当前课程知识点：系统化产品设计与开发 > 第十讲 产品架构 > 第1节 产品架构概述 > 第1节 产品架构概述
同学们好
现在我们进入课程的第十讲
关于产品的架构
在前面我们确定了产品的需求
设定了规格
确认了我们准备选用的技术原理之后
现在进入产品的系统级设计阶段
讨论关于产品的总体框架
我们举一个惠普公司
开发新型的彩色喷墨打印机的例子
大家在市场上可以看到惠普的彩色喷墨打印机
最低端的有200块钱出头的
然后有300多块钱的将近400块钱的
偏贵的有六七百块钱
那么这些不同型号的打印机
它瞄着是不同的细分市场
如果是我们要开发这么多型号的打印机
那么开发的工作量很大
将来生产的难度也比较大
针对这个问题我们就想
针对彩色喷墨打印机这一条产品线
我们是不是可以通过产品的系统架构
来开发一系列的产品
也就是说在一个平台上来开发一系列的产品
开发团队面临着这样一些问题
选用不同的产品架构
对团队的开发能力有哪些影响
比如我们能否提供多样化的产品
我们能否在限定的12个月之内
完成这一系列产品的开发
能否管理好这个产品开发的过程
而且很重要的另外一方面是
如果采用不同的产品架构
对这一系列产品的成本有哪些影响
不光影响设计开发的成本
也影响将来他们制造的成本
然后我们来看一下
产品架构这件事情说的是什么意义呢
它的定义就是
把产品的一些功能单元
分配到这个产品的一些实体性的单元
也就是它们的零部件
所谓的功能单元
就是产品的某一部分
要执行的某种独立的操作或者是转换的功能
这件事情会对产品的整体性能做出贡献
而所谓的实体单元
就是指我们将来在产品里头会看到的
那些零件 元器件
或者是几个零件组成的一个合件或者是组件
这是实体单元
我们来看在喷墨打印机里边
功能单元指的是它的某方面的功能
比如说我要有一个地方来存储这个空白的纸张
然后打印机要能够与计算机通信
来取得计算机的打印指令
这两个方面都是功能单元
实体单元指的就是那些实现功能的零部件
比如说我们要通过电热喷墨的原理
把墨水喷到纸上去
这就是墨盒这个部件要实现的功能
在产品里边
所有的实体单元经常会组合成几个更大的实体单元
这些比较大的实体单元
经常被称作是部件或者是总成
在做产品架构的规划的时候
有两种典型的思路
一种是所谓的模块化的架构
另外一种呢是集成化的架构
在很多传统的产品设计里边
我们经常倾向于用模块化的架构
也就是说产品的某个部件
它会实现一两个功能
部件和部件之间是相互独立的
我们举一个运动自行车的例子
在这种运动型的自行车上
比如说大家看到它的刹车手柄是独立的
另外呢还有两个小的变速手柄
分别是对驱动轮和被动轮的轮盘
进行链条的位置切换
那么在自行车的这个车把上
刹车手柄和变速手柄是安装在不同的位置的
你如果要想变速的话
你手必须离开刹车的位置
要换一个位置
而新型的自行车
更倾向于这样的集成化架构
它会出于空气动力学上的一些考虑
比如说怎么样减小面积降低风阻
也会出于人体工程学上的
或者叫工效学上的一些考虑
比如怎么样我在一个固定的位置
手不用变位置
同时可以进行刹车或者是变速的操作
那么这样的话
我们就把刹车和变速的功能集成在一个部件上
这样的话风阻减小了
操作也更方便了
我们采用模块化架构的时候
一般来说每个部件会实现一个单一的功能
或者是极少数两三个功能
而且部件和部件之间的相互关系
它们的关联是很明确的
做到极致的模块化
那就是每个功能单元只有一个部件来实现
而且部件之间的关联不是很多
边界定义非常清楚
如果需要的话
我们可以对单一的部件进行设计变更
而且各个部件是交给不同的开发小组
或者是开发人员独立去设计的
而在另外一个方向上
做集成化的架构
那经常就是多个功能单元
是由多个部件共同来实现的
是一个多对多的关系
一个部件上经常跟几个功能单元相关
而且部件之间的关联是比较复杂化的
这种集成化的架构它有什么特征呢
一个就是追求高的产品性能
再一个特征就是在部件之间边界不是那么清晰
这些部件经常是交织在一起的
而且我们经常会把比较多的功能单元个数
集中在少数的几种零件或者是部件上
但是你如果要做设计修改的话
做一些变更的话
那么就比较困难
因为牵一发而动全身
改一个 几个对应的部件都要做出改动才行
改动很困难
我们看如果要设计成模块化的架构的话
做模块化有什么做法呢
在这我们介绍几种典型的模块化架构的构造形式
一种是模块和机体之间
是用插槽或者插口式的这种架构
但是不同的模块它所用的连接界面是各不相同的
不能互换
就像下边我们这幅简图上画的这样
这个三角形的部件
是通过一个三角槽插到机体上的
而这个正方形的部件
是通过一个长方槽插进来的
而这个圆形部件呢
是通过一个圆槽
这些槽之间是不能互换的
举个实际的例子
比如汽车里边用的音响这个部件
它的电源的插口只能插电源
它的输出的插口只能接喇叭的那个插头
它的控制线的部分只能插控制线
这几个之间是不能互换的
另外一个例子
就是我们的电脑里边大家知道
如果接U盘
我们可以插在USB口里头
如果要接显示器
你就得插VGA口
当然有的新型的电脑用的是DP口或者是HDMI的口
那么这些接口之间是不能通用的
这是这种典型的插槽或者是插口式的模块化架构
第二种常见的方式是总线式的模块化架构
它会有一个通用的总线基础
每个模块插到这个总线上
它那个界面或者说插槽都是一样的
是可以互换的
就像下面这幅简图里边表示的这样
总线上都是长方形的插槽
所有部件都是通过这种插槽插进来的
任何一个部件可以插在任意的位置
它们是通用的
就像咱们电脑主板上的PCI插槽一样
你如果买了一个声卡或者是显卡
你可以插在随便一个PCI插槽里头
第三种模块化的形式
是分段式的架构
模块的界面都是相同的
但是模块和模块之间
不是插到某一个基板上或者是总线上
而是模块和模块可以顺序的互相连接起来
比如像我们家里用的组合式沙发
你可以根据房间的形状
或者你喜欢的布局方式
可以随意的摆放
只要把沙发和沙发的端面对接在一起就好了
在复杂工业产品里边
我们所有的轨道交通车辆
不管是普通的火车还是高铁 地铁
都是采取这种分段式的结构
大家知道一节车厢和另外一节车厢之间
只要车钩一对接
然后水电气的插头一对接
这样的话一列车就组成了
这是典型的分段式模块化架构
在产品开发的过程中我们要做一个决策
在什么时间点上
来确定这个产品采用的架构模式
一般来说产品架构是开始于概念开发阶段
我们可以在草图里边画出它的几个模块 几个部件
或者用功能图 用早期原型来展示它的基本架构
根据具体产品的技术成熟度
我们可以来确定
什么时机可以把产品的架构完全确定下来
如果是对一种现有的产品进行做小幅度的改进的话
在概念开发阶段我们就可以把产品架构确定了
因为这种产品的基础的技术和工作原理都是已知的
是已经定下来的了
所以我们就可以早一点确定产品的架构
产品架构的重要性在于
能够帮助我们在降低供应链成本的同时
可以提供多样化的产品
让顾客更满意
如果我们要开发的产品是一种全新的产品
那么在概念开发阶段
这个产品的具体实现方式还不是太明确
所以要到系统级设计阶段
我们才来决定产品的架构
因为在概念开发阶段
我们主要的精力
是去关心那些基础的技术或者是工作原理了
到了系统级设计阶段
确定产品架构就成为我们的首要任务
-第1节 产品开发概述
--第一讲 讲义
-第2节 产品开发面临的问题与挑战
-第3节 课程内容与计划
-第一讲课后作业--作业
-第1节 开发流程概述
--第二讲 讲义
-第2节 通用型产品开发流程
-第3节 概念开发流程
-第4节 差异化产品开发流程（1）
-第5节 差异化产品开发流程（2）
-第6节 产品开发流程图
-第7节 产品开发组织（1）
-第8节 产品开发组织（2）
-第二讲课后作业--作业
-讨论题
-第1节 什么是机会
--第三讲 讲义
-第2节 机会识别流程
-第3节 生成机会方案（1）
-第4节 生成机会方案（2）
-第5节 筛选机会方案
-第6节 选择优异机会方案
-第三讲课后作业--作业
-第1节 产品规划概述
--第四讲 讲义
-第2节 项目组合与规划流程
-第3节 项目评价与组合平衡（1）
-第4节 项目评价与组合平衡（2）
-第5节 资源分配及时间安排
-第6节 项目前期规划（1）
-第7节 项目前期规划（2）
-第四讲课后作业--作业
-新产品开发项目 说明
-第1节 顾客需求识别概述
--第五讲 讲义
-第2节 识别顾客需求的方法
-第3节 向顾客收集原始数据
-第4节 选择顾客
--第4节 选择顾客
-第5节 顾客调查准备
-第6节 顾客互动要领
-第7节 顾客数据整理
-第8节 撰写需求陈述
-第9节 需求层级化组织（1）
-第10节 需求层级化组织（2）
-第11节 确定需求的相对重要度
-第12节 反思结果与过程
-第五讲课后作业--作业
-第1节 为何需要产品规格
--第六讲 讲义
-第2节 产品规格的含义
-第3节 目标规格
--第3节 目标规格
-第4节 测度指标
--第4节 测度指标
-第5节 如何构建测度指标清单
-第6节 与竞争产品比对
-第7节 设定指标理想值与边界值
-第8节 最终规格
--第8节 最终规格
-第9节 技术模型
--第9节 技术模型
-第10节 成本模型
-第11节 权衡分析
-第12节 规格分解
-第六讲课后作业--作业
-第1节 概念创成概述
--第七讲 讲义
-第2节 澄清问题
--第2节 澄清问题
-第3节 分解功能
--第3节 分解功能
-第4节 外部搜索(1)
-第5节 外部搜索(2)
-第6节 内部搜索
--第6节 内部搜索
-第7节 创新小窍门
-第8节 萃智理论
--第8节 萃智理论
-第9节 概念分类树
-第10节 概念组合表
-第11节 探索过程管理
-第七讲课后作业--作业
-第1节 注射器概念案例(1)
--第八讲 讲义
-第2节 注射器概念案例(2)
-第3节 概念选择方法
-第4节 概念筛选(1)
-第5节 概念筛选(2)
-第6节 概念评分(1)
-第7节 概念评分(2）
-第八讲课后作业--作业
-第1节 概念测试概述
--第九讲 讲义
-第2节 概念测试准备
-第3节 产品概念传播
-第4节 测度顾客反响
-第5节 解析调查结果
-第九讲课后作业--作业
-第1节 产品架构概述
--第十讲 讲义
-第2节 产品架构的影响
-第3节 确立产品架构(1)
-第4节 确立产品架构(2)
-第5节 延迟差异化
-第6节 产品平台规划
-第7节 系统级设计注意事项
-第十讲课后作业--作业
-第1节 工业设计概述
--第十一讲 讲义
-第2节 工业设计的必要性
-第3节 工业设计的影响
-第4节 工业设计的流程
-第5节 工业设计流程管理与质量评估
-第十一讲课后作业--作业
-第1节 面向环境设计概述
--第十二讲 讲义
-第2节 产品对环境的影响
-第3节 设定面向环境设计的议题
-第4节 识别对环境的潜在影响
-第5节 面向环境设计的指导方针及其应用
-第6节 评估环境影响 完善产品设计
-第十二讲课后作业--作业
-第1节 面向制造设计概述
--第十三讲 讲义
-第2节 估算制造成本
-第3节 标准件与定制零部件成本
-第4节 装配成本与间接成本
-第5节 降低零部件成本（1）
-第6节 降低零部件成本（2）
-第7节 降低装配成本
-第8节 支持成本与其它考虑
-第十三讲课后作业--作业
-第1节 产品原型概述
--第十四讲 讲义
-第2节 原型的分类与用途
-第3节 原型开发的原则与作用
-第4节 原型开发技术与计划制定
-第十四讲课后作业--作业
-第1节 汽车后座安全带案例
--第十五讲 讲义
-第2节 稳健设计概述
-第3节 影响因素、性能指标与目标函数
-第4节 试验计划制定
-第5节 正交试验
--第5节 正交试验
-第6节 试验结果分析
-第7节 因素设定点选
-第十五讲课后作业--作业
-第1节 知识产权概述
--第十六讲 讲义
-第2节 实用专利
--第2节 实用专利
-第3节 准备专利申请
-第4节 权利要求与说明书
-第5节 精炼权利要求
-第6节 进行专利申请
-第十六讲课后作业--作业
-第1节 开发项目经济分析概述
--第十七讲 讲义
-第2节 构建基本财务模型
-第3节 敏感性分析(1)
-第4节 敏感性分析(2)
-第5节 开发项目权衡决策
-第6节 项目定性分析
-第十七讲课后作业--作业
-第1节 开发项目管理概述
--第十八讲 讲义
-第2节 项目任务与团队建设
-第3节 项目进度、费用与风险计划
-第4节 项目执行
--第4节 项目执行
-第5节 项目后评估
-第十八讲课后作业--作业
-系统化产品设计与开发-课程结束语
-期末考试
