淺談基于系統工程的機械產品設計

孫國立

現代機械產品設計活動涉及設計目標的正確定位，設計方法的正確選擇，設計者的合理安排，軟硬件資源的合理配置等諸多問題，已成為一項復雜的系統工程。如果研發人員不仔細思考并合理規劃，他們會輕率地設計產品，這可能會導致一系列問題，例如設計成本增加，產品質量下降，設計周期延長甚至停滯不前。因此，有必要在實際產品設計之前，科學地規劃產品設計，指導實際設計工作和規劃，以確保高質量產品的設計。

1 產品設計規劃的內涵

“規劃”一詞意味著確定任務的方向和實施的具體過程。就整個人類而言，一個國家，一個家庭和一個人在不斷規劃，可以說“計劃決定了做事的成敗”。五年發展規劃主要是為國民經濟和社會發展提出階段性目標。企業還在規劃經營項目，主要包括企業發展規劃，人力資源規劃，企業資源規劃等。其內容主要圍繞企業的整體或部分，制定目標和具體措施來實現。

那么，什么是產品設計規劃？設計規劃是結合研發部門的內部和外部環境，對產品設計的各個方面進行全面研究。因此，設計規劃的內涵可概括為：在產品設計之前，圍繞設計環境，設計理念，設計目標，設計內容，設計方法，設計過程，潛力等要素形成機械產品設計規劃的報表。產品的問題分析和設計質量評估，可用于指導實際設計，確保設計工作的高效率和高效率。質量完成?？梢钥闯?，設計規劃是在設計初始階段完成的工作，可以看作是整個設計過程的預覽。通過產品設計的系統規劃，在設計工作開始之前，科學地確定設計周期，成本和質量要求等戰略要素；根據企業的實際情況，確定參與者和所需的軟硬件資源等業務要素；分析了設計中存在的問題，確定了設計質量的評價指標和檢驗方法。設計規劃工作的結果是形成一套計劃或方法，科學地管理和指導設計工作。因此，對整個產品設計工作具有重要意義。

2 設計規劃的意義

人們通常使用“蠻力”來描述采取行動而沒有??明確問題的行為，因此制定一個好的設計計劃對整個設計來說非常重要。但是，目前從事機械產品設計或研發的工程師通常會這樣做。

沒有產品設計規劃，就會出現很多問題，主要表現在以下三類：

（1）設計目標不明確或不合理。設計目標是整個項目團隊通過努力實現的最終目標。模糊目標的直接后果將導致設計師的困惑和困惑。設計師可能無法啟動，這將導致設計工作停滯，或者所做的工作可能偏離正確的目標。此外，擬議的設計目標受到項目團隊內部和外部環境的限制。因此，定位存在合理性問題。目標太高，無法完成工作；目標太低，無法充分發揮設計師的潛力?？梢钥闯?，設計目標需要科學規劃，規劃和設計目標是設計和規劃工作的重要組成部分。

（2）設計過程中缺乏有效的管理和質量監控機制，導致設計質量低下。目前，產品開發往往需要多個研發部門或多個企業的協同工作，這對設計過程的管理提出了更高的要求。有必要詳細劃分設計階段，分配設計。

3 產品設計規劃的當前研究現狀

目前，國內外有許多學者研究設計規劃相關問題。最著名的方法是QFD方法，它是由日本學者Mizuno和Akao于1966年首次提出并于1972年首次應用于三菱重工的神戶造船廠QFD設計方法是由客戶對產品設計規劃的需求驅動的。目前，有許多應用，并取得了一些成果。但是，在當前競爭激烈的市場環境中，越來越多的因素決定了設計的成敗。例如，設計的指導思想，具體的設計方法和設計的實施過程可以決定設計的成敗。因此，僅根據客戶需求來規劃產品設計顯然是不夠的。此外，美國學者在“產品設計”一書中描述了設計規劃。他們將設計規劃稱為“模糊前沿”，這是在開發產品確定進入實施計劃之前所做的工作。這些包括開發什么產品，在技術或市場上與競爭對手競爭的地方，以及相應的公司戰略。它們還包括確定設計和開發團隊成員和負責人的組成。本書還簡要介紹了設計規劃的具體研究內容。國內科學家和技術人員也對產品設計規劃進行了大量研究。學者們圍繞是否開發新產品研究產品規劃，指出新產品開發決策的相關要素包括兩個主要方面：技術相關要素和市場相關要素，并建立決策態勢分析模型進行研究。

4 機械產品設計規劃相關技術與方法研究

產品設計規劃需要項目負責人，設計工程師，客戶和其他人員的參與。這是一項集中了所有智慧的決策和計劃活動。與設計的具體實施相比，研究方法不是很技術性。我們需要的是參與者的創造性思維。因此，在許多情況下，設計活動的規劃受決策者的知識水平，工作經驗和其他因素的影響。但是，設計規劃并非沒有規則。系統分析方法，過程建模技術，知識工程和模糊數學理論可以應用于設計規劃。此外，還可以建立計算機輔助計劃系統。通過相應的知識庫，可以建立合理的規劃流程，實現產品設計的快速規劃。

5 機械產品設計的戰略層規劃

設計策略層包括設計環境規劃，設計理念和設計目標，設計業務層包括設計內容規劃，設計方法和設計過程，設計檢查層包括設計潛在問題分析和戰略規劃設計質量評估。設計策略與企業自身利益密切相關，是企業發展規劃的重要組成部分。它從宏觀角度控制設計的發展方向。如果設計策略規劃不合適，將給企業帶來巨大的經濟損失，因此我們必須關注設計策略規劃。設計策略層面的規劃包括設計環境分析，設計思路的澄清和設計目標的確定。

參考文獻

[1]黃真，劉婧芳，李艷文.150年機構自由度的通用公式問題[J].燕山大學學報.2011（01）

[2]黃鵬，汪勁松，王立平.3-PRS并聯機構誤差運動學分析及辨識[J].清華大學學報（自然科學版）.2010（11）