智能制造產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)運(yùn)營(yíng)管理技術(shù)應(yīng)用策略研究

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陳 兵

由于比傳統(tǒng)企業(yè)的產(chǎn)品更具先進(jìn)性，智能制造企業(yè)的產(chǎn)品更需不斷地被開發(fā)與創(chuàng)新。開發(fā)與創(chuàng)新的理論依據(jù)是技術(shù)創(chuàng)新動(dòng)態(tài)理論。智能產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)可以從不同的角度切入，努力實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，其設(shè)計(jì)方法有一般方法和現(xiàn)代方法。用質(zhì)量功能展開是一種顧客導(dǎo)向的產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式，并行工程是適合于智能產(chǎn)品開發(fā)的組織形式，價(jià)值工程被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)，開發(fā)設(shè)計(jì)的新產(chǎn)品應(yīng)力求使產(chǎn)品可靠性、失效率等指標(biāo)的優(yōu)化。

智能制造企業(yè)是智能型產(chǎn)品制造或智能型服務(wù)提供的企業(yè)，因?yàn)榉?wù)是一種特殊的無(wú)形產(chǎn)品，故本文將有形產(chǎn)品和服務(wù)統(tǒng)稱為產(chǎn)品。企業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)之一是具備滿足市場(chǎng)需求的產(chǎn)品，開發(fā)、設(shè)計(jì)產(chǎn)品是決定企業(yè)前途的根本任務(wù)，成功的產(chǎn)品開發(fā)能為企業(yè)后續(xù)發(fā)展鋪平道路，而這項(xiàng)工作又是頗具技術(shù)性的運(yùn)營(yíng)管理工作，對(duì)智能制造企業(yè)提出了很高的要求。

一.技術(shù)創(chuàng)新動(dòng)態(tài)理論支持產(chǎn)品開發(fā)

開發(fā)新產(chǎn)品就是一種技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)。技術(shù)創(chuàng)新尾隨發(fā)明，它是對(duì)現(xiàn)有知識(shí)的綜合，把知識(shí)技術(shù)化，并應(yīng)用與實(shí)際，通過(guò)技術(shù)手段轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，創(chuàng)造價(jià)值。技術(shù)創(chuàng)新包括產(chǎn)品創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新、擴(kuò)散，產(chǎn)品創(chuàng)新即所謂的新產(chǎn)品，現(xiàn)對(duì)于老產(chǎn)品可以全新或局部改良產(chǎn)品，工藝創(chuàng)新是指對(duì)生產(chǎn)過(guò)程、方法的創(chuàng)新，擴(kuò)散是把前兩者以適當(dāng)渠道傳播開來(lái)。按照技術(shù)來(lái)源的不同，技術(shù)創(chuàng)新分為自主技術(shù)創(chuàng)新和引進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新。

1.自主技術(shù)創(chuàng)新動(dòng)態(tài)理論

自主技術(shù)創(chuàng)新頻率與創(chuàng)新階段的關(guān)系如圖1示。圖1 自主技術(shù)創(chuàng)新頻率—階段動(dòng)態(tài)圖

技術(shù)創(chuàng)新先后經(jīng)過(guò)變動(dòng)、過(guò)渡和特定三個(gè)階段。在變動(dòng)階段，產(chǎn)品創(chuàng)新十分活躍，新產(chǎn)品大量出現(xiàn)，但工藝創(chuàng)新相對(duì)落后，工藝創(chuàng)新緩慢提高，產(chǎn)品創(chuàng)新拉動(dòng)工藝創(chuàng)新；在過(guò)渡階段，產(chǎn)品創(chuàng)新集中于產(chǎn)品系列化、通用化、組件化、標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題，產(chǎn)品創(chuàng)新步伐放緩，而工藝創(chuàng)新開始異?；钴S；在特定階段，此時(shí)產(chǎn)品、工藝競(jìng)爭(zhēng)重點(diǎn)是產(chǎn)品質(zhì)量與成本比率，產(chǎn)品創(chuàng)新和工藝創(chuàng)新頻率已降到地位，創(chuàng)新壽命行將結(jié)束。

2.引進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新動(dòng)態(tài)理論

另一種快速高效的創(chuàng)新是：引進(jìn)、消化、吸收、改進(jìn)他人的技術(shù)。這讓許多技術(shù)落后企業(yè)迅速趕超上先進(jìn)企業(yè)，其成功之關(guān)鍵是模仿之后的創(chuàng)新，即對(duì)引進(jìn)的技術(shù)再創(chuàng)新，實(shí)施二次創(chuàng)新，它要求企業(yè)不盲目照搬照抄他人技術(shù)，結(jié)合自身實(shí)際，按照技術(shù)進(jìn)步軌跡，創(chuàng)新所引進(jìn)的技術(shù)。引進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新頻率—階段動(dòng)態(tài)圖與圖1相同，只是橫軸改為模仿、消化和改進(jìn)三個(gè)階段。如表1所示。

表1 引進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新三階段特點(diǎn)

二.智能制造產(chǎn)品開發(fā)策略

1.智能產(chǎn)品開發(fā)方向

隨著時(shí)代發(fā)展和市場(chǎng)需求的變化，智能新產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)該順應(yīng)以下趨勢(shì)。

（1）多功能。產(chǎn)品功能要多樣、齊全，使用一種產(chǎn)品可以滿足多種需要，從而擴(kuò)大適用面，例如MP3和U盤組合存儲(chǔ)設(shè)備。

（2）復(fù)合多種單一產(chǎn)品于一身。這樣可避免購(gòu)買多種單一產(chǎn)品，既節(jié)約成本又方便使用，例如手機(jī)也具有電視、計(jì)時(shí)、照相、錄音、計(jì)算等能力，洗衣機(jī)也同時(shí)是烘干機(jī)。

（3）便攜。也即體積小，重量輕，小型化，移動(dòng)化，口袋化。

（4）節(jié)能環(huán)保。滿足綠色消費(fèi)，省油省電省燃料，使用壽命周期成本低。

（5）模塊化。也即組件化、集成化，把多種零件組合成同一功能的模塊，實(shí)施模塊之間的聯(lián)結(jié)，使故障查找和維修更換變得容易。

（6）操作簡(jiǎn)便。雖然產(chǎn)品是高科技、智能化的，但結(jié)構(gòu)巧妙，零件較少，使用容易，便于操作，例如：新技術(shù)和新材料的使用，或者零件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，可以使操作簡(jiǎn)便。

2.產(chǎn)品開發(fā)切入角度

之所以要開發(fā)新產(chǎn)品是由于兩大因素所致：技術(shù)推動(dòng)和市場(chǎng)推動(dòng)。當(dāng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)進(jìn)步時(shí)，自然就開發(fā)出新產(chǎn)品，這就是技術(shù)推動(dòng)的產(chǎn)品開發(fā)，是原創(chuàng)型開發(fā)，其開發(fā)循序?yàn)椋杭夹g(shù)—生產(chǎn)—市場(chǎng)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)了市場(chǎng)需求，并主動(dòng)開發(fā)滿足市場(chǎng)需求的新產(chǎn)品，這就是市場(chǎng)推動(dòng)的產(chǎn)品開發(fā)，是需求型開發(fā)，其開發(fā)循序?yàn)椋盒枨蟆邪l(fā)—生產(chǎn)—市場(chǎng)。針對(duì)兩大因素的產(chǎn)品開發(fā)可以從以下四個(gè)角度切入：

（1）挖掘老產(chǎn)品的新功能。找到并賦予老產(chǎn)品新功能，增加新用途，從而擴(kuò)大其使用面。例如，臺(tái)燈的基本功能是照明，當(dāng)挖掘出其保護(hù)視力的功能后，調(diào)光、測(cè)光等新型護(hù)眼臺(tái)燈就被相應(yīng)地開發(fā)出來(lái)了。

（2）技術(shù)應(yīng)用與推廣?？茖W(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)創(chuàng)新，必須應(yīng)用與推廣才能造福人類。例如早年發(fā)現(xiàn)了磁性材料，并掌握了其磁性規(guī)律后，將其應(yīng)用就發(fā)明了錄音磁帶、錄像帶、光碟直至電腦存儲(chǔ)設(shè)備。

（3）從消費(fèi)者需求出發(fā)。做好市場(chǎng)調(diào)查，掌握需求動(dòng)態(tài)，改善另消費(fèi)者不滿的產(chǎn)品功能，研制有需求但市場(chǎng)空白的產(chǎn)品，不但要滿足市場(chǎng)現(xiàn)實(shí)需求，還要開發(fā)潛在需求的產(chǎn)品。

（4）借助競(jìng)爭(zhēng)策略。使用有效的競(jìng)爭(zhēng)策略可以開發(fā)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的新產(chǎn)品，如表2所示。

表2 開發(fā)新產(chǎn)品使用的競(jìng)爭(zhēng)策略

3.智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)的 “三化”

產(chǎn)品設(shè)計(jì)的 “三化”指標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。產(chǎn)品“三化”是國(guó)家的一項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，值得大力推廣，因?yàn)椤叭碑a(chǎn)品便于設(shè)計(jì)，節(jié)約資源，方便使用及操作，能提高生產(chǎn)效率，利于維修和更換，利于兼容。

(1)標(biāo)準(zhǔn)化。

標(biāo)準(zhǔn)化分為產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和零件標(biāo)準(zhǔn)化。

產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)某種產(chǎn)品制定的標(biāo)準(zhǔn)，這種標(biāo)準(zhǔn)包括與產(chǎn)品有關(guān)的諸方面，例如尺寸、外形、參數(shù)、質(zhì)量、檢驗(yàn)、包裝、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用、維修各方面的標(biāo)準(zhǔn)。

零件標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)通用性強(qiáng)和使用量大的零件制定的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)全行業(yè)通用性強(qiáng)的零件例如緊固件、軸承由國(guó)家或部門來(lái)制定標(biāo)準(zhǔn)，成為標(biāo)準(zhǔn)件。對(duì)企業(yè)內(nèi)使用量大的零件，由企業(yè)制定廠內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，廠內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)由企業(yè)結(jié)合本廠實(shí)際，參考其它產(chǎn)品零件，參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以基本型號(hào)產(chǎn)品為主，自己制定而成并在本廠內(nèi)部實(shí)施。

標(biāo)準(zhǔn)化后，使得產(chǎn)品和零件規(guī)格統(tǒng)一，性能有了共同標(biāo)準(zhǔn)，使工藝同一化，能采用自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)更專業(yè)，產(chǎn)量倍增，生產(chǎn)效率更高。

(2)系列化。

系列化是標(biāo)準(zhǔn)化的高級(jí)形式，它把同一類產(chǎn)品的參數(shù)、規(guī)格、結(jié)構(gòu)做出統(tǒng)籌安排，搞好完整規(guī)劃，協(xié)調(diào)品內(nèi)規(guī)格之間的關(guān)系，協(xié)調(diào)品類與配套品的關(guān)系。系列化產(chǎn)品的零件有好的通用性，在通用性的基礎(chǔ)上能發(fā)展變形產(chǎn)品，既能節(jié)約設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本，又能靈活適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)多品種的不同需要。系列化工作要做好以下三項(xiàng)內(nèi)容：

①制定產(chǎn)品基本參數(shù)系列。

產(chǎn)品基本性能和技術(shù)特性由基本參數(shù)表達(dá)，確定基本參數(shù)就是給產(chǎn)品定基調(diào)，即規(guī)定產(chǎn)品主要性質(zhì)及特征。方法是：

首先，選擇主要參數(shù)。它是許多參數(shù)中起主要作用的參數(shù)，能反映產(chǎn)品本質(zhì)，其數(shù)值穩(wěn)定，性能參數(shù)第一，結(jié)構(gòu)參數(shù)第二。

其次，確定主要參數(shù)界限。劃定界限的最大最小值，此界限是長(zhǎng)期觀察統(tǒng)計(jì)的結(jié)構(gòu)，是切合實(shí)際的。

最后，確定參數(shù)系列。在參數(shù)界限內(nèi)對(duì)參數(shù)予以分布，定級(jí)定檔。在確定的參數(shù)上下界限內(nèi)，參數(shù)分布如表3所示。

②編制產(chǎn)品系列型譜。

在分檔分級(jí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步把基本參數(shù)系列產(chǎn)品予以細(xì)分性的類型規(guī)劃，反映基型產(chǎn)品與變型產(chǎn)品內(nèi)在關(guān)系，編制品種系統(tǒng)表，繪制品種發(fā)展系列型譜圖，以此梳理清楚所有的品種關(guān)系。

③設(shè)計(jì)系列產(chǎn)品。

設(shè)計(jì)步驟為如下：

第一，選擇系列中的基型?；偷倪x擇標(biāo)準(zhǔn)是：型號(hào)典型，產(chǎn)量大，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)合理，適用性強(qiáng)，代表未來(lái)發(fā)展方向。

第二，利用基型產(chǎn)品和變型產(chǎn)品的通用性，設(shè)計(jì)基型產(chǎn)品的技術(shù)及制造。

第三，設(shè)計(jì)各種系列的各種規(guī)格。把典型化和通用化結(jié)合，以通用化確定幾種基礎(chǔ)件，然后予以橫向擴(kuò)展其他規(guī)格。

第三，設(shè)計(jì)變型系列與變型規(guī)格。向縱向延伸，盡量使變型也能通用。

(3)通用化。通用化指某種零件可以在不同的產(chǎn)品中互換、代替和使用，在不同產(chǎn)品中形成共性零件的標(biāo)準(zhǔn)化形式。通用化的本質(zhì)是互換，包括功能互換和尺寸互換，前者指某種零件可以在不同的產(chǎn)品中發(fā)揮相同的功能，即它可以使用在需要相同功能的多種不同產(chǎn)品中，后者指從尺寸匹配的角度看能夠相互替換。做到產(chǎn)品的通用化，可以使產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、安裝簡(jiǎn)化，節(jié)約人力物力及財(cái)力，提高設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及管理效率，同時(shí)能適應(yīng)更廣的市場(chǎng)需要，利于擴(kuò)大銷售。通用化程度的高低以通用度來(lái)衡量，其計(jì)算公式為：

表3 典型參數(shù)分布

當(dāng)對(duì)產(chǎn)品系列實(shí)施通用化時(shí)，要分析各系列產(chǎn)品零件的共性與個(gè)性，確定共性零件并把它們定為通用件，然后將它們予以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，對(duì)所有系列產(chǎn)品的零件都實(shí)行了這種通用化，就完成了全系列通用化。

當(dāng)對(duì)單一產(chǎn)品實(shí)施通用化時(shí)，其零件盡可能使用已在產(chǎn)品系列中通用化的零件，設(shè)計(jì)的個(gè)性化零件要考慮未來(lái)被通用化的可能，盡量實(shí)現(xiàn)其個(gè)性向共性的轉(zhuǎn)變。

三.產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)施

產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法是多樣的，有一般常用的方法和現(xiàn)代方法。

1.模塊設(shè)計(jì)法

其做法是：首先，搜集、整理、分析已有的標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，或者以試驗(yàn)研究方式，設(shè)計(jì)出各種模塊。然后，試圖組合搭配，把各種標(biāo)準(zhǔn)件和通用件匹配式堆積，以搭積木方式撮合為新產(chǎn)品，或者將設(shè)計(jì)出的各模塊配對(duì)、互換，進(jìn)行排列組合，“捏造”出新產(chǎn)品。此方法的特點(diǎn)是，以原有的通用件或模塊，進(jìn)行不同的組配來(lái)創(chuàng)造新品。

該方法的實(shí)施要點(diǎn)：一是企業(yè)要有標(biāo)準(zhǔn)件與通用件的基礎(chǔ)；二是模塊設(shè)計(jì)的理論合理性和驗(yàn)證可行性；三是試驗(yàn)性組配的反復(fù)性；四是采用技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和價(jià)值工程分析法予以優(yōu)選；五是模塊的匹配原則是揚(yáng)長(zhǎng)避短。

2.內(nèi)插設(shè)計(jì)法

內(nèi)插設(shè)計(jì)法找到兩個(gè)規(guī)格相鄰的產(chǎn)品，在其鄰域內(nèi)發(fā)現(xiàn)規(guī)格空白域，設(shè)計(jì)新規(guī)格產(chǎn)品填補(bǔ)空白域。此法利用相鄰規(guī)格產(chǎn)品的原理、結(jié)構(gòu)，融入二者的優(yōu)點(diǎn)，克服二者的缺點(diǎn)，只需進(jìn)行少量的試驗(yàn)，就能事半功倍地設(shè)計(jì)出新品。以新規(guī)格內(nèi)插入相鄰規(guī)格，能夠平滑規(guī)格之間的跳躍性，如果插入規(guī)格較多，能夠形成連續(xù)性的系列規(guī)格。此法是生產(chǎn)與試驗(yàn)相結(jié)合的半經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，關(guān)鍵是選對(duì)相鄰產(chǎn)品，這樣才能插的準(zhǔn)確、有效。

3.延伸設(shè)計(jì)法

延伸設(shè)計(jì)法是對(duì)已有的產(chǎn)品、設(shè)計(jì)、原理、知識(shí)、方法延伸應(yīng)用，對(duì)外擴(kuò)展，從而設(shè)計(jì)出新產(chǎn)品的方法。它利用知識(shí)方法的慣性，把成功的老產(chǎn)品類推到新領(lǐng)域產(chǎn)生創(chuàng)新，其風(fēng)險(xiǎn)小，成功率高，方法簡(jiǎn)單。內(nèi)插式設(shè)計(jì)法是在已知領(lǐng)域內(nèi)設(shè)計(jì)新產(chǎn)品，而延伸設(shè)計(jì)法卻是在未知領(lǐng)域內(nèi)設(shè)計(jì)新產(chǎn)品。外推方法是：找出外推領(lǐng)域與已知領(lǐng)域的關(guān)系，分別從時(shí)間序列角度和相關(guān)性角度分析未知領(lǐng)域?qū)σ阎I(lǐng)域的繼承關(guān)系，運(yùn)用基本理論和技術(shù)，對(duì)過(guò)去的實(shí)踐進(jìn)行分析，合理延伸，再結(jié)合必要的實(shí)驗(yàn)，考慮新環(huán)境的因素，即可設(shè)計(jì)出新產(chǎn)品。

四.面向顧客的產(chǎn)品設(shè)計(jì)——質(zhì)量功能展開

產(chǎn)品是賣給顧客的，質(zhì)量務(wù)必要滿足顧客的需要才能被顧客接受。質(zhì)量功能展開（QFD）是一種面向顧客的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法，它把顧客的需要轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)及使用的技術(shù)，它按照顧客需求來(lái)應(yīng)用技術(shù)、制定指標(biāo)、設(shè)計(jì)產(chǎn)品，這是顧客質(zhì)量導(dǎo)向的質(zhì)量功能分解的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法；顧客需求這種驅(qū)動(dòng)力促使各部門制定相應(yīng)的措施，協(xié)調(diào)運(yùn)作；同時(shí)QFD可以在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段就保證了質(zhì)量，最終以生產(chǎn)質(zhì)量實(shí)現(xiàn)質(zhì)量目標(biāo)。

1.搭建質(zhì)量屋

質(zhì)量屋把顧客需求與產(chǎn)品性能有機(jī)聯(lián)系起來(lái)，其構(gòu)成如圖2所示。

圖2 質(zhì)量屋

質(zhì)量屋6個(gè)組成部分的涵義分別如下。

（1）顧客要求及權(quán)重：代表了顧客的各種不同要求，并根據(jù)要求的重要程度不同賦予各個(gè)要求不同的權(quán)數(shù)。它是質(zhì)量屋的一側(cè)墻和窗。

（2）設(shè)計(jì)要求：依據(jù)顧客的要求轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)上的要求，它代表了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的要求。它是質(zhì)量屋的天花板。

（3）關(guān)系矩陣：是顧客要求與設(shè)計(jì)要求之間關(guān)系的矩陣，反映二者的相互影響力，尤其反映了設(shè)計(jì)要求對(duì)顧客要求的實(shí)現(xiàn)貢獻(xiàn)力。它是質(zhì)量屋的室內(nèi)空間。

（4）競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)估：把本企業(yè)產(chǎn)品與競(jìng)爭(zhēng)者的產(chǎn)品加以比較，進(jìn)行彼此的優(yōu)劣勢(shì)分析。它是質(zhì)量屋的另一側(cè)墻和窗。

（5）相關(guān)矩陣：反映各質(zhì)量特性之間的兩兩相互關(guān)系，可用三角關(guān)系圖描繪，根據(jù)關(guān)系強(qiáng)弱的不同使用不同的符號(hào)。它是質(zhì)量屋的屋頂。

（6）特殊規(guī)格或目標(biāo)：評(píng)估設(shè)計(jì)要求，確定它們的重要度及目標(biāo)值。它是質(zhì)量屋的地基。

質(zhì)量屋的搭建程序如圖3所示。

圖3 質(zhì)量屋搭建程序

2.展開質(zhì)量功能

顧客的需求必須按照一定的方法，一步一步地分解、展開，逐步配置于產(chǎn)品開發(fā)的各個(gè)步驟，最終才能設(shè)計(jì)出滿足顧客質(zhì)量特性要求的產(chǎn)品。此連續(xù)過(guò)程可先后在4個(gè)質(zhì)量屋內(nèi)完成，每一個(gè)屋內(nèi)又有2個(gè)轉(zhuǎn)化，總共有8個(gè)轉(zhuǎn)化，屋內(nèi)的每一個(gè)細(xì)箭頭表示一個(gè)轉(zhuǎn)化如圖4所示。

圖4 質(zhì)量功能展開程序

3.并行開發(fā)智能產(chǎn)品

傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)，按照先后循序，每完成前一步工作再做下一步工作，直至完成所有程序，即所謂串行設(shè)計(jì)。如此設(shè)計(jì)既耽誤時(shí)間又堆積了質(zhì)量問(wèn)題，因?yàn)橄掠伍_發(fā)部門的知識(shí)不能早期融入設(shè)計(jì)中，而早期知識(shí)的融入有利于減少錯(cuò)誤，降低成本，晚期融入代價(jià)太高；此外，各部門各自為政，缺乏部門之間的理解、合作、協(xié)調(diào)，故智能產(chǎn)品常采用并行設(shè)計(jì)。

并行設(shè)計(jì)是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)各種相關(guān)過(guò)程，實(shí)施并行、同步、一體化設(shè)計(jì)，從設(shè)計(jì)之初便考慮了產(chǎn)品全生命周期里所有因素，對(duì)從產(chǎn)品概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢的全過(guò)程，對(duì)質(zhì)量、成本、功能和制造加以早期并行設(shè)計(jì)。

其特點(diǎn)為：一是同時(shí)規(guī)劃產(chǎn)品全生命周期每一階段。二是設(shè)計(jì)中各活動(dòng)交叉并行展開，各種問(wèn)題在同步工作中被及時(shí)溝通和解決。三是不同部門、人員、資源、技術(shù)得以集成，效率倍增。四是組織結(jié)構(gòu)扁平化、矩陣化、柔性化、項(xiàng)目化，建立職能跨部門的產(chǎn)品開發(fā)組織。見(jiàn)圖5

圖5 并行工程圖示

4.設(shè)計(jì)開發(fā)指標(biāo)優(yōu)異的智能產(chǎn)品

智能產(chǎn)品作為先進(jìn)代表的產(chǎn)品，其性能指標(biāo)應(yīng)該表現(xiàn)出先進(jìn)性，現(xiàn)分別從產(chǎn)品可靠性、失效平均時(shí)間及價(jià)值三個(gè)指標(biāo)予以論述。

(1)產(chǎn)品可靠性

產(chǎn)品可靠性指在特定的環(huán)境里，在一定的期限內(nèi)，產(chǎn)品不出故障地執(zhí)行特定功能的概率?？煽啃愿咭馕吨?shù)量低，如圖6所示。

圖6 產(chǎn)品失效數(shù)量隨時(shí)間分布

早期失效基本按照指數(shù)規(guī)律迅速減?。辉诜€(wěn)定可靠區(qū)，失效很低并維持一段相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間，常按照泊松分布；在后期，產(chǎn)品進(jìn)入老化階段，以正態(tài)分布為主。

智能新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)任務(wù)之一就是要提高產(chǎn)品的可靠性，可采取的措施包括：改進(jìn)部件，簡(jiǎn)化系統(tǒng)，實(shí)行全面質(zhì)量管理，實(shí)施并行工程，采用先進(jìn)制造技術(shù)，設(shè)備管理及預(yù)防性維修，生產(chǎn)系統(tǒng)維護(hù)。

對(duì)由n個(gè)部件組成的串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性為：

對(duì)由2個(gè)部件組成的并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性為：

6.2失效率（FR）和失效平均間隔時(shí)間（MTBF）

失效是指產(chǎn)品無(wú)法正常使用的狀態(tài)，其程度可以用失效率和失效平均間隔時(shí)間來(lái)衡量。失效率（FR）的計(jì)算公式為：

或者為：

失效平均間隔時(shí)間（MTBF）計(jì)算公式為：

可見(jiàn)，MTBF與FR成倒數(shù)關(guān)系，表明失效率越高則失效平均間隔時(shí)間越短。

由于失效率、產(chǎn)品可靠性是同一事物的兩個(gè)方面，所以，提高產(chǎn)品可靠性的措施也可以用來(lái)減少失效率，對(duì)失效平均間隔時(shí)間也如此。

3.產(chǎn)品價(jià)值

智能產(chǎn)品往往有高價(jià)值，產(chǎn)品價(jià)值是指產(chǎn)品功能與成本的比值，即：

或者為：

提高價(jià)值的方法可用價(jià)值工程法，對(duì)產(chǎn)品的功能和成本進(jìn)行系統(tǒng)分析，努力用最低的產(chǎn)品壽命周期成本來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的必要功能。其基本原則是盡力提升功能，減低成本，以此增加價(jià)值。它以功能分析為核心，側(cè)重于研制階段。所選擇的產(chǎn)品對(duì)象應(yīng)該有這些特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)和工藝復(fù)雜，成本高、產(chǎn)量大、顧客意見(jiàn)多、前景良好、有價(jià)值提升空間。

(1)功能分析。功能分析就是提煉產(chǎn)品的功能，或者說(shuō)將產(chǎn)品抽象為功能。其做法為：

第一，定義功能。給各個(gè)功能下簡(jiǎn)單明了的定義，復(fù)合功能應(yīng)拆開表達(dá)，表達(dá)不與具體實(shí)施方法牽連，功能超脫產(chǎn)品具有一定的抽象性，最好定量化表達(dá)。

第二，功能整理。把價(jià)值對(duì)象各個(gè)部分的功能，依照邏輯關(guān)系組合為有機(jī)整體，形成功能系統(tǒng)圖，確定必要功能，剔除多余功能，檢查功能的準(zhǔn)確度，修改、補(bǔ)充、刪除功能，明確功能之間的上下位關(guān)系或并列關(guān)系。

(2)成本分析。要分別分析功能現(xiàn)實(shí)成本和功能最低成本。

功能現(xiàn)實(shí)成本是當(dāng)前的實(shí)際成本，是打算予以降低的成本。必須將各零部件的成本分配給各項(xiàng)功能，方法為：首先，確定每一個(gè)零部件對(duì)各功能的貢獻(xiàn)比例；然后，用成本乘以此比例，把成本分配給各功能；最后，把各功能從各零部件分配到的成本加總，就求得了每一個(gè)功能現(xiàn)實(shí)成本。

功能最低成本是實(shí)現(xiàn)必要功能的最低成本，是追求的理想成本，現(xiàn)實(shí)成本與最低成本之間的差距，是力圖降低的成本值。

(3)產(chǎn)品價(jià)值評(píng)定。功能價(jià)值系數(shù)是產(chǎn)品價(jià)值評(píng)定用到的重要概念，其計(jì)算公式為：

①功能價(jià)值系數(shù)分析。

當(dāng)Vi＜1，說(shuō)明該功能分得了過(guò)多的成本，應(yīng)作為成本改進(jìn)對(duì)象。

當(dāng)Vi=1，說(shuō)明該功能與成本匹配，不作為成本改進(jìn)對(duì)象。

當(dāng)Vi＞1，說(shuō)明以較小的成本獲得了較高的功能，情況理想。

②產(chǎn)品價(jià)值進(jìn)行評(píng)定。

產(chǎn)品價(jià)值進(jìn)行評(píng)定建立在功能定義及功能整理基礎(chǔ)上，它必須求出功能價(jià)值系數(shù)，確定功能大小和重要程度，選擇功能與成本不匹配的產(chǎn)品作為價(jià)值工程對(duì)象，求得功能最低成本，降低功能現(xiàn)實(shí)成本向最低成本看齊。