7第六章設(shè)計手段及自動化開發(fā)工具

/第六章設(shè)計手段及自動化開發(fā)工具邁克爾·T·安東尼目錄TOC\o"2-9"\h\z1.1. 設(shè)計手段 11.1.1. 簡化的質(zhì)量功能配置（S－QFD） 11.1.2. 優(yōu)化設(shè)計（DFE） 21.1.2.1. 裝配設(shè)計 21.1.2.2. 可生產(chǎn)性設(shè)計 31.1.2.3. 可測試性設(shè)計 31.1.2.4. 可效勞性設(shè)計（DFS） 41.1.2.5. 國際化設(shè)計（DFI） 41.1.2.6. 環(huán)保設(shè)計（DFG） 51.1.3. 用戶導(dǎo)向型設(shè)計 51.1.4. 設(shè)計手段的時間安排 61.2. 產(chǎn)品開發(fā)所應(yīng)用的自動化工具 71.2.1. 設(shè)計工具 71.2.1.1. 電氣設(shè)計工具 71.2.1.2. 電腦輔助軟件開發(fā) 81.2.1.3. 機(jī)械設(shè)計工具 81.2.2. 模擬工具 81.2.3. 開發(fā)工具 91.2.3.1. 集成電路或印刷電路板開發(fā)工具 91.2.3.2. 根本原型快速制作 91.2.4. 工程管理和執(zhí)行工具 91.2.4.1. 工程調(diào)度工具 101.2.4.2. 財務(wù)分析工具 101.2.4.3. 會議電視 101.2.4.4. 群件 111.3. 應(yīng)用自動化開發(fā)工具常見的問題 111.4. 為何有些公司在應(yīng)用設(shè)計手段和自動化工具的過程中會失?。?12傳統(tǒng)上，產(chǎn)品開發(fā)過程的改進(jìn)主要依賴于各種設(shè)計手段及自動化開發(fā)工具的應(yīng)用。這些常被人譽(yù)為“銀彈〞的工具及設(shè)計手段，聲稱可顯著縮短產(chǎn)品投放市場的時間，改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高工程生產(chǎn)率。然而，不幸的是，許多公司投資購置了某個自動化開發(fā)工具或設(shè)計手段后，卻發(fā)現(xiàn)收效甚微。這些令人失望的結(jié)果常被歸咎于自動化開發(fā)工具或設(shè)計手段有缺陷，但事實(shí)上，真正的原因是使用不當(dāng)。PACE認(rèn)為產(chǎn)品開發(fā)是一個過程，需在多方面加以改進(jìn)，不是靠應(yīng)用個別自動化開發(fā)工具或手段就能搞好的。一些手段，如質(zhì)量功能配置（QFD）以及優(yōu)秀設(shè)計（DFE）包涵的各種手段，能對產(chǎn)品開發(fā)起到極大的改進(jìn)作用，但前提是它們正確地按結(jié)構(gòu)化的過程去實(shí)施。用自動設(shè)計工具提高核心小組效率的方法有兩個，一是改善特定功能領(lǐng)域的設(shè)計，二是綜合產(chǎn)品開發(fā)的各個技術(shù)層面。一個公司如果實(shí)施了PACE中的根本要素（核心小組、階段評估過程和一個結(jié)構(gòu)化的開發(fā)過程），恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用某些特定的自動化開發(fā)工具及設(shè)計手段，就能不斷縮短產(chǎn)品投放市場時間，降低產(chǎn)品生命周期本錢。如果在PACE的根本要素發(fā)揮作用前，就運(yùn)用這些手段和工具，結(jié)果只能讓人失望。設(shè)計手段以提高專業(yè)設(shè)計人員的生產(chǎn)力和有效工作為目的的幾個主要設(shè)計手段已被開發(fā)出來。它們包括QFD，DFE包含的各種手段（裝配設(shè)計、可生產(chǎn)性性設(shè)計、可測性設(shè)計、可效勞性設(shè)計、國際化設(shè)計、環(huán)保設(shè)計）及用戶導(dǎo)向型設(shè)計。每種手段，如能按PACE的內(nèi)容加以適當(dāng)運(yùn)用，可對產(chǎn)品開發(fā)過程起到很大的改進(jìn)作用。簡化的質(zhì)量功能配置（S－QFD）QFD是七十年代由日本的神戶船廠（KobeShipyard）開發(fā)出來的。它是種標(biāo)準(zhǔn)的方式，用于對客戶要求進(jìn)行方案、交流并將其轉(zhuǎn)化成設(shè)計行為。有許多關(guān)于QFD的好書和好文章對這一概念進(jìn)行了闡述。傳統(tǒng)的QFD著重于一個相對簡單產(chǎn)品的細(xì)節(jié)因素。對客戶要求的捕捉和設(shè)計的取舍很直接，不花很多時間就能做到。不過，當(dāng)公司嘗試將這種設(shè)計手段應(yīng)用到復(fù)雜的系統(tǒng)產(chǎn)品中去時，PRTM發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的QFD非常麻煩而且費(fèi)時。為使QFD對更為復(fù)雜的產(chǎn)品行之有效，我們花了差不多兩年時間來修正它。當(dāng)有許多要素需考慮時，比方在一個系統(tǒng)產(chǎn)品中，要考慮大量的軟硬件子系統(tǒng)、不同的客戶的需求、產(chǎn)品的高度復(fù)雜性及其短暫的生命周期，運(yùn)用QFD甚至?xí)娱L產(chǎn)品投放市場時間。如果產(chǎn)品要滿足更高層次的要求，而且要優(yōu)先滿足這些要求時，QFD的價值就會很快降低。如果問題復(fù)雜，還容易在QFD的分析過程中迷失方向。例如，一家公司的設(shè)計小組發(fā)現(xiàn)，在處理他們的客戶需求清單及技術(shù)方案時，會產(chǎn)生一個巨大的矩陣，有成百上千的條條框框需要分析評估。很明顯，這需要另辟途徑。PRTM在1989年開發(fā)出了簡化的質(zhì)量功能配置（S－QFD），并把精簡后的技術(shù)手段應(yīng)用于許多技術(shù)型的復(fù)雜產(chǎn)品。優(yōu)化設(shè)計（DFE）從客戶的角度來看，影響新產(chǎn)品的最重要的三大因素是：質(zhì)量，價格及投放市場時間。新產(chǎn)品的質(zhì)量要始終如一，高度可靠?？蛻粝胫赖氖?，購置產(chǎn)品時他們無需擔(dān)憂產(chǎn)品質(zhì)量。人們要的是高質(zhì)量的產(chǎn)品。而一種新產(chǎn)品的質(zhì)量主要依賴于產(chǎn)品設(shè)計。產(chǎn)品本錢主要取決于原材料和設(shè)計的可生產(chǎn)性。我們常看到設(shè)計出來的新產(chǎn)品不能投產(chǎn)，原因就是本錢太高，售價令人無法承受。設(shè)計時，就要考慮到本錢，因?yàn)楸惧X是客戶能否接受產(chǎn)品的一個關(guān)鍵因素。最后，客戶總是希望新產(chǎn)品能及時投放市場。當(dāng)今社會，如果哪家公司還是沿用老一套，對外宣布其新產(chǎn)品下一個季度就能投放市場，而實(shí)際上市時間卻要再加半年，這種公司是很難再生存下去了。產(chǎn)品能否持續(xù)投放市場，很大程度上依賴于產(chǎn)品設(shè)計所規(guī)定的零部件和裝配過程。管理好上述諸多因素是DFE的目標(biāo)。DFE意謂著將各種考慮納入到產(chǎn)品設(shè)計中去，而不僅僅是那些純粹的產(chǎn)品性能。只有這樣才能最大限度地降低產(chǎn)品生命周期本錢，提高利潤率。以下的產(chǎn)品設(shè)計考慮較為典型：裝配——產(chǎn)品要易于裝配，才能降低生產(chǎn)周期。可生產(chǎn)性——通過減少部件及相關(guān)技術(shù)手段，降低復(fù)雜程度，以降低生產(chǎn)難度?？蓽y性——能進(jìn)行快速有效的測試?？尚谛浴畲笙薅鹊販p少客戶的投訴次數(shù)和故障時間。國際化——設(shè)計的產(chǎn)品適合于投放國際市場環(huán)?；a(chǎn)品設(shè)計要有環(huán)保意識。裝配設(shè)計裝配設(shè)計（DFA）著眼于簡化裝配過程，最終減少生產(chǎn)時間，提高產(chǎn)品質(zhì)量。也就是說，設(shè)計的產(chǎn)品要盡可能讓傻瓜都能裝配，以防止在裝配過程的每個環(huán)節(jié)都可能發(fā)生的出錯或走樣。各部件裝配、子裝配、和整機(jī)裝配過程部必須盡可能清楚。零件應(yīng)設(shè)計成只有一種裝配方法。需要進(jìn)訂切割、挖槽、鉆不對稱孔及填塞的地方要設(shè)計得任何人都會操作。（可以舉成飛當(dāng)年的油路電路設(shè)計，電線從油管中穿過。厲害吧）可生產(chǎn)性設(shè)計可生產(chǎn)性設(shè)計（DFM）是要通過減少部件數(shù)量，簡化設(shè)計，從而大限度地降低生產(chǎn)難度。減少部件數(shù)量很重要，一個產(chǎn)品的每個部件都有發(fā)生過錯及裝配錯誤的可能。由于部件數(shù)量的減少，生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品的概率就大大提高。產(chǎn)品部件越少，也代表產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性越高，產(chǎn)品生命周期的本錢越低，所需的設(shè)計工程人員越少（包括減少了重復(fù)設(shè)計），采購人員、質(zhì)量控制人員以及倉儲及工作面積也都會減少。一次，某家美國公司就曾經(jīng)猛然覺察采用DFM的必要性。當(dāng)時，一家日本同行向市場推出了與這家美國公司的產(chǎn)品性能相同但部件更少的產(chǎn)品（見圖6-1）。美國公司不得不重新設(shè)計產(chǎn)品，以使其產(chǎn)品的本錢價格能與日本公公司抗衡。值得慶幸的是，該公司在損失太多的市場份額之前，能夠完成DFM分析并極大地改進(jìn)了產(chǎn)品。執(zhí)行DFM的另一個重要原因是要降低本錢。如果取消了產(chǎn)品的某個部件，其本錢自然為零，而與之有關(guān)的購置，庫存，銷售效勞等費(fèi)用也隨之消失。在新產(chǎn)品的設(shè)計方案中，要確定一件新產(chǎn)品理論上需要的最少的部件數(shù)，需要答復(fù)以下問題：這個減少的部件與其它所有要減少的部件相關(guān)嗎？制造該部件所用的原材料一定與其他部件的原材料不同嗎？該部件一定要不同才能拆卸嗎？可測試性設(shè)計可測試性設(shè)計（DFT）的目的是要求產(chǎn)品能在盡可能短的時間里，有效地進(jìn)行必要的測試。一個設(shè)計方案的可測試性是用測試點(diǎn)所覆蓋功能的百分比來表示的，但百分之百的覆蓋率通常是不可能到達(dá)的。試圖寫下額外的測試矢量，會受到產(chǎn)品的尺寸及其復(fù)雜性的制約?？蓽y試性開發(fā)對產(chǎn)品開發(fā)小組來說是件昂貴而又令人頭痛的事。由于設(shè)計變得越來越復(fù)雜，開發(fā)測試方案需要越來越多的開發(fā)預(yù)算資金和時間。對一些公司來說，開發(fā)一項能有效測試產(chǎn)品的測試程序要花上半年到一年的時間。反之，如果測試結(jié)果不盡人意，將令客戶不滿，甚至損害公司或產(chǎn)品的形象。因此，DFT正變得越來越重要。另外，有個叫松散聯(lián)系設(shè)計的概念也包含在DFT中。根據(jù)這個概念，模塊可以單獨(dú)進(jìn)行有效測試；檢查模塊的集成，也只要做幾個測試就行了。而在緊密聯(lián)系的設(shè)計中，有許多交互作用必須測試，所以不能采用一個有層次的方法，而且緊密聯(lián)系設(shè)計可能需要通過更多的組合和途徑來進(jìn)行測試，這就使綜合測試極為耗時或者根本不可能。例如，近期在電視軟件開發(fā)中，運(yùn)用松散聯(lián)系的設(shè)計，使測試周期從兩到三天減少到兩到二個小時。可效勞性設(shè)計（DFS）可效勞性設(shè)計（DFS）是指在設(shè)計期內(nèi)考慮產(chǎn)品投放市場后需要哪些效勞。對低本錢產(chǎn)品，DFS很容易確定是進(jìn)行維修還是以舊換新哪個更合算。然而，對大件而較顯貴的產(chǎn)品來說，售后效勞是個重要課題?？蛻舢?dāng)然不希望自己購置的產(chǎn)品壞掉。如果產(chǎn)品真的出了問題，他們希望產(chǎn)品公司有維修部，使產(chǎn)品能得到維修，盡快正常工作。一些公司正在將產(chǎn)品診斷能力加進(jìn)他們的設(shè)計。例如，數(shù)字設(shè)備公司（DEC）在人工智能系統(tǒng)的診斷功能方面花費(fèi)了幾億美元。理論上，這些系統(tǒng)非常先進(jìn)，它們能預(yù)測到客戶系統(tǒng)的某一部件要出故障了；這樣，客戶可以訂購一個備件，并在故障沒有發(fā)生前得到該備件。國際化設(shè)計（DFI）國際化設(shè)計（DFI）是要尋找一種設(shè)計過程，通過它使設(shè)計的產(chǎn)品只需極小的工作量就能夠很快適合每個特別的國家或市場。最大程度地降低國際化產(chǎn)品的本錢就是DFI要做到的全部工作。DFI最好的一個例子是施樂5100型復(fù)印機(jī)。這種于1990年投放市場的復(fù)印機(jī)是日本富士施樂公司與美國施樂有限公司的工程師首次合作開發(fā)的產(chǎn)品。但在日本市場，復(fù)印機(jī)的技術(shù)要求與美國市場大相徑庭。如日本復(fù)印機(jī)的紙張重量較輕，外表光滑，日本的漢字很復(fù)雜，許多地方要藍(lán)色線條。這種情況要是在過去，就只好為不同的市場開發(fā)相應(yīng)的獨(dú)特產(chǎn)品。當(dāng)然，這樣就導(dǎo)致了每種這樣的產(chǎn)品要從頭設(shè)計，以滿足其它市場的需要。應(yīng)用國際化設(shè)計，施樂在設(shè)計5100系列時，從概念到投放市場進(jìn)行了整體考慮。設(shè)計的信息是從美國，歐洲和日本等地的客戶群收集來的。于1990年11月和1991年2月，這種型號的復(fù)印機(jī)分別投放日本及美國市場。這是施樂公司所有新產(chǎn)品中最快推向全球市場的一次。這項國際化設(shè)計的應(yīng)用為施樂公司節(jié)省了超過一千萬美元的開發(fā)費(fèi)用。（現(xiàn)在的微軟在國際化設(shè)計方面就走得比較前，一般產(chǎn)品都會全球同步出售）環(huán)保設(shè)計（DFG）環(huán)保設(shè)計（DFG）從環(huán)境保護(hù)的立場來考慮產(chǎn)品（以及生產(chǎn)過程）的設(shè)計。許多公司越來越意識到他們的產(chǎn)品和生產(chǎn)過程對環(huán)境的影響。環(huán)保設(shè)計通過在生產(chǎn)過程中剔除有害副產(chǎn)品或把副產(chǎn)品變害為益的過程來減少環(huán)境污染。環(huán)保設(shè)計同樣致力于產(chǎn)品在使用生命終結(jié)后的循環(huán)再利用，以及減少產(chǎn)品平安分解后對環(huán)境的不良影響。（電冰箱的氟利昂的應(yīng)用。在這方面SONY走得比較前）一些公司在環(huán)保設(shè)計上取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)展。carrier公司1988年花費(fèi)五十萬美元用于去除生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有毒潤滑油，結(jié)果每年節(jié)省一百二十萬美元的有害廢物處理費(fèi)用。AT＆T公司去除了電路板生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的臭氧損耗物質(zhì)，可年節(jié)省三百萬美元。POLAROID公司在其電池生產(chǎn)過程中去除了有害物汞，使勞動生產(chǎn)環(huán)境更平安，同時，丟棄用完的電池也不會造成環(huán)境污染。上述例子說明，環(huán)保設(shè)計不僅是一個環(huán)保意識的問題，而且，通過抵消與有害健康的和有害廢物相關(guān)的隱形本錢常常會降低生產(chǎn)本錢?；忌虾诜尾〉牡V工和長期與石棉打交道的人的健康索賠高得驚人。同樣的問題擺在大量使用有害化學(xué)物品的電子公司面前，因?yàn)?，如生產(chǎn)印刷電路板時，使用了大量的有害化學(xué)物質(zhì)。環(huán)保設(shè)計還可以減少對有害廢物的處置；隨著廢物放置場的堆滿和公眾的警告，放置處理費(fèi)用在持續(xù)上漲，同時導(dǎo)致政府不斷出臺新的管理規(guī)定。用戶導(dǎo)向型設(shè)計當(dāng)今電子產(chǎn)品設(shè)計面臨的一個挑戰(zhàn)是讓用戶充分利用微處理機(jī)和軟件上的進(jìn)步可能帶來的功能和特點(diǎn)。有多少次，我們注意到VCR的時鐘一直在十二點(diǎn)這個時間位置上閃爍？有多少次，我們坐在IBMPC前（當(dāng)時WINDOWS3.0還沒有推出）強(qiáng)記那些神秘的命令去操作文件？這兩個例子不過是產(chǎn)品設(shè)計還沒有采用用戶導(dǎo)向型設(shè)計之前諸多例子中的九牛一毛罷了。用戶導(dǎo)向型設(shè)計、著重于人與產(chǎn)品的互動作用（即用戶界面）?，F(xiàn)在，產(chǎn)品越來越復(fù)雜，功能越來越強(qiáng)大，以用戶為導(dǎo)向就顯得尤為重要。用戶導(dǎo)向型設(shè)計涵蓋人與產(chǎn)品互動作用各個方面：操作——產(chǎn)品每天的使用方法安裝——從拿到產(chǎn)品到產(chǎn)品完全運(yùn)作的時間資料——技術(shù)功能的清晰簡明的描述用戶培訓(xùn)——快捷輕松的產(chǎn)品使用指導(dǎo)客戶維修——用戶可以很容易地發(fā)現(xiàn)問題和維修產(chǎn)品的能力隨著產(chǎn)品越來越復(fù)雜，用戶導(dǎo)向型設(shè)計變得越來越重要。尤其是軟件公司發(fā)現(xiàn)，在更快為市場所接受和吸引更多用戶方面，用戶導(dǎo)向型設(shè)計很成功。有幾個因素推動了以用戶為導(dǎo)向的設(shè)計：與其他產(chǎn)品的兼容性（包括競爭者的產(chǎn)品），越來越多的綜合的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（正式的和事實(shí)上的），以及用戶從技術(shù)型到“即插即用〞的轉(zhuǎn)化。換句話說，現(xiàn)在的用戶對產(chǎn)品的技術(shù)細(xì)節(jié)不再熱心，他們只關(guān)心產(chǎn)品是否有用。有關(guān)用戶導(dǎo)向型設(shè)計的一個最好的例子是蘋果公司的Macintosh電腦。它那友好的用戶界面使它別具一格。因此，該產(chǎn)品的利潤在同行業(yè)最高也就絕非偶然了。蘋果公司八十年代中期投放市場的產(chǎn)品，一直沒有作過任何重大的設(shè)計變化，但至今依然是市面上最好用的電腦。你只要插上插座，翻開開關(guān)，馬上，MAC的“桌面電腦〞就呈現(xiàn)在你面前了。直觀明了的圖標(biāo)代替了神秘莫測的操作命令。一個鼠標(biāo)能讓用戶任意在顯示屏上移動而不再受方向鍵的限制。所有的應(yīng)用程序都相當(dāng)直觀，那些下拉式菜單，滾動條，關(guān)鍵詞仿佛能讓你摸到一樣。用戶只要學(xué)會一個程序，再學(xué)其它程序就非常簡單了。過去幾年里，所有的大電腦公司和軟件商都試圖模仿MAC的易用性。易用性已經(jīng)為圖形用戶界面設(shè)定了事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計手段的時間安排雖然優(yōu)秀設(shè)計（DFE）很強(qiáng)大，但它還有賴于在結(jié)構(gòu)化開發(fā)過程中作出正確安排，才能發(fā)揮其效力，見圖6-2。S-QFD收集用戶信息（零階段），將其轉(zhuǎn)換成技術(shù)規(guī)格（第一階段），然后再把它們?nèi)谌氘a(chǎn)品設(shè)計（第二階段）。但具體設(shè)計開始后，S-QFD就失去其重要性了。用戶界面通常是產(chǎn)品概念必不可少的，所以開發(fā)早期就應(yīng)執(zhí)行用戶導(dǎo)向型設(shè)計。國際化設(shè)計的考慮常常影響到產(chǎn)品設(shè)計的基礎(chǔ)，因此國際化設(shè)計必須在產(chǎn)品規(guī)格最終敲定前開始。環(huán)境上的考慮帶來DFG決策，它將影響第一階段確定的根本物料和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。只有當(dāng)大體的標(biāo)準(zhǔn)形成后，DFA,DFM和DFS等手段才能開始，這樣就允許在產(chǎn)品設(shè)計的具體方面進(jìn)行權(quán)衡?？蓽y試性設(shè)計（DFT）手段在開發(fā)后期運(yùn)用，當(dāng)設(shè)計工作根本完成時，才優(yōu)化具體的測試要求。最后，這些手段應(yīng)切實(shí)融入該公司的PACE過程指導(dǎo)精神中去。產(chǎn)品開發(fā)所應(yīng)用的自動化工具一旦產(chǎn)品開發(fā)過程的框架確定下來，它就能從自動化產(chǎn)品開發(fā)工具的應(yīng)用中大大受益。這些工具能加快工作，在某些情況下，甚至可以獨(dú)立完成一些開發(fā)任務(wù)。有大量的開發(fā)工具可以加速開發(fā)工作的進(jìn)展。為方便說明其應(yīng)用，我們把它們分成四類加以說明：設(shè)計工具、模擬工具、開發(fā)工具、工程管理與執(zhí)行工具。設(shè)計工具自動化設(shè)計工具對加快產(chǎn)品設(shè)計過程的前期工作有重要作用。以主要輸入數(shù)據(jù)和預(yù)定輸出結(jié)果為基礎(chǔ)，自動化設(shè)計工具主要集中解決產(chǎn)品或子系統(tǒng)的工程和操作設(shè)計。應(yīng)用這些工具使工程師們可以作出假設(shè)，或?qū)σ蟮墓δ茏鞒鰧?shí)際的分析，并節(jié)省優(yōu)選方案所需的時間。這種能力還允許工程師在進(jìn)入下一設(shè)計階段前，用自動設(shè)計工作站檢測各種設(shè)計方案的限度。我們通過對下面幾種設(shè)計工具的考察，來說明這一點(diǎn)。電氣設(shè)計工具電氣設(shè)計工具可以把電路板開發(fā)的一個設(shè)計規(guī)格轉(zhuǎn)化為一個輸出方案。大多數(shù)硬件設(shè)計過程中的工作可以運(yùn)用設(shè)計工具來完成。它們的用處在于：編制設(shè)計規(guī)格、控制文件、實(shí)現(xiàn)操作層的模型、對部件的分析、創(chuàng)立圖表、模擬設(shè)計、開列清單，以及生成部件清單等。使用這些自動化工具可以節(jié)省大量時間，另外，自動化過程能防止許多對以后的步驟產(chǎn)生影響的典型錯誤。電腦輔助軟件開發(fā)電腦輔助軟件工程（CASE）工具有利于將工程工作方法運(yùn)用到軟件開發(fā)過程。簡單地說，電腦輔助軟件工程工具就是軟件規(guī)劃、分析和設(shè)計的自動化工具。它們可以消除許多低級的、一般性勞動（如數(shù)據(jù)庫定義，屏幕生成），使戶在編碼前集中精力進(jìn)行軟件設(shè)計。CASE將大局部低級的細(xì)節(jié)隱藏在自己內(nèi)部的一套生成的程序中，這樣一來用戶就看不到它們。設(shè)計時，也就能夠更專心于他們要做的工作，而不是忙于如何實(shí)現(xiàn)一些操作。CASE讓軟件專業(yè)人員可以把更多的時間用于保證各項要求都清楚明白地確定下來，保證系統(tǒng)的設(shè)計正確完成；而不是直接進(jìn)入編碼工作。機(jī)械設(shè)計工具機(jī)械設(shè)計工具在工業(yè)領(lǐng)域正越來越重要。如消費(fèi)性電子產(chǎn)品，其外觀每半年到一年時間就要翻新。這些工具確實(shí)能加快機(jī)械設(shè)計過程。每種設(shè)計都能做成模型化并將其儲存在機(jī)械設(shè)計部件庫里。需要開發(fā)一種新產(chǎn)品時，機(jī)械師或工業(yè)設(shè)計工程師就能從數(shù)據(jù)庫中把需要的模型調(diào)出來并修改成新產(chǎn)品。這比從頭開始好得多。機(jī)械和工業(yè)設(shè)計工具的開發(fā)比電氣設(shè)計工具的開發(fā)要滯后八到十年。近來，由于工作站和個人電腦功能的增強(qiáng)，機(jī)械設(shè)計工具己取得長足開展。它們己不再僅僅停留在二維電子繪圖板的水平上了。有些工具甚至已能為產(chǎn)品生成模具樣式。這些模具樣式可以用電子手段轉(zhuǎn)給工具制造商，供其在工具開發(fā)周期內(nèi)進(jìn)行評估和修正。模擬工具設(shè)計人員模擬一項設(shè)計的機(jī)械或電子局部，以分析和評估設(shè)計的操作特性，檢查其是否象預(yù)期一樣運(yùn)行。設(shè)計工具通過執(zhí)行一個軟件模型進(jìn)行模擬，這個軟件模型代表將要制造的具體的產(chǎn)品子系統(tǒng)。通過快速檢驗(yàn)一個設(shè)計方案是否可行，模擬能大大縮短設(shè)計周期。對設(shè)計方案進(jìn)行模擬能夠降低對大量原型制造的需求，減少測試編程時間以及減少對軟／硬件進(jìn)行集成測試上花費(fèi)的調(diào)試時間。一個電子產(chǎn)品的設(shè)計可以在許多層次上進(jìn)行模擬：元器件，電路，電路板或系統(tǒng)?，F(xiàn)在，雖然少數(shù)幾家大公司已開展到能模擬非常復(fù)雜的系統(tǒng)的功能，但大多數(shù)公司還只能將他們的電子設(shè)計模擬到印刷電路板水平。他們花不起那么大資金投資于硬件和復(fù)雜軟件做系統(tǒng)一級的模擬。早在1991年，某個數(shù)據(jù)通訊產(chǎn)品制造商首次使用模擬工具。他們發(fā)現(xiàn)一個有經(jīng)驗(yàn)的模擬工具的用戶可以節(jié)省一個根本原型的開發(fā)周期，這就節(jié)省了十二周的設(shè)計時間。另外，模擬手段同樣可以使用戶減少八到十周的設(shè)計檢驗(yàn)時間。開發(fā)工具自動開發(fā)工具可以把高水平的設(shè)計轉(zhuǎn)化成指導(dǎo)組裝的輸出文件。這些工具能很快完成開發(fā)新產(chǎn)品中遇到的普通而又耗時的工作，從面縮短開發(fā)時間。要說明這一點(diǎn)，可以通過我們目前使用的兩種開發(fā)工具來考察。集成電路或印刷電路板開發(fā)工具集成電路或印刷電路板開發(fā)工具一般由一個獨(dú)立的電腦輔助設(shè)計（CAD）部門使用，該部門是由電子設(shè)計工程師下的一個部門。輸入這些工具的數(shù)據(jù)就是從設(shè)計工程工具輸出的方案，包括原理圖，清單，和邏輯方框圖。開發(fā)工具把這些信息轉(zhuǎn)化為用于集成電路（IC）或印刷電路板組裝的開發(fā)文件。這些開發(fā)工具使元件在電路板或底板上的排列自動化，然后將這些元件本身和電路板上或芯片上的輸入／輸出（I／O）口互聯(lián)。這些工具還可用于對耗電量、元件的耐熱能力以及相關(guān)的電路圖進(jìn)行分析，以防止設(shè)計發(fā)生問題。這個步驟自動化可以使設(shè)計周期縮短幾周時間，同時，還減少了錯誤。許多這樣的工具還設(shè)置了設(shè)計原則檢查器（designrulechecker），防止用戶設(shè)計出不能工作的產(chǎn)品，還有一些工具包含了對可生產(chǎn)性因素的考慮，以便制造更簡易。根本原型快速制作快速的根本原型制作是設(shè)計工具開展最快的領(lǐng)域之一。這種系統(tǒng)最近已經(jīng)開發(fā)出來，它只用幾小時或幾天（視部件大小及復(fù)雜程度而有所不同）就可以創(chuàng)立一個物理的原型。而通常這過程需要幾周或幾個月的時間。快速原型開發(fā)工具使設(shè)計者很快就能看到并操作與最終產(chǎn)品非常接近的設(shè)計部件。這些快速制成的原則有許多優(yōu)越性：．調(diào)試早期的設(shè)計．無需太昂貴的早期原型．檢查匹配部件的形狀和適用性．測試空氣和液體的流動性、熱、牢固程度、以及機(jī)械性能．做出設(shè)計中無法用肉眼看到的局部的模型．覺察尺寸上的錯誤．示范可生產(chǎn)性方面的問題．測試用戶對新產(chǎn)品設(shè)計的反應(yīng)工程管理和執(zhí)行工具自動化工具還可以協(xié)助改進(jìn)工程的管理和執(zhí)行。應(yīng)用得當(dāng)?shù)脑挘鼈兡芗涌飚a(chǎn)品開發(fā)的速度。這些工具常用的幾個領(lǐng)域是編制工程進(jìn)度、新產(chǎn)品財務(wù)分析、會議電視和群件。工程調(diào)度工具工程調(diào)度工具使工程方案及跟蹤自動化。現(xiàn)在，市場上有上百種工程調(diào)度軟件包供你挑選。這些軟件可以使核心小組從跟蹤活動的手工勞動中解放出來；它們生成的Gantt型圖表尤其有幫助。許多這些工具能以一個分層的方式完成工程調(diào)度，在這里可為設(shè)計要素創(chuàng)立各自的調(diào)度方案，然后合并成一個整體日程。有些調(diào)度表還能提供一個有關(guān)整個工程的整體圖表。工程調(diào)度工具不是工程管理的藍(lán)圖。這一點(diǎn)常常有誤解。通常只有當(dāng)工程小組沒有接到任何有關(guān)如何管理這些工程的指示時，才有這種情況。他們往往在沒有確定哪些手段最適合他們的情況下時，就采用了許多自動化手段的工程管理軟件來管理自己的工程。我們發(fā)現(xiàn)，又好又易于使用的工程調(diào)度工具有以下二個優(yōu)點(diǎn)：第一，這種工具應(yīng)該能夠快捷簡單地生成工程工程；第二，更新或修改日程應(yīng)該更加簡單；第三，應(yīng)該能生成簡潔易讀的報。財務(wù)分析工具財務(wù)分析工具使對工程的財務(wù)分析自動化。在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段，進(jìn)行銷售和財務(wù)預(yù)測是核心小組的重要工作。隨著基于PC機(jī)的電子表格工具的普及，這些工作現(xiàn)在已變得相當(dāng)容易了。一個真正有效的工具應(yīng)該在設(shè)計上再進(jìn)一步，為新產(chǎn)品規(guī)劃和財務(wù)分析創(chuàng)立一些標(biāo)準(zhǔn)模板。我們看到，許多工程小組為財務(wù)分析設(shè)計了自己的格式。他們花了太多時間把電子表格堆砌起來，而證實(shí)自己的假設(shè)則花的時間太少。結(jié)果是，雖然輸出的文件很好看，但其輸入?yún)s欠考慮。另外，當(dāng)這些表格提交給產(chǎn)品審批委員會（PAC）時，其格式和分析又隨工程的變化而不同，這就給PAC的工作加大了難度。解決的方法是采用一個模板來使工具標(biāo)準(zhǔn)化。會議電視作為一種工程管理工具，可視會議正日益受到地理上相距遙遠(yuǎn)的產(chǎn)品開發(fā)小組的歡送。例如，有個通訊產(chǎn)品公司，它在東海岸有市場部，在加利福尼亞州有研究開發(fā)部，在臺灣有電路板生產(chǎn)廠，在墨西哥有系統(tǒng)組裝廠。核心小組成員每周舉行一次碰頭會是完全不可能的，而且，高昂的費(fèi)用也不允許這樣做。但是通過電視會議，公司舉行會議時，大家就象真的在一起一樣。電視會議工具使身處不同國家和地區(qū)的人相互之間看得到。這對只聞其聲的會議電話是一大進(jìn)步。核心小組可以通過電視會議來解決問題、管理進(jìn)度。進(jìn)行設(shè)計或文件評估、以及改進(jìn)部門間的溝通。群件群件工具雖然尚處初級階段，但在九十年代，用戶和廠商的數(shù)量增長勢頭非常強(qiáng)勁。群件工具如LotusNotes可以讓工作小組（如核心小組等）的成員對同一電腦文本同時進(jìn)行編輯。比方，有一個小組正在制定產(chǎn)品的一個功能的規(guī)格或正在做一個產(chǎn)品開發(fā)方案，所有小組成員都能同時創(chuàng)立文件的各個局部或進(jìn)行編輯。有些群件工具還有聲音注釋。這樣，他／她能在進(jìn)行編輯工作時，同時聽到其他小組成員插進(jìn)來的有聲評論、提問或建議等。應(yīng)用自動化開發(fā)工具常見的問題要充分利用設(shè)計工具帶來的好處，很重要的是繞過許多公司掉進(jìn)的陷阱。如果在應(yīng)用設(shè)計工具前能夠仔細(xì)方案、明確要求，大多數(shù)這類問題是能夠防止的。從我們的經(jīng)驗(yàn)看，最普遍的錯誤是在準(zhǔn)備應(yīng)用設(shè)計工具前，沒有首先給產(chǎn)品開發(fā)過程定好框架。結(jié)果是加快執(zhí)行了一個沒有效率的過程，使效率變得更低。許多經(jīng)理對工具所能完成的工作有不切實(shí)際的期望。任何設(shè)計工具都有一個學(xué)習(xí)曲線，其中某些工具需要更長的學(xué)習(xí)曲線。有家系統(tǒng)公司的副總裁不懂這個道理。他在