機電產品需求獲取及概念設計探析

蘇雨露

摘要：目前，隨著時代的不斷發展，我國的創新才是科學進步的關鍵所在。對于企業來說，創新產品就是企業的核心競爭力，同時也是占據市場的有利條件。但是，想要實現產品創新，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??；概念設計

引言

創新是科學進步的靈魂，是國家興盛的動力所在。對企業而言，產品創新是企業的核心競爭力，是贏得市場競爭的關鍵。而產品創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、環保等需求瞬息萬變，產品頻繁更新迭代的環境下，企業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，求解概念產品的創新設計過程。其主要的研究內容是從用戶需求出發，確定實現功能，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領域知識。QFD理論在處理用戶需求和產品規劃方面有很大的優勢，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代設計方法，以提升概念設計的水平，更好的指導后續產品開發過程。

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；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，并且指導產品后續開發的技術基礎。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）創新性。概念設計本質上是一個創新的過程，滿足用戶需求的產品是改進現有設計或者全新設計的產品，因此是創新的產品。概念設計是新技術，新思路在產品端的體現，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劃，是后續詳細設計，具體化設計的技術基礎，對產品開發影響重大。概念設計研發投入僅占整個產品的開發總成本的10%，但是卻決定了60%-70%的成本。同時，在產品的后續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，統計調查問卷，確定各問卷對需求項的類型判定并統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工具的選擇

3.1開發語言選擇

Java是由Sun公司開發的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實現與底層硬件和操作系統的分離，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語言的諸多優點，結合開發工具的選擇原則，本平臺選擇使用Java語言開發。

3.2開發工具選擇

MyEclipse是一款用于Java及J2EE項目開發的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過程的編碼、調試、測試和發布功能，并完整支持HTML CSS，JS前端開發，同時支持Struts和Hibernate等框架，另外還支持SQL數據庫開發。

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良特性，在中小企業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支持的工具。

結語

總而言之，隨著社會經濟的飛速發展，產品的創新成就成為人們重點關注的一項內容，對于機電產品而言，想要實現創新，還需要多個領域知識作為基礎，并且需要現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

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[2]康凱，田春峰.機電產品的安全穩定性設計[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）