产品工程设计例1

2应用案例

目前，汽车上广泛使用的是推拉索软轴式换挡操纵系统，该系统是由换挡器和连接换挡器的柔性推拉索构成。柔性的推拉索式换挡器的出现给发动机舱的布局设计带来巨大的变化，而且这种新型的换挡操纵系统的韧性和减振性能都比较好，大大降低和减少了由于车辆振动给换挡手柄带来的抖动和噪声，大大提高了车辆舒适性能。拉索位置行程控制即人手控制球头的运动，通过换挡机构带动拉索，从而控制变速箱的运动。拉索的行程保证自动变速箱各种状态切换的输入条件，而拉索行程的输入就是自动换挡器行程的输出，它经过驾驶员手操作来完成，所以换挡器多采用全机械结构来保证其稳定性能。换挡器结构复杂，由多个零件组成，其中最后拉索销运动的行程就作为换挡器的行程，从而控制变速箱各挡位的切换，所以其行程的公差必须严格控制。为了保证性能，要求该行程公差范围在±0.75mm内，同时在批量生产中要满足PPK，也就是过程性能指数大于1.33，所以在设计中所涉及相关零件的尺寸公差，必须要经过严格的计算验证。以P-D的拉索行程举例，P挡运动到D挡的标准换挡行程为37.36±0.75mm,表示换挡器带动拉索运动的行程必须在该范围内。分析产品设计结构和零部件图纸得出，该运动的行程位移公差与基座、换挡杆、固定轴、换挡弹簧片这几个零件有关，相关的尺寸为换挡杆的位置度、基座孔的内径、基座的位置度、挡位销的外径、手感弹片的位置度、拉索销的外径等11个尺寸，因为尺寸繁多，构成复杂，所以通过手工的线性方式计算是不合适的，而使用计算机虚拟装配技术，是非常准确和快速的。首先将这些零件CAD导入到VSA软件，然后根据图纸将每个零件的基准以及位置度输入，并且根据关系将各个零件在软件中模拟装配后计算，最后计算其位移公差分布。由图2的计算结果表明，在±3sigma也就是3倍标准差的情况下，该位移在正态分布的情况下，公差范围满足在±0.5mm以内。贡献率表示对该行程位移影响最大的尺寸是基座的轮廓度，这表明在图纸上需要将这个尺寸列为关键特性，如果在大批量生产后发现装配后的行程尺寸有偏移，那么就要修正行程位移，这个轮廓度将是优先选择的尺寸，这样就对以后的大批量生产有指导意义。

产品工程设计例2

一、引言

目前国际上关于设计问题研究存在若干个大的流派。前苏联Altshuller　G　S等人提出的TRIZ理论在提供探索发明新产品的技术发展方向的思路上已有一定程度的普及；美国Nam　P　Sun等提出的AD（Axiomatic　Design）理论的基本逻辑体系的发展与TRIZ有一定的近似，但远未达到一种自成体系的程度，也未能达到可供构造技术系统的基础的程度；日本东京大学人造物工程中心（RACFE）的Tetsu　Tomiyama等提出的GDT（General　Design　Theory）理论利用现代信息理论的面向对象方法，在分析表达设计过程的开展上较之深入了一步，而德国学者提出的UDT（Universal　Design　Theory）理论则比较重视它的可实用化的基础方面的探索。

二、产品设计过程模型

三、产品概念设计模型

概念产品是企业根据市场及用户的需要，对产品的市场可竞争性、可生产性、经济性及主要尺寸、形状、功能描述。通常伴随一系列说明书、竞争性产品分析、项目的经济理由等。概念设计是由分析用户需求到生成概念产品的过程。

传统的CAD设计系统基本上是为了把设计人员头脑中已有的、基本成型的产品设计方案借助CAD系统表达出来，提高了工厂设计开发阶段的生产效率与质量，“而决定着产品最终价值80%以上的产品概念设计阶段，……，目前尚没有任何CAD设计系统可以提供设计支持”。“而详细设计阶段很难或不能纠正概念设计阶段的缺陷”。它严重影响了新产品开发，以及选择新产品方案的决策效率，所以需要一种可支持创新产品设计的新CAD系统，适应日益加快的新产品开发要求。因而开发一种符合人类进行产品创新设计的一般思维过程的、支持产品概念设计及决策的、高效率的CAD设计系统成为一种必然的趋势。当前，“概念设计日益引起人们的广泛关注和重视”。

产品的概念设计是产品设计过程中最重要、最复杂，同时又是最活跃、最富于创造性的设计阶段。一般情况下，设计人员在进行创造性思维的过程中，总是在已有经验和知识的基础上，根据用户的产品需求，按照一定的、有规律的设计步骤和流程，再结合贯穿始终的想象力与灵感，从而设计出符合用户需要的概念产品方案。在产品的概念设计过程中，自由度是整个产品开发过程中最大的。因为自由度大，对设计人员的约束也相对较少，不确定因素多，创新的空间大，设计的知识相应也较少，是最可能发挥创 造力的时候。

四、结论

产品概念设计过程建模是为了将产品设计过程中最前端的、最有创造性价值的、又最不确定的设计过程加以模型化、规律化，从而为产品设计者提供一套产品概念设计过程的计算机软件支持工具，并最终为实现产品全生命周期的一体化集成打下坚实的基础。

根据目前设计理论，计算机技术以及相关科学技术的发展现状，可以认为：基于计算机的产品概念设计系统仍然属于一种计算机辅助设计系统。也就是说，产品概念设计目前仍然将主要是处理人脑进行产品概念设计过程当中，那些相对有规律的设计工作（步骤和流程），它的创造性主要体现在依据规则和知识库对问题分析和解决的全面性、高效率性等方面。

参考文献：

产品工程设计例3

关键词:设计与开发;先天质量;预防措施;最佳设计方案

Key words:design and development;innate quality;preventive measures;the best design program

中图分类号:F274文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)23-0054-01

0引言

产品的工艺设计与开发在整个设备生产运营过程中起着十分重要的作用。

首先弄清设计开发的概念。设计和开发概念是:将顾客、法规等要求转换为规定的产品图样及质量特性和产品实现过程规范的一组过程。这里包括将产品的要求转换为设计要求,并确定实现设计要求的原理方案、结构方案、参数及容差的过程,即全部产品设计过程。

在整个产品生产运营周期中,设计和开发的影响是及其深远的,不仅会影响设计阶段本身的结果,而且会对后续的加工、装配、使用、销售和服务带来巨大的影响,企业在贯彻ISO9000标准中,特别是在贯彻ISO9001标准时,在整个质量体系要求的20个要素中,要算“设计控制“这个要素的工作量最大,几乎要占贯彻ISO9001标准的20%以上。从中,也不难知道设计控制在质量管理中的地位和重要性。设计和开发的作用如下。

1企业经营的核心

产品的设计和开发水平的高低,直接关系着企业的发展前途和命运。生产的设备所呈现的技术水平、质量水平、生产效率及利润,首先取决于产品设计阶段。特别是对于工程项目来说,其成败关键在于设计阶段。由此可见,设计在企业发展中有着举足轻重的地位。产品设计质量的好坏,直接关系到产品的市场竞争力。

2产品设计质量决定了产品“先天质量”

产品生产运营过程包括:设计、开发、生产、安装和服务。设计和开发在产品质量形成过程中,处于最初阶段。最终产品质量的优劣、能否满足顾客需求首先取决于设计和开发的质量。产品的设计和开发包括市场调研、研究和开发、设计、制定规范、试验验证、审核确认等环节,是实现产品更新换代,提高产品质量水平的前提。究其对产品质量的影响,按美国著名的质量管理专家朱兰的理论,约有80%左右的质量问题是可以在设计阶段发现并予以消除。产品质量(包括内在质量和外观质量)“先天不足”必然导致“后患无穷”,不仅会影响到产品本身质量,还会直接影响到生产管理秩序和企业的经济效益。因此,设计和开发过程中的质量管理,应是质量管理的起点,是质量管理体系在产品实现过程中的首要一环。对设计开发阶段严格加以控制,把质量问题的隐患尽可能在设计阶段就加以排除,确实是解决产品先天不足的上上策,是产品顺利生产、热销的关键,是企业”质量求效益”的有力保证,同时也是“预防为主,不断改进“的现代质量管理思想的体现。虽然在设计和开发过程中,通过周密策划、严格控制力求避免“先天不足”,但实际上,对于一些超出现有经验的产品,技术上难度大的产品,一时不能完全控制住的现象是相当多的。这就要求设计相关人员及时研究产品标准、规范与客户要求的差异,研究本企业与国内外同类产品的差异,及时修订标准及规范,以最大限度地满足客户的需求。

3产品设计开发决定产品的成本

据统计,产品成本的70%~80%取决于产品设计。对于工程项目和大量生产的产品来说,真可谓“设计一条线,落笔千万金”。设计所采用的原理方案简易与复杂;结构的合理性;标准化、通用化、系列化水平;容差的合理确定;能耗、材耗水平;材料价值及其利用率等都直接影响着产品成本。设计过程中,既不能一味的追求质量而不考虑成本,也不能只考虑节约成本而不考虑质量,这都是客户所不希望和接受的。这就要求设计人员不断研究质量水平与成本水平之间的关系,寻求最佳折衷方案,以满足质量要求的低成本满足客户的需求,达到双赢的效果。

4优良产品设计开发是最重要的预防措施

产品质量的好坏,设计开发是关键。在设计和开发过程中,发现质量缺陷越早越好,问题发现的越早付出的代价越小;问题发现的越晚付出的代价越大。

产品设计过程中的预防是最经济、最有效的预防。然而,要做好这种预防除了丰富的经验之外,尚需全面开展FMEA(失效模式及影响分析)活动。特别是采用新的原理、新结构、新材料、新工艺时,应经过充分的验证和试验,需要格外慎重,做到万无一失。

为了得到优良的产品设计,得到最优方案是关键。如何得到最佳设计方案呢?这就要求从以下几方面着手进行。首先要加强设计的评审工作。设计评审是设计控制过程的一部分,是设计控制的一个重要手段,是为了能及时发现和纠正设计中存在的缺陷与不足,设计评审是早期预防系统的一个重要组成部分。实践证明,现代产品发生的故障中,最严重的缺陷往往都产生于设计本身造成的先天不足。为了尽可能地把设计缺陷消除在设计过程之中,提高设计质量,必须运用设计评审这样一种有效的控制手段,以利于及早采取纠正和改进措施。设计评审可以在设计过程的任何阶段进行,在任何情况下该过程完成后都应进行。在设计的适当阶段,约有计划地对设计结果进行正式地评审,并形成文件。每次设计评审的参加者应包括与被评审的设计阶段有关的所有职能部门的代表,需要时也应包括其他专家。这些评审记录应予以保存。

总之,产品设计的作用是相当重要的,这里只简单的阐述了几个方面。实现满足客户要求的设计方案不是唯一的,如何获得最佳设计方案是关键。最佳设计方案要从技术经济角度综合考虑,以实现产品预期的技术经济指标。可以引用成熟的方法来优化各种参数和容差,发挥集体智慧、团队精神以及专家系统的建立来解决原理方案和结构方案设计问题。设计优化可以在满足产品质量要求的前提下,努力提高产品质量,降低产品成本,从而达到客户与企业双赢的最佳效果。

产品工程设计例4

产品造型设计的特点主要体现在两个方面，一方面是技术与艺术的统一，另一方面是功能与形式的统一。其一，产品外观设计是产品形态是审美的创造，结合了设计师的艺术趣味与审美理解。它与产品的价值相关联，代表了产品的“气质”。设计师运用点、线、面等不同的形态元素表达了不同的设计理念，怀旧或前卫、正统或反叛、简洁或繁琐、直接或含蓄、理性或感性。这些呈现出现的形象特点形成产品的“风格”[2]。但我们也应该很明确的认识到产品不同于艺术品，产品设计不能是简单的设计师自身的直觉经验，而是系统地将多重功能和多重限制联系起来，其中有人的因素、经济的因素、工程的因素等等，设计师需要系统地将设计、创造、工艺、生产结合成整体，才能让创意更好地融入到产品之中。其二，功能是指产品所具有的效用，并被接受的能力，产品本身所具有的特定的功能能够体现其应用价值，因此才会被生产和销售。从另一个角度来讲，产品其实是功能的载体，产品设计的根本目的是实现某种特定的功能，产品的试题结构就是功能的载体。产品形态首先是为了表达产品的功能和性能特征，显示出在技术上的合理性，使人们对其功能有形象的认知。优秀的产品形式能够将产品的用途、用法、效果及公共价值准确无误地告诉消费者[2]。在生活中，产品的功能超越了纯粹的基本能力，呈现多元化趋势，如产品在基本使用功能外，还有能带来审美、娱乐等精神功能的作用。所以，好的产品造型设计是使用功能与精神功能相融合的外在表现，是形式和功能共存的产物。

2产品造型中人机工程学的作用

从以上产品造型设计的特点中我们不难看出，优秀的设计最终是要获得一种使生产者和消费者都满意的整体，体现“以人为本”的设计价值观。这个设计价值观直接推动了人机工程学的发展。人机工程学是20世纪80年代左右开始在国内发展的一门新兴交叉学科，随着现代社会经济和科学技术的快速发展，其发展更是超出人们的预期。该学科的显著特点是研究人、机、环境三要素自身特性的基础上，不仅仅注重对单一要素的优化，而是将“人”、“机”、“环境”三要素纳入“人-机-环境”综合体中进行系统的研究，旨在充分利用这三要素之间的内在关联性探寻系统优化设计方案。人机工程学的研究对象主要是：在工业设计中与人体有关的问题[3]。例如，人体形态特征参数、人的感知特性、人的反映特性以及人在劳动中的心理活动等。基于该学科的特点，其理论和方法可为设计中考虑“人的因素”提供人体尺度数据；可为设计中“机的功能”合理性提供科学依据；可为设计中考虑“环境因素”提供设计准则；可为“人-机-环境”系统设计提供整体思路；可为贯彻“以人为本”的设计思想提供可行方法。因而工业与工程设计成为人机工程学主要应用领域。在产品造型设计中，该学科理论与方法贯穿与设计的全过程，逐步将设计水平提升到人们所最求的高度。

3产品造型中人机工程学应用的要点

在产品造型设计中考虑人机工程学也就是考虑人与产品的交互方式、交互界面的设计，运用人机工程学的基本原理分析产品中人的因素，从基本的生理要素、心理要素着手，并将人的因素的研究融入到产品造型设计的全过程中。

3.1生理要素应用

人体尺寸是产品设计的基本资料，通过人体测量可获得人体的静态尺寸和动态尺寸。人体的静态尺寸是结构尺寸，而人体的动态尺寸是功能尺寸，它包括操作者在工作姿态或某种操作状态下的测量尺寸。动态人体尺寸测量的重点是人在执行某种动作时的身体特征。动态人体尺寸测量的特点是在任何一种人体活动中，身体各部分协调而连贯的完成动作指令[3]。但是对于大小不一的人体尺寸，其指令也有差异，设计不可能全部实现。根据尺寸的性质，在同一个产品的各个部分，为了适应不同的人体尺寸，满足大部分的人体需求，必须参考不同的数据[2]。例如由PeterOpsvik设计的Balans凳，考虑到不同乘坐者年龄、坐姿。这款人体工程学椅子看上去似乎不稳想小孩玩的木马，但是坐上去却不是如此。坐上去以后椅子会子安前倾一个角度，保证你的脊柱是一条直线，脖子自然伸直，想弯都弯不了，而且肌肉完全不受力不紧绷。

3.2心理因素应用

根据用户的感觉、知觉特性、认识、学习和出错情况进行产品使用方式、操作界面的设计，以适应用户的职业需要、行动方式需要、认知需要和操作需要，以减少用户学习的时间，减少操作出错[3]。如：Nissan日产Pivo概念电动汽车设计，Pivo最特别的地方是革新式的360度车仓旋转功能及90度车轮旋转功能，当你驾驶Pivo时，从此不用再倒车入库，只要将车头做180度旋转，即可正向开车入库。这一操作方式的设计，完全从用户感知特性出发，做到轻松驾驶。

3.3产品造型设计流程中人机工程学的并行应用

传统的产品造型设计采用阶段性的流程进行，各阶段的工作按时间组织顺序进行。人机工程学被放在第一阶段的概念设计中作为基础数据使用，这容易导致在结构设计和工艺设计及后期模具设计中出现数据不足数据不符的现象，造成设计的变更和制造成本的提高。本文认为应将人机工程学的使用作为一个系统、集成的过程，在产品造型设计的各个阶段设计中同步进行，相互协同。从全局优化的角度出发，达到缩短产品开发周期、提高质量、降低成本的目的。

产品工程设计例5

1、价值工程的基本内容

价值工程是以提高实用价值为目的，以功能分析为核心，以资源的开发与节省为基础，以科学分析方法为工具，用最少的成本支出实现给定功能的产品开发的科学方法。换言之，即以最低的寿命周期费用，可靠地实现产品的必要的功能，对产品的功能，成本所进行的有组织的分析研究活动。国家标准给出的定义是“价值工程是通过各相关领域的协作，对所研究对象的功能与费用进行系统分析，不断创新，提高对象价值的思想方法和管理技术”。

价值工程活动中对于问题的分析是围绕以下7个问题依次展开的：(1)它是什么？(2)它的用途是什么？(3)它的成本是多少？(4)它的价值是多少？(5)有其他方法能实现这个功能吗？(6)新方案的成本是多少？(7)新的方案能否满足要求。这7个问题的解答过程，就是价值工程的工作程序和步骤，即：选定对象、收集情报资料、进行功能分析、提出改进方案、分析和评价方案、实施方案、评价活动成果。

2、价值分析的基本方法

价值工程是用功能分析的方法，以最低成本获得产品的必要功能，从而达到提高价值的目的[1]。在价值工程活动中，功能F(Function)、成本C(Cost)、价值V(Value)三者之间的关系是：

按照价值工程的理论，产品的价值是指功能和成本（包括设计、制造、试验、使用、维护等成本）的比值。提高产品的价值有五种途径：

(1)产品功能不变，用降低成本的方法来提高产品的价值；

(2)维持成本不变，通过提高功能来提高产品的价值；

(3)既提高产品功能，同时也降低其成本；

(4)小幅提高成本，大幅提高产品功能）；

(5)小幅减少产品功能，大幅降低产品成本。

分别表达为：，，，，

以上五种方法都是通过对F和C的调整来达到提高产品价值的目的。

3、产品设计的主要工作

产品设计包括很多具体的内容，如：功能设计、运动设计、结构设计、强度、刚度设计、尺寸设计、几何精度设计、材料设计，以及外观设计等[2]。

产品结构设计是针对产品内部结构、机械部分的设计。评价一个产品的好坏，最首要的标准是实用，要实现预定的功能，这一要求能否达到，完全取决于结构设计。结构设计是产品形成过程中最重要的内容，也是最复杂的环节。

机器设备的功能要由一系列符合装配关系的零件和部件来实现，设计过程中需要考虑产品结构紧凑、外形美观，既要求安全耐用、性能优良，又要易于制造、降低成本。结构设计人员需要各种要求与限制条件寻求对立中的统一，给出协调、合理的设计方案。

4、产品结构设计中的价值工程方法

价值工程是用最低的成本实现必要的产品功能，其核心问题就是寻找功能与成本之间的最佳关系[3]。

产品结构是具象的，它是功能的载体。而功能则是抽象的，是产品的本质属性。用价值工程的方法对产品的结构设计进行分析，是从结构入手去研究产品的功能，通过功能分析、功能整理、功能评价找出设计方案的改进目标。

用价值工程理论指导改进产品的结构设计，是要以最低的总成本确保产品必要功能（主要功能和次要功能）的实现，同时去掉不必要的功能（亦称过剩功能）。减少不必要的材料消耗，在保证产品质量的前提下，尽量做到缩小体积，减轻重量，降低单位产品材料消耗量。这与尺寸链设计中的最短尺寸链原则是一致的。

5、价值工程方法应用实例

本文选择的价值工程分析方法研究对象为一大型板坯加热移动翻转设备系统中的热板坯移动翻转装置。该装置主要由移动翻转车、平移油缸、翻转臂、翻转油缸及装在固定支座上的铰接轴、配重块等组成，如图1所示。

图1 8臂板坯移动翻转装置 图2 6臂板坯移动翻转装置

该装置由水平移动小车2、平移油缸4、翻转油缸3及装在固定支座铰接轴上的翻转臂1、同步轴5、配重块6等组成。用翻转油缸推动翻转臂转动、使翻转臂上起支承作用的钩头承接高温板坯，完成翻转动作，并用配重块平衡翻转力矩；用水平油缸的活塞杆端推动水平移动小车前后移动，并可由同步轴连接二边车轮以保证同步行走。

板坯移动翻转装置中与加热板坯直接接触的是翻转臂。原方案设计了8个翻转臂，通过强度分析计算，可知左右两端的翻转臂受力较小，从结构简化考虑，对方案进行了改进，成为图2所示的6臂结构。经验算，该结构可以满足强度、刚度方面的要求。

根据价值工程的原理来分析，可以看出，在满足功能要求的前提下，减少两臂后，结构简化了，用料少了，重量减轻了，加工和装配的难度降低了，符合前述价值工程基本方法中的第一种――产品功能不变，通过降低成本的方法来提高产品和设计的价值。

6、结语

产品设计需要遵循传统的设计原理与方法。用现代的观点来看，更要强调设计过程与设计结果的优化。运用价值工程的分析方法对产品的结构设计加以改进，在满足产品功能的前提下，采用简化的结构可提高设计乃至产品本身的价值。

参考文献

产品工程设计例6

作者简介：张艺（1988—），男，江苏南通人，现供职于江苏海湾电气科技有限公司

工业设计师在产品研发过程中具有非常关键的作用，其专业素质能力的高低，不仅直接影响设计结果，而且对整个产品研发效率、流程进展起着重要的主导作用。本文拟就产品设计流程中工业设计师应具备的基本能力，谈一点自己的浅见。

一、对设计需求要有透彻的解读能力

设计项目的者（以下称甲方）在新的设计任务时，一般总会提出相应的设计需求。充分了解设计需求是设计流程的第一步，而透过设计需求，获得正确的设计输入信息则最为关键。因为这些一手信息，将为设计师顺利展开后续设计工作提供方向性的指引。笔者认为，要准确获取设计输入信息，必须做到“两个准确解读”。第一，要准确解读设计对象。如同文学作品创作一样，设计首先要切题。然而，要获取设计信息，首先必须对设计对象进行认真研究，比如要了解设计对象的功能、特性，从而明白自己要设计什么。这里，工业设计师除了怀揣自身对设计目标的认知经验外，还要借助一定的市场调研来补充，最后结合甲方的输入信息综合考量，想必通过这样三方面的解读设计对象，才能为新的设计构思做好铺垫。第二，要准确解读甲方意愿。甲方所提供的设计需求信息，内容上可能会具象地描述一种设计期望，也可能只是诉说某种抽象感觉。甲方的传达方式可能是文字（邮件），也可能是图像（照片），甚至是语音（电话或面议）。工业设计师要在准确解读设计对象的基础之上与甲方进行深入沟通，捕捉并磨合设计思想。有疑问的信息要及时予以反馈；抽象的信息要请甲方做具象化的说明，或给予案例参考。在全盘掌握甲方需求后，设计师要结合自身的理解，对眼前的设计需求进行消化、吸收和提炼，并转变成自己的设计输入信息。

二、对设计流程要有整体的规划能力

“设计”这个词从字面解析上即有“计谋”、“谋划”之意。人类进入信息时代后，设计工作的范畴拓宽，设计工作不再只是表面美化，而是在从无到有的酝酿一件“事”，即建立一个完善的产品服务与体验系统。设计是一个前瞻，对于现实的“设计工作”亦是如此。设计师应当首先学会对自己的设计工作流程进行“设计”，根据设计对象的难易度、工作量、工作周期等的全面评估，对设计流程作整体的规划。值得注意的是，工业设计师更多的时候是手上同时拥有多项不同的设计任务，可能其设计项目的品类不同、进度不同、难易程度不同，提案时间也不同，这就要求设计师拥有良好的设计管理能力，抓住重点，分清“轻重缓急”，作出统筹安排，确保设计工作高效、有序、健康地进行。

三、对设计构思要有理性的把控能力

产品设计中，创新思维十分关键，好的创意能为企业带来巨大的商业价值，引领消费潮流，颠覆行业习惯甚至改变世界。产品设计中的创意可能是外观上的，也可能是功能上的，设计行业与生俱来就与“创意”、“创新”相伴，但对产品设计前的“创意构思”不能“天马行空”式的进行“创意”，而应做到“放得开”、“收得回”。设计师在设计构思中始终须以产品功能展开设计，并力求简洁实用。比如，在电子产品设计时就要紧密围绕PCBA板，充分了解各端口的种类、布局、尺寸，然后再进行设计；再如，甲方给定的成本限制、工艺规范要时刻遵循。工业设计师应当高度关注甲方的限制条件，并在此区间里充分发挥自身创意，做到张弛有度。既要“形式追随功能”，又要考虑材料、技术的运用，以及加工制造等方面的可能，努力实现“机能”、“造型”、“材料”、“技术”四者之间的最佳融合。设计师的设计活动应当是“戴着镣铐跳舞”的，其创新结果必然是理性的。

四、对设计形式要有全面的表现能力

设计表现制作阶段，属于设计展开的核心阶段，是整个流程中较为漫长且专业能力要求最高的阶段，是设计师充分展示技能的阶段。好的创意构思，需要通过多种设计形式来呈现。良好的草图绘制能力，可以快速的记录设计师的灵感，也可用以推敲有待完善的设计方案、操作原理、部件装配等等。工业设计师可以借助草图有效地与甲方或同行进行头脑风暴和方案甄选。在确定好草图方案后，设计师可先用计算机绘制产品平面线条，再导入三维软件中进行虚拟模型建立。这也是考察其设计操作应用能力的重要方面。计算机三维模型可以帮助设计师更为直观地呈现设计结果、评估生产成本、推敲设计细节等。在拥有了数字三维模型后，工业设计师须将三维模型进行效果图渲染，于后期再回到二维软件中进行美化处理、排版制作，最后以演示文稿或动画的方式提案。在这个流程当中，显而易见的是工业设计师需要具备完整的设计操作应用技能，如手绘能力、计算机辅助设计能力等等。这些能力缺一不可。作为设计师必须加强学习，与时俱进，不断提升设计操作的应用技能。

产品工程设计例7

【基金项目】华南理工大学广州学院质量工程项目――高等教育教学改革项目，项目名称：高校工业设计专业课程教学法的实践研究，项目编号：JY130341。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）10-0218-02

工业设计是实践性、应用性、创新性较强的专业，其专业性质要求属下设置的课程必须体现实践性、应用性、教学方法创新性的特点。那么，产品系统设计即是一门体现该特点的重要的强化课程。

一、产品系统设计的性质及内容

产品系统设计是工业设计专业一门重要的应用性课程，是检验学生对专业基础课程掌握程度和提升设计能力的必修课程。该课程具有理论指导和实践强化双重性质，为学生成功走向设计之路做好铺垫。

该课程设置在大学三年级下学期，是对低年级课程的承接、延伸与深化。三年级上学期以前的课程主要学习基础的设计方法与程序，设计表达与思维能力，而产品系统设计主要介绍产品设计的系统性思维过程，动态地研究产品与产品、产品与人、产品与环境之间的关系，将产品内部构成要素置于与其他要素相互影响、相互制约中，以可互换和可互补的方式实现使用功能的灵活性和样式的多变性。作为一个合格的设计师，不仅要具备基本的设计表达能力和创新思维能力，重要的还应具有系统设计能力―从产品决策、开发设计方法、生产制造方式，到企业组织、控制生产过程和进行营销管理方法等，都属于系统设计的范畴，指导我们认识产品从设计到生产，到商品化，直至消亡，每个环节要素都要在同一目的的驱使下从属产品的循环系统，而且从属于更大的社会生态系统。

产品系统设计课程的内容包括与产品有关的用户社会系统研究、产品功能系统的设计方法、产品人机系统设计方法、产品生命周期系统的设计方法、系统设计方法之整合设计研究等六大模块进行教学，每个模块都以产品为中心展开研究。

二、产品系统设计课堂教学方法

（一）教学方法实施过程

该课程以理论讲解为辅，以课题实践为主，方法在执行过程中先介绍系统设计方法，并将实际的课题内容贯穿课程教学始终，即是接收课题项目，制定进度计划―市场调研，分析总结―设计定位，方案构思―方案评价，引导建议―设计展开，深入优化―实体制作，检测评估―编制报告，提交作品―申请专利，课题总结。使学生在课题实践中加强掌握理论知识，使课程教学更具有实际意义。

（二）教学内容与项目结合

结合本校的实际情况，我校将“学生研究计划”和“大学生创新创业训练项目”作为教学研究内容，那么在产品系统设计课程教学中，组织学生以团队形式申报该两种项目，按照自己团队的优势和兴趣申报课题类别和名称，并将其纳入到系统设计教学中完成。比如学生申报的SRP项目名称――儿童用品开发设计，在实施该项目时结合系统设计方法和步骤完成产品的开发，开发过程如下：

1.研究现有儿童用品状况分析

现代社会，很多家长没有足够时间照顾孩子，儿童意外事故发生率高。除了外界的客观因素外，另一个因素是儿童自身的弱点。儿童在判断能力、应变能力及体力等方面远不及成年人，面对意外事故时，很难及时做出正确反应，容易导致意外事故的发生。在这种情况下，儿童成了意外伤害的高发人群。

儿童安全产品要符合儿童的使用习惯，心理需求。针对儿童发生几率较高的两个方面（走失、烫伤）入手，从安全的角度出发，结合调研数据、市场预测，设计出保护儿童身心健康的产品。

2.设计方案构思与分析

如图1所示亲子追踪器，此款亲子追踪器是更适用在老人单独带小孩出去户外或是外出买东西的时候，防止孩子丢失和监护孩子健康的儿童安全产品。而针对这方面设计，也为亲子追踪器附加很多相关的而且人性化和贴近生活的功能，这款产品更好地融入这个生活当中。首先亲子追踪器间有距离感应器，两追踪器之间只要超出30m的距离，都会发出报警声，而且距离相隔越远，警鸣声的频率就越高。若两者超出30m仍在可视范围内，家长可以手表发出警鸣声的时候摁下忽略键，即可取消警鸣声，但当距离超过40m警鸣声会再响起的，之后只要再超出10m，警鸣声都会响起一次，而且只要通过家长手动忽略、关闭或者直到亲子追踪器没电，警鸣声才会停止。这样就可以时刻警告、提醒家长和孩子注意做好安全防范。同时亲子追踪器是有感应温度技术，可以随时看到孩子此时此刻的体温，时刻监护着孩子的健康。

图1 亲子追踪器

（三）教学过程与赛事结合

随着工业设计行业在国内的不断发展，越来越受到政府和各行业人事的重视，各组织机构每年大量的设计赛事征集优秀的设计作品，这种平台无疑给学生提供了锻炼设计能力和施展设计才华的机会，如果将赛事项目融入到课程教学中，就激发了学生的设计动力，使他们的学习过程更加充实而又有章可寻。每年的东莞杯国际工业设计大赛是我校学生主要的参赛目标，而且组织学生参观该赛事的作品展览，让学生吸纳优秀设计精髓，提升学生整体的设计水平。

（四）设置设计专题

设计类课程讲究内容的创新性、时代性和针对性，教师只有在授课期间将内容不断地更新，并与时俱进，才能满足学生的求知欲望和求新求异的心理。在以理论讲授为辅的教学模式指导下，为学生设置针对性明确而又新奇的设计专题，才能调动学生的操作积极性。比如，以生存环境、居住空间和生活方式这三大类为主题，以每个主题为学生设置一次专题研究，每个专题研究的时间为1个月，并按照系统设计方法――从产品决策、开发设计方法、生产制造方式，到企业组织、控制生产过程和营销管理方法等对设计开发的产品进行详细的策划，编制策划书。

（五）设计作品评讲

在每个专题设计结束之前，将学生的作品收集起来，师生一起共同评价，在评价学生作品时只做引导、点评和建议，不作判断。通过讨论、评价、评估，对专题作品问题提出各自的解决方法，把所学的知识系统地融入到实际解决问题中，形成新的概念，为下一步的深入设计做出铺垫和指引。

上课时课堂的内容往往受到时间、环境的制约，学生在课堂短时间内只能接收老师的讲授信息内容，无法发挥各自的设计实践能力。而将所有学生的设计作品集中在一起共同学习，使学生能够取其之长去其之短，这种相互激励互进互补的方式能够加快学生的学习效率，激发学生的学习动力。

（六）设计作品实物转化

专题设计结束后，学生相应地将自己的设计概念方案转化为实物模型，通过实物形式检验设计方案的合理性和可行性，设计过程由浅入深，使学生养成系统性的设计习惯，尽到设计师的职责。实物模型制作是设计师必备的设计表现技能，要想成为一个合格的设计师，不但具备灵敏的思维能力，还要具备娴熟的动手实践能力。

（七）制作设计作品检测评估报告

设计的产品为人所用，设计方案必须有始有终，学生必须对自己的设计方案负责，检测评估其方案的合理性和可行性。检测评估的内容主要包括结构设计、工作原理说明、环境指标、生命周期等方面的明确性。产品不是一个空壳，内部装有零件，它们是否能有序的组合并构成一个完整的系统，而且将自己的设计意图完美体现，在该课程教学实践中要求学生必须考量。如泛用型智能搅拌机的结构及工作原理的说明如下图2-3所示：

图2泛用型智能搅拌机外观示意说明图

图3泛用型智能搅拌机结构分解图说明

任何产品都是有特定的系统组成的。在每个阶段检验各种设计构想和解答是唯一能够察觉是否已偏离设计目标正轨的方法。而这一环节正是学生检验各自设计成果的有效过程，否则，设计将无法继续下去。

（八）编写产品营销策划书

学生做完产品结构的研究之后，编写产品的营销策划书，对产品进入市场的过程做好全面的调控和营销战略，对产品生命周期的后期处理做好详细的策划安排，由于篇幅有限，笔者在这里不再附学生的策划书。整个产品的诞生到消亡的过程由学生自己把握，使学生深切认识到：产品从设计到生产，到商品化，直至消亡，每个环节要素都要在同一目的的驱使下从属产品的循环系统。

每件产品都具有一个完整的系统，作为人类智慧的产物，是由若干个相互联系的要素构成的集合体。但是，设计一件产品的过程也构成了一个大系统，产品系统设计这门课在教学过程中也要求采用系统化的教学方法，结合实际的研究课题进行系统化地贯穿所有的教学内容，才能达到明显可见的教学成效。

参考文献：

[1]吴翔.产品系统设计[M].北京：中国轻工业出版社，2009.

产品工程设计例8

随着市场经济的深入发展，企业都在致力于自身竞争力的建设。企业竞争力最终体现在企业产品的竞争力上。而提高产品竞争力，重要途径就是降低成本，提高质量，为此需推广和应用价值工程。实践证明：产品设计中认真开展价值工程活动不仅有助于提高产品设计质量，调整产品结构，降低产品设计成本，提高企业经济效益，而且能够有效地提高企业的整体设计水平。

一、价值工程应用概述

价值工程是一种技术和经济相结合的分析方法，它起源于20世纪40年代的美国。为解决二战后的资源短缺，通用公司麦尔斯（L.D.Miles）在实践中总结出一套在保证产品功能的前提下，以材料代用来降低产品费用的科学理论。其代表作《价值分析》于1947年在《美国机械师》杂志上发表。价值分析又被称为价值工程（Value Engineering），它研究功能与成本之间的关系，寻找功能与成本之间最佳的对应配比,以尽量小的代价取得尽可能大的经济效益和社会效益。

提高设计对象的价值，是价值工程的根本任务和最终目的。价值工程不仅可用于新产品的创造，也适用于对已有产品和现有设计方案的分析和评价。目前价值工程已发展得更为科学、系统和完善。它被公认为是设计、工艺、生产等领域一门独立而行之有效的科学方法，是提高产品价值并降低费用的有效方法。[1]如上世纪80年代中期，德国西门子公司的医疗设备企业面临着日本对手的价格竞争。为此，西门子不得不开始考虑大规模削减成本。西门子要把成本降到原来的40%，这看起来不太可能，但通过价值分析，它实现了降低成本50%，不但保住了市场份额，而且维持了为新产品调研增加投入的能力。[2]

二、提高产品价值的途径

在价值分析过程中，产品的价值是指产品所具有的功能与取得该功能所需成本的比值，即V(价值)=F(功能)/C(成本)。

此公式反映了产品的功能和费用的比值及价值、功能、成本之间的内在联系，它表明费用或者功能都不能代表产品设计的全部含义，它把分析从定性转向定量，从而更本质更深刻。根据这个价值公式，在产品设计中提高产品价值有5种方式:①提高功能，降低成本，这是最理想的方法；②功能不变，降低成本，这是提高价值的最有效方法；③提高功能，成本保持不变，即把不必要功能的价值转移到提高必要功能上来，此法常用于产品技术改造中；④大幅提高功能，成本稍有增加，产品由单功能向多功能发展中常用此法；⑤功能稍有下降，成本大幅下降，该法主要用于中低档和大众化的产品设计中。以北内集团492系列汽油机为例, 该系列汽油机有的零部件用铝合金合理,有的则不经济、不合理,因而可以用铸铁代替；有的则以“铝代钢”更佳，如曲轴由45号钢模锻改为球铁,不但耐磨,使用可靠,而且每根可节省245元,按年产20万台计,仅1994年就节省4900万元。另外,大力推广非金属材料,特别是塑料取代钢材,重量轻、耐腐蚀、易于成型、价格低。如492Q的风扇、正时齿轮及盖等,就采用了工程塑料，从而提高了价值。[3]

三、价值分析程序及产品功能分析

价值工程已发展成为一门比较完善的管理技术，在实践中已形成了一套科学的实施程序。其步骤是：选择对象、收集情报、功能定义、功能整理、功能评价、方案创造、方案具体化、详细评价、审定实施。在这套实施程序中最重要的是对设计对象进行功能分析。按照价值分析的观点，用户需要的不是物，而是功能。功能是满足用户需要的一种属性。①按其重要程度，可分为基本功能(与对象的主要目的直接有关的功能，是对象存在的主要理由，如手机的打电话、发短信)和辅助功能(为更好实现基本功能服务的功能，如手机的夜光、手写输入、按键提示音等)。②按其性质，可分为使用功能和品位功能。使用功能是对象所具有的与技术经济用途直接有关的功能，即产品及其组成部分的实际用途或给用户带来的效用(如手机的打电话、发短信、拍照片、上网、听音乐等)；而品位功能则是与使用者的精神感受、主观意识有关的功能，如贵重功能（如诺基亚黄金外壳手机）、美学功能（如手机绚丽的色彩、流畅的线条等）、观赏功能 (如手机寓意丰富的造型) 等。③按其目的性，可分为必要功能（为满足使用者的需求而必须具备的功能，如手机的打电话）和非必要功能（对象所具有的、超过使用者的需求的功能，如手机的拍照、上网、听音乐、玩游戏等）。产品如果具有太多的非必要功能，就会花费不必要的成本。所以，在价值分析时必须搞清产品的必要功能和非必要功能，并计算出完成这些功能所需要的成本。通过分析，如果有非必要的功能，就可对产品进行重新设计，把承担不必要功能的零部件取消，从而省去不必要的费用，提高产品的价值。

四、产品价值系统分析及价值创新

当今的设计不只是形态、色彩、材质的创新与处理，还涉及价值判断、市场、消费心理等诸多因素，是价值的创新。因此，设计师也不应仅仅是美工师或技术专家，还必须是价值的创新者。麦尔斯的价值分析理论为工业产品设计找到了一条行之有效的评估方法，避免了设计开发的盲目性。但其理论主要论及的是在保障产品基本功能的前提下尽量降低费用以提高产品价值的方法，对实现产品价值的因素，如品牌、文化、心理、市场等考虑甚少。

产品工程设计例9

0引言

人体工程学是研究人在工作环境中的解剖学、生理学和心理学等多方面要素，如何通过合理配置，达到人-机-环境的最优化配置问题，其主要内容是将有关人的科学资料应用于设计领域，最大幅度的提高人的工作环境和生活质量，保障人的身心健康和全面发展。人体工程学应用涉及产品领域较多，如家具产品设计、日用生活品设计、工业产品设计等都离不开人体工程学，本文将以工业产品设计为例，对人体工程学在产品设计中的应用进行分析。

1人体工程学在工业设计中的应用

近年来，汽车制造行业发展较为迅速，企业之间的竞争也日渐激烈，为赢取客户，抢占更大的市场占有率，汽车生产商纷纷将汽车设计作为其优势。在设计过程中，将人体工程学融入其中，增加了产品的舒适性，从而达到提高客户满意度的目的。本文将以汽车部件的设计为例，对人体工程学的应用进行分析。

1.1转向盘设计中的人体工程学

转向盘布置主要是对转向盘中心、倾角和轮缘直径进行确定。转向盘的布置对于驾驶员操纵姿势和操作力具有直接影响，因此对于降低驾驶疲劳度具有重要意义。首先，转向盘位置由仪表板和驾驶员之间的距离决定，转向盘轮缘到驾驶者躯干的距离应达到安全距离的最低限制（250mm）；转向盘前后位置还应考虑驾驶者的伸展性。其次，转向盘高度设计时主要考虑驾驶者上肢的舒适性，转向盘太高，驾驶者会产生“端胳膊”驾驶的感觉，加快疲劳的产生；驾驶者身材不同，其对转向盘高度要求存在不同程度的差异，单一设计很难达到满足所有客户的需求，因此，转向盘高度一般设计为可调节的，这样就能根据驾驶者的身材进行调节，确保驾驶者能够舒适的操作转向盘。再次，转向盘轮缘所在平面应与驾驶者观察仪表时的视线为垂直关系，这是转向盘倾角设计的主要依据，该设计能使驾乘人员获得最佳的仪表视野；另外，转向盘倾角还应与驾驶者手握轴线的方向相匹配。最后，转向盘直径设计太小不利于操控，且影响对仪表的观察视野；直径太大会造成空间的浪费。以商务车转向盘设计为例，通常会设计为450mm，同时配置转向助力装置减少操控力，而不采用加大直径的办法减少操控力。转向盘中心位置、倾角和直径的最终确定是需要通过反复试验、校核后得到的，确保转向盘设计达到最优化状态。现代转向盘设计时还会配置许多功能按钮，如雨刷器开关、挡风玻璃洗涤喷水开关、照明系统开关、喇叭按钮等，布置这些功能按钮时要充分考虑手指操作的伸及性，对功能按钮的形式和顺序进行不断的优化，保障操作的便捷性。

1.2仪表板布置中的人体工程学

首先，仪表板主断面的设计。仪表板主断面位于驾驶员中心对称面处，该部分设计是驾驶者乘坐环境设计的重要组成部分，其设计原理如图1所示。驾驶者下视野线切线以下为盲区，要与眼椭圆下方相切（L4），切线（L4）与水平线所成的角（a）即为驾驶员前方下视野角。为保证前方下视野的要求，仪表板上方最高点、前挡风玻璃下侧边缘、转向盘轮缘都要在下视野线切下方；做转向盘轮缘最高处截面下方和眼椭圆上方的公切线（L1），做转向盘轮缘上方和眼椭圆下侧公切线（L2），L1和L2之间可布置仪表盘。连接仪表盘中心和眼椭圆中心（L3），L3应平分L1和L2之间的空间；仪表盘中心到眼椭圆中心的距离（R）最大值不超过750mm（以商务用车为例），一般距离可设计为710mm；仪表盘平面与L3的夹角应控制在90±10°范围内。

1.3仪表布置中的人体工程学仪表盘和仪表横向位置应布置

在可视区域内。一般来说，最常用、最主要的仪表应布置在可视区中心附近，如车速里程表等；将一般性的仪表布置在重要仪表的周围，如发动机转速表、油量表、发动机水温表等。部分汽车仪表盘上还设计了其他功能仪表，如发电机状态、灯光、变速档、环境温度、路面倾斜度等相关仪表，在布置仪表时应按照认读顺序进行，同时考虑各功能仪表之间的逻辑性，联系密切的仪表可就近布置；当仪表较多时，还可通过颜色加大功能区分，将引人注目的颜色应用到重要仪表区，可对驾驶者起到警示作用。

1.4仪表罩布置

仪表罩要能遮住射向仪表玻璃的光线，这就需要对仪表罩的设计深度进行试验，确保入射光经过仪表表面反射后不会与眼椭圆相交，消除炫目现象。仪表罩布置不能干扰前方下视野，其断面应布置在公切线L1上方，下视野线L4以下。仪表罩最前端要与转向盘保持50mm以上的距离，防止二者的干涉。

2人体工程学应用前景分析

产品设计的主要目的是满足人的需要，因此，产品设计应以“人”为中心，将“人”在使用产品过程中产生的行为和心理感受融入到产品设计中，充分考虑人-机-环境之间的关系，加强人与产品之间的沟通是非常重要的，也是产品设计是否成功的关键要素。随着人们生活水平的不断提升，人们对各类产品的需求也越来越高，客户不仅关心产品的性能，更关注产品能否满足客户的实际需求、产品设计师在进行产品设计时，应具有创新意识，利用人机工程学、超强的观察力和敏感力对产品进行设计，确保产品能够满足客户的需要，提高产品的市场占有率和好评率，扩大企业的经济效益。

参考文献：

[1]辛乐.人体工学在卡路赛利椅设计中应用研究[J].家具与室内装饰，2015，09:74-75.

[2]刘春荣.面向汽车人机工程设计的人体建模系统及其关键技术研究[D].武汉理工大学，2002.

产品工程设计例10

一、A单位构建管理会计体系的紧迫性

 

A单位是主要从事军品项目生产，同时兼顾军民融合式发展的科研院所。“十二五”期间，A单位虽然在预算管理、核算管理、财务分析、科研经费管理、成本工程、产权管理、筹融资管理、财务人员管理等方面取得了长足进展，但管理会计体系的构建尚处于起步阶段。事实上，构建一个完善的管理会计体系直接关系到A单位会计工作转型、会计工作总结提高、科研生产发展以及产品工程建设，任务紧迫，意义重大。

 

(一)构建管理会计体系是会计工作转型的需要

 

我国以往的会计工作以财务会计为主，管理会计发展相对滞后，管理会计在为单位发展提供规划、决策、控制和评价等方面的作用未得到充分发挥。党的十八届三中全会对全面深化改革做出了总体部署，大力加强管理会计工作是会计领域全面贯彻落实深化改革要求的一项重要内容。加快构建管理会计体系对于A单位而言，不仅是顺应我国会计科学发展的必然选择，更是推动会计工作转型升级的重点所在。

 

(二)构建管理会计体系是会计工作总结提高的需要

 

近几年，A单位在管理会计应用方面不断进行探索和实践，在完善财务制度和流程、全面预算管理、建立财务分析机制、型号成本管理和财务信息化建设等方面都取得了一定成果。但是，上述领域的尝试还只是运用了管理会计的部分职能，对管理会计的认识仍停留在感性层面，缺乏系统性规划，与《指导意见》的要求相比仍存在差距。只有加快构建适应性的管理会计体系，将管理会计各个职能的应用整合起来，才能使管理会计真正在A单位发挥前瞻性的决策支撑作用。

 

(三)构建管理会计体系是科研生产发展的需要

 

目前A单位正处于统筹谋划“十三五”发展的承上启下时期，改革发展任务艰巨，型号试验任务繁重，风险程度高，挑战严峻，原有的科研生产管理模式已经不能适应新常态下的发展节奏，必须积极推进科研生产管理模式转型，推动军品产业化发展，提高效率效益。A单位的科研生产管理模式转型是系统化和综合性工程，具体对财务领域而言，通过加快构建适应性的管理会计体系，利用管理会计体系加强规则制定，实现模式重构，提高管理效能，能更好地促进A单位科研生产管理模式转型。

 

(四)构建管理会计体系是推进产品工程建设的需要

 

产品工程是A单位科研生产管理模式转型的核心工作，其关键理念是在满足市场需求的情况下，实现部组件产品化，从而实现经济规模的不断提高。推进产品工程建设对财务管理提出了更高的要求，部组件的标准成本怎么计量?质量缺陷成本如何核算?共享资源如何分摊?这些问题都是管理会计的标准命题，只有加快构建适应性的管理会计体系，通过管理会计体系优化流程、统筹资源、把控风险，才能更好地推进产品工程建设，在助力科研生产管理模式转型的同时促进A单位整体价值提升。

 

二、产品工程建设需要管理会计体系作为支撑

 

A单位的产品工程旨在建立以产品为核心的体系，推动从面向型号需求的定制式产品向面向市场需求的模块化、货架式产品转变，其核心是满足市场需求和部组件产品化。产品工程的重点是产品平台建设，通过引入共用模块设计理念，提炼产品共性平台，开发货架式产品，满足可预见的全部使用要求。产品平台的具体架构如左图所示。

 

从产品平台架构可以看出，转变了原有的“私人订制”模式，建立了标准化共享的平台，这能大大规避产品研制过程重复、资源浪费、成本偏高、周期过长的问题。因此，实施产品工程可以优化产品研制流程，提高产品成熟度，控制产品研制成本，从而提高产品的市场竞争力。

 

(一)产品工程的成本核算及结果反馈需要管理会计体系的支持

 

由于产品工程的成本核算涉及标准成本、目标成本、作业成本、质量成本等，这些成本概念在很大意义上已超越了传统财务会计的范畴，需要运用管理会计的工具与方法处理和解决;产品工程的结果反馈也无法仅仅根据财务会计提供的量化指标做出判断，需要借助管理会计的方法和工具进行综合评估。

 

(二)产品工程的流程设计及风险控制需要管理会计体系的保障

 

由于产品工程的基础是标准化共享的平台，注重技术和部组件资源的共享，原先事后式、程序化的型号管理模式已不能适用，需要建立事前策划、过程控制的体系化、专业化产品管理模式。与财务会计侧重核算历史成本的职能相区别的是，管理会计的职能是解析过去、控制现在与筹划未来的有机结合，能够对全过程的运营风险进行把控。

 

三、A单位管理会计体系构建工作探讨

 

基于《指导意见》提出的理论建设、指引体系、人才培养、信息化建设和咨询服务的管理会计体系框架，A单位管理会计体系构建工作应顺应科研生产管理模式转型方向，以助力产品工程建设为着眼点，以理论建设为指引，以典型案例为基石，以综合性管理会计师为依托，以信息化模块为支撑展开。

 

(一)加强理论建设，统驭体系构建

 

理论建设是A单位管理会计体系构建的基础，通过推进管理会计理论建设，强化理论创新，既能够有效引领和指导管理会计实践应用，又能为综合性管理会计师培养提供知识储备，为设计管理会计信息系统提供系统的理论支撑。A单位管理会计理论建设主要包括建立管理会计的制度体系和建立管理会计的工具方法库两方面内容。

 

1.建立管理会计的制度体系

 

A单位目前已建立了一套成熟的财务制度体系，A单位管理会计制度体系可以参考借鉴现有财务制度体系，并在此基础上结合目前科研生产管理模式转型的要求，做出两步调整：第一步是将相关的科研综合管理制度规范纳入进来，例如科研生产管理制度、产品工程操作指南、产品保证体系手册等;第二步是在现有的财务制度中增加管理会计元素，对现有制度进行调整修正或制定新的制度，例如对成本核算制度等进行修改，增加战略管理制度、内部控制与风险管理制度、绩效评价制度等内容。

 

2.建立管理会计的工具方法库

 

在工具方法库中主要说明各种管理会计工具方法应用的环境、具体操作及各自的优缺点、预期达到的效果等，为A单位系统应用管理会计提供资源基础;同时对各种管理会计工具方法的使用提供实例示范，作为A单位实施、应用相应工具方法的参考，有助于A单位发挥能动性，进一步开发更具适应性的管理会计工具方法。

 

(二)整理应用实例，组织应用推广

 

他山之石，可以攻玉。国内在应用管理会计方面有不少优秀典型案例，可以为A单位所用。对A单位而言，在总结学习管理会计案例时，应侧重关注产品工程领域成功的案例。例如大众、丰田等知名跨国企业的生产流水线，华为公司的集成产品开发IPD管理体系等都是可学习借鉴的范本，重点是提炼管理会计应用经验。管理会计案例库建设应当坚持标准化和特色化相结合的原则，采用螺旋式上升的方式。在统一框架结构、基本要素等案例标准，形成案例规范格式文本的基础上，结合A单位科研生产管理模式转型的不同发展阶段，逐步提炼案例，应用于产品工程实际，通过实际应用效果的反馈进一步丰富和完善案例，从而在建立成熟案例库的同时，对实际运作提供指导和帮助。

 

(三)提供发展平台，培养综合技能

 

结合A单位的产品工程，可采用每一个管理会计师负责一个系列产品的模式，以“产品CFO”作为管理会计师的职责定位，由管理会计师对产品全流程进行把控。这种模式对管理会计师提出了很高的要求，实现这种模式，需要A单位提供广阔平台，加大培养力度;需要管理会计师突破固有思维，提高综合技能。

 

1.单位要加大培训力度，创新培养模式

 

在科研生产管理模式转型的形势下，重点是使管理会计师对科研业务知识和产品工程有一个全方位的掌握，这种掌握的深度应突破科普性层面的了解，只有使管理会计师对业务流程形成系统性认知，才能对产品工程的各个环节有效把控。可采用科研部门举办专业讲座、管理会计师到科研部门交流挂职、组织管理会计师定期到产品一线调研等多种形式。

 

2.个人要转变管理理念，提高综合技能

 

管理会计师必须不断提高自身在财务计划、预算预测、财务分析、决策支持、业绩评价、绩效管理等方面的专业能力。管理会计师不仅需要掌握基本的财务知识，更要懂得如何进行职业判断和决策分析。需要指出的是，管理会计师在掌握专业技能的基础上，必须使自身知识体系与A单位的科研生产管理体系融会贯通，提升视野的全局观。主动学习科研业务知识和产品工程运作方式，学习全新产业化模式等，努力学习并研究透彻相关政策法规。

 

(四)完善信息匹配，提供决策支持

 

结合A单位的产品工程和目前的管理会计信息化发展状况，可根据产品工程的产品研发、产品成熟和产品绩效评估等阶段对管理会计信息的不同需求，增加相关模块，以信息化的手段处理数据，把“大数据”利用起来“强管理”，从源头上防止“信息孤岛”。

 

1.产品研发阶段的管理会计信息化需求

 

在产品研发阶段，产品工程的主要任务是根据市场需求，梳理核心技术和核心产品部组件，形成共享的技术平台和部组件目录，需要管理会计师提供部组件的标准成本，标准成本可以通过对历史数据的修正分析获得;管理会计师还应积极收集行业中同类企业的可比成本作为参照的目标成本;与此同时，管理会计师还应建立产品的全周期成本策划，从而为产品全周期把控奠定基础。因此，在这一阶段，A单位的管理会计信息系统中需要增加标准成本、目标成本以及全周期预算成本模块。

 

2.产品成熟阶段的管理会计信息化需求

 

在产品成熟阶段，产品工程的重点任务是依据产品的质量与可靠性以及可应用程度进行度量，度量结果将作为产品被选用的重要依据，需要管理会计师提供产品的精确成本，对于同一产品平台上不同产品系列之间，以及同一产品系列中不同产品之间共享的资源可以通过作业成本法逐步进行分解和计量。同时，产品生产、设计过程中发生的质量缺陷也应纳入总成本中，并通过统计学原理，对质量问题发生的可能性进行风险预判。因此，在这一阶段，A单位的管理会计信息系统中需要增加作业成本、质量成本以及风险分析与预警模块。

 

3.产品绩效评估阶段的管理会计信息化需求

 

在产品绩效评估阶段，产品工程的重点任务是根据产品的选用情况对产品进行绩效评估，需要管理会计师根据产品的实际成本数据、选用重复率、效能指标等综合因素进行产品的经济性分析。因此，在这一阶段，A单位的管理会计信息系统中需要增加经济性分析、预算与实际成本比对、综合绩效评估等模块。