现代产品设计复杂性的市场分析与对策
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作者: 谢宏逵 范钦满
[摘要] 需求、技术和市场是现代产品创新的三大动力，市场竞争的外部推动和企业产品致胜的内在要求是现代产品设计复杂性的市场因素，其根源在于人的日益增长且终无极限的各种需要，应对的途径主要是树立以人为本的设计理念、采用先进的设计技术。
[关键词] 产品设计 复杂性 分析 对策
一、引言
产品设计就是协调外部因素与内部因素之间的相互作用，解决它们之间的矛盾。现代产品创新的推动力来自人类需求、科学技术和市场三个方面。
二、现代产品设计复杂性的市场因素
研究和资料显示，现代设计师和工程师最需要面对的问题之一是产品设计和设计流程的复杂性，具体表现在他们会反复而长期地面对一系列问题，并要求及时提出解决方案，例如：理解并满足不同客户在同一时期的不同需求或相同客户在不同时期的不同需求；设计更复杂的产品以保证其在工程技术、电子、加工手段和应用新材料等方面的领先地位；适应协同工作环境和全球采购的趋势导致的工作流程；应用创新的理念、技术和特性以实现公司老板超越竞争对手降低产品成本的要求；适应或满足诸如生产自动化不断提高、重新包装和主动小型化以增加产品价值、减少机器占地、增加产品功能、减少能源消耗等各种要求。
研究以上需求可以得出，产品设计复杂性增加不是其自身引起的，而是在最低的制造成本下寻求更大的产品价值、更高的质量、更好的性能的结果。从市场角度看，导致现代产品设计复杂性增加的主要原因有两点：一是制造业的市场竞争的外部推动，二是企业产品致胜的内在要求。
市场激烈的竞争使所有的企业都懂得：仅仅降低成本是不够的，设计的目光要移向产品、市场和客户。要不断地改进产品，提供更多功能、更多创新和更美观的产品。为控制市场或维持市场份额，制造商需要不断拓展产品的规格系列，提供更多的选择，更频繁地推出更好的新产品。要适应不断变化的市场环境和挑战，如新的竞争者、全球经济循环、低劳动力成本的新经济等，需要在企业内部重新规划设计和加工流程、缩短设计周期、降低成本、提高加运作效率。最成功的企业往往能够预料和引导市场。定制产品、新技术、更多产品系列、功能更全、更美观的外型以及更快地交货，都是领先者的特点。
三、应对产品设计复杂性的两条途径
1.认清复杂性的根源，树立以人为本的设计思想
进一步的分析表明，需求复杂性是现代产品设计复杂性的根源。现代产品设计时要考虑各种要求，为了满足这些要求，设计的复杂性显著增加了，具体表现为:(1)使需要确定的系统设计指标呈现多样性。(2)增加系统的组成成分和相互接口，形成复杂产品系统。(3)增大了系统集成和测试的难度。
需求的主体主要是人，满足这些需求的是设计者也是人。因此，产品设计研究的直接对象是物，但关键在“人”，因此，只有把“以人为本”的设计理念真正落实好，其它先进的设计理论、方法、工具和手段才能更好地发挥作用，设计的复杂性问题才能得到解决。
2.采用现代设计理论方法和技术
产品复杂性和设计复杂性的不断增长，使得传统的产品设计理论、方法和技术很难满足企业当前生存和发展的需要。为了能在竞争中处于有利位置，现代设计的理论、方法和手段必须尽快推广使用。
产品设计数字化是现代设计的最主要表现形式，使用现代设计方法从一定意义上来说就是推行数字化设计。到目前为止，数字化设计技术的发展历程大体上经历了CAX工具的广泛应用、并行工程思想的提出与推行和虚拟样机技术的提出和推广三个阶段。
实践证明，三维CAD系统能够处理大型装配，每个企业都可以从中获益。对于一个可能包含上万个零件的复杂工业产品，其数字装配件模型中包含了一系列装配件、子装配件、零件之间存在的复杂装配关系以及相关的产品的信息，设计师可以通过计算机跟踪所有元素并实时管理，可以在2D和3D间无缝地切换，选择正确的工具来完成任务，并与相关人员包括客户进行数据交流。使用数字化的虚拟样机技术，能极大提高设计的工作效率和质量，使设计人员、管理人员有更多的时间去思考，去创新。
虚拟样机技术是一种基于虚拟样机的数字化设计方法，是各领域CAX/DFX技术的发展和延伸。虚拟样机技术进一步融合先进建模/仿真技术、现代信息技术、先进设计制造技术和现代管理技术，将它们应用于复杂产品全生命周期、全系统，并对它们进行综合管理。与传统产品设计技术相比，虚拟样机技术强调系统的观点、涉及产品全生命周期、支持对产品的全方位测试、分析与评估、强调不同领域的虚拟化的协同设计。
归纳起来，使用以数字化技术为代表的现代设计能够产生的效益至少有以下几个方面:(1)增加产品促销的机会，使用三维模型可以更快将产品投放市场;(2)通过设计的重复利用和改进的专业表现，增强竞争力，赢得新业务;(3)通过快速开发三维模型，推动创新;(4)增强的细节设计有利于提高设计效率和团队协作开发的能力;(5)混合二维/三维设计技术可以更快生成二维草图、三维数字模型和包含尺寸的产品图纸;(6)减少了对物理样机的需求;(7)增强早期的协同工作，允许更快更全面的设计预览;(8)更好、更快地生成相关文档;(9)通过早期的加工分析，获得改良的加工;(10)对现有产品设计的重复利用，以形成新产品设计的基础。
复杂性对当现代产品设计是一个独特的挑战，更复杂的产品是用更复杂的流程设计出来的。因此，这种复杂性还再进一步加剧。只有采用先进的设计理念和方法，才能使制造业企业提高设计效率和设计正确性，降低成本，缩短新产品上市时间，从而获得竞争优势。
参考文献：
[1]沙平平:机械产品方案的现代设计方法及发展趋势[J].中国科技信息.2007（13）
[2]熊光楞王克明:数字化设计与虚拟样机技术[J].CAD/CAM与制造业信息化，2004（Z1）
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