[产品管理-21]：NPDP新产品开发 - 19 - 产品设计与开发工具 - 详细设计与规格定义
目录
前言：
一、详细设计与规格定义概述
1、产品详细设计
2、规格定义
3、详细设计与规格定义的关系
4、实际应用中的注意事项
二、详细设计与规格定义主要工具
2.1 质量功能展开QFD - 需求跟踪矩阵
1、QFD的基本原理
2、QFD的实施步骤
3、QFD的优势与应用价值
4、QFD的未来发展
2.2 稳健设计/鲁棒性设计
稳健设计的特点和优势
稳健设计的实施步骤
稳健设计在工业中的应用
2.3 情感化设设计
1、情感化设计的定义与背景
2、情感化设计的层次
3、情感化设计的实践方法
4、情感化设计的案例
前言：
一、详细设计与规格定义概述
产品详细设计与规格定义是产品开发过程中的关键环节，它们共同确保了产品的功能、性能、外观及质量等方面能够满足设计要求和使用者的需求。以下是对这两个方面的概述：
1、产品详细设计
产品详细设计是在产品概念设计之后进行的，它是对产品功能、结构、外观等方面的具体规划和细化。详细设计的主要目的是将概念设计中的抽象想法转化为可实施的具体方案，为后续的制造和生产提供详细的指导。
- 功能设计：明确产品的各项功能，并设计相应的实现方式。这包括确定产品的输入输出接口、操作流程、数据处理方式等。
- 结构设计：根据功能设计，进行产品的结构设计。这包括确定产品的各个部件、组件及其相互之间的连接方式，以及产品的整体布局和尺寸。
- 外观设计：设计产品的外观形态、色彩搭配、材质选择等，以符合使用者的审美需求和使用习惯。
- 人机交互设计：考虑产品与使用者之间的交互方式，设计易于理解、操作简便的界面和交互流程。
2、规格定义
规格定义是对产品各项性能、参数、质量等方面的具体规定和说明。它是产品设计和制造过程中的重要依据，也是产品验收和质量控制的标准。
- 性能规格：包括产品的功能性能、物理性能、环境适应性等。例如，电子产品的性能规格可能包括功耗、响应时间、工作温度范围等。
- 尺寸规格：规定产品的具体尺寸和公差范围。这有助于确保产品在制造过程中的一致性和互换性。
- 材料规格：明确产品所使用的材料种类、牌号、性能要求等。这有助于保证产品的质量和可靠性。
- 质量规格：规定产品的质量标准、检验方法和验收标准。这有助于确保产品在出厂前符合设计要求和使用者的需求。
3、详细设计与规格定义的关系
产品详细设计与规格定义是相辅相成的。详细设计为规格定义提供了具体的实施方案和依据，而规格定义则对详细设计进行了约束和规范。通过详细设计和规格定义的相互配合，可以确保产品在设计、制造和使用过程中保持高度的一致性和可靠性。
4、实际应用中的注意事项
- 明确需求：在进行详细设计和规格定义之前，必须充分了解和明确使用者的需求和期望，以确保产品能够满足使用者的需求。
- 注重细节：在产品详细设计和规格定义过程中，应注重细节处理，确保产品的每一个细节都能够满足设计要求和使用者的需求。
- 考虑可制造性：在进行详细设计时，应充分考虑产品的可制造性，以确保产品能够在现有的制造工艺和设备条件下顺利制造出来。
- 保持一致性：在产品详细设计和规格定义过程中，应保持各个部分之间的一致性，避免出现相互矛盾或冲突的情况。
综上所述，产品详细设计与规格定义是产品开发过程中不可或缺的重要环节。通过科学、合理地进行详细设计和规格定义工作，可以确保产品在设计、制造和使用过程中保持高度的一致性和可靠性。
二、详细设计与规格定义主要工具
2.1 质量功能展开QFD - 需求跟踪矩阵
质量功能展开（QFD, Quality Function Deployment）是一种系统性的质量管理工具和方法论，它起源于日本，最初应用于船舶设计和制造领域，后逐渐扩展到汽车、电子、航空航天等多个制造业领域。QFD的核心思想是将顾客需求转化为具体的产品设计、生产和服务要求，以确保最终产品能够真正满足顾客的需求和期望。
1、QFD的基本原理
QFD通过一系列矩阵和图表，系统地分析顾客需求与产品设计特性之间的关联度。
其基本原理包括：
- 顾客需求收集：通过市场调研、客户访谈、问卷调查等方式，全面收集并整理顾客对产品的需求信息。
- 需求分析与整理：利用亲和图、KJ法等工具对收集到的需求进行归类和整理，形成结构化的顾客需求清单。
- 建立质量屋：质量屋是QFD的核心工具，它以直观的方式展示了顾客需求与产品设计特性之间的映射关系。在质量屋中，左侧列出顾客需求及其重要度评分，顶部列出产品设计特性，中间通过关系矩阵表示各设计特性对满足顾客需求的贡献程度（即关系度评分）。
- 综合评估与优化：基于质量屋中的关系矩阵和重要度评分，通过计算得出每个设计特性的综合重要度。这些综合重要度高的设计特性即为关键设计特性，需重点关注并优化。
2、QFD的实施步骤
QFD的实施通常包括以下几个步骤：
- 确定项目范围与目标：明确QFD应用的产品或项目范围，以及希望通过QFD达成的目标。
- 收集顾客需求：通过市场调研、客户访谈等方式，广泛收集顾客对产品的需求信息。
- 构建质量屋：将收集到的顾客需求进行整理，并构建质量屋，分析顾客需求与产品设计特性之间的关联度。
- 综合评估与决策：基于质量屋中的数据分析结果，确定关键设计特性，并制定相应的设计目标和计划。
- 实施与监控：按照设计目标和计划进行产品开发，并在开发过程中持续跟踪和监控，确保各项设计活动均符合QFD的要求。
- 评估与改进：在产品原型或样品制作完成后，进行严格的测试和验证，以评估产品是否真正满足了顾客需求。对于发现的问题和不足，及时进行改进和优化。
3、QFD的优势与应用价值
QFD作为一种先进的质量管理工具，具有以下优势和应用价值：
- 精准识别顾客需求：通过市场调研和数据分析，QFD能够精准识别顾客的需求和期望，为产品设计提供明确的方向。
- 优化产品设计流程：QFD将顾客需求转化为具体的设计要求，指导工程师在产品设计阶段就考虑到顾客的需求，从而提高产品的适用性和客户满意度。
- 提升产品质量：QFD强调在设计阶段预防质量问题，通过减少设计缺陷和提高制造过程的稳定性，从而提升产品质量。
- 缩短开发周期：QFD采用并行工程的方法，将产品设计、制造、销售等各个环节紧密衔接，加快产品开发速度，缩短开发周期。
- 降低生产成本：通过优化产品设计和制造过程，QFD能够减少不必要的浪费和返工，从而降低生产成本。
4、QFD的未来发展
随着市场竞争的日益激烈和消费者需求的不断变化，QFD的应用将越来越广泛。未来，QFD可能会结合大数据、人工智能等先进技术，对用户需求进行更精准的分析和预测，提高QFD的针对性和有效性。同时，QFD也将继续贯穿于产品设计、生产、销售等全过程，实现全生命周期的质量管理。
2.2 稳健设计/鲁棒性设计
稳健设计，也称为鲁棒设计、健壮设计或robust设计，是一种低成本、高稳定性的产品设计方法。该方法最早由日本学者田口玄一提出，并在其创立的三次设计法（Three Stage Design）基础上逐步发展完善。稳健设计强调在设计阶段就充分考虑各种因素的影响，通过调整设计变量及控制其容差，使得产品在各种因素的干扰下仍然能够保证质量稳定。
1. 稳健设计的特点和优势
- 低成本高效益：稳健设计通过优化设计和工艺，减少了对高质量原材料和零部件的依赖，降低了生产成本。同时，由于产品质量的稳定性提高，减少了因质量问题导致的返修和报废，从而提高了整体的经济效益。
- 抗干扰能力强：稳健设计使产品的性能对各种噪声因素（如环境变化、材料差异等）的不可预测变化具有很强的抗干扰能力。这种能力使得产品在不同条件下都能保持稳定的性能表现。
- 提高产品可靠性：稳健设计关注产品的功能稳定性问题，通过设计使系统在寿命周期内无论其参数、结构发生漂移或老化，都能持续满意地工作。这大大提高了产品的可靠性和使用寿命。
- 广泛的应用范围：稳健设计不仅适用于传统制造业的产品设计，还逐渐扩展到电子、航空航天、汽车等高科技领域。随着计算机技术、优化和CAD技术的发展，稳健设计的应用范围还将不断扩大。
2. 稳健设计的实施步骤
稳健设计的实施通常包括以下几个步骤：
- 确定设计目标和约束条件：明确产品的功能需求、性能指标以及设计过程中需要遵守的约束条件。
- 识别关键设计参数：通过系统分析确定影响产品质量的关键设计参数，这些参数可能是产品的结构尺寸、材料性能、工艺参数等。
- 制定稳健设计方案：根据关键设计参数制定稳健设计方案，包括设计变量的选择、容差的设定以及设计优化策略等。
- 仿真分析和实验验证：通过仿真分析和实验验证来评估稳健设计方案的可行性和有效性。这包括对产品性能进行预测、对设计方案进行改进和优化等。
- 设计评审和决策：组织专家对稳健设计方案进行评审和决策，确保设计方案符合设计要求并具备可行性。
3. 稳健设计在工业中的应用
稳健设计在工业中的应用已经取得了显著成效。例如，在汽车制造领域，稳健设计被广泛应用于发动机、变速器等关键部件的设计中，提高了产品的可靠性和耐久性。在电子产品领域，稳健设计则通过优化电路设计和元器件选择等方式提高了产品的抗干扰能力和稳定性。
随着科技的进步和工业的发展，稳健设计将继续发挥重要作用。未来，稳健设计将更加注重与先进制造技术的结合，如智能制造、物联网等技术的应用将进一步推动稳健设计的发展和创新。
2.3 情感化设设计
情感化设计是一种旨在抓住用户注意力、诱发情绪反应，以提高执行特定行为可能性的设计方法。它强调在产品设计中融入情感元素，以满足用户心理层面的需求，增强用户与产品之间的情感联系。以下是对情感化设计的详细解析：
1、情感化设计的定义与背景
- 定义：情感化设计是基于产品的功能性和易用性之后，追求的更高层次目标。它通过某种方式刺激用户，使其产生情感上的波动，进而对产品产生特定的认知和定位。
- 背景：随着科技的发展和市场竞争的加剧，消费者对产品的需求不再局限于物质层面，而是更加注重心理和情感层面的满足。情感化设计应运而生，成为提升产品竞争力和用户忠诚度的重要手段。
2、情感化设计的层次
根据《情感化设计》等书籍和理论，情感化设计通常被划分为三个层次：
- 本能层次：主要关注产品的外观、风格等物理特征。这些特征在第一时间吸引用户的注意力，并引发用户的本能反应。例如，产品的颜色、形状、材质等都会直接影响用户的第一印象。
- 行为层次：注重产品的效用和交互性。产品功能好、操作简单易懂、物理感觉舒适等都会提升用户的使用体验。这个层次的设计需要充分考虑用户的使用习惯和需求，以用户为中心进行设计。
- 反思层次：涉及产品给用户带来的长期感受和认知。这个层次的设计需要引发用户的思考和共鸣，让用户在使用产品后产生积极的情感体验和认知。例如，产品能够激发用户的个人价值、满足用户的情感需求等。
3、情感化设计的实践方法
- 色彩与视觉设计：色彩是情感化设计中非常重要的元素。不同的色彩能够引发用户不同的情感反应。设计师需要根据产品的特性和目标用户群体选择合适的色彩搭配，以营造出符合产品气质和用户需求的视觉体验。
- 交互设计：交互设计是情感化设计中不可或缺的一部分。通过优化产品的交互方式，可以让用户在使用过程中感受到愉悦和便捷。例如，通过动画、音效等元素增强用户的操作反馈感；通过简化操作流程降低用户的学习成本等。
- 文案与情感共鸣：文案是传递产品信息和情感的重要媒介。通过温暖且有趣的文案向用户表达情感、传递关怀，可以加深用户与产品之间的情感联系。例如，在恶劣天气下为用户送上温馨的提示语；在节日期间为用户送上节日祝福等。
- IP与品牌塑造：IP设计能够让产品与用户的互动变得更加有趣和生动。通过打造具有独特个性的IP形象，可以吸引用户的注意力并增强用户的记忆点。同时，IP形象还能够成为品牌的一部分，帮助品牌塑造独特的品牌形象和价值观。
4、情感化设计的案例
- aicc儿童英语学习电脑：通过优化互动学习环节、英语发音环节和绘本学习等环节的体验，为孩子营造全天沉浸式英语环境，激发孩子的学习兴趣和积极性。
- Beyond Sight盲人电器：针对盲人用户设计了一系列直观易用的产品，如通过上下移动球部分来控制音量的扬声器、通过滚动和旋转通道来更改频道和调节音量的遥控器等，让盲人用户也能享受到便捷的生活体验。
- 大眼萌时钟：将旋转的眼睛和时钟功能结合起来，让看时间变得更有乐趣。同时，其高辨识度也适用于艺术馆、图书馆等多种场景。
综上所述，情感化设计是一种以人为本的设计方法，它强调在产品设计中融入情感元素以满足用户心理层面的需求。通过色彩、交互、文案和IP等手段的实践应用，可以打造出具有独特魅力和情感共鸣的产品，从而提升产品的竞争力和用户忠诚度。