產品工程設計精選(九篇)

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第1篇：產品工程設計范文

逆向工程設計技術在汽車、動力機械等零部件設計中已經得到了廣泛的應用．本文以某典型汽車零部件產品逆向重建的設計流程為例，介紹了逆向工程技術在產品設計過程中的應用，通過優化逆向工程方案設計，獲得了令人滿意的設計效果，為有效應用逆向工程技術提供理論依據，具有一定的現實意義和價值．

關鍵詞:

逆向工程;CAD軟件;汽車工業;產品設計

在現代的企業中機械設備等產品的設計及加工制造，要求越來越精巧，尤其汽車、動力機械等設備的外形結構越來越復雜，設計過程則要求愈來愈精細，同時市場競爭要求機械設備的性能指標要大幅度提高，而通過先進的設計方法和手段可以有效地提高設計效率和設計水平．利用先進的CAD及逆向工程設計分析方法進行產品設計與分析等成果，來指導加工制造已經成為當前產品設計開發領域技術發展的必然趨勢．本文主要結合汽車零部件的逆向工程設計方法進行研究與探討．

1逆向工程技術

逆向工程是以設計方法學為指導，以現代設計理論、方法、技術為基礎，運用各種專業人員的工程設計經驗、知識和創新思維，對已有產品進行解剖、深化和再創造．逆向工程通過應用一定的測量手段對實物或模型進行測量，根據測量數據通過三維幾何建模方法重構實物的CAD模型的過程［1-2］．逆向工程設計的原理是用許多細小的空間三角形來逼近還原CAD實體模型，通常采用NURBS曲面片擬合出NURBS曲面模型，簡單介紹了曲面重建的策略［3］。逆向工程在汽車工業中的應用，著眼于實際問題就是在汽車設計中怎樣進行實物測量和逆向建模，所使用的CAD設計工具主要是UG和CAT-IA，利用現有的設計方法和手段，根據零部件的自身特點，建立起與原模型相近的模型［1］．目前這種先進的設計方法及相關軟件大大提升產品設計的質量，縮短設計周期，在許多方面為企業保持競爭優勢提供了強有力的技術保證．

2逆向工程設計中的數據采集

逆向工程設計首先需要對原始工件進行三維護數據采集，進而為后續三維重建及分析提供準確有依據．三維數據的采集一般通過三維掃描儀來完成．三維掃描儀通常采用光柵掃描技術，可以實現標志點全自動拼接，具有高效率、高精度、高壽命、高解析度等特點，三維掃描儀是產品開發、品質檢測的必備工具，用于產品研發設計(RD)、逆向工程(RE)及三維檢測(CAV)．本文以某汽車冷卻水管的三維逆向設計過程為例進行逆向工程設計方法進行研究與探討．

2．1系統標定

開始掃描前應先標定系統，標定的精度將直接影響系統的掃描精度．如果在使用過程中已經標定過系統，在系統未發生任何變動的情況下，進行下一次掃描時可以不用再進行標定．結合不同軟件，系統標定主要包括:調整掃描儀角度、調整測量距離、調整十字及相機參數、選擇標定板參數、采集標定板數據、標定計算、應用標定結果等內容．為十字調整、相機光圈與焦距的調節、標定結果確定結果．

2．2掃描前期準備

在掃描之前要先做一些前期準備工作，如掃描的工件表面處理，選擇和粘貼標志點．

2．2．1掃描物體表面處理

工件的表面質量對掃描的進行也很重要．掃面物體的表面必須符合淺色、漫反射特征，如果掃描工件的表面太吸光或者太反光，則必須使用顯影劑處理成符合要求的表面．只有亮但不反光的表面適合掃描，同時要保證工件表面干凈，無明顯的干擾污漬，同時也要將工件放平穩．為已經經過顯影劑表面處理的工件．

2．2．2在物體表面貼標定點

為完整地掃描一個三維的物體，通常需要將被掃描物體表面貼上標志點，要求標志點粘貼牢固、平整．標志點要盡量隨機貼在物體表面上的平坦區域，與曲面每邊邊緣的距離不宜過大，公共標志點至少為4個，由于圖像質量、拍攝角度等多方面原因，有些標志點不能正確識別，因而盡可能多粘貼標志點，一般為5～7個為宜．不要人為的將標志點分組排列，標志點盡量不要貼在一條直線上．

2．3實體掃描

掃描環境一定要在干擾光源比較少的地方進行，否則會使掃描成功的面積減少或掃描不上任何面．通過拼接掃描軟件對標定點進行識別并標號，然后進行當前位置的掃描，當對其他面進行掃描時旋轉角度不可過大，并務必要有重復的識別點，對于細節部分可以著重掃描．掃描后通過軟件進行掃描文件的數據導出，完成數據采集［4］．

3實體的重建與后處理

本文通過Geomagic公司，研發的GeomagicStudio逆向工程軟件進行實體的重建與后處理，GeomagicStudio逆向工程軟件可以幫助用戶從點云數據中創建優化的多邊形網格、表面或CAD模型．GeomagicQualify則建立了CAD和CAM之間所缺乏的重要聯系紐帶，允許在CAD模型與實際構造部件之間進行快速、明了的圖形比較，并可自動生成報告［5］．

3．1GeomagicStudio軟件建模的流程

GeomagicStudio軟件建模的具體的流程點云處理―封裝為多邊形―多邊形階段―造型階段―輸出模型。

3．2重建與后處理

(1)點階段處理工作:通過Geomagicstudio軟件將掃描得到的文件導入后，通過點階段處理，進行點云的編輯，通過去噪、采樣、補點等操作來優化點云數據，為點云的網格化做準備．點階段處理應縮小點云之間誤差，使點與點之間距離更細膩．封裝過程為將點云文件聯結為三角云片體。(2)多邊形階段:多邊形階段的主要目標是進行形狀處理和邊界處理．運用松弛、刪除釘狀物、砂紙、填充孔等工具對面進行加工處理，使其光滑平整。(3)制作精確曲面階段:精確曲面階段的主要包括輪廓線的探測、曲率的探測、輪廓線的抽取、輪廓線的編輯和延伸以及如何松弛輪廓線，以及曲面片的編輯、面板移動、曲面片松弛以及曲面片修理等．通過選擇構造曲面片，將片體進行拆分構造，可使用移動，擬合曲面等功能使曲面片布置更合理，提高精確度，然后構造格柵，擬合曲面．

3．3重建結果及文件輸出

通過Geomagicstudio軟件重建與后處理結果．通過以上逆向工程軟件進行的實體重建與后處理得到的三維模型結果結果與實體原型進行比較，基本上能夠非常準確地表達出原型效果。最后，通過Geomagicstudio軟件可以將處理后的文件輸出為*．dxf(或*．igs)等格式數據，可供AUTOCAD或UG等其他CAD軟件進一步進行處理．

4結論

通過逆向工程設計得到的實體重建結果能夠準確地表達出原型效果，而對于汽車及動力機械行業中結構更加復雜的零部件若采用逆向工程設計將會得到滿意的效果，同時也將大縮短設計周期及設計成本，達到事半功倍的效果［6］．因此，本文所述逆向工程設計方法和手段對產品設計及其應用提供了很好的借鑒．逆向工程是一項具有開拓性、實用性和綜合性技術，采用該技術能夠進一步提高設計制造質量，降低生產成本，隨著該技術的不斷完善與廣泛應用，將會大大提升我國在機械加工制造行業中的競爭力．

作者：甘樹坤 呂雪飛 盧尊 單位：吉林化工學院汽車工程學院 吉林化工學院機電工程學院

參考文獻:

［1］李君君．逆向工程在汽車工業中的應用［J］．機械工人．冷加工，2003(8):24-25．

［2］甘樹坤．基于SolidWorks的二維工程圖三維重建系統實現［J］．吉林化工學院學報，2011(7):39-42．

［3］張榮強．逆向工程方法在家具復雜零件曲面設計中的應用［J］．家具，2015(1):8-11．

［4］陳莉華．逆向工程在煙機異型件建模中的應用［J］．機械研究與應用，2005(1):76-77．

第2篇：產品工程設計范文

關鍵詞：工程設計，非標設計，工程運用

中圖分類號：S611文獻標識碼： A

前言

現在的工程設計中對國家標準及行業標準應用的比例越來越大,尤其在機械專業中的表現特別突出。這樣可以縮短設計周期,提高了工作效率。但是在情況復雜及有特殊要求的條件下就顯得力不從心,這時非標設計的優越性就顯現出來,往往能取得意想不到的效果。

1.非標機械產品設計的含義及目的

1.1非標機械產品設計是指不按國家頒布的統一的行業標準和規格制造,而是根據自己的用途需要，自行設計制造,"非標設計"就是根據自己的實際需要,設計出與國家標準不一致或不完全一致的產品或零件,非標機械有別于傳統機械設計，非標機械設計有時間性限制，設計周期要短，設計要簡潔、準確、安全、可靠及滿足客戶合理的專業性要求，用戶對非標機械的設計往往有許多的要求，包括合理和不合理的，這是一項挑戰性的工作。

1.2非標設計的目的是為了提高產品的質量、提高生產效率以及確保生產的安全。

2.非標機械設計的特點

與一般標準設計相比非標機械設計有以下特點：

1）非標設計涉及范圍廣，因為職業的性質就是能解決各方各面的問題，所以要求非標設計工作者有廣泛的學識和知識，知識越多，工作越得力，知識越多，經驗越多解決問題的方法越多、越快、越準確。因此其更多注重設計標準化、模塊化和簡約化的原則；

2）非標機械設計是一種個性化產品設計，根據客戶的不同要求進行單臺或多臺定制生產。

3）全部采用Auto CAD、solidworks等三維設計軟件進行產品設計，可生成零、部件體積、重量、重心位置等物理量，為相關設計和后續加工提供了可靠依據；

4）所有二維結構圖均根據三維數字模型由計算機自動生成，保證了視圖與尺寸的準確無誤，保證了繪圖質量與工作效率的和諧統一；

5）設計完成時即可輸出BMP、JPG等格式的產品渲染圖。

3.非標機械設計的步驟

3.1非標機械設計前的準備

1）必要的設計手冊，手冊中有各種參數，你可以從書中獲得你想要的知識。

2）掌握這些機械運動原理，結合電氣、氣動和液壓來進行非標設計。

3）了解設備的用途，看它是屬于加工設備、還是試驗設備、或者工裝夾具。加工設備：首先要保證加工的精度，其次上下料方便，準確，快速。試驗設備：提供相應動力，試驗必要的測試點，與電氣怎樣結合，顯示數據和讀出數據。工裝夾具：需要怎樣限制自由度，上下料快速可靠。

4）要到現場進行考察，了解設備相關數據、安裝場地的相關數據、設備安裝使用的電氣相關數據等。

5）準備一些行業標準，網上生產廠家的產品相關數據，各廠家都會提供原理、安裝尺寸等數據，為設計做好準備。

6）制定可行性的方案報告。

3.2非標機械設計制圖步驟

1）首先發揮我們的想象，在腦袋中勾畫設計，把設備分成幾大塊，每塊采用怎樣結構，怎樣銜接。

2）將我們的想法落實到圖紙上，方便更改設計和想法。

3）強度校驗，有經驗者可直接選料，經驗少者，要作簡單校核，防止出現重大失誤。

4）校圖，主要檢查零部件是否有干涉，是否便于加工、測量、裝配、使用和維修等。

5）整理圖紙，計算出配件重量，用于成本核算和發貨運輸；并下發圖紙到下一個部門[1]。

4.在非標機械設計中要注意的事項

在非標機械設計中我們要通過多請教老工程師請求指導，完善提高自己的設計水平，提高非標機械設計的可行性、減少失誤率；在機械行業中因為可利用的原理很少，再加上機械與電氣、氣動、液壓有效的結合而發展，所以其不像電子行業發展迅猛，因此我們要多看一些別人的成功設計，讀懂設計理念，運用到自己的設計中來；至于我們設計出的東西要方便維修、方便加工，設計時要考慮加工問題，比如盡量不要在圓弧面上鉆孔，如果一定要鉆或是通過中心，或是先加工平臺再鉆孔；在設計初稿完成后一定要對其優化，看有沒有更簡便的方式，及更先進的零部件代替。以達到減少投資、減少故障點及減少維修成本等效果。

5.非標設計的工程運用

非標機械設計在兩種情況下使用：一種情況是由于條件限制不得不采用非標（行星齒輪減速機為達到一定速比常用非標齒輪）；另一種情況是出于行業壟斷采用非標（縫紉機的鎖床固定螺絲就是非標M5×1的）。而非標機械產品設計又分為成熟產品設計與非成熟產品設計。

1）所謂成熟型的非標機械是指工作原理清晰，機械結構較為通用，甚至有產品樣板可以模仿的產品的設計。成熟非標機械設計可以分為三類，第一、主機相同，夾具和輔件不同，這類型的設計較簡單，只要消化好主機和輔件的作用就行了；第二、主機的規格要放大或縮小，動力要變化，那就需要將產品的結構和動力重新考慮，例如企業有30噸壓力的四柱壓機，現在客戶要訂造一臺60噸四柱壓機，這樣，在結構形式、液壓油路和電路相同的情況下，我們就要對框架進行力學分析計算，重新選擇框架用料大小，另外，液壓缸、液壓泵、液壓閥等重新選型；第三、主機不同，部件相同，那就要根據成熟的部件進行組合設計，達到客戶要求，這樣則盡可能采用成熟的部件，對特別設計部分進行設計，并提早對特別設計部分進行試驗，另外，使用三維圖對整體進行組裝，在圖中對運動部件進行仿真運動，確認總體結構成功。

2）所謂非成熟產品是指工作原理比較復雜，機械結構不通用，更嚴重的是連客戶都未完全了解其產品的整個生產工藝，或者是客戶正在試驗使用未成熟的生產工藝，其有三類：第一、單機類，主機較簡單，但本企業對該產品不了解，客戶提供較詳細資料，甚至包括樣機。針對這類型的設計，企業要對目前樣機工作內容、工作原理、采用的結構進行詳細分析后進行設計；第二、組合機類，主機較為復雜，部分結構可以使用企業成熟的結構，總體上要重新設計，針對這類型的設計，企業首先是要評審，企業是否有足夠的能力承擔設計任務，評審通過后，則要對所設計機械生產產品的生產工藝進行詳細的了解，了解所設計產品的工作原理，進而進行機械結構和控制原理的選擇，和總體構思和設計；第三、生產線類，這類型產品是最復雜的設計，這類型的設計往往不能由本企業就可以完成，需要選用外部產品與本企業組合才能完成生產線，包括液壓機、鍋爐、制冷設備、輸送設備、風送等流體輸送設備、吊重設備、模具、夾具、自動化入料和出料等專用設備。因而生產線的設計的評審要更加嚴格，除了評審本企業是否能夠完成設計外，配套供應商是否也達到要求，對生產線的生產工藝和生產線工作原理要了解，對生產線的各臺設備更要詳細分析[2]。

結語：

目前在我國非標機械產品設計在大型的生產企業及各個領域的工程設計中應用越來越廣,尤其在機械行業中的表現最為突出，非標設計非常有發展前景，因為世界的技術進步都離不開非標設計，因為我國的非標機械設計技術跟發達國家來比還有很大一段距離，因此要想通過非標設計來提高企業的勞動生產率、各項指標，我們應該不斷學習先進的產品和技術，引進先進國家的技術，聘請擁有先進技術的設計技術人員，不斷地研發，進行新技術儲備。相信我國的企業將迎來更強的設計能力和更高的設計水平，從而讓企業成為行業的先鋒及具備跨行業發展的能力。

參考文獻：

第3篇：產品工程設計范文

東北人喜歡用嫩玉米制漿蒸糕吃，因為加工復雜，這個東西在當地都很難吃到，哈爾濱市阿城區半山坡粘玉米合作社卻將這個俗稱“苞米耗子”的鄉下食品做成速凍包裝推向了展會。合作社理事長周喜紅對記者說：“都說玉米市場不好，但在農家樂賣的最好的主食卻是玉米制品，苞米耗子、大碴子、粘玉米都深受顧客喜愛。這些食品有一個共同特點就是不好加工?！彼麄儗⑦@些食品加工冷凍后銷路極好，今年合作社3000畝粘玉米全在乳熟期收獲加工，畝收益達到了2600元，明年不僅繼續種粘玉米，還要把面積擴大到1萬畝，同時，聯合其它合作社成立了粘玉米協會，落實面積5萬畝，保證市場需求?！皠e說種玉米不掙錢，那是沒種對路子。”周喜紅說。

酸菜是東北人冬天的當家菜，在深圳也有號召力。哈爾濱綠色園合作社的酸菜在展會上格外搶眼，因為菜心有淡淡的桔紅色。合作社經理孟祥東說，東北人喜歡偏紅的菜心，遇到這樣的菜心都直接拌糖生吃。針對這種需求，合作社通過黑龍江省農科院引進了橘紅心白菜，普通白菜上市時三毛錢一斤，橘紅心白菜一元一斤，腌制成酸菜更值錢，這次來深圳展銷比別的酸菜都好銷。

五常大米是市場上的俏銷貨，五常市御良田水稻專業合作社大米賣的更實在，米的名字就叫“餅肥米”。合作社理事長倫士義說，他們的水稻用肥全是自己產的豆餅加工的有機肥，豆做肥成本雖高但大米能賣到30元一斤，有賬可算。記者很好奇，大米用肥的名聽著別扭，能好賣嗎？倫士義說：“這叫實在，老百姓一聽就明白，更好賣?！?/p>

六河九岸公司是一家生產種子、肥料等農資的企業，在展會上也做起了大米生意。公司董事長楊寶告訴記者，他們是專門來給合作社賣米的。這家公司為五常市新莊水稻合作社的8000畝稻田提供3000畝有機、5000畝綠色水稻的全程保姆式肥藥服務，合作社所需的肥和藥不用花一分現錢，公司全負擔，秋后合作社用水稻抵肥藥料款，剩下的水稻公司收購，價格隨行就市，公司再加工水稻銷售。這一模式給合作社免去購肥和銷售水稻負擔，公司加工有機、綠色大米還能增值，實現共贏。楊寶說，這是與合作社共同順應供給側改革摸索出的新招數，明年還將與更多的農民合作社進行合作，讓更多的合作社受益。

第4篇：產品工程設計范文

隨著教學改革的不斷發展與前進，提升課堂質量適應時代工業設計的需求。引導學生正視計算機表現與手繪關系。讓學生體會手繪對瞬時間捕捉設計創意的重要性。提高學生興趣。為產品設計創意打下良好基礎。

【關鍵詞】

工業設計；產品表現技法；教學改革；手繪；激勵式教學

產品表現技法是設計師與設計師之間、設計師與客戶之間溝通的工具之一，可以將抽象思維轉變為具象圖形。貫穿工業設計師的整個設計生涯，由此可見其重要性。時代不停發展，關于產品表現技法課程也應該與時俱進，不停改革來適應時代需求。

1工業設計產品技法表現課程的現狀

產品表現技法課程在國內從開創到現如今也有幾十年了，初期設計師或者教師都是美術出身或繪畫專業轉設計，故對畫面感要求高，出現盲目臨摹，呆板，工具制圖，一個又一個誤區。因此教學效果不明顯。使的教學效果十分不明確。在教學過程專業教師往往過于強調畫面效果，技法表現，從而忽視了本課程真正的教學目的，草圖手繪是將設計師思維可視化，是一種將思維可視化的過程，一種思考，而不是單純的繪畫。21世紀是一個課件大爆發的時代，整個社會被無數電腦制圖軟件，手機app占據著主流。短短數年電腦制圖軟件已更新數代，從數據化“呆板”的工程制圖到現在“傻瓜”智能式，學生越來越依賴電腦制圖，并開始質疑產品技法的訓練的必要性?甚至有人認為手繪正慢慢向藝術靠近，漸漸束之高閣。從而退出設計歷史舞臺。設計公司研究現狀分析:上述狀況是人們大都只看到光鮮的結果，忽略過程造成的。當學生真正走進設計公司進行商業設計實戰的時候，就會發現設計師大部分時間花在紙與筆上，而非電腦制圖上。產品表現在設計過程中起著很重要的作用。將設計師早期初步存在腦海的想法，通過手繪可視化展現，將抽象概念具象化。在此期間的頭腦風暴，初步探討，推敲及深入階段。它是設計師之間，設計師與客戶之間的交流，最直接便捷的方法。

2工業設計產品技法表現課程改革思路

2．1善用交互式和鼓勵式教學方法

在常規的教學過程中，教師一般親自示范，然后給出大量圖片讓其按照臨摹練習。學生往往局限于對產品造型的“單純輸出”，不會進行創意設計。在教學過程中教師應該讓學生手腦協調統一。大量的基本練習達到的作用是手的協調性，同時在繪畫過程中強調設計思維的創造達到腦的訓練。在這過程教師角色需要不停轉換。初期是示范、中期是引導和指揮、后期作為總設計師與學生一起探討設計思維的開發與表達。在整個過程中讓學生自己發現問題，解決問題。讓學生進行設計創作，并且將其作品貼在墻上，每一位同學都要來講解自己作品。每周不記名投票(參考我是歌手投票方式)，由同學們評選出創意、表現最好的前三位同學。同時教師要進行講評。這樣既能達到互動效果，又鍛煉了學生溝通的能力，而且激發了學生的學習興趣。

2．2注重營造教學氛圍，靈活貼近時尚的教學模式

物競天擇，競爭是人類進步的推動器。教師要把競爭意識帶入課程，讓學生自己去看、自己去體會、自己去評判。每周評出三個周最佳，大家把自己作品貼在教室的軟墻壁上。每個學生都把所有作品看一遍，按照評判要求來評審。選出最好的三個。包括創意思維、設計表達效果、表達方式等。讓學生自己看到自身不足之處，看到別人的長處。通過角色互換，學生從評審的角度來思考作品，無形中發揮其積極主觀能動性。而且大家互相交流溝通，又增強了學生的榮譽感。這種模式既打破了常規教學的呆板，又能活躍課堂氛圍，緊跟時跟腳步，獲得學生的認同感。大大激發了學生的積極性。

2．3深入研究，提高學生研究能力

有些學生對于產品的表現只是單一的臨摹，沒有真正的去對產品形態進行研究，導致后期3維建模制作的時候理解不了線條轉變和結構轉化之間的關系。掌握不了形體穿插結構。針對以上問題，教師要鼓勵學生繪畫之前的動手思考能力，主動表達產品。可以將現有產品給予學生拆解，了解產品的形態結構，擺脫圖片的局限。達到真正理解產品形態、產品構造。改變機械的繪圖方式。

2．4培養學生的設計邏輯思維能力

設計是理性思維和感性思維的結合表現。通過尋找問題，發現問題，解決問題的過程。而非簡單的藝術表現，因此整體的設計思維邏輯性很重要。讓學生帶著問題去思考、去表現。并進行workshop主題性的工作坊。著重整個設計創作過程的思維邏輯。知道為什么而設計，設計什么，為誰而設計，如何使用，怎樣使用，產品定位。讓學生了解產品形態結構。

2．5實際案例研究教學

實踐是檢驗真理的唯一標準，實戰教學可以訓練學生的整個設計程序過程，從二維到三維的表現。教師引導學生從構思草圖開始，到對產品結構的形態與材質方面都有一定的要求。三維表現時要參考二維的尺寸和材質。能夠直觀交代細節。為日后專業的學習和進入設計公司打下基礎。要迎合市場需求。這樣的設計才不會是象牙塔里的空談。

3結語

隨著設計的飛速發展，教學需要不停的改革，以來適應當代工業設計需求。對工業設計產品技法表現的教學改革尤為重要。筆者通過以上幾點進行了改革，雖有些許成果，但仍有不足之處，還需要繼續研究與探索加以實踐，以摸索出更好的教學方式。

作者：唐亮 單位：廣西師范大學設計學院

參考文獻:

［1］秦波．淺談工業設計專業產品表現技法課程教學改革［J］．美術教育研究，2013(21)．

［2］張恒國．馬克筆工業產品設計表現技法［M］．北京:人民郵電出版社，2013．．

［3］艾森．產品設計手繪技法［M］．北京:中國青年出版社，2009．

［4］梁韻．旅游產品開發設計課程教學改革與實踐［J］．藝術科技，2015(02)．

第5篇：產品工程設計范文

【關鍵詞】產品設計；價值工程；鈑金件

1、緒論

在激烈的市場競爭中，產品必須不斷的改進與開發，才能適應市場環境，取得好效益。以往的產品設計中，設計者或者因為片面追求技術指標或裝飾效果，忽略了經濟效益，或者只憑傳統觀念和經驗進行設計，結果造成設計的產品過剩的質量、過高的成本、過低的利潤及過短的產品壽命。

2、產品設計中鈑金結構應用概述

鈑金加工具有生產效率高、質量穩定、成本低以及可加工復雜形狀工件等一系列優點，在機械、汽車、飛機、輕工、國防、電機電器、家用電器以及日常生活用品等行業應用非常廣泛，占有十分重要的地位。據統計，汽車鈑金件占整個汽車制造件的60%~70%，飛機鈑金件占全機零件總數的40%以上，機電及儀器、儀表中鈑金件占生產零件總數的60%~70%，電子產品中鈑金件占零件總數的85%以上，日用品的鈑金件也占到絕大多數。

鈑金是針對金屬薄板（通常在6mm以下）一種綜合冷加工工藝，包括剪、沖/切/復合、折、焊接、鉚接、拼接、成型（如汽車車身）等。其顯著的特征就是同一零件厚度一致。

3、工業設計的價值工程理論基礎

價值工程簡稱VE（Value Engineenring），是研究技術經濟效益的一門科學。價值工程把技術、經濟、管理三者有機的結合在一起，利用調查、分析、對比、計算、評價的方法，研究某一問題的技術經濟效益。

產品分析定義為：價值（V）=F/C

①第一種方法是一種提高產品價值的最理想途徑。即是產品的功能提高，成本下降。例如，新的生產技術的產生與應用，可以使某些產品的功能或是在結構上實現重大突破。

成本提高，功能提高，即： V=F/C；

②第二種方法是在成本不變的情況下，使產品的功能有所提高，也能使價值提高。例如，對現有產品的外觀重新設計后，產品的審美功能大大提高，而生產成本卻沒有什么變化，但是產品價值有了很大的提高。

功能不變，成本降低，即：V=F/C；

③第三種方法是功能不變，成本降低，價值提高。例如產品的某些原材料、新工藝在技術成熟以后，生產成本降低，這就可以在保持產品功能不變的情況下使生產成本降低，使產品價值提高。

成本不變，功能提高，即：V=F/C；

④第四種方法是成本稍微有增加，而功能大幅度提高，使價值提高。例如一個產品在由單功能變成多功能后，成本雖然有所提高，但功能卻成倍或幾倍的增加，從而使產品的價值大大提高。

功能大幅度提高，成本略提高，即：V=F/C；

⑤第五種方法是功能稍微降低，但成本大大下降，價值提高。例如，某中產品適當地降低功能，而仍可以滿足某些用戶的需求，但由于實現該水平功能的技術條件比較成熟，而使成本大幅度下降，使產品價值提高。

功能稍有下降，而成本大大降低，即：V=F/C。

4、工業設計中鈑金結構設計與價值工程研究

4.1 鈑金產品造型設計與成本

在設計制造時除應考慮設計的獨創性外，還應有計算成本、利潤及產量等經濟性。經濟價值是產品在運用材料和加工技術中所體現的價值。

在進行產品設計時，要綜合考慮產品功能特點、使用環境、產品加工工藝、表面處理工藝，產品的技術經濟效益等?；阝k金件等壁厚、生產效率高、成本低、可加工復雜的形狀等特性，合理的選擇鈑金結構，降低生產成本，提高產品的價值。一般情況下，對于電器產品形狀簡單的外殼、機柜、文件柜、機箱、支撐部件等宜于采用鈑金件；對于一些高附加值產品或者運用特殊工藝的產品等宜于采用鈑金件。

1.盡量減少沖壓廢料。在沖壓零件成本中，材料費用占60%以上。沖壓廢料可分為工藝廢料和結構廢料。搭邊和余料屬于工藝廢料，這是與排樣形式及沖壓方式有關的廢料；結構廢料是由工件的結構形狀決定的。要提高材料的利用率，既要設法減少結構廢料，又要設法減少工藝廢料。

2.減少結構廢料。材料利用率與沖壓件的形狀關系密切。

3.盡量減少工件的外形尺寸，以降低材料的消耗。這一點對采用標準寬度的型材更具有意義，有時只對設計稍加修改，就能利用這種材料。

4.零件的結構形狀應由利于機械加工，減少工作量，有利于簡化模具，提高壽命或利用現有工藝裝備。

4.2 產品設計中的材料選擇與成本

1.滿足產品功能的金屬板材種類和規格。在選擇材料時，首先要以滿足產品的功能要求為準。功能包括兩個方面：產品的物質功能的實現，這是產品材料的基本作用；產品的精神功能的實現，這主要依靠材料本身的色彩、材質、肌理以及技術美的因素來體現。例如冷軋鋼板與不銹鋼，不銹鋼增加了產品的精神功能，但是成本卻是冷軋鋼板的2倍多。

2.金屬板材本身的成本。在生產計劃上，主要是考慮金屬板材自身材料成本以及加工處理的成本，材料不同，本身的價格差異就很大。在進行產品設計時，金屬板材的選擇以及板厚的選擇是重點。

3.金屬板材加工處理的成本。不同的金屬板材，加工的工藝也有區別，不同的工藝又要求用不同的設備、技術和技術工人，加工過程也是不一樣的，這些都是鈑金件加工的成本。

所以，在選擇金屬板材及其板厚的同時要充分兼顧產品設計的經濟性原則，充分運用價值工程原理，以最低的壽命周期成本，最經濟的金屬板材來實現產品價值，企業價值的最大化。

4.3 產品設計中的排樣

根據材料的利用情況，排料方法可分為有廢料排樣，少廢料排樣和無廢料排樣三種。

有廢料排樣是沿工件全部外形沖裁，工件周邊都留有搭邊，工件精度與沖模壽命較高，但是材料利用率低；少廢料排樣是沿工件部分外形沖裁，只局部留有搭邊；無廢料排樣無任何搭邊。采用少、無廢料排樣，對節省材料具有重要意義，且有利于一次沖裁多個工件，故可以提高生產率。在無廢料排樣時，因為只有材料的料頭和料尾損失，故材料利用率可達85%~95%。少廢料排樣的材料利用率也達70%~90%。同時，這兩種排樣形式，因其沖切周邊減少，還可簡化模具結構和降低沖裁力。因此,在設計沖壓件時，應盡可能有利于采用少、無廢料的排樣方式。

4.4 產品設計中的功能結構設計與成本

結構設計時，要注意追求節約，應以不危及結構功能為前提，而滿足一些特殊要求，則又應以不危及經濟性為原則。用最少的費用來最大可能地滿足功能要求，這是結構設計始終應遵循的基本原則。

一般來說，鈑金產品設計在明確了結構的必要性和基本結構方式的基礎上，可在下列方面力求降低產品成本。

1.降低設計費用。鈑金產品結構設計時，應注意充分利用現有的設計；采用標準件及市場上便于購買的半成品或構件；消減品種類別；選定經濟的結構尺寸和結構形狀；采用對稱的結構以代替特殊的偏左或者偏右的結構。

2.降低材料費用。鈑金產品結構設計時，首先要注意采用最佳造型、節省材料用量，特別是節省貴重材料的用量。同時，盡量減少邊角廢料，提高材料的有效利用率。

3.降低加工費用。結構設計時，應選用最合理的加工方法；減少零部件種數，增加同類零部件的數目；減少機械加工面積；選擇最經濟合理的表面粗糙度、尺寸公差、精度等級以及形狀位置公差等。同時，應注意將設計結構按加工的合理性進行分解，以節省裝夾時間、加工時間、測量時間；并盡可能使用普通刀具、夾具、量具和普通機床。

4.降低其他費用。降低產品成本，除去考慮降低上述三種費用外，還應考慮降低包裝費用、運輸費用以及安裝費用。。

4.5 鈑金件的表面處理與成本

設計中，除了少數材料所固定的特征以外，大部分的材料都可以通過表面處理的方式來改變產品表面所需的色彩、光澤、肌理等需要。

1.產品的性能和使用環境。不同產品或者零部件由于使用環境和在產品系統中參與表現的物質功能或精神功能的不同，因此需要根據選擇不同的材料選擇適當的經濟的表面處理工藝。以滿足產品的性能和使用環境的要求。

2.產品檔次的經濟性。產品應消費層次的不同而具有高中低不同檔次，產品表面處理工藝的選擇應考慮產品檔次的經濟性，以求得產品的合理裝飾，獲得理想的經濟效益。

3.成本。不同的表面處理工藝成本不同。隨著科學技術的發展，各種表面處理工藝的相對成本與決對成本都在發生變化。另外還有考慮工藝成本與使用壽命之間和工藝成本與運行費用之間的辯證關系，保證消費者獲得做好的綜合經濟效益。

5、金融營業場所安全裝備設計研究

金融營業場所安全整體柜臺是一種應用于金融行業，采用工廠化制造裝配具有特定安全防護作用，結構與裝飾一體化的營業柜臺。

第6篇：產品工程設計范文

中職工業產品設計課程以“服務換技能”的實訓模式，是以教師為主導，以學生為主體，以需求為動力和出發點，通過搭建一個全面的企業、學生、教師交互服務平臺，達到學生能接觸先進的技術、教師能得到技術的支持、競賽能獲得實際的操練、團隊能獲得全面的發展的目的。

【關鍵詞】

工業產品設計；服務換技能；實訓模式

一、現實教學對服務型實訓模式的需求

隨著時代的發展，信息技術悄然走進了社會的各個角落，我們的教育方式也在發生著悄然的變化，從以前的黑板教學到現在的多媒體教學，從實物模型演示到數字化演示，教師的教學形式得到了極大的擴張，學生的學習方式也發生了巨大的改變。學校與時俱進，通過設立工業產品設計的服務機制，可以完成以下三方面的需求———

1.提高學生工作技能的需要。職高的學生具有強大的創造創新潛力，他們思維活躍，動手能力強。而職高學習的一個重要目的是發揮學生的特長，培養學生的興趣，充分調動學生的積極性。

2.借助工業產品設計的服務模式，教師能完成專業的、符合學生需求的教學模型，增強教師的教學技能，有助于教師隊伍的成長；有利于教師自身信息化教學能力的提高，緩解傳統教師在新教學模式下的壓力。

3.響應“服務為本位”的需要。本著“以服務為本位”的教學理念，設計以服務為主體的工業產品設計課程實訓模式，讓學生在校不但學習知識技能，同時加深對“服務”的理解；學校通過以服務為主體的教學模式，來拓展全新的實訓途徑，加快教學與企業的溝通與交流。以“服務”帶動學生、學校、企業三方面知識、技能、經驗的傳遞與提升。

二、“服務換技能”實訓模式的內容和實施思路

“服務換技能”模式的重點在于服務，通過服務來達到知識的實戰運用效果，服務模式作為牽引力，將企業的專業知識和教師的經驗源源不斷地輸送到渴望知識的學生手中；通過服務的成果，即設計經驗積累和設計素材積累來實現從學生到教師、從服務到教學、從學校到企業的三重反饋效果。

1.服務的主體。該服務模式的主體應由以下幾個方面組成：(1)以學生為主體。工業產品課程的全體學生作為設計的主體，以小組合作為主要機制，完成來自學生、老師、企業的各種設計需求。(2)以教師為輔助。教師在服務實訓模式下主要起輔助作用，學生在遇到問題時，老師幫助解決，并且將這些遇到的問題全部記錄下來，以點帶面，起到補充知識、提煉知識的引導作用。(3)以企業為支撐。聘請企業專家為學生、教師提供技術支持，這樣可以有效地提升學生的實踐經驗、教師的教學能力。

2.服務對象。工業產品設計服務對象大致分為三類：(1)學生。學生有著驚人的思維和想象力，但是很多時候，他們的專業知識無法滿足他們思維的腳步，這時，工業產品設計學生就作為技術支持，幫助他們實現他們的設計。(2)教師。以信息化能力較弱的中老年教師為主。他們通過交流看到了先進教學模式帶來的高效與便捷，從而提高學校整體的教學水平。(3)企業。以自身設計改進能力較弱的中小型企業為主。他們無法投入太多的資金在設計與改善上。通過與我們的合作，我們可以將他們部分的想法變成現實，從而提高企業的核心競爭力。

3.服務方式。本著“以服務為本位”的教育宗旨，結合本校工業產品設計專業自身的特點，研究搭建以服務為驅動，以專業學生為主體，以教師與相關企業專家為輔助的實訓方式，通過服務對象表達需求生成服務任務單學生組隊接單發現問題學習、詢問（教師和企業專家）、解決問題完成服務任務總結任務經驗這7個步驟來實現服務換技能的實訓目的。

三、實踐中可能碰到的問題及對策

我們的師生已經習慣了傳統的上課模式，對于這種服務性的實訓模式，在實際操作中可能會出現一些以前不曾碰到的問題，需要我們提前準備和應對。

1.服務訂單不足的問題。在本實訓模式開始的初期，學生、教師和企業3方在有需求的情況下，但不知道有我們這樣的服務團隊，不會主動來找我們。這就需要我們師生共同努力在前期做好宣傳工作，儲備一定量的服務訂單，在運行一段時間以后，會形成一種良性的循環。

2.服務訂單的時效性問題。我們知道，有時候師生參加比賽，或者企業試制樣品，對于我們的設計是有時間要求的。如何在短時間內完成他們的設計要求，需要我們合理安排課程，主要可以采取以下兩種辦法：合理利用晚自修、活動課和其他休息時間段，開放機房，讓學生有充足的時間參與設計；學生分組完成不同的任務訂單，達到最大的產出效能。

第7篇：產品工程設計范文

關鍵詞：橋梁工程 概念設計 產品概念化

中圖分類號：U442 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（a）-0059-01

為滿足人類之間的實踐交流、跨越空間障礙的需求，政府部門投資建設了多數橋梁，隨著社會的發展，橋梁也需要不斷的地更新、改造?；跇蛄汗こ淘谏鐣洕l展中的重要地位，作為橋梁建造開端的橋梁設計顯得尤為重要。而橋梁的概念設計是具體設計的先導，是對橋梁設計的總體把握與構思，其思想貫穿橋梁設計的全過程，并隨著項目的進行而不斷完善。在橋梁建造工程中，高達70%以上的生產成本取決于概念設計，做好橋梁工程的概念設計才能造出“精品”橋梁，才能從根源上節約工程的建造價值，提升美學內涵。

1 橋梁工程概念設計綜述

1.1 橋梁概念設計的過程

橋梁的概念設計主要是在一定經濟條件下，提出滿足結構造型要求、耐久性和使用功能要求、滿足形變與受力要求的合理設計方案?，F行的橋梁建設主要以結構設計與橋梁施工為核心，按照時間進行相關組織與實施，設計人員的主要職責是依照必要規范產生經濟安全的橋梁結構設計方案。橋梁的概念設計活動除包含上述功能外，還要綜合考慮影響設計初步階段的環境、人文、美學等要素，完善了傳統設計的表現手法與設計理念。

1.2 橋梁的產品化概念設計

橋梁是一種特殊產品，它具備土木工程結構的基本特征，也具備產品的一般屬性。橋梁產品的建設規模大、投資巨大；橋梁的建造一般由政府根據社會、經濟、交通需求確立實施，與市場關系較??；橋梁的使用年限長，達到壽命后將成為廢棄物，在其長壽命周期內需具備抵御環境侵害的能力。鑒于產品概念設計的思想和橋梁概念設計的重要指導，將現有的橋梁概念設計內容從橋梁設計各步驟里提煉歸納出來，形成如下的橋梁概念設計新思路。

（1）設計定位階段主要包含環境總體分析、使用方式分析、用戶群體分析和壽命期成本分析這四個層次[2]。只有充分分析影響橋梁設計的主客觀因素，才能合理定位設計走向。環境分析主要是對擬建橋區的水文、地形、氣象、地質等條件的分析，這將決定了橋梁設計的抗震、抗風設計需要；橋梁的用戶群體主要是社會、業主和生態環境，設計中要注重橋梁的生態性、安全性、景觀美學性、經濟性等；使用方式決定了線性布置、建設規模的大小、上下部結構設計、斷面布置等；壽命期成本主要包含間接成本、直接成本和災害事故成本。橋梁概念設計的主體由設計、施工、運營、管養等多單位與部門構成，在其壽命期內的所有部門被稱作利益共同體。

（2）方案初擬階段是在對橋梁概念設計精準定位后，從結構體系、橋位、景觀、橋梁造型、施工方案等方面擬定橋梁建造的初步方案。橋位選擇將決定工程造價、施工和運營的安全性、施工操作的難易程度；結構體系的選擇要注意結構的可達到性和可維護性，為今后的橋梁檢修提供便利條件，整體節約橋梁壽命期的總成本；橋梁的造型與景觀設計要以工程師為主導，同時邀請建筑師及其他專業人員加入，形成合理的設計模式；施工方案直接影響著橋梁工程的質量、安全、工期，在考慮結構、線性、橋位條件之后形成了初步的施工方案。經反復對比分析，篩選出兩三個可行的推薦方案。

（3）方案比選階段的主要工作是依據項目的相關規定和工程師的相關經驗，從若干推薦方案中擇優選取最終設計方案。經濟指標是大多數橋梁最終方案決定的關鍵性要素，但在一些景區橋梁或標志性大橋的設計方案比選中，景觀美學價值也是不容忽視的重要因素。

1.3 橋梁概念設計的階段劃分

橋梁的概念設計工作主要集中在工程的可行性分析、初步設計、施工圖設計三個階段。這三個階段設計橋梁工程的技術層面的具體細部與結構設計，具體每階段的概念設計內容如表1所示。

2 橋梁設計的前沿設計理念

這里主要介紹三類較具代表性的設計理念，即橋梁的耐久性設計理念、橋梁的生態性設計理念和橋梁的全壽命周期設計理念。

（1）耐久性設計理念是指在橋梁的設計使用期限內，保證橋梁的安全性、使用性及外觀功能的設計理念。耐久性的設計需要在明確設計中可能的侵蝕類型和不同狀況下的耐久性要求；評估特定條件下的侵蝕嚴重程度；明確橋梁的各個構件對侵蝕作用的防護水平與防護方法；提出設計、養護、維修等后續方案。

（2）橋梁的生態設計理念是充分利用生態學的設計思想，綜合考慮橋梁相關的生態環境，在橋梁的設計規劃中，提出滿足人們需求且與生態環境和諧共存的設計方案。生態設計中要堅持生態保護的原則，盡可能選取對周圍植被、水文、氣候破壞程度最小的施工方法，嚴格控制施工范圍；施工堅持使用清潔能源，選取無毒無害的裝飾與建造材料，從而利于橋梁報廢后的物料回收；橋梁建造需保證施工工藝先進、材料先進、設計和施工組織合理。

（3）橋梁的全壽命周期設計包含橋位的規劃、方案的設計、性能的分析、詳圖的設計、建造的施工、管理的養護和拆除這幾個階段的全面規劃和系統考慮，從而達到最優目標。橋梁的全壽命周期設計將使用、資金、文化、生態等需求細化成具體指標，并采用恰當的方式實現橋梁壽命周期的各類指標要求。

3 結語

本文介紹了橋梁概念設計的具體定義、相關特點、設計的步驟和流程，并從定性分析、經驗積累、合理估算的基礎上總體把握橋梁設計構思。借鑒產品設計的成熟經驗，將橋梁作為產品，嘗試橋梁的產品化概念設計，進而深入探討工程的可行性研究、初步設計、施工圖設計三個階段的技術層面的橋梁概念設計。最后，介紹了現今的一些前沿橋梁概念設計理念，如生態設計理念、耐久性設計理念、全壽命周期設計理念等，對以后的橋梁概念設計發展有一定的啟迪意義。

參考文獻

第8篇：產品工程設計范文

【關鍵詞】工業設計師；設計流程；能力

作者簡介：張藝（1988—），男，江蘇南通人，現供職于江蘇海灣電氣科技有限公司

工業設計師在產品研發過程中具有非常關鍵的作用，其專業素質能力的高低，不僅直接影響設計結果，而且對整個產品研發效率、流程進展起著重要的主導作用。本文擬就產品設計流程中工業設計師應具備的基本能力，談一點自己的淺見。

一、對設計需求要有透徹的解讀能力

設計項目的者（以下稱甲方）在新的設計任務時，一般總會提出相應的設計需求。充分了解設計需求是設計流程的第一步，而透過設計需求，獲得正確的設計輸入信息則最為關鍵。因為這些一手信息，將為設計師順利展開后續設計工作提供方向性的指引。筆者認為，要準確獲取設計輸入信息，必須做到“兩個準確解讀”。第一，要準確解讀設計對象。如同文學作品創作一樣，設計首先要切題。然而，要獲取設計信息，首先必須對設計對象進行認真研究，比如要了解設計對象的功能、特性，從而明白自己要設計什么。這里，工業設計師除了懷揣自身對設計目標的認知經驗外，還要借助一定的市場調研來補充，最后結合甲方的輸入信息綜合考量，想必通過這樣三方面的解讀設計對象，才能為新的設計構思做好鋪墊。第二，要準確解讀甲方意愿。甲方所提供的設計需求信息，內容上可能會具象地描述一種設計期望，也可能只是訴說某種抽象感覺。甲方的傳達方式可能是文字（郵件），也可能是圖像（照片），甚至是語音（電話或面議）。工業設計師要在準確解讀設計對象的基礎之上與甲方進行深入溝通，捕捉并磨合設計思想。有疑問的信息要及時予以反饋；抽象的信息要請甲方做具象化的說明，或給予案例參考。在全盤掌握甲方需求后，設計師要結合自身的理解，對眼前的設計需求進行消化、吸收和提煉，并轉變成自己的設計輸入信息。

二、對設計流程要有整體的規劃能力

“設計”這個詞從字面解析上即有“計謀”、“謀劃”之意。人類進入信息時代后，設計工作的范疇拓寬，設計工作不再只是表面美化，而是在從無到有的醞釀一件“事”，即建立一個完善的產品服務與體驗系統。設計是一個前瞻，對于現實的“設計工作”亦是如此。設計師應當首先學會對自己的設計工作流程進行“設計”，根據設計對象的難易度、工作量、工作周期等的全面評估，對設計流程作整體的規劃。值得注意的是，工業設計師更多的時候是手上同時擁有多項不同的設計任務，可能其設計項目的品類不同、進度不同、難易程度不同，提案時間也不同，這就要求設計師擁有良好的設計管理能力，抓住重點，分清“輕重緩急”，作出統籌安排，確保設計工作高效、有序、健康地進行。

三、對設計構思要有理性的把控能力

產品設計中，創新思維十分關鍵，好的創意能為企業帶來巨大的商業價值，引領消費潮流，顛覆行業習慣甚至改變世界。產品設計中的創意可能是外觀上的，也可能是功能上的，設計行業與生俱來就與“創意”、“創新”相伴，但對產品設計前的“創意構思”不能“天馬行空”式的進行“創意”，而應做到“放得開”、“收得回”。設計師在設計構思中始終須以產品功能展開設計，并力求簡潔實用。比如，在電子產品設計時就要緊密圍繞PCBA板，充分了解各端口的種類、布局、尺寸，然后再進行設計；再如，甲方給定的成本限制、工藝規范要時刻遵循。工業設計師應當高度關注甲方的限制條件，并在此區間里充分發揮自身創意，做到張弛有度。既要“形式追隨功能”，又要考慮材料、技術的運用，以及加工制造等方面的可能，努力實現“機能”、“造型”、“材料”、“技術”四者之間的最佳融合。設計師的設計活動應當是“戴著鐐銬跳舞”的，其創新結果必然是理性的。

四、對設計形式要有全面的表現能力

設計表現制作階段，屬于設計展開的核心階段，是整個流程中較為漫長且專業能力要求最高的階段，是設計師充分展示技能的階段。好的創意構思，需要通過多種設計形式來呈現。良好的草圖繪制能力，可以快速的記錄設計師的靈感，也可用以推敲有待完善的設計方案、操作原理、部件裝配等等。工業設計師可以借助草圖有效地與甲方或同行進行頭腦風暴和方案甄選。在確定好草圖方案后，設計師可先用計算機繪制產品平面線條，再導入三維軟件中進行虛擬模型建立。這也是考察其設計操作應用能力的重要方面。計算機三維模型可以幫助設計師更為直觀地呈現設計結果、評估生產成本、推敲設計細節等。在擁有了數字三維模型后，工業設計師須將三維模型進行效果圖渲染，于后期再回到二維軟件中進行美化處理、排版制作，最后以演示文稿或動畫的方式提案。在這個流程當中，顯而易見的是工業設計師需要具備完整的設計操作應用技能，如手繪能力、計算機輔助設計能力等等。這些能力缺一不可。作為設計師必須加強學習，與時俱進，不斷提升設計操作的應用技能。

五、對后續研發要有執著的跟進能力

第9篇：產品工程設計范文

【關鍵詞】成套供給；成套設計；模塊化

隨著家電技術的日益更新，整機生產廠家的市場競爭壓力也越來越大，為了提升各自的單型號競爭力，產品及其零部件的成套模塊化設計、供貨、生產已經提上日程；家電的模塊化設計思路在當前復雜的市場環境下，演變為大規模采購、大資源成套供給、成套模塊化設計，以節約供生產成本、時間、創造效益。

一、對模塊化成套設計的理解

1.1家電企業的成套設計需求

為了應對市場和用戶多變的需求，企業要從用戶角度改變運維模式，黏住客戶，服務客戶，由家電制造商轉變成家電服務商，由賣產品轉變為賣服務，這些就要求企業要有快速反應、迅速行動的能力，而成套供給為企業轉變提供了一條捷徑。

家電產品的成套供給是建立產品的模塊化設計基礎上的。所謂的模塊化設計就是為了取得最佳效益，通過對產品系統的分析和研究，建立通用、獨立單元、零部件優選庫和相應模塊的設計標準，并運用模塊組合成產品（或系統）的全過程。利用不同模塊的組合配置，就可以創建不同需求的產品，滿足客戶的定制需求；相似性的重用，可以使整個產品生命周期中的采購、物流、制造和服務資源簡化。

1.2模塊化設計對家電生產的重要意義

產品制造過程一般由設計、加工、采購、倉儲、裝配、維修六個環節組成。

模塊化設計可以采用并行的開發和測試，采用成熟的經過驗證的模塊，能有效縮短設計周期，提高設計的可靠性，降低設計風險；

采用成熟的模塊，可以大大減少由于新產品的投產對生產系統調整的頻率，使新產品更容易生產制造，可以降低生產制造成本；

能夠減少零件種類，形成批量生產，降低管理難度，提高加工效率，從而降低成本；

采購環節由于批量的增大，價格談判的籌碼增加，能夠得到更合理的協議價格，減少采購開支；

倉儲和財務環節上，可以有效減少庫存，加快物流運轉效率，提高資金利用率；

在裝配環節實現模塊化，并行生產，縮短產品生產周期，降低員工培訓難度；

使維修，服務，操作更加簡便，難度降低，縮短服務周期；

有利于企業研發團隊分工，規范不同團隊間的信息接口，進行更為深入的專業化研究和不同模塊系統的并行開發。

1.3成套設計的基礎是模塊化

模塊化最早按功能單元進行自由組合，強調幾何尺寸上可以實現連接和互換。此后，模塊有了明確的功能定義和特征。

隨著復雜產品日漸增多，模塊化也就成了人們用來處理復雜問題的常用方法。簡化和統一化是最早的模塊化形式，產品或零部件的通用化程度越高，其市場范圍越廣，生產量越大，制造成本就越低，維修保養也越經濟。系列化是企業優勢的延伸策略，即以老產品為基礎，開發出能更好滿足市場需求的派生，變型產品。組合化是企業“以少變求多變，以組合求創新”的開發策略，是通過可互換的標準單元組合為物體，這些單元又可重新拆裝，組成具有新功能的新物體或新結構，而結構單元可多次重復利用。

模塊化綜合了以上形式的特點，是一種解決復雜系統類型多樣化、功能多變的一種標準化形式，有利于減少復雜性，具有創造多樣性和多變性特點。

1.4成套設計需要一個信息化平臺

家用電器幾乎每天都在更新換代，產品生命周期越來越短，產品的上市速度要求也越來越快。同時，顧客對產品性價比的要求也越來越高，越來越要求以更低的成本、購買到更高質量和更漂亮的電視、冰箱、洗衣機等。對于家電企業來說，企業規模越來越大，運作其實就越來越復雜。如何能夠從端對端地經營？如何實現從供應商到客戶的協同？怎么控制不斷增長的零部件？一系列越來越復雜的問題挑戰著企業的管理水平。

因此，尋找一些對產品生命周期進行優質管理的信息管理平臺顯得至關重要。在對信息平臺進行選擇過程中，企業也需要加強整個流程的創新，如果沒有這些具體管理水平的提高和流程創新，整個平臺只會淪為一個技術的平臺。

以國內家電制造商海爾為例，目前海爾使用了Siemens PLM Teamcenter（原UGS PLM software）的產品，以對項目過程和整個產品數據進行管理；整個PLM項目實施規劃為三期，海爾在完成一期后在模塊化方面即取得了良好的效果：①零部件的重用率降低了29%，零部件的種類減少了20%；②縮短了整個零部件的生命周期。③建立了完善零部件的申請和淘汰的流程。④完成了整個研發體系的PTM，設計了整個研發流程，研發項目及進度可視化管理。

二、模塊化設計的實施思路

2.1模塊的系列化和標準化

系列產品中的模塊是一種通用件，也是模塊化設計和制造的功能單元，具有三大特征：

獨立性：可以對模塊單獨進行設計、制造、調試、修改和存儲，這便于由不同的專業化企業分別進行生產；

互換性：模塊接口部位的結構、尺寸和參數標準化，容易實現模塊間的互換，從而使模塊滿足更大數量的不同產品的需要；

通用性：有利于實現橫系列、縱系列產品間的模塊的通用，實現跨系列產品間的模塊的通用。

模塊的系列化與標準化已成為現今裝備產品發展的一個趨勢。

模塊的標準化主要體現在企業標準化的建立：企業標準和設計規范為模塊化的成套設計提供了統一的接口定義，在信息化平臺的共享下，方便供應商開展成套供給的設計。以海爾電視為例，海爾電視的模塊標準化有14個模塊設計規范和1個零件標準庫支持，對新非標部品，先從標準庫中選取，如無法滿足，則必須按后續可通用來設計，減少新品數量，縮減新品流程時間和采購時間；選擇新方案時，在立項時明確機芯平臺模塊的尺寸、功能、成本等信息，規劃好生命周期內訂單量，公開集中招標， 最終在多個方案商中優選方案，為產品帶來了有力的成本競爭力。