产品开发与设计的黑洞问题研究

第１期（总第１１９期）　Ｎｏ．１（ＳＵＭ　Ｎｏ．１　１９）　机械管理开发　ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ　ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴ　ＡＮＤ　ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ　２０１１年２月　Ｆｅｂ．２０１　１　

产品开发与设计的黑洞问题研究　

李农勤，彭秋发，廖培林　

（东华理工大学长江学院，江西南昌３３００１３）　【摘要】对企业来说，企业新产品的适时上市关系到企业的生存与发展。然而，由于市场和企业自身各种因素的　

不确定性，制约着企业产品开放与设计的时间预计，导致企业对产品开放与设计时间的“黑洞”。为寻求解决黑洞问　

题的方法，文章对新产品设计时间预测方法分析后，提出了时间控制和不断修正时间的观点，并探讨了提高一次性　产品开发与设计成功率的理论和方法　

【关键词】产品设计；时间；黑洞　

【中图分类号】ＴＨ１２；Ｆ２７３．２　【文献标识码】Ａ　【文章编号】　１００３—７７３Ｘ（２０１１）０１—００５１—０３　

１概述　企业新产品开发必须实现两个重要目标：一是最　

大限度地满足顾客的需求；二是适时地将新产品提供　

给顾客。为最大限度地满足顾客需求，企业必须快速　

识别顾客需求和准确把握顾客需求，寻求企业优势和　

市场需求的“交集”，即企业所生产的产品符合市场需　

求。缩短新产品上市时间，须对产品开发与设计过程　

的时间进行预测和控制，以确保新产品适时地满足顾　

客需求。　

不同顾客的个性需求的相关性很弱，并有较强的　

不确定性和随机性。虽在新产品开发之初，企业对市　

场需求进行了分析，避免了产品在开发与设计中作大　

量改动；但从新产品构思到开发成功之问，仍是企业对　

市场需求的认识过程，诸多市场因素和企业自身因素　

仍然影响着新产品开发与设计的进度，这样便产生了　

开发与设计过程中时间的不确定性，这就是产品开发　

与设计的“黑洞”问题。由于“黑洞”问题的存在，将耗费　

不确定的时间和大量的经费，并使企业难于掌握新产　

品的上市时间，也难于估计新产品设计所需资金投入…。　

由于新产品开发与设计受到诸多因素的影响，企　

业要完全准确地预计产品开发和设计的时间似乎是不　

可能的。但是，如果企业能及时了解市场需求动态、识　

别顾客需求，科学合理地对产品开发与设计各阶段进　

行评审；企业便可结合自身技术条件，对外部资源和市　场情况进行分析，对新产品开发的可行性进行论证和　

对下一阶段的时间作出较为准确的预计，并对整个开　

发与设计时间作出初步预测，就有利于进而解决“黑　

洞”问题。　

为研究方便起见，本文所研究的产品设计时间为　

概念产品形成后经过设计直到交付生产制造之前的一　

段时间。从交付生产制造到产品上市这一段时间为产　

品制造时间；目前，随着技术的进步和管理手段的科学　化，这一阶段的时间已基本能准确地预计，所以，准确　

地预测产品设计时间非常重要。在通常情况下，制定　

产品设计时间是在产品设计与开发规划之前，预先确　

定整个产品开发周期时间，在产品设计过程中对所制　定的时问进行控制。但事先预定时间又必须基于产品　

设计时问和产品制造时间的预测。　

２产品设计时间预计方法与控制分析　

２．１预测时间方法分析　产品设计时间的预测，在本质上并ｔ￣Ｎ，－ｊ－问序列问　

题，因此一般的预测方法并不适用。由于影响因素多、　

且影响程度复杂，难于量化。同一因素对不同的企业不　

同的产品等等，都会产生不同程度的影响，所以，定量　

化预测方法采用的并不多。应用较多的是由设计管理人　

员依靠经验，对产品设计任务作出预测的主观方法　Ｉ。　

基于并行工程的思想，经过产品概念设计后，可将　产品设计过程根据产品功能及其所需部件组粗略地划　

分为若干阶段（见图１）。　

部件组１　初步设计　部件组２　初步设计　部件组１　详细设计　部件组２　详细设计　部件组１　工艺设计　部件组２　工艺设计　成品设计　试生产　

产品设计时间　１　ｒ　阶段１　阶段２　阶段３　阶段４　阶段５　基本设计　

工艺设计　

产品试制　

图１产品设计阶段模型　从纵向看，产品设计可以分为三个阶段：基本设　

计、工艺设计、产品试制。基本设计完成产品的设计工　

作，基本设计又包括初步设计和详细设计；Ｔ艺设计完　

成产品的制造工艺方案设计；产品试制则是完成新产　

品的试生产Ｔ作。从横向看，在假定２个部件组的情　

况下，可以分为五个阶段：第一、第二阶段为基本设计，　

第三、第四阶段为Ｔ艺设计，第五阶段为产品试制。　

产品设计时间的确定，就是确定横向的五个阶段　

的时间。在产品设计之初，设计管理人员与设计人员，　

收稿日期：２０１０—０９—１７　基金项目：江西省社会科学规划项目（０７ＹＪ２２３）　作者简介：李农勤（１９６０一），男，江西南城人，学士，副教授，从事生产与运作管理研究。　

・５１・

　第１期（总第１１９期）　机械管理开发　

主要根据市场需求情况、新产品上市时机、企业资源等　情况，对整个产品设计过程进行预测。由于考虑的因　

素有限、且变数较大，主要考虑上市时机为主，导致这　

种预测偏差较大，因此，产品设计时间的确定应是在设　

计过程中，对设计时间进行控制、调整决策，在保证上　

市时机的前提下，不断地精确确定产品设计时间。　

新产品设计系统模型可以表述如下：新产品设计　

系统Ｍ＝｛　（）｛；输入集Ｉ＝｛　，　，厶，……）＝｛时间要　

求，市场因素，企业因素，材料，资金，人员，……ｌ；输出　

集０＝｛０。，０２，０３，……ｌ＝｛设计时间，图样，说明书，１二艺　

方案，……｝；过程集Ｐ＝｛　，　，Ｂ，｝＝｛基本设计过程，工　

艺设计过程，产品制造过程｝；状态集ｐ＝　，　，）＝　

｛Ｔ程图及技术文档，制造工艺设计方案，评价报告｝。　

２．２产品设计时间的控制　在设计过程中，由于有较多的不可预计的因素影　

响，每一阶段中都可能出现未按时完成的现象。所以，　

不管是用何种预测方法进行预测，加强设计时间的控　

制和提高一次开发的成功率均显得很重要　。　

阶段性评审是控制设计时间的主要方法，就是在　

产品开发与设计中没置合适的审查点，其目的是为了　

检查产品开发过程的完成情况，找出存在问题和改进　

机会，并决定项目是否继续进行或中止，决定产品开发　

资源投人和分配。在每一个阶段性评审点，都要设定　

一个特定的目标。对于各阶段评审必须实事求是，要　

以数据和分析结论进行说明，以便作出正确的决策。　

在每个评审点评审结束以后，都要为下一评审点设定　

较为具体的评审目标和准确地确定下一阶段的时间。　

２．２．１产品设计的前期　在产品设计启动前，设置一个评审点。为使产品　

设计工作必须从市场需求人手，其特定目标为说明产　

品需求和商业目标，同时启动产品开发计划。产品设　

计初期评审是设计Ｔ作的基础和起点。这一阶段要求　对方案作　概略的分析和论证ｌＴ作，其内容偏重于对　

技术理论、设计原理、技术经济效果、实现技术方案的　

可能性等方面的论证和评审。　

２．２．２产品设计过程中　

在开发过程中，应设置若干评审点。建立技术评　

审制度，确定产品开发过程中各阶段的技术评审点及　

评审要素，建立技术评审组织；通过技术评审提高技术　

运用合理性，回避技术风险，提高产品质量。　

１）初步设计的主要任务。对新产品结构方案、组　

成整机的零部件，以及与之相关的新原理、新丁艺等方　

面进行专题研究，或进行模拟试验，以便取得设计时必　

要的技术参数；或者通过试验证实某些方案实现的可　

能性，并为新产品的设计规范、设计计算方法、选择合　

理的允许应力及安全系数提供科学上的依据。这一阶　

段主要对产品的技术经济性进行论证，进行多方案比　

较，选择最佳方案。２）详细设计是确定新产品各个部　

件、组件的详细结构、尺寸及其配合关系和技术条件，　

・５２・　计算结构和零件的强度与刚度；制定验收和交货的技　

术条件；计算产品技术经济参数，检查其性能、成本是　

否达到产品设计方案的要求。这一阶段主要对产品结　

构的先进性、＿Ｔ艺性、使用操作性能进行评审，以改进　设计。３）工艺设计完成产品的制造工艺方案设计。　

这一阶段主要对加工丁艺的技术经济性进行评审。　

在每一阶段评审后，应对影响该阶段时间的因素　

进行分析，研究和解决设计中碰到的问题，在总结经验　的基础上，较为准确地确定其设计时间，并对整个设计　

过程的时间进行预计。并与设计之初所预计的设计时　

间进行比对，分析各种因素的影响程度，找出缩短新产　

品设计时间可行措施。必须指出的是，在缩短新产品　设计时间的同时，应处理好速度与成本，速度与质量之　

间的关系，在这三者之问找到平衡点。　

２．３提高一次开发成功率　

为降低新产品设计的风险，缩短设计时间、降低设　

计成本，提高一次开发成功率是非常必要的。要掌握　

顾客的需求及其变化趋势，单靠个性化需求预测方法　是不够的，个性化需求预测的结果，只能作为决策的依　

据之一；只有通过“全面顾客参与”，企业才能把握顾客　

对现有产品的改进意见、顾客真正想要的产品和服务、　

顾客偏好和价值观的变化。全面顾客参与是提高一次　开发成功率的保证。　

在产品设计过程中，由于不同的人对相同的信息　

会有不同的理解；通常，顾客会按照自己的技术标准、　

生产标准、主观愿望来衡量设计，而企业则倾向于自己　对设计的理解来要求顾客接受设计。“顾客全面参与”　

意味着，顾客及时共享所有与需求有关的产品知识和　

信息。要做到“顾客全面参与”必须建立个性化需求预　

测系统，以提高个性化需求预测的准确率。为此，有必　

要建立创新平台，通过此平台与顾客进行沟通，掌握需　

求变化及其趋势，消除与顾客的冲突；积极与供应商、　顾客、研究机构建立长期的合作关系，快速获取各种信　

息进行科学的决策。　３结束语　影响确定产品设计时间的因素较为复杂，且难以　

量化。一般而言，这些因素有市场环境因素和企业内　

部环境因素。保证产品设计在其所预测的时间内完　

成，并缩短产品设计时间，需在一个阶段完成后进行评　审，以检查该阶段的进度，所以，可将产品设计评审点　

设置在每一阶段。设计管理人员根据本阶段的设计情　

况，在考虑下一阶段将产生的影响因素的基础上，结合　

其经验能比较明确地预计下一阶段的具体时间，并对　

以后的几个阶段的时间作出初步预测，使得企业能结　

合市场环境和企业内部环境因素，不断修正产品设计　

之初所确定的时间。在科学合理的决策基础上，根据产　

品设计的种类、产品的复杂程度、设计人员的水平适当　

地合并和简化设计程序，较为准确地预计新产品设计　

时间和不断缩短新产品设计时问，节约产品开发资源。　

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