业产品所进行的设计，它包含产品外部和内部设计的整个过程，对产品的外观和性能，生产技术的发挥，以及品牌建设产生最直接的影响。发达国家发展的实践表明，现代设计已成为制造业竞争的源泉和核心动力之一。尤其是在经济全球化日趋深入、国际市场竞争激烈的情况下，产品的国际竞争力将首先取决于产品的设计开发能力。

现代设计创新水平直接影响技术创新水平，好的设计创意能极大地推动企业技术创新的发展；现代设计是制造业发展的龙头。由于现代设计在制造业中的核心地位和关键性作用，世界各国在发展制造业的过程中往往把它作为龙头，通过加速现代设计的发展带动整个制造业的发展。

好的设计创意虽然能推动企业技术创新的发展，但是没有发达的制造业，也就没有优秀的现代设计。因为工业制造技术是设计的功能基础，好的现代设计要依托功能技术来实现。以汽车为例，进口的汽车就比国产汽车漂亮很多，为什么？就是因为国内的生产工艺达不到，设计师可以做出漂亮的设计方案，但没技术，一切都是空谈，比如A面的光顺要求，一体成模，一些漂亮的渐消面等。

现代设计对产品制造有指导作用，可以引导制造技术更贴合人机关怀，向能生产出更美好的产品的方向发展。

现在制造工厂除了设计产品以外，还要对生产流程进行设计，以前的情况往

往是设计产品的人跟设计流程的人并不在一起工作，这通常会导致生产制造出现严重问题，现在比较流行的趋势是把产品的设计和工艺流程的设计整合起来，在产品设计的时候，不仅仅要想到顾客，而且要想到制造的难易程度，如果一个非常优秀的产品在制造过程中非常困难，就会使得制造成本大大增加，产品推出后不一定能满足市场的需求。产品的设计和工艺的设计相结合，其结果就使得产品制造比较容易，也比较经济。

因此，产品设计与工艺设计的结合 (DFM)，应把产品设计作为制造工艺设计的第一步，产品设计必须从“易于制造”、“经济地制造”的角度出发。

6.说明产品系统化设计方法中的“技术过程”与“技术系统”的内涵和关联性；

技术系统功能：技术系统的目的是把一定的输入转化为满足需求的输出，其输入输出之间相互转换的关系的抽象描述就是系统的功能。（如，电动机功能：电能转化为机械能；减速器的功能：传递转矩，变换转速等）

“技术过程”与“技术系统”关联性：从系统论的观点出发，设计人员所设

计的产品是以一定的技术手段来实现社会特定需求的人造系统，即技术系统。例如，为了得到满足一定要求的一个轴类零件，可通过车削过程来实现。轴的坯料通过车削过程，使其形状、尺寸、表面性质等发生了一定变化，得到了合乎要求的轴，满足了客观需求。在这里，坯料是作业对象，车床是技术系统，所完成的加工过程是技术过程。设计是对作业对象完成某种技术过程，产品就是人造技术系统。

满足一定需求的技术过程不是唯一的，因而相对应的技术系统也不相同。例如上述轴类零件，还可以视条件采取轧制、锻造、磨削、激光成型等技术过程来完成，相对应的技术系统有冷轧机、精密锻床、磨床、激光成型机等。技术过程的确定对设计技术系统非常重要设计成功的关键。

作业对象—般可分物料、能量和信息三大类，如加工过程中的坯料、发电过程中的电量、控制过程中的电信号等。这些只有在技术边程中转换了状态，满足了需求，才是作业对象。

技术过程是在人——技术系统——环境这一系统中完成的。由于技术系统与其外界因素密切交织，所以设计产品时，必须明确系统的范围，即确定系统边界。划定技术系统与人这一边界，主要是确定哪些功能由人完成，哪些功能由技术系统完成。而划定技术系统与环境这一边界，主要是确定环境对技术系统有哪些干扰，技术系统对环境有哪些影响。这样划定了技术系统的两方面边界，就确定了技术系统应实现的功能。技术系统以一定的技术手段与操作者一起在技术过程中发挥预定的作用，使作业对象进行有目的的转换和变化，以满足社会特定的需求。技术系统既可以是机械系统，也可以是电气和其他系统。仪器、机器、成套设备等都是技术系统。技术系统如图所示。

7.阐述产品设计中的“功能分析法”，并结合实例表述其应用过程；

8.简述创造技法中的5w2h法（提问法中的）和相似原理（针对类比法）的具体思路、方法，并举例；

发明者用五个以W开头的英语单词和两个以H开头的英语单词进行设问，发现解决问题的线索，寻找发明 5W2H分析法思路，进行设计构思，从而搞出新的发明项目，这就叫做5W2H法。

（1） WHAT——是什么？目的是什么？做什么工作？

（2） HOW ——怎么做？如何提高效率？如何实施？方法怎样？

（3） WHY——为什么？为什么要这么做？理由何在？原因是什么？造成这样的结果为什么？

（4） WHEN——何时？什么时间完成？什么时机最适宜？

（5） WHERE——何处？在哪里做？从哪里入手？

（6） WHO——谁？由谁来承担？谁来完成？谁负责？

（7） HOW MUCH——多少？做到什么程度？数量如何？质量水平如何？费用产出如何？

相似方法就是把个别现象的研究结果推广到所有相似现象上去的方法。相似理论是现象模拟和研究相似现象的基础。目前在大型复杂设备和结构设计过程中，一般都要在相似理论指导下，通过模化方法和模型试验，使方案取得合理参数，预测设备的性能。当前用计算机辅助进行相似性设计和代替模型试验，已取得明显的效果。 解决相似问题的关键是找出相似系统各尺寸参数的相似比 。根据各种物理现象的关系式推导出的由物理量组成的无量纲数群为相似准则。与相似准则 各参数对应相似比组成的关系式称为相似指标 。在基本相似条件和相似三定律的基础上，用相似准则、方程分析、量纲分析列出相似比方程，然后求得相似比。

9.简述基于生命科学的产品创新原理，并说明1~2中具体方法；

生命科学是研究生命现象、生命活动的本质、特征和发生、发展规律，以及各种生物之间和生物与环境之间相互关系的科学。用于有效地控制生命活动，能

动地改造生物界，造福人类生命科学与人类生存、人民健康、经济建设和社会发展有着密切关系，是当今在全球范围内最受关注的基础自然科学。

基于生命科学的产品创新就是运用工业设计的艺术与科学相结合的思维与方法，从人性化的角度，不仅在物质上，更是在精神上追求传统与现代、自然与人类、艺术与技术、主观与客观、个体与大众等多元化的设计融合与创新，体现辩证、唯物的共生美学观。仿生设计的内容 模仿生物的特殊本领，利用生物的结构和功能原理来设计产品机械的设计方式

10.说明新产品的“攻势战略”和“守势战略”的内涵与方法；

攻势战略,是指企业在市场竞争中以产品创新为突破口而制定的主动进攻性的产品决策措施。具体说,它是指以竞争为导向,以顾客为中心,为实现企业在激烈的市场竞争中的长期战略目标,不断开拓、巩固、发展新市场,扩大市场占有率,而采取的产品创新、产品组合创新的产品整体进攻战略与战术。

根据市场竞争地位,可将企业分为四种类型:市场主导者、市场挑战者、市场跟随者和市场基利者。市场竞争实力的强弱和竞争地位的高低,决定了攻势策略的内容不同。

1.市场主导者战略

产品在市场占有率最高,竞争力处于绝对优势地位,并成为其它企业挑战、效法或躲避对象的企业,称为市场主导者。市场主导者为了进一步扩大市场占有率,积极巩固和发展市场的主导地位,就必须采取全方位进攻和以先防后攻为中心内容的攻势战略。由于市场主导者的资源和竞争优势,使主导者的全方位攻势战略容易获得成效。全方位进攻的产品战略内容主要包括产品创新战略、品牌创新战略和服务创新战略。

2.市场挑战者战略

在市场上与主导者相比处于次要地位的企业称为市场挑战者。市场挑战者必须善于发现其竞争对手的弱点,从中寻找进攻的机会,以提高市场占有率。以几年前的TCL手机为例,其之所以在进入市场的短短三年

内,由零起步,杀入中国手机市场三甲,很大程度归功于在产品创新与设计管理战略方面找准了市场的突破口。1999年进入手机行业之初,TCL就通过制定相应的设计管理战略,在工业设计方面不断寻求创新和突破,相继推出钻石手机、宝石手机等系列产品,并由此赢得广阔的生存空间。

3.市场跟随者战略

那些安于市场次要地位,在与竞争者和对手共处的状态下求得尽可能多的

市场利益的企业,称为市场跟随者。它的攻势战略主要有:一是生产特色产品,满足细分市场中某一子市场的需要;二是仿效,如产品设计仿效、质量仿效、服务手段仿效等,模仿和跟随市场主导者,以求在市场竞争中稳定发展。

4.市场基利者战略

那些专钻市场空隙,生产某类产品专为满足细小市场需要的企业,称为市场基利者。它们的攻势战略有:①专门为具有特殊需要的顾客服务,如生产玩具、保健品等;②专门为某一、两个大企业作配套服务,如安装、维修等;③专门生产某种特殊高档或低档产品,如奢侈品或经济品;④专门生产某种产品的某些零件;⑤专门按定单生产客户预定的产品。

11.说明新产品开发中的“阶段~门”方法及其应用；

方法

阶段门方法指导新产品项目从创意的产生到产品上市的全过程，并管理新产品开发过程，提高开发效率与效力。阶段门方法事先将新产品开发过程划分为一系列阶段，每个阶段都包含一系列事先设定的、并行的跨部门活动。在获得批准下一个阶段之前，负责该阶段的团队必须成功的完成该阶段内预先定义的所有相关活动。

1.基本要素

①阶段：阶段是各项活动发生的地方。在每个阶段，项目团队通过完成关键任务收集必要的信息，推动项目进入下一个决策点（门），每一个阶段都是跨职能部门的，没有纯粹的研发阶段或市场营销阶段。而且每个阶段都由一系列并行的活动组成，每一项活动都来自企业不同职能领域的员工以团队的形式，在项目领导者的带领下共同完成。

阶段1范围界定：快速调研与项目概述

阶段2构建业务项目：通过预先调查，构建业务项目，包括一个定义好的产品，一份业务的合理性证明以及下一阶段的详细计划

阶段3开发：新产品的设计与开发。此外，还包括制造过程的制定，市场投放以及运作计划的制定，还定义了下一阶段的测试计划

阶段4测试与验证：新产品的检验，包括其市场情况与生产情况

阶段5投放：产品的完全商业化，开始全面生产，商业化投放及销售。

②门：门是个质量控制点；门是个继续/终止以及优先次序的决策点；门是下一阶段的必经之路，是资源分配的地方。门会议一般由来自不同部门的高层领导参加，他们掌握项目团队必须的资源，这些决策者被称为“守门员”。

每一道门都有通用的形式：应交付成果、标准、输出。

应用

2.阶段门方法标准实施模型

①奠定实施基础（2-4个月）：收集信息；阶段门方法的必要性论证；识别、理解实施存在的障碍。

②获取初步的资源投入（2-4个月）:说服高层领导接受阶段门方法；用阶段门模板细化流程，同时考虑管理层所担心的问题；细化各阶段的活动及各道门中的评审标准。 ③开始实施（6-12个月）：对实施团队及管理层进行流程培训；鼓动员工积极参与实施；开发及寻找各种工具来支持流程的实施；按流程启动新项目；将企业的实施结果与其它企业的相比较。 ④转变（8-30个月）：不断获得关于流程的回馈，分析回馈并采取合适的行动；组织“即时”培训；改善流程工具。 ⑤持续监控与改善：严格的高标准定位及分析其他的最佳实践；寻找其他的方法和工具改善流程。

3.第三代阶段门方法

第一代：阶段评审流程PRP

第二代：上述传统阶段门（缺点：不鼓励重叠、对资源配置问题涉及较少、不涉及项目的优先次序、没有将资源集中于优先次序最高的项目） 第三代：相互重叠的第三代阶段门。（特点：流动性；模糊门；聚焦；灵活性。）

12.说明机械产品可靠性设计的特征、意义，以及可靠性指标；

可靠性设计具有如下特点：

1.与传统的设计方法中将安全系数作为唯一的评价项目和度量完全不同，可靠性设计要求根据不同的产品、场合而采取不同的可靠性指标，如可靠度、失效率、维修度、有效度等。

2.可靠性设计强调在设计阶段要把可靠度直接设计到零件中去。即由设计

决定固有可靠度，由制造保证固有可靠度。

3.可靠性设计必须考虑环境的影响。

4.对维修性的考虑。

5.可靠性设计承认在设计阶段及其以后的阶段都需要可靠性增长。即随着产品设计、研制，生产各阶段工作的逐步进行，产品的可靠性特征量值也逐步提高。

可靠性的意义：

首先，是科技上的需要，现代科技迅速发展导致各个领域里的各种设备和产品不断朝着高性能、高可靠性方向发展，各种先进的设备和产品广泛应用于工农业、交通运输、科研、文教卫生等各个行业，设备的可靠性直接关系到人民群众的生活和国民经济建设，所以，深入研究产品可靠性的意义是非常重大的。

其次，是经济效益的需要，产品或设备的故障都会影响生产和造成巨大经济损失。特别是大型流程企业，

有时因一台关键设备的故障导致工厂停产，其损失都是每天几十万元甚至几百万元。研究与提高产品的可靠性使得产品可靠性提高，大大减少了使用费和维修费，同时还减少产品寿命周期的成本。因此，从经济效益的来看，研究可靠性是很有意义的。

最后，是政治声誉的需要，无论哪个国家，产品的先进性和可靠性对提高这个国家的国际地位、国际声誉及促进国际贸易发展都起很大的作用。

总之，无论是人民群众的生活，国民经济建设的需要出发，还是从国防、科研的需要出发，研究可靠性问题是具有深远的现实意义。

可靠性指标：

1可靠度：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率。 2失效率

3平均寿命

4维修度

5有效度

13.说明可靠设计中“系统可靠性”分配的作用与方法；

系统可靠性分配：是根据一定的原则和方法，将系统可靠性指标自上而下逐级分配到下属各级产品的过程，也是人力、物力、财力合理试用的过程。目的在于将可靠性指标层层落实，使各级设计者明确自己的目标以便采取响应的措施，将可靠性设计进去。

可靠性分配

可靠性分配是在可靠性预测的基础上，把经过论证确定的系统可靠性指标，自上

而下地分配到各分系统再到整机直到元器件，来确定对于系统各组成部分的可靠性定量要求，从而保证整个系统可靠性指标的最后实现。其本质是一个工程决策问题，是人力、物力的统一调度运用问题。

可靠性分配的目的：

①落实系统的可靠性指标;

②落实对各个分系统或者部件的可靠性要求;

③通过分配，暴露系统的薄弱环节，为改进设计提供依据;

④通过分配优化可以节约实现系统可靠性指标的研制时间和经费。

可靠性分配的方法有等比例分配法、AGREE法、努力最小算法等。

当预测的可靠性值小于设计目标值时，为实现目标值，需要向组成系统各单元合理分配可靠度，称为可靠性分配。

(1)可靠性分配的目的

①合理地确定系统中每个单元的可靠度指标，以便在单元设计、制造、试验、验收时切实地加以保证。反过来又将促进设计、制造、试验、验收方法和技术的改进和提高。

②通过可靠性分配，帮助设计者了解零件、单元 (子系统)、系统(整体)间的可靠度相互关系，做到心中有数，减少盲目性，明确设计的基本问题。

③通过可靠性分配，使设计者更加全面地权衡系统的性能、功能、重量、费用及可用性等与时间的关系，以期获得更为合理地系统设计，提高产品的设计质量。 ④通过分配，使系统所获得的可靠度值比分配前更加切合实际，可节省制造的时间及费用。

(2)可靠性分配的原则

通常分配应考虑下列原则：

①技术水平。对技术成熟的单元，能够保证实现较高的可靠性，或预期投入使用时可靠性可有把握地增长到较高水平，则可分配给较高的可靠度。

②复杂程度。对较简单的单元，组成该单元的零部件数量少，组装容易保证质量或故障后易于修复，则可分配给较高的可靠度。

③重要程度。对重要的单元，该单元失效将产生严重的后果，或该单元失效常会导致全系统失效，则应分配给较高的可靠度。

④任务情况。对整个任务时间内均需连续工作及工作条件严酷，难以保证很高可靠性的单元，则应分配给较低的可靠度。

此外，一般还要受费用、重量、尺寸等条件的约束。总之，最终都是以最小的代价来达到系统可靠性的要求。

为了问题的简化，一般均假定各单元的故障是互相独立的。由于R=1—F，对指数分布，当F不大时，F≈λt，因此，可靠性分配可按情况将系统的可靠度Rs分

配给各i单元Ri，当Fs很小时，可将不可靠度Fs分配给各i单元Fi，或者将系统的失效率λs分配给各i单元λi。

(3)分配方法：

⒈等分配法，等分配法是对系统中的全部单元配以相等的可靠度的方法。

⒉ AGREE分配法，因为考虑了系统的各单元或各子系统的复杂度、重要度、工作时间以及它们与系统之间的失效关系，故又称为按单元的复杂度及重要度的分配法。与等分配法相比，显得更为合理，适用于各单元工作期间的失效率为常数的串联系统。

⒊拉格朗日乘数法，该方法的思路是建立一个拉格朗日函数，使它包含可靠性目标函数，约束条件函数。将有约束条件求极值问题转化为无约束条件求极值问题。 ⒋失效率加权分配法，在寿命服从指数分布的串联系统中，采用失效率加权的方法进行可靠性分配。

⒌动态规划分配法，是解决在满足规定的系统可靠性指标条件下，使费用或重量，或者尺寸等最小的优化问题。

14.说明面向新产品开发的企业技术开发能力及其评定问题。

企业技术开发能力是指创造和应用新技术、新材料、新工艺、新方法，开发新产品的能力。

它具有以下方面的特征：

1、从组成上看，技术开发能力是一整体性能力，是技术开发的资金能力，情报收集能力 设计能力、试验能力、检测能力的综台表现。这些能力要素相互紧密联系， 构成一个串联系统， 制约和影响企业技术开发能力的强弱。因此，要提高技术开发能力， 茹须从整体考虑， 全面改善和强化各项能力要素。

2、从时间上看， 技术开发能力具有明显的变动性特征。当今， 科技发展突飞猛进， 产品换代日新月异， 在这种形势下， 如果企业技术开发能力原地踏步， 则意昧着其能力随时间推移将呈递减变化。只有保持与科技进步的同一步伐， 不断吸收当代科技成果， 充实技术开发的人、财物实力，才会使技术开发能力长盛不衰。

3、从效果上看，技术开发能力是企业发展的原动力之一， 它对于企业技术进步、经济效益的增长， 起着巨大的推动作用。这种推动作用不只是现时的，而且具有长远性。企业凭借雄厚的技术开发能力，可不断开发技术，储备技术。应用技术，从而实现稳定、长足的发展。

评价和提高企业技术开发能力， 是整顿企业基础工作、提高企业技术素质和实力的当务之急， 也是影响企业乃至整个工业未来发展的一项重要战略措施。

建立评价企业技术开发能力的指标体系，必额符合垒面性原则、实用性原则、

可比性原则和科学性原则。依据技术开发能力的整体性特点建立的指标体系必须垒面，既要有投入资源指标，也要有产出成果指标，既要有间接潜力指标，也要有直接效用指标，使得通过各项指标的测算，能够系统、完整地反映企业技术开发能力的人、财、物状况，揭示情报收集、设计、试验等环节的能力强弱；实用性原则要求指标的建立必须符合企业实际，做到数据可查， 资料可得、计算简便；技术开发能力的评价是在企业之间的相互比较中进行的， 因此， 同一指标必须保证在一定范围内的企业之间横向可比，这称为可比性原则、科学性原则有两方面的要求，一是指标的建立要充分考虑企业的生产技术特点， 有针对性地合理设定， 另一方面， 指标的定量显示要严密、客观。

技术开发

技术开发是实现技术进步的重要手段。从宏观经济考察，技术开发指的是科学技术上的发现与发明转化为社会生产力的全过程。从微观(企业)经济考察，技术开发指的是对企业中第一次应用或出现的新技术所开展的一系列活动，即利用基础研究和应用研究成果围绕老产品改进和新产品开发而进行的新工艺、新技术、新结构、新流程、新材料及其配套技术的开发。

技术开发是产品开发的基础和动力，其任务是提高产品质量和技术水平，发展新产品，提高劳动生产率、降低消耗和成本。

企业技术开发涉及范围很广，就机械工业而言，主要是以下几个方面： 围绕产品设计、改善产品性能的应用技术开发; 旨在改进工艺、提高制造技术水平的技术开发; 产品本身自动化和生产过程自动化; 探索新材料和新材料应用的技术开发; 研制和发展高功能、低消耗、低成本的新型基础元器件; 劳动安全保护与环境保护技术：节能技术; 现代管理方法和管理技术的应用研究等。

技术开发的主要途径： 独创型技术开发; 引进和转移新技术; 对现有技术的综合与延伸进行技术开发; 通过生产实践经验总结、提高开发新技术。

(二) 新产品开发的评价

新产品开发，简言之就是开发不同于现有产品的产品。企业中技术开发的新产品主要包括产品的更新换代、产品的改进和提高以及生产前所未有的新产品三个方面。

在进行新产品开发时，预先从各个方面研究新产品开发过程的主要阶段(选择项目、方案制定、设计、样机试制、鉴定投产等) 带来的影响，并对其利弊得失进行综合的评价是非常必要的，是提高新产品经济效益并保证它在市场上获得成功的重要条件。新产品开发的评价方法多种多样，常用的方法有：

1. 效益-费用评价法

效益-费用评价法是一定时间内，开发新产品的全部费用与新产品带来的效益的对比，用以计算新产品开发的经济效果。计算公式如下：

21

(15-14)

其中，效益值由单价、单件成本、销售量、寿命周期确定，而成功率可通过市场调研、相似产品统计资料分析及专家评议确定。

2. 净现值法

采用此法考虑资金的时间价值，即先确定一个贴现率(可相当于利率)，然后把产品寿命周期中各年的收益，按贴现率折算成现值，相加得现值表示的收益总额，与新产品投资额相比较，如收益大于投资，表示能为企业带来经济效益(即投资收益率大于利率)。其计算公式如下：

其值大于1将给企业带来盈利，小于1将使企业蒙受亏损。

3. 专家评价法

通过参加评价的专家依据自身经验和组织者为他们提供的资料所作的直观判断为基础。借助“分数”作评价尺度进行评价。如新产品开发方案评价可按产品的基本构思、未来市场需求、销售能力、技术开发能力、生产能力、预期收益等指标体系进行评价。

目录

1.说明现代产品设计在产品开发中的地位；..................................................... 1

2.说明现代机电产品的文化特点，并举例；..................................................... 1

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3.现代产品设计中的数字化与并行化特征；..................................................... 3

4.说明精益生产系统的特点和关键技术；......................................................... 3

5.分析现代设计技术与制造技术的关联性；..................................................... 9

6.说明产品系统化设计方法中的“技术过程”与“技术系统”的内涵和关联

性；.............................................................................................................................. 10

7.阐述产品设计中的“功能分析法”，并结合实例表述其应用过程； ........... 13

8.简述创造技法中的5w2h法（提问法中的）和相似原理（针对类比法）的

具体思路、方法，并举例；...................................................................................... 14

9.简述基于生命科学的产品创新原理，并说明1~2中具体方法； .............. 14

10.说明新产品的“攻势战略”和“守势战略”的内涵与方法；................. 15

11.说明新产品开发中的“阶段~门”方法及其应用； ..................................... 16

12.说明机械产品可靠性设计的特征、意义，以及可靠性指标；................. 17

13.说明可靠设计中“系统可靠性”分配的作用与方法； ................................. 18

14.说明面向新产品开发的企业技术开发能力及其评定问题。..................... 20

23