武漢理工研究生現(xiàn)代設計方法試題答案總結

目錄TOC\o"1-3"\h\u251261.說明現(xiàn)代產品設計在產品開發(fā)中的地位；1202902.說明現(xiàn)代機電產品的文化特點，并舉例； 2301993.現(xiàn)代產品設計中的數字化與并行化特征； 4191194.說明精益生產系統(tǒng)的特點和關鍵技術； 4310235.分析現(xiàn)代設計技術與制造技術的關聯(lián)性； 946476.說明產品系統(tǒng)化設計方法中的“技術過程”與“技術系統(tǒng)”的內涵和關聯(lián)性；1167897.闡述產品設計中的“功能分析法”，并結合實例表述其應用過程； 1314158.簡述創(chuàng)造技法中的5w2h法〔提問法中的〕和相似原理〔針對類比法〕的具體思路、方法，并舉例； 14323499.簡述基于生命科學的產品創(chuàng)新原理，并說明1~2中具體方法；152143010.說明新產品的“攻勢戰(zhàn)略”和“守勢戰(zhàn)略”的內涵與方法；15302211.說明新產品開發(fā)中的“階段~門”方法及其應用； 16513612.說明機械產品可靠性設計的特征、意義，以及可靠性指標；17789713.說明可靠設計中“系統(tǒng)可靠性”分配的作用與方法； 181338114.說明面向新產品開發(fā)的企業(yè)技術開發(fā)能力及其評定問題。201.說明現(xiàn)代產品設計在產品開發(fā)中的地位；隨著現(xiàn)代社會經濟的飛速開展，科技的高速進步，人們的生活不僅在物質上有了很大的提高，在精神上也有了明顯的改善。為滿足人們的物質文化需求，豐富多樣的工業(yè)產品日益增多?，F(xiàn)代產品設計在產品開發(fā)過程中不僅要滿足人們正常物質生活的需要，同時更加注重對人們精神層面的關心，更加注重人與產品的互動與交流，倡導以用戶為中心的設計，呈現(xiàn)出智能化、人性化的開展趨勢?，F(xiàn)代產品設計是商業(yè)化競爭的必然產物,雖然它的歷史很短,但其對人類社會的影響卻是非常深遠。在產品設計開展的過程中,它逐漸滲透到人類生活的各個角落,并在很大程度上改善了我們的生活方式,提高了人們的生活質量,從而為人類創(chuàng)造一個方便、舒適、快捷的生活環(huán)境做出了巨大的奉獻。甚至可以說產品設計的出現(xiàn)推動了整個現(xiàn)代文明的進步,促進了世界經濟的繁榮開展。產品設計是時代特征最忠誠的表達者,不同的時代,不同的歷史時期它都會通過自身的變化來形成某些特有的設計理念。因此現(xiàn)代產品設計是產品開發(fā)的重要環(huán)節(jié)，無論是制造新產品，還是改造老產品，產品設計都是一項復雜而又細致的工作。它是決定產品質量的關鍵，直接影響產品的制造本錢、生產周期、工藝準備、物資供給、生產組織等。在技術上決定著產品的前途和命運。2.說明現(xiàn)代機電產品的文化特點，并舉例；3.現(xiàn)代產品設計中的數字化與并行化特征；并行化是現(xiàn)代設計方法的大趨勢，并行化是指借助建模技術與仿真技術、讓工藝，采購、銷售，使用等各個環(huán)節(jié)的代表都參加到設計中來，共同預見產品的全壽命，評估產品性能和有關過程的設計，及時改良設計，確保設計的一次成功。其技術特點有：

〔1〕擁有網絡根底，符合國際標準和交換協(xié)議;滿足產品開發(fā)全過程數據交換的要求，且具有相當的傳輸速率；

〔2〕具有可靠的平安保密特性；

〔3〕能夠建立一套能有效管理這些分布式數據的PDM系統(tǒng)。

產品在其生命周期內的數字化建模是現(xiàn)代設計方法的核心，包括

〔1〕全局產品的信息定義：要用計算機來支持產品生命周期的全過程，就必須用計算機能理解的方式給出產品生命周期全過程的數字化定義；

〔2〕產品數字化工具:即廣義的計算機輔助工具，他能將成品信息自動數字化；

〔3〕產品數據管理：即用計算機對產品開發(fā)與生產全過程中的大量數字化信息進行全面的管理與控制。4.說明精益生產系統(tǒng)的特點和關鍵技術；〔1〕精益生產的概念：精益生產是通過系統(tǒng)結構、人員組織、運行方式和市場供求等方面的變革，使生產系統(tǒng)能很快適應用戶需求不斷變化，并能使生產過程中一切無用、多余的東西被精簡，最終到達包括市場供銷在內的生產的各方面最好結果的一種生產管理方式。與傳統(tǒng)的大生產方式不同，其特色是“多品種”，“小批量”?！?〕精益生產的特點：精益生產又稱精良生產，其中“精”表示精良、精確、精美；“益”表示利益、效益等等。精益生產就是及時制造，消滅故障，消除一切浪費，向零缺陷、零庫存進軍。精益生產方式的主要特征表現(xiàn)為：〔1〕品質——尋找、糾正和解決問題；〔2〕柔性——小批量、單件流；〔3〕投放市場時間——把開發(fā)時間減至最小；〔4〕產品多元化——縮短產品周期、減小規(guī)模效益影響；〔5〕效率——提高生產率、減少浪費；〔6〕適應性——標準尺寸總成、協(xié)調合作；〔7〕學習——不斷改善。精益生產方式綜合了單件生產與大批量生產的優(yōu)點，既防止了前者的高本錢，又防止了后者的品種單一。精益生產方式具有以下特點：1)拉動式準時化生產以最終用戶的需求為生產起點，強調物流平衡，追求零庫存，要求上一道工序加工完的零件立即可以進入下一道工序，從而到達生產系統(tǒng)中的在制品、產成品庫存最少。組織生產運作是依“看板”進行拉動。即由看板傳遞工序間需求信息(看板的形式不限，關鍵在于能夠傳遞信息)。生產中的節(jié)拍可由人工干預、控制，保證生產中的物流平衡(對于每一道工序來說，即為保證對后工序供給的準時化)。由于采用拉動式生產，生產中的方案與調度實質上是由各個生產單元自己完成，在形式上不采用集中方案，但操作過程中生產單元之間的協(xié)調那么極為必要。2)全面質量管理精益生產對產品質量的追求是零缺陷，強調質量是生產出來而非檢驗出來的，由過程質量管理來保證最終質量。生產過程中對質量的檢驗與控制在每一道工序都進行，檢驗是工序的一局部而不是獨立崗位，重在培養(yǎng)每位員工的質量意識，保證及時發(fā)現(xiàn)質量問題。精益生產強調事先預防，把“防錯"的思想貫穿到整個生產過程，也就是說，從產品的設計、工藝過程的設計開始，質量問題就已經考慮進去，保證每一種產品只能嚴格地按照正確的方式加工和安裝，從而防止生產流程中可能發(fā)生的錯誤。同時實施TPM，防止因設備精度下降而產生不合格品。如果在生產過程中發(fā)現(xiàn)質量問題，根據情況，可以立即停止生產，直至解決問題，從而保證不出現(xiàn)對不合格品的無效加工。對于出現(xiàn)的質量問題，一般是組織相關的技術與生產人員作為一個小組，一起協(xié)作，盡快解決。3)團隊工作和對人的重視每位員工在工作中不僅是執(zhí)行上級的命令，更重要的是積極地參與，起到決策與輔助決策的作用。組織團隊的原那么并不完全按行政職能來劃分，而主要根據業(yè)務的關系來劃分。團隊成員在信任的根底上，強調一專多能，要求能夠比擬熟悉團隊內其他工作人員的工作，保證工作協(xié)調順利進行。團隊的組織是變動的，針對不同的事物，建立不同的團隊，同一個人可能屬于不同的團隊。精益生產強調靈活地建立高效的、具有強烈信任感的團隊，團隊工作法是精益生產方式人員組織方面的一個重要特征，通過靈活地根據工作需要隨時組建團隊，能充分利用企業(yè)的人力資源，最大限度地減少人員的使用。在團隊管理方面，團隊人員是團隊的財富，其工作業(yè)績的評定受團隊內部的評價的影響，除團隊工作方式、還通過提案制度、目標管理等一系列具體制度和鼓勵的方法，調動和鼓勵員工進行“創(chuàng)造性思考"，并注重從多個方面培養(yǎng)和訓練工人以及各級管理人員，最大限度地發(fā)揮和利用企業(yè)中每一個人的潛在能力，由此提高職工的工作熱情和工作興趣。4)并行工程在產品的設計開發(fā)期間，將概念設計、結構設計、工藝設計、最終需求等結合起來，保證以最快的速度按要求的質量完成。各項工作由與此相關的工程小組完成，進程中小組成員各自安排自身的工作，但可以定期或隨時反應信息并對出現(xiàn)的問題協(xié)調解決依據適當的信息系統(tǒng)工具，反應與協(xié)調整個工程的進行。利用現(xiàn)代CIM技術，在產品的研制與開發(fā)期間，輔助工程進程的并行化。5)密切的供給商關系精益生產強調建立具有戰(zhàn)略合作伙伴關系的供給商網絡，強調和供給商的雙贏關系，而不是傳統(tǒng)的主機廠與協(xié)作廠的買賣關系。采購件的降價是通過提高企業(yè)的生產組織水平和供給商的內部管理來實現(xiàn)的。在精益生產系統(tǒng)中，由于結構緊湊，低質產品或供貨不均衡都會中斷平滑工作流。另外進貨檢驗被認為是無效行為，不創(chuàng)造附加值。出于這些原因，保證質量的任務就交給供方，買方與賣方合作，幫助提高供方的質量水平。買方的最終目標是保證賣方是一個高質量的商品生產者。在精益生產系統(tǒng)中，供給商必須愿意且能夠進行多品種、小批量的有規(guī)那么送貨，理想情況下它也在精益系統(tǒng)下動作。如果不是，主機廠根據情況幫助他們逐步轉換到精益生產系統(tǒng)，把它們看成自己精益生產系統(tǒng)的一局部，是利益相關的共同體?！?〕精益生產的關鍵技術1、6S技術?！?S”是整理(Seiri)、整頓(Seiton)、清掃(Seiso)、清潔(Seikeetsu)和素養(yǎng)(Shitsuke)、平安〔safety〕這6個詞的縮寫”6S”，起源于日本。6S是創(chuàng)立和保持組織化，整潔和高效工作場地的過程和方法，可以教育、啟發(fā)和養(yǎng)成良好“人性”習慣，目視管理可以在瞬間識別正常和異常狀態(tài)，又能快速、正確的傳遞訊息。2、視覺控制。就工具而言，精益制造重視大量運用視覺控制以方便操作員的工作同時防止錯誤。視覺控制要求整個工作空間都要設立明顯而直觀的標志，讓每個雇員都能立刻知道目前在進行什么，了解進度，清楚看到什么做的對，哪里出了問題。3、標準化工作。知道要執(zhí)行什么步驟和知道該步驟運行正常，兩者都是同等重要的。為了確保實現(xiàn)產品質量級別、一致性、有效性及效率，有必要采用寫成文件的分步驟流程或者標準作業(yè)程序〔SOP〕來減少錯誤和接觸時間。盡管標準化工作建立了明確規(guī)定工人和機器操作的有用文檔，標準化工作在精益制造工具中是最不受到重視的。這些明確規(guī)定的操作能幫助工人在制造流程中應用最正確實踐。標準化工作同時還能為持續(xù)改善打好根底，因為記錄成文件形式的流程更容易加以分析與改良。為了闡釋標準化工作，SOP應該采用圖片、文字、表格、標志、色彩及視覺指示器向不同的工作組溝通一致的直觀的信息。這種圖形指示，也被稱為操作方法手冊〔OMS〕，解釋特定生產線范圍內依照事件順序〔SOE〕的每個步驟，還能設計并制作紙質或屏幕的視覺工作指導。4、防過失。正如持續(xù)改善是精益制造的主要概念之一，防過失或日語中的poka-yoke，是減少浪費的重要工具。防過失是從根源上防止錯誤的關鍵措施。簡而言之，防過失可以是任何裝置、機制或技巧，它能防止錯誤產生或者讓錯誤顯露出來以防止產品缺陷。防過失的目標是防止制造缺陷的原因，或者確保經濟有效地檢查每個產品以防止有缺陷的產品到達下游流程。例如，如果在組裝作業(yè)中沒有使用到每個正確零件，探測裝置就會發(fā)現(xiàn)有個零件未安裝并停車，從而防止裝配工人將不完整的部件輸送到下個位置或者開始另一項操作。5、全員生產維護〔TPM〕。精益制造更進一步要求制造商通過應用全員生產維護〔TPM〕來提高設備生產率，TPM是一整套的技術，由日本豐田集團中的電裝〔Denso〕公司首先提倡，包括了修復性維護和預防性維護，加上不斷適應、修改、改良設備來增強靈活性、減少物料搬運、促進連續(xù)流程。TPM是操作員導向的維護，全體有資格的員工參與所有維護作業(yè)。其目標，是與上述的5S共同確保資源可用性，通過消除機械相關的事故、缺陷或故障，因為這些會逐漸侵蝕車間效率和生產力。包括準備與調整損失、閑置與小規(guī)模停工、運行速度下降、缺陷、返工及啟動期產量損失。6、單元式制造。從維護到制造流程，精益哲學傳統(tǒng)上依靠單元式制造。單元式制造是一種制造流程，利用單一生產線或機器單元及僅在該線或單元工作的操作員生產出系列零件族。制造單元，按照人類工程學原理重新設計工作環(huán)境，將工人為獲取完成工序所需的零件、補給或工具所付出的努力降到最小，這常常取代傳統(tǒng)的線性生產線，使得公司能以更小的批量更連續(xù)的流程生產出更高質量的產品。7、單數換裝時間。因為精益制造要求制造商僅僅按照客戶的需求進行生產，這就要以越來越小的批次生產。這與傳統(tǒng)的想法正好相反，那種認為基于經濟訂單批量〔EOQ〕的大批量比起包括設備切換的少量多批次更有效率的想法其實是種錯誤的見解。長運行周期意味大庫存，大庫存會占用大量資金，并讓客戶為成品和效勞等待更長時間。這種小批量的趨勢要求縮減整個制造流程上的換裝和切換時間。單數換裝時間〔SDS〕想法表達為在不到10分鐘的時間內完成換裝作業(yè)〔例如敏捷篩分、對內部和外部流程作業(yè)的優(yōu)化排序、給工作臺或傳送裝置加裝輪子、液壓夾具、把手與快速閉鎖裝置等等〕。8、拉式系統(tǒng)。拉式系統(tǒng)是精益、需求驅動制造的另一個關鍵特征，因為其最終目標是控制物料流僅補充被實際消耗的那局部。拉式系統(tǒng)，也被稱為kanban〔來自日語kan，意為“板”，ban意為“信號”〕，確保生產和物料需求是基于實際的客戶需求而非基于必定不精確的預測工具。一個kanban信號，可以是張卡片、供擺放箱子的空的方形場地、燈或者計算機軟件生成的信號，該信號會觸發(fā)搬運、生產或物料組件供給〔通常裝在一個大小固定的箱子里〕。目的是改善庫存控制，通過控制庫存水平和根據系統(tǒng)中kanban數量進行工作，從而縮短生產周期時間。隨著時間流逝及流程改善，kanban箱中的組件數量會逐漸減少或按照要求動態(tài)地調整。拉式系統(tǒng)和拉式信號〔即拉式補給系統(tǒng)中指示什么時候生產或運送物品的任何信號〕可以應用于許多運營部門。9、排序與混合模式生產。另一項精益工具是排序，或決定一條生產線上執(zhí)行不同作業(yè)的次序，以達成目標〔例如每日需要的數量〕。這也叫做混合模式生產，該模式生產不同批量的幾種零件或產品，這些零件或產品的量接近于當天將銷售的相同的產品組合?；旌夏Ｊ椒桨富蚺判驔Q定組件的制造和交付，包括那些由外部供給商提供的組件。10、作業(yè)本錢法。另一種削減浪費的作法是將企業(yè)一般管理費用按照更現(xiàn)實的根底進行分攤而非按照直接勞開工時或機械工時。達成該目標的工具是作業(yè)本錢法〔ABC〕會計系統(tǒng)，首先基于實施的作業(yè)累加本錢，然后按本錢動因分攤本錢到產品或其他要素，如客戶、市場或工程。作業(yè)管理法〔ABM〕利用作業(yè)本錢法關于本錢集與本錢動因、作業(yè)分析及業(yè)務流程的信息確定業(yè)務戰(zhàn)略，改良產品設計、制造與分銷，最終消除作業(yè)浪費。人們認為，該系統(tǒng)較傳統(tǒng)的本錢會計更為真實地反映了實際收入與本錢，傳統(tǒng)的本錢會計的注意力通常是在全部的不同帳目下削減本錢，利用傳統(tǒng)全部本錢計算法評估庫存，這種本錢計算法將可變本錢與局部固定本錢分攤到每個生產單元〔然而固定本錢通常按照直接勞開工時、機械工時或者物料本錢分攤到生產單元〕。11、均衡化生產。均衡化生產，日語heijunka，是按照特定的均衡的周期生產產品來解決與傳統(tǒng)制造相關的排隊及停線問題，以匹配最終產品銷售的方案速度。均衡化生產意味者基于客戶需求在單個工作站或生產單元內協(xié)調生產周期時間，從而使工作得以在整個制造流程上連續(xù)平順地進行。12、混流制造。實際上傳統(tǒng)的精益制造總是記得這樣一個連續(xù)的物料流。恰當設計的制造線或制造單元是按照takt時間來方案和分擔工作，并應用前面提到的視覺控制和防過失程序平順運行。混流制造從外部供給商或者內部供給作業(yè)獲取物料，經過同步制造流程來滿足客戶需求?；炝髦圃臁睩lowmanufacturing〕一詞與其他需求驅動的制造戰(zhàn)略密切相關，因此也容易與之混淆，這些戰(zhàn)略簡化流程并使其更有效率，消除浪費，例如敏捷制造，JIT，精益制造，所有這些都使用拉式信號來補充供貨并且要求不斷改善。然而，混流制造利用某些額外的算法可幫助制造商在任意某天生產任意數量的任何產品，包括“一個”〔即EOQ=1〕，同時保持庫存最小，縮短周期時間更快地履行客戶訂單。5.分析現(xiàn)代設計技術與制造技術的關聯(lián)性；現(xiàn)代設計的理論與方法研究內容不僅包括對產品功能、結構、材料、制造工藝以及產品的形態(tài)、色彩、外表處理、裝飾工藝等，同時還包括與產品有關的社會的、經濟的以及人的生理、心理等各方面因素。它綜合運用現(xiàn)代設計的根本理論與手段，使現(xiàn)代工業(yè)產品盡可能地給使用者帶來高效、舒適、美觀的感受，最充分地滿足人們的物質和精神需要。制造技術是把原料和信息轉化為各種物品以滿足人類需求的過程。在這個定義上可以看到，制造業(yè)不僅僅要轉化原料，還要把很多信息轉化為大家需要的物品，特別是從20世紀90年代初網絡高速開展以來，信息在制造業(yè)中的作用越來越重要。由于制造系統(tǒng)的來源是從用戶的需求開始，從用戶的需求到功能再到整個產品的物理領域，產品的制造流程根本上分為四個領域：第一個是用戶領域，就是從了解用戶的需求開始；第二個是功能領域，就是從用戶的需求到產品需要提供什么樣的功能；第三個是物理領域，就是產品的功能怎么通過一些軟件和硬件來實現(xiàn)；最后是流程，就是怎樣通過生產制造把軟件硬件裝配到一起后提供一個比擬完美的產品?，F(xiàn)代設計與工業(yè)制造是相輔相成的，不可分割的，首先，現(xiàn)代設計是制造業(yè)開展的先導行業(yè)?，F(xiàn)代設計是為制造工業(yè)產品所進行的設計，它包含產品外部和內部設計的整個過程，對產品的外觀和性能，生產技術的發(fā)揮，以及品牌建設產生最直接的影響。興旺國家開展的實踐說明，現(xiàn)代設計已成為制造業(yè)競爭的源泉和核心動力之一。尤其是在經濟全球化日趨深入、國際市場競爭劇烈的情況下，產品的國際競爭力將首先取決于產品的設計開發(fā)能力?，F(xiàn)代設計創(chuàng)新水平直接影響技術創(chuàng)新水平，好的設計創(chuàng)意能極大地推動企業(yè)技術創(chuàng)新的開展；現(xiàn)代設計是制造業(yè)開展的龍頭。由于現(xiàn)代設計在制造業(yè)中的核心地位和關鍵性作用，世界各國在開展制造業(yè)的過程中往往把它作為龍頭，通過加速現(xiàn)代設計的開展帶動整個制造業(yè)的開展。好的設計創(chuàng)意雖然能推動企業(yè)技術創(chuàng)新的開展，但是沒有興旺的制造業(yè)，也就沒有優(yōu)秀的現(xiàn)代設計。因為工業(yè)制造技術是設計的功能根底，好的現(xiàn)代設計要依托功能技術來實現(xiàn)。以汽車為例，進口的汽車就比國產汽車漂亮很多，為什么？就是因為國內的生產工藝達不到，設計師可以做出漂亮的設計方案，但沒技術，一切都是空談，比方A面的光順要求，一體成模，一些漂亮的漸消面等?，F(xiàn)代設計對產品制造有指導作用，可以引導制造技術更貼合人機關心，向能生產出更美好的產品的方向開展。現(xiàn)在制造工廠除了設計產品以外，還要對生產流程進行設計，以前的情況往往是設計產品的人跟設計流程的人并不在一起工作，這通常會導致生產制造出現(xiàn)嚴重問題，現(xiàn)在比擬流行的趨勢是把產品的設計和工藝流程的設計整合起來，在產品設計的時候，不僅僅要想到顧客，而且要想到制造的難易程度，如果一個非常優(yōu)秀的產品在制造過程中非常困難，就會使得制造本錢大大增加，產品推出后不一定能滿足市場的需求。產品的設計和工藝的設計相結合，其結果就使得產品制造比擬容易，也比擬經濟。因此，產品設計與工藝設計的結合(DFM)，應把產品設計作為制造工藝設計的第一步，產品設計必須從“易于制造”、“經濟地制造”的角度出發(fā)。6.說明產品系統(tǒng)化設計方法中的“技術過程”與“技術系統(tǒng)”的內涵和關聯(lián)性； 技術系統(tǒng)功能：技術系統(tǒng)的目的是把一定的輸入轉化為滿足需求的輸出，其輸入輸出之間相互轉換的關系的抽象描述就是系統(tǒng)的功能?！踩纾妱訖C功能：電能轉化為機械能；減速器的功能：傳遞轉矩，變換轉速等〕“技術過程”與“技術系統(tǒng)”關聯(lián)性：從系統(tǒng)論的觀點出發(fā)，設計人員所設計的產品是以一定的技術手段來實現(xiàn)社會特定需求的人造系統(tǒng)，即技術系統(tǒng)。例如，為了得到滿足一定要求的一個軸類零件，可通過車削過程來實現(xiàn)。軸的坯料通過車削過程，使其形狀、尺寸、外表性質等發(fā)生了一定變化，得到了符合要求的軸，滿足了客觀需求。在這里，坯料是作業(yè)對象，車床是技術系統(tǒng)，所完成的加工過程是技術過程。設計是對作業(yè)對象完成某種技術過程，產品就是人造技術系統(tǒng)。滿足一定需求的技術過程不是唯一的，因而相對應的技術系統(tǒng)也不相同。例如上述軸類零件，還可以視條件采取軋制、鍛造、磨削、激光成型等技術過程來完成，相對應的技術系統(tǒng)有冷軋機、精密鍛床、磨床、激光成型機等。技術過程確實定對設計技術系統(tǒng)非常重要設計成功的關鍵。作業(yè)對象—般可分物料、能量和信息三大類，如加工過程中的坯料、發(fā)電過程中的電量、控制過程中的電信號等。這些只有在技術邊程中轉換了狀態(tài)，滿足了需求，才是作業(yè)對象。技術過程是在人——技術系統(tǒng)——環(huán)境這一系統(tǒng)中完成的。由于技術系統(tǒng)與其外界因素密切交織，所以設計產品時，必須明確系統(tǒng)的范圍，即確定系統(tǒng)邊界。劃定技術系統(tǒng)與人這一邊界，主要是確定哪些功能由人完成，哪些功能由技術系統(tǒng)完成。而劃定技術系統(tǒng)與環(huán)境這一邊界，主要是確定環(huán)境對技術系統(tǒng)有哪些干擾，技術系統(tǒng)對環(huán)境有哪些影響。這樣劃定了技術系統(tǒng)的兩方面邊界，就確定了技術系統(tǒng)應實現(xiàn)的功能。技術系統(tǒng)以一定的技術手段與操作者一起在技術過程中發(fā)揮預定的作用，使作業(yè)對象進行有目的的轉換和變化，以滿足社會特定的需求。技術系統(tǒng)既可以是機械系統(tǒng)，也可以是電氣和其他系統(tǒng)。儀器、機器、成套設備等都是技術系統(tǒng)。技術系統(tǒng)如下圖。7.闡述產品設計中的“功能分析法”，并結合實例表述其應用過程；8.簡述創(chuàng)造技法中的5w2h法〔提問法中的〕和相似原理〔針對類比法〕的具體思路、方法，并舉例；創(chuàng)造者用五個以W開頭的英語單詞和兩個以H開頭的英語單詞進行設問，發(fā)現(xiàn)解決問題的線索，尋找創(chuàng)造5W2H分析法思路，進行設計構思，從而搞出新的創(chuàng)造工程，這就叫做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？如何實施？方法怎樣？〔3〕WHY——為什么？為什么要這么做？理由何在？原因是什么？造成這樣的結果為什么？〔4〕WHEN——何時？什么時間完成？什么時機最適宜？〔5〕WHERE——何處？在哪里做？從哪里入手？〔6〕WHO——誰？由誰來承當？誰來完成？誰負責？〔7〕HOWMUCH——多少？做到什么程度？數量如何？質量水平如何？費用產出如何？相似方法就是把個別現(xiàn)象的研究結果推廣到所有相似現(xiàn)象上去的方法。相似理論是現(xiàn)象模擬和研究相似現(xiàn)象的根底。目前在大型復雜設備和結構設計過程中，一般都要在相似理論指導下，通過?；椒ê湍Ｐ驮囼灒狗桨溉〉煤侠韰?，預測設備的性能。當前用計算機輔助進行相似性設計和代替模型試驗，已取得明顯的效果。解決相似問題的關鍵是找出相似系統(tǒng)各尺寸參數的相似比。根據各種物理現(xiàn)象的關系式推導出的由物理量組成的無量綱數群為相似準那么。與相似準那么各參數對應相似比組成的關系式稱為相似指標。在根本相似條件和相似三定律的根底上，用相似準那么、方程分析、量綱分析列出相似比方程，然后求得相似比。9.簡述基于生命科學的產品創(chuàng)新原理，并說明1~2中具體方法；生命科學是研究生命現(xiàn)象、生命活動的本質、特征和發(fā)生、開展規(guī)律，以及各種生物之間和生物與環(huán)境之間相互關系的科學。用于有效地控制生命活動，能動地改造生物界，造福人類生命科學與人類生存、人民健康、經濟建設和社會開展有著密切關系，是當今在全球范圍內最受關注的根底自然科學。 基于生命科學的產品創(chuàng)新就是運用工業(yè)設計的藝術與科學相結合的思維與方法，從人性化的角度，不僅在物質上，更是在精神上追求傳統(tǒng)與現(xiàn)代、自然與人類、藝術與技術、主觀與客觀、個體與群眾等多元化的設計融合與創(chuàng)新，表達辯證、唯物的共生美學觀。仿生設計的內容模仿生物的特殊本領，利用生物的結構和功能原理來設計產品機械的設計方式10.說明新產品的“攻勢戰(zhàn)略”和“守勢戰(zhàn)略”的內涵與方法；攻勢戰(zhàn)略,是指企業(yè)在市場競爭中以產品創(chuàng)新為突破口而制定的主動進攻性的產品決策措施。具體說,它是指以競爭為導向,以顧客為中心,為實現(xiàn)企業(yè)在劇烈的市場競爭中的長期戰(zhàn)略目標,不斷開拓、穩(wěn)固、開展新市場,擴大市場占有率,而采取的產品創(chuàng)新、產品組合創(chuàng)新的產品整體進攻戰(zhàn)略與戰(zhàn)術。根據市場競爭地位,可將企業(yè)分為四種類型:市場主導者、市場挑戰(zhàn)者、市場跟隨者和市場基利者。市場競爭實力的強弱和競爭地位的上下,決定了攻勢策略的內容不同。1.市場主導者戰(zhàn)略產品在市場占有率最高,競爭力處于絕對優(yōu)勢地位,并成為其它企業(yè)挑戰(zhàn)、效法或躲避對象的企業(yè),稱為市場主導者。市場主導者為了進一步擴大市場占有率,積極穩(wěn)固和開展市場的主導地位,就必須采取全方位進攻和以先防后攻為中心內容的攻勢戰(zhàn)略。由于市場主導者的資源和競爭優(yōu)勢,使主導者的全方位攻勢戰(zhàn)略容易獲得成效。全方位進攻的產品戰(zhàn)略內容主要包括產品創(chuàng)新戰(zhàn)略、品牌創(chuàng)新戰(zhàn)略和效勞創(chuàng)新戰(zhàn)略。2.市場挑戰(zhàn)者戰(zhàn)略在市場上與主導者相比處于次要地位的企業(yè)稱為市場挑戰(zhàn)者。市場挑戰(zhàn)者必須善于發(fā)現(xiàn)其競爭對手的弱點,從中尋找進攻的時機,以提高市場占有率。以幾年前的TCL為例,其之所以在進入市場的短短三年內,由零起步,殺入中國市場三甲,很大程度歸功于在產品創(chuàng)新與設計管理戰(zhàn)略方面找準了市場的突破口。1999年進入行業(yè)之初,TCL就通過制定相應的設計管理戰(zhàn)略,在工業(yè)設計方面不斷尋求創(chuàng)新和突破,相繼推出鉆石、寶石等系列產品,并由此贏得廣闊的生存空間。3.市場跟隨者戰(zhàn)略那些安于市場次要地位,在與競爭者和對手共處的狀態(tài)下求得盡可能多的市場利益的企業(yè),稱為市場跟隨者。它的攻勢戰(zhàn)略主要有:一是生產特色產品,滿足細分市場中某一子市場的需要;二是仿效,如產品設計仿效、質量仿效、效勞手段仿效等,模仿和跟隨市場主導者,以求在市場競爭中穩(wěn)定開展。4.市場基利者戰(zhàn)略那些專鉆市場空隙,生產某類產品專為滿足細小市場需要的企業(yè),稱為市場基利者。它們的攻勢戰(zhàn)略有:①專門為具有特殊需要的顧客效勞,如生產玩具、保健品等;②專門為某一、兩個大企業(yè)作配套效勞,如安裝、維修等;③專門生產某種特殊高檔或低檔產品,如奢侈品或經濟品;④專門生產某種產品的某些零件;⑤專門按定單生產客戶預定的產品。11.說明新產品開發(fā)中的“階段~門”方法及其應用；方法階段門方法指導新產品工程從創(chuàng)意的產生到產品上市的全過程，并管理新產品開發(fā)過程，提高開發(fā)效率與效力。階段門方法事先將新產品開發(fā)過程劃分為一系列階段，每個階段都包含一系列事先設定的、并行的跨部門活動。在獲得批準下一個階段之前，負責該階段的團隊必須成功的完成該階段內預先定義的所有相關活動。1.根本要素①階段：階段是各項活動發(fā)生的地方。在每個階段，工程團隊通過完成關鍵任務收集必要的信息，推開工程進入下一個決策點〔門〕，每一個階段都是跨職能部門的，沒有純粹的研發(fā)階段或市場營銷階段。而且每個階段都由一系列并行的活動組成，每一項活動都來自企業(yè)不同職能領域的員工以團隊的形式，在工程領導者的帶著下共同完成。階段1范圍界定：快速調研與工程概述階段2構建業(yè)務工程：通過預先調查，構建業(yè)務工程，包括一個定義好的產品，一份業(yè)務的合理性證明以及下一階段的詳細方案階段3開發(fā)：新產品的設計與開發(fā)。此外，還包括制造過程的制定，市場投放以及運作方案的制定，還定義了下一階段的測試方案階段4測試與驗證：新產品的檢驗，包括其市場情況與生產情況階段5投放：產品的完全商業(yè)化，開始全面生產，商業(yè)化投放及銷售。②門：門是個質量控制點；門是個繼續(xù)/終止以及優(yōu)先次序的決策點；門是下一階段的必經之路，是資源分配的地方。門會議一般由來自不同部門的高層領導參加，他們掌握工程團隊必須的資源，這些決策者被稱為“守門員”。每一道門都有通用的形式：應交付成果、標準、輸出。應用2.階段門方法標準實施模型①奠定實施根底〔2-4個月〕：收集信息；階段門方法的必要性論證；識別、理解實施存在的障礙。②獲取初步的資源投入〔2-4個月〕:說服高層領導接受階段門方法；用階段門模板細化流程，同時考慮管理層所擔憂的問題；細化各階段的活動及各道門中的評審標準。

③開始實施〔6-12個月〕：對實施團隊及管理層進行流程培訓；鼓發(fā)動工積極參與實施；開發(fā)及尋找各種工具來支持流程的實施；按流程啟動新工程；將企業(yè)的實施結果與其它企業(yè)的相比擬。

④轉變〔8-30個月〕：不斷獲得關于流程的回饋，分析回饋并采取適宜的行動；組織“即時”培訓；改善流程工具。

⑤持續(xù)監(jiān)控與改善：嚴格的高標準定位及分析其他的最正確實踐；尋找其他的方法和工具改善流程。3.第三代階段門方法第一代：階段評審流程PRP第二代：上述傳統(tǒng)階段門〔缺點：不鼓勵重疊、對資源配置問題涉及較少、不涉及工程的優(yōu)先次序、沒有將資源集中于優(yōu)先次序最高的工程〕第三代：相互重疊的第三代階段門。〔特點：流動性；模糊門；聚焦；靈活性。〕12.說明機械產品可靠性設計的特征、意義，以及可靠性指標；可靠性設計具有如下特點：1.與傳統(tǒng)的設計方法中將平安系數作為唯一的評價工程和度量完全不同，可靠性設計要求根據不同的產品、場合而采取不同的可靠性指標，如可靠度、失效率、維修度、有效度等。2.可靠性設計強調在設計階段要把可靠度直接設計到零件中去。即由設計決定固有可靠度，由制造保證固有可靠度。3.可靠性設計必須考慮環(huán)境的影響。4.對維修性的考慮。5.可靠性設計成認在設計階段及其以后的階段都需要可靠性增長。即隨著產品設計、研制，生產各階段工作的逐步進行，產品的可靠性特征量值也逐步提高?？煽啃缘囊饬x：首先，是科技上的需要，現(xiàn)代科技迅速開展導致各個領域里的各種設備和產品不斷朝著高性能、高可靠性方向開展，各種先進的設備和產品廣泛應用于工農業(yè)、交通運輸、科研、文教衛(wèi)生等各個行業(yè)，設備的可靠性直接關系到人民群眾的生活和國民經濟建設，所以，深入研究產品可靠性的意義是非常重大的。其次，是經濟效益的需要，產品或設備的故障都會影響生產和造成巨大經濟損失。特別是大型流程企業(yè)，有時因一臺關鍵設備的故障導致工廠停產，其損失都是每天幾十萬元甚至幾百萬元。研究與提高產品的可靠性使得產品可靠性提高，大大減少了使用費和維修費，同時還減少產品壽命周期的本錢。因此，從經濟效益的來看，研究可靠性是很有意義的。最后，是政治聲譽的需要，無論哪個國家，產品的先進性和可靠性對提高這個國家的國際地位、國際聲譽及促進國際貿易開展都起很大的作用?？傊?，無論是人民群眾的生活，國民經濟建設的需要出發(fā)，還是從國防、科研的需要出發(fā)，研究可靠性問題是具有深遠的現(xiàn)實意義。可靠性指標：1可靠度：產品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內，完成規(guī)定功能的概率。2失效率3平均壽命4維修度5有效度13.說明可靠設計中“系統(tǒng)可靠性”分配的作用與方法；系統(tǒng)可靠性分配：是根據一定的原那么和方法，將系統(tǒng)可靠性指標自上而下逐級分配到下屬各級產品的過程，也是人力、物力、財力合理試用的過程。目的在于將可靠性指標層層落實，使各級設計者明確自己的目標以便采取響應的措施，將可靠性設計進去。

可靠性分配

可靠性分配是在可靠性預測的根底上，把經過論證確定的系統(tǒng)可靠性指標，自上而下地分配到各分系統(tǒng)再到整機直到元器件，來確定對于系統(tǒng)各組成局部的可靠性定量要求，從而保證整個系統(tǒng)可靠性指標的最后實現(xiàn)。其本質是一個工程決策問題，是人力、物力的統(tǒng)一調度運用問題。

可靠性分配的目的：①落實系統(tǒng)的可靠性指標;

②落實對各個分系統(tǒng)或者部件的可靠性要求;

③通過分配，暴露系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，為改良設計提供依據;

④通過分配優(yōu)化可以節(jié)約實現(xiàn)系統(tǒng)可靠性指標的研制時間和經費。

可靠性分配的方法有等比例分配法、AGREE法、努力最小算法等。

當預測的可靠性值小于設計目標值時，為實現(xiàn)目標值，需要向組成系統(tǒng)各單元合理分配可靠度，稱為可靠性分配。

(1)可靠性分配的目的①合理地確定系統(tǒng)中每個單元的可靠度指標，以便在單元設計、制造、試驗、驗收時切實地加以保證。反過來又將促進設計、制造、試驗、驗收方法和技術的改良和提高。

②通過可靠性分配，幫助設計者了解零件、單元(子系統(tǒng))、系統(tǒng)(整體)間的可靠度相互關系，做到心中有數，減少盲目性，明確設計的根本問題。

③通過可靠性分配，使設計者更加全面地權衡系統(tǒng)的性能、功能、重量、費用及可用性等與時間的關系，以期獲得更為合理地系統(tǒng)設計，提高產品的設計質量。

④通過分配，使系統(tǒng)所獲得的可靠度值比分配前更加切合實際，可節(jié)省制造的時間及費用。

(2)可靠性分配的原那么

通常分配應考慮以下原那么：

①技術水平。對技術成熟的單元，能夠保證實現(xiàn)較高的可靠性，或預期投入使用時可靠性可有把握地增長到較高水平，那么可分配給較高的可靠度。

②復雜程度。對較簡單的單元，組成該單元的零部件數量少，組裝容易保證質量或故障后易于修復，那么可分配給較高的可靠度。

③重要程度。對重要的單元，該單元失效將產生嚴重的后果，或該單元失效常會導致全系統(tǒng)失效，那么應分配給較高的可靠度。

④任務情況。對整個任務時間內均需連續(xù)工作及工作條件嚴酷，難以保證很高可靠性的單元，那么應分配給較低的可靠度。

此外，一般還要受費用、重量、尺寸等條件的約束?？傊?，最終都是以最小的代價來到達系統(tǒng)可靠性的要求。

為了問題的簡化，一般均假定各單元的故障是互相獨立的。由于R=1—F，對指數分布，當F不大時，F(xiàn)≈λt，因此，可靠性分配可按情況將系統(tǒng)的可靠度Rs分配給各i單元Ri，當Fs很小時，可將不可靠度Fs分配給各i單元Fi，或者將系統(tǒng)的失效率λs分配給各i單元λi。

(3)分配方法：⒈等分配法，等分配法是對系統(tǒng)中的全部單元配以相等的可靠度的方法。

⒉AGREE分配法，因為考慮了系統(tǒng)的各單元或各子系統(tǒng)的復雜度、重要度、工作時間以及它們與系統(tǒng)之間的失效關系，故又稱為按單元的復雜度及重要度的分配法。與等分配法相比，顯得更為合理，適用于各單元工作期間的失效率為常數的串聯(lián)系統(tǒng)。

⒊拉格朗日乘數法，該方法的思路是建立一個拉格朗日函數，使它包含可靠性目標函數，約束條件函數。將有約束條件求極值問題轉化為無約束條件求極值問題。

⒋失效率加權分配法，在壽命服從指數分布的串聯(lián)系統(tǒng)中，采用失效率加權的方法進行可靠性分配。

⒌動態(tài)規(guī)劃分配法，是解決在滿足規(guī)定的系統(tǒng)可靠性指標條件下，使費用或重量，或者尺寸等最小的優(yōu)化問題。14.說明面向新產品開發(fā)的企業(yè)技術開發(fā)能力及其評定問題。企業(yè)技術開發(fā)能力是指創(chuàng)造和應用新技術、新材料、新工藝、新方法，開發(fā)新產品的能力。它具有以下方面的特征：從組成上看，技術開發(fā)能力是一整體性能力，是技術開發(fā)的資金能力，情報收集能力設計能力、試驗能力、檢測能力的綜臺表現(xiàn)。這些能力要素相互緊密聯(lián)系，構成一個串聯(lián)系統(tǒng)，制約和影響企業(yè)技術開發(fā)能力的強弱。因此，要提高技術開發(fā)能力，茹須從整體考慮，全面改善和強化各項能力要素。從時間上看，技術開發(fā)能力具有明顯的變動性特征。當今，科技開展突飛猛進，產品換代日新月異，在這種形勢下，如果企業(yè)技術開發(fā)能力原地踏步，那么意昧著其能力隨時間推移將呈遞減變化。只有保持與科技進步的同一步伐，不斷吸收當代科技成果，充實技術開發(fā)的人、財物實力，才會使技術開發(fā)能力長盛不衰。3、從效果上看，技術開發(fā)能力是企業(yè)開展的原動力之一，它對于企業(yè)技術進步、經濟效益的增長，起著巨大的推動作