基于快速原型的设计质量分析

2016-11-29游凯

甘肃科技 2016年8期

关键词：实体化原型概念

游凯

(广东工贸职业技术学院，广东广州 510000)

基于快速原型的设计质量分析

游凯

(广东工贸职业技术学院，广东广州 510000)

质量是产品的生命，质量没有过关的产品，必然会为市场所淘汰。设计质量分析法就是从产品的质量入手进行新产品开发的方法。它在新产品开发中具有提炼产品主要功能，激发、完善新产品创意以及验证新产品概念的作用。由于快速原型可以迅速、准确地实现创意的实体化，所以为产品的设计质量分析提供了必要的依据，加速了设计质量分析的进程、为新产品开发早日面市赢得了时间。最后结合设计实例进行了论证。

创意；设计质量；快速原型

质量是产品的生命，不管新产品创意多新颖、做过多少的前期工作，但如果新产品的质量没有过关，则必定会惨遭市场竞争的失败。例如，1991年创建的铱星公司计划建立一个由66颗低地球轨道卫星组成的通信网，提供全球移动电话的通信服务。1998年11月倒闭。导致铱星公司破产的主要原因是多种多样的，但是铱星公司的系统在投入运营初期通话质量差、不能在车内和室内使用的限制是该产品系统失败的原因之一。

一个完整的产品概念是由需求、技术与形式三要素所构成[1]。产品概念的三要素最终被转化为产品的使用功能以及产品的外在物质体现形式。质量分析法是激发产品创造性思维的一种基本方法，它基于这样一种认识：假设我们使用某种方式来改变现有的某件产品，我们可以得到一件新的或者是更好的产品。设计质量分析法是对产品概念进行全方位的考察与分析，从而产生新的创意或者是对已有的新产品概念进行补充与完善的方法，它不仅可以用于分析新产品的功能也用于分析新产品的造型。

快速成型在很短的时间内可以实现设计构思者创造性思维的实体化，可以使隐性知识得以显性化传达。它具有快捷、准确、任意曲面成型以及可进行试验等优点。在方案研究、创意探讨，特别是研究空间比较复杂的形体具有现实重要意义。本文就是设计质量分析的角度出发来讨论快速原型在激发创造性思维、优化产品质量中的作用的。

1 设计质量分析在新产品开发中作用

质量是产品的生命，产品质量没有过关，则不可能获得消费者的青睐。对于消费者来说，他们所关心的核心利益最终将被转换为产品的功能，而消费者的精神需求将被转换为新产品的产品的外在形式。这里的“产品功能”是指产品所能带给消费者的核心利益；“产品的外在形式”是指可以实现消费者精神需求的产品造型样式。设计质量分析就是在新产品开发阶段以消费者为中心所展开的分析产品质量与消费者需求是否相匹配的技术。

设计质量分析可以引用在新产品开发的各个阶段：如，新产品概念开发阶段、产品系统设计阶段、新产品细节设计阶段等，也可以引用到产品的改良设计中。通过质量分析可以分析产品功能的不同层次，如：主要功能、子功能、次级之功能等，也可以大致了解该产品实现消费者精神需求的情况。现结合新产品开发的各个流程阶段来分析设计质量分析在新产品开发中的作用。

1.1 提炼新产品主要功能、激发创意的作用

在概念开发阶段，主要是利用设计质量分析法来分析产品概念的主要功能（原始功能）或产品概念的根本目标、分析该产品概念是否可以实现消费者所真正关心的核心利益，即“该产品能做什么”，从而获得新产品创意。在新产品概念开发阶段利用产品质量分析法对新产品概念分析地越透彻则，越有可能获得新的创意、可供开发的突破性新产品概念。产品的主要功能是产品存在的主要依据，但是在具体的设计项目中，往往会忽略了新产品开发的主要功能的挖掘，尤其是对于一些比较熟悉的新产品开发。例如开发一只茶杯，如果不挖掘茶杯的主要功能，就想开发出具有突破性的新产品概念则是不可能的。

因为在人们的头脑中对茶杯的已经形成了一个相对稳定的观念，而很少有人问“什么是茶杯？”、“茶杯有什么用？”、“茶杯的使用场合”等，所有这些问题就是新产品开发阶段的设计质量分析。在新产品概念开发阶段，首先要抓住新产品的本质、挖掘该产品应该具有的主要功能，然后再了解该产品的顾客群、使用场合等等信息，才有可能激发大量的新产品创意并进一步设计出突破性的新产品。由此可见，设计质量分析在新产品概念设计阶段具有提炼产品原始功能的作用，并进一步激发创造性思维的作用。

1.2 完善新产品创意的作用

产品创意最终将被转换为一系列的产品功能以及实现这些功能的外在物质形式。新产品的功能是由主要功能与附加功能的组合来实现的，新产品的主要功能可以分解为多个子功能来实现。在新产品系统设计阶段，利用设计质量分析法来验证新产品各子功能相互组合实现产品主要功能的情况，从而可以达到完善新产品创意的作用，即“新产品怎么做？为什么这么做？能否有其他的替代方式？”。在确定了新产品的主要功能之后，就可以验证新产品的各子功能与附加功能的组合方式。各子功能之间的不同组合方式将会影响到新产品的主要功能以及新产品的概念。例如，“自动泡茶机”的主要功能是自动泡茶，那么它如何实现自动泡茶？通过分析可以发现自动泡茶机应该具有以下子功能：自动装水、煮开水、将水与茶叶混合、控制浸泡时间、分离茶叶与水等子功能，研究它们的组合是否合理、是否完全实现了该产品的主要功能、是否还有其他的实现方式等等来进一步完善新产品创意。

1.3 验证新产品概念可行性的作用

新产品能否成功面市，能否获得消费者的青睐，完全取决于消费者所关心的“核心利益”与精神需求向新产品的转换情况。而消费者关心的“核心利益”与精神需求最终将会被转化为一系列的新产品功能，而这些功能能否在技术上实现、是否有其他的实现方式等都可以在新产品细节设计阶段通过设计质量分析进行可行性验证。

2 快速原型在产品质量分析的作用

快速成型是集各种先进技术为一体的技术，实现了激光、数控、材料等多种先进技术的集成，它在很短的时间内就可以实现设计构思者创造性思维的实体化，可以使设计构思者的隐性知识得以显性化传达。相较于传统模型它具有快捷、准确、任意曲面成型以及可进行试验等优点。在方案研究、创意探讨，特别是对于空间比较复杂的形体而言，研究创意的合理性具有现实重要意义。在多学科成员进行产品设计开发时，由于产品研发人员来自于不同的职能部门、由于所受训练的差异以及自身修养的不同，在成员之间进行创意的交流时，没有一个直观的、一目了然的实体模型作参考、说明，必然会影响到创意的数量以及质量，并进一步影响到创意的进一步完善与发展。快速原型在加速新产品质量分析中的作用主要体现在以下几点：

2.1 加速激发新产品创意的作用

通过产品质量分析法可以得到许多新产品创意，而这些创意有些是可行的、有些是不可行的；有些是具有实际应用价值的，有些则没有。而这些创意均存在于构思者的头脑中，属于隐性知识的范畴，要对这些创意进行筛选、评价以及进一步激发完善则必须将创意进行显形化传达。在所有的传达媒介中快速成型能够在很短的时间内准确实现创意构思的实体化造型、具有可触摸、任意角度观测的作用，为进一步激发新产品创意提供了现实基础，使得创意构思的再次激发能够迅速、及时地进行。

2.2 加速完善新产品创意的作用

新产品创意是对新产品特性的最简单描述，可以是一句话或者是几句话。通过质量分析所得到的新产品创意是否可以实现消费者所关心的核心利益以及精神需求，必须经过消费者的检验。由于快速原型是承载了创意所有信息的物质实体，所以可以及时、迅速地进行创意构思的专家评价、也可以在新产品概念开发阶段就可以通过领先用户的参与来分析新产品创意的不足，并加以完善。所以快速原型具有加速完善新产品创意的作用。

2.3 加速验证新产品概念的作用

新产品能否获得消费者的青睐，关键在于新产品是否实现了消费者的“买点”、是否拥有能带给消费者所希望的核心利益。快速原型具有快速、准确地使创意实体化的作用。这对于验证新产品概念的可行性、验证该产品概念是否实现了消费者的“买点”提供了现实依据。快速原型具有快速实现创意

实体化的特点，使得在新产品开发的早期就可以进行新产品概念的验证工作。尤其是在领先用户参与的情况下，就有一个与新产品创意完全一致的、可以进行实验的实体模型。由于快速原型可以具有很高的精度，所以此模型可以用来验证该产品概念在技术上的可行性、各主要功能与之功能之间的关系是否匹配、各零部件之间的配合情况以及该产品的外观造型是否满足消费者的精神需求等等。所以快速原型具有验证新产品概念的作用。

3 案例分析

设计质量分析法是对产品概念进行全方位的考察与分析，从而产生新的创意或者是对已有新产品概念进行补充与完善的方法。设计质量分析常用的手段是首先罗列出该产品所有的品质，如材料、尺寸、形状、工艺、装配方法等，然后对该产品的所有品质从各个不同的角度，比如，功能、用途、效益以及弱点等等角度出发进行分析其中的不足并进行加以改进。

设计质量分析并不是一蹴而就的，它需要不断的反复迭代。下面以RH治疗仪的设计过程为例来分析快速原型在设计质量分析中的作用。

RH治疗仪是一款针对青少年的新型电子戒毒产品。在此产品开发过程中，设计质量分析法一直贯穿于设计的始终。通过设计质量分析使得这件产品最终顺利地投向了市场并得到了商业化的成功。整个创造性思维的完善与发展总共经历了四次的设计质量分析与完善。由于在每次设计质量分析时都有以快速成型所制作的快速原型作参照，所以使得每次的品质分析都快捷迅速、忠实、合理、可行，如图1所示。

图1 RH治疗仪设计质量分析及创意完善

整个创意以产品的简易操作、人性化设计为主导理念，充分考虑了操作的方便性，如操作面板设置，指示灯的布置等。造型以简洁为主，所以基本上以直线为主，色彩配以鲜活的棕绿色，应用MP3的辅助人性化概念。

在第一次创意实体化设计质量分析时，运用逐点检查的办法，对此创意从形状、色彩等各个品质进行了分析。

依据奥斯本检查表第三条：“可以改变吗？能否改变功能、形状、色彩、气味等？是否还有其他改变的可能性？”对初次创意进行了体积、造型、色彩方面的完善。由于要实现体积的小型化，改用了7号电池；因为棕绿色未能很好体现设计初衷（色彩不应是对自然的模仿而是升华）所以该为银白色；为了使得整个造型更加完美、具有外观上的亲和力并表达一定的语义功能，改变了外观的直方造型，以曲面为主，传达出了活泼、可爱的语义，使得外观具有了亲和力。

第二次设计质量分析，依然是通过逐点检查并依据奥斯本检查表第三条：“可以改变吗？能否改变功能、形状、色彩、气味等？是否还有其他改变的可能性？”以及第六条：“可以替代吗？”对创意的进行了如下的完善。为了保证充足的电源将电池型号更改为5号电池；为了实现产品的快速开发以及减少开发成本，采用了市场上具有的MP3整装件；从生产制造、运行质量的角度出发，改用通过检测强度调节钮兼电源开关。

第三次设计质量分析，是从“可以减少吗？能否省去、减轻、减薄、缩短、缩小？”以及“可以重新组合吗？零部件之间是否有其他的组合方式？”，出发对造型特征作了设计进化，即保持电池盒的棱线分割和整个形体的曲面过渡，由零部件的再次改变对外形整体产生影响；舍去了新产品的MP3功能。这次创意迭代的直接原因是：局部造型造成了产品模具开发费用的上升，所以加强了整体曲面间的过渡以降低模具开发成本；为了进一步降低新产品的开发成本以及最终的价格，舍去了新产品的MP3功能。

第四次设计质量分析，是从“可以重新组合吗？零部件、材料、方案、目标等能否重新组合？能否叠加、复合、化合、混合、综合？”，出发对电路板和指示灯的外形尺寸进行了更改，将指示灯的圆孔改为腰鼓形通孔；针对模具开发中电池盖的脱模问题对其打开方式进行了重新设计，将电池盖打开方式改为平推式。并从生产制造的角度，将上下壳体各增高1mm。

在这四次设计质量分析、创意完善中，每次都以创意实体化模型――快速原型为参照，每次都对创意做出了快速、及时、忠实的设计质量分析，并使得创意逐步完善直至最终商业化成功。