機電產品需求獲取及概念設計探析

蘇雨露

摘要：目前，隨著時代的不斷發(fā)展，我國的創(chuàng)新才是科學進步的關鍵所在。對于企業(yè)來說，創(chuàng)新產品就是企業(yè)的核心競爭力，同時也是占據市場的有利條件。但是，想要實現(xiàn)產品創(chuàng)新，還需要用戶對于產品需求的全面把握，能夠得到多領域知識、經驗以及技術的支撐。并且用戶還能夠對產品的質量、性能以及價格等需求加以掌握，這樣才能夠真正的把握市場的脈搏，從而針對需求來研究需求處理以及產品概念設計技術。

關鍵詞：機電產品；需求獲?。桓拍钤O計

引言

創(chuàng)新是科學進步的靈魂，是國家興盛的動力所在。對企業(yè)而言，產品創(chuàng)新是企業(yè)的核心競爭力，是贏得市場競爭的關鍵。而產品創(chuàng)新需要準確掌握用戶對產品的需求，需要多領域知識、技術和經驗的支撐。在用戶對產品的性能、質量、價格、環(huán)保等需求瞬息萬變，產品頻繁更新迭代的環(huán)境下，企業(yè)能夠準確把握市場的脈搏，從而快速地推陳出新就需要研究需求處理和產品概念設計技術。

1機電產品概念設計方法研究

1.1概念設計的定義

概念設計是基于用戶需求，求解概念產品的創(chuàng)新設計過程。其主要的研究內容是從用戶需求出發(fā)，確定實現(xiàn)功能，求解概念結構，并根據一系列的技術特性

和經濟指標進行評價，確定最優(yōu)概念產品方案。成功的概念設計雖然可以提高產品的設計水平，提升產品性能，但是其設計過程卻依賴于工程科學、社會科學等多學科領域的知識。概念設計過程不僅受到如消費需求、市場定位等市場因素的影響，還受限于生產技術、材料工藝等技術層面的約束，因此需要依賴設計者的專業(yè)領域知識。QFD理論在處理用戶需求和產品規(guī)劃方面有很大的優(yōu)勢，TRIZ提供了解決矛盾問題的方法，并且科學效應庫的支持下，可以獲得跨領域的解。因此需要在概念是設計過程中集成其他現(xiàn)代設計方法，以提升概念設計的水平，更好的指導后續(xù)產品開發(fā)過程。

1.2概念設計的內涵和特點

產品設計過程模型，是對一般性產品設計的抽象化歸納，最廣泛的表述是把產品設計分為明確設計目標、需求分析、概念設計、具體化設計、詳細設計等階段。概念設計是明確設計任務后對產品結構的規(guī)劃，包括設計任務的方向和內容并通過功能、結構、技術參數等特征來表現(xiàn)的產品概念。產品概念設計的過程包括：①從用戶需求人手，對其影響權重進行明確，映射產品的技術特征及其目標值，其中包含產品的總體功能及其目標值，即功能需求的實現(xiàn)；②對功能進行分析，分解并完成需求到功能的轉換；③基于功能模型中的“被動實體的變化”，識別功能要改變的物理量，映射到行為，從而實現(xiàn)功能一行為映射；④行為到效應進行映射，并由效應映射出實現(xiàn)效應的結構；⑤綜合考慮功能和概念結構等概念產品因素，建立產品的功能一概念結構模型。

產品概念設計的主要目的是獲得概念產品，概念產品是符合需求設計，并且指導產品后續(xù)開發(fā)的技術基礎。設計者根據用戶需求進行功能的層次化分解，以將抽象的設計任務具體為子任務的思路進行分解。通過將抽象問題分解為具體的子問題，設計者將總的設計任務細化分解為子任務，進而求解設計任務，形成概念產品。

概念設計是產品設計過程的重要階段，其特點在于：1）創(chuàng)新性。概念設計本質上是一個創(chuàng)新的過程，滿足用戶需求的產品是改進現(xiàn)有設計或者全新設計的產品，因此是創(chuàng)新的產品。概念設計是新技術，新思路在產品端的體現(xiàn)，同時也是新方法，新材料，新工藝應用以解決產品設計過程中矛盾問題的過程。2）不對稱性。需求模塊獲得的用戶需求是模糊的，不確定的，輸入到概念設計中，功能過程的解以及概念產品可能并不是用戶滿意的產品。另外，概念設計的評價階段，評價依賴于設計者的主觀判斷，也會造成求解的概念產品和用戶滿意的產品設計存在不對稱。3）關鍵性。概念設計是對整個產品設計周期的規(guī)劃，是后續(xù)詳細設計，具體化設計的技術基礎，對產品開發(fā)影響重大。概念設計研發(fā)投入僅占整個產品的開發(fā)總成本的10%，但是卻決定了60%-70%的成本。同時，在產品的后續(xù)的設計階段改進概念設計階段產生的缺陷需要付出巨大的成本開支。因此概念設計在整個產品設計過程中尤為關鍵。

2計算機輔助概念設計平臺的功能

2.1需求處理模塊

確定全新設計機械產品之后，需要設計人員進行用戶需求調查和技術需求預測獲取初始需求。按照需求要素對需求進行層次化分解，完成需求項層次模型。設計Kano調查問卷進行需求類型調查，統(tǒng)計調查問卷，確定各問卷對需求項的類型判定并統(tǒng)計各需求項用戶判定Kano類型和相應的個數。處理數據，得到每個需求項的Kano類型和絕對權重。根據層次分析法，對需求項重要度進行相互比較，處理評分數據，得到相對需求重要度。

2.2需求功能轉換模塊

按照需求重定義，對需求項進行建模。完成需求模型后，需求轉換為功能，就完成了功能建模。

2.3概念設計模塊

根據需求功能轉換模塊獲得的功能模型，功能型需求由被動實體，被動實體變化，產生變化的效應和主動實體組成。其中變化即為行為，根據功能效應表，功能表述即為功能行為表述，也就是說功能效應表中的功能是以描述行為的方式描述，所以功能映射為行為，行為對應效應，從而完成效應的映射，最后根據效應結構表，完成結構映射。據此，本模塊分為功能行為映射，行為效應映射和效應結構映射，結構解集評價四個部分功能。

值得注意的是，在科學效應表中有100個常見的效應，而大部分都是屬于電、熱、磁、光、放射以及化學等領域。所以在面向機械產品開發(fā)的過程中，可以篩選出機械領域的效應，這樣可以縮小解的范圍，降低工作量。

3計算機輔助概念設計平臺開發(fā)工具的選擇

3.1開發(fā)語言選擇

Java是由Sun公司開發(fā)的Java面向對象程序設計語言（簡稱Java）和Java平臺的總稱。Java具有跨平臺性、安全性和易用性等諸多有點。JVM實現(xiàn)與底層硬件和操作系統(tǒng)的分離，可以“WriteOnceRunEverywhere"。同時Java的數據結構是完整的對象，這些封裝過的數據類型在使用和傳輸的過程中具有安全性。鑒于Java語言的諸多優(yōu)點，結合開發(fā)工具的選擇原則，本平臺選擇使用Java語言開發(fā)。

3.2開發(fā)工具選擇

MyEclipse是一款用于Java及J2EE項目開發(fā)的Eclipse插件集合，因為插件擴展支持，其功能十分強大。同時提供適用全項目周期開發(fā)過程的編碼、調試、測試和發(fā)布功能，并完整支持HTML CSS，JS前端開發(fā)，同時支持Struts和Hibernate等框架，另外還支持SQL數據庫開發(fā)。

3.3數據庫選擇

MySQL數據庫簡稱MySQL，近年來，由于其開源，免費，并支持百萬級大數據的優(yōu)良特性，在中小企業(yè)及開源論壇和組織的數據管理中廣泛應用。MySQL數據庫體量小，支持多種存儲，引擎速度也能讓人滿意，雖然在權限控制，數據安全方面有所不足，但總體瑕不掩瑜，所以本平臺選用其作為數據庫開發(fā)支持的工具。

結語

總而言之，隨著社會經濟的飛速發(fā)展，產品的創(chuàng)新成就成為人們重點關注的一項內容，對于機電產品而言，想要實現(xiàn)創(chuàng)新，還需要多個領域知識作為基礎，并且需要現(xiàn)代化的設計方法作為其支撐。所以，希望通過本文的研究，就能夠對機電產品的需求獲取以及概念設計有全面的了解和認識。

參考文獻

[1]金秀榮，李娜娜.電氣產品安全設計要點分析[J].科技與企業(yè)，2016.

[2]康凱，田春峰.機電產品的安全穩(wěn)定性設計[J].中國新技術新產品，2016.

[3]張斌昌.機電產品的安全穩(wěn)定性設計分析[J].中國新技術新產品，2016.

（作者單位：蘇州華旃航天電器有限公司）