当前课程知识点：系统化产品设计与开发 > 第十四讲 产品原型开发与分析 > 第4节 原型开发技术与计划制定 > 第4节 原型开发技术与计划制定
接下来我们介绍一些原型开发的相关的技术
现在大家常用的技术比如说
在计算机里边进行计算机辅助CAD的三维建模
当你有一个什么想法的时候
你可以打开CAD软件
一个一个模块的都给它设计好把它们组装在一起
看看整体的系统的架构它们相互之间的运动
包括各项功能的实现有没有问题
第二类常用的计算机辅助工具
叫CAE计算机辅助工程
这里边最常用的手段是有限元分析
比如大家看到在中间这个图里边
有一个叶片当它高速旋转起来之后
在叶片的不同的部位
它的应力应变的状况怎么样
变形的尺寸会有多少
我们都可以用计算机的仿真来实现
并且用图形化的方式把它很好的展现出来
前面说的CAD和CAE
都是解析性的原型开发
如果要想开发实体性的原型
最近这几年比较火的3D打印的手段
就是一个很好的原型开发方式
你只要把CAD的模型导到3D打印机里边去
它就可以很快的用塑料的材料用堆积的方式
构造这样一个你想要的任何形状的
三维实体模型出来
一般来说一个中小型的实体模型
大概需要一两个小时顶多几个小时
我们就可以把这样一个原型给打印出来了
接下来我们看一下
如果要进行原型开发和分析的工作
我们这个计划应该分哪些步骤
首先第一步
我们要定义做原型开发与分析这件事情
它的目的是什么基于这个目的
第二步我们来确定你要开发的这个原型
跟将来的真实产品它的相似性
它的近似程度会到一个什么程度
第三步我们来拟定
拿原型来做各种试验的计划
然后第四步来确定
采购原料制作原型
对原型进行测试的工作日程
下面我们来看一下PackBot的
履带轮形状或者冲击测试原型
它的开发计划表
在这个表里边我们要写上原型的名称
然后来看看它的目的是什么
我们是要根据强度和减震特性
来选定最终的履带轮辐的几何形状
和选用的材料
我们要确认这个履带轮能够减震
然后承受冲击
来保护PackBot它的车的主体和上面的有效载荷
这是目的
这个原型的近似水平
要达到什么程度呢
我们会采用完全等同的
轮辐的几何形状材料和平台的负荷
我们的试验计划是这样
会选用六种不同的材料
每种材料用两种轮辐的形状结构
所以一共需要制造12个测试的履带轮
然后把履带轮安装到测试夹具上
我们会用一系列的落差的高度去进行冲击测试
看看用这种材料这种结构
它的强度或者减震的能力会怎么样
具体的日程是这样的
我们准备在8月1号
来选择履带轮的形状和材质
然后在一周之内
到8月7号为止我们会完成测试夹具的设计
再花一周的时间
来制作履带轮和测试的夹具
然后一天之内完成装配工作
花两天来完成这个测试试验
再用两天到25号为止
完成整个测试结果的分析
接下来我们再看一下
怎么样来规划那些里程碑式的原型
标准的里程碑式原型
经常包含α原型β原型和试产原型
所谓的α原型
是帮助我们来评估这个产品
是否能够按照预期设想的那样
去进行工作或者是操作
α原型的一个特点就是
使用跟量产产品一样的材料和几何形状
然后把它们装起来
β原型呢是用来评估生产工艺
和将来使用情景的可靠性的
来帮我们识别一些可能存在的问题
所以β原型有两个特点
一个就是我们在预期的使用环境中
对这个原型进行测试
再就是我们会使用真实的生产工艺
来制作这个β原型
这样确认这些工艺是没有问题的
如果α原型和β原型的测试都通过了没有问题
在正式的大规模生产之前
我们经常还会开发一个试产的模型
也就是说来验证我们的生产系统它的过程能力怎么样
所谓试产原型
其实就是通过真正的生产系统的首批产品
刚才说到的这三种标准原型
也可能会稍微精简一下不会用到某种原型
如果你这个产品比较简单用的技术很成熟了
比如α原型我们可以不用了
但是如果用的技术是比较新的技术
产品结构又比较复杂经常可能会出一些问题
那我们就需要增加一些早期的原型
比如在应用一些新概念或者新技术的时候
我们要增加一些综合性的实验原型或者叫设计原型
来验证我们这个新概念新技术是没有问题的
关于原型开发与分析这一讲的内容就到这
我们来归纳一下
我们用到的原型可能品种会很多
从解析性到实体性
从专门性到综合性
我们拿这些原型是来做什么的呢
要达到学习 交流 集成
最后是里程碑的目的
我们介绍了一些关于原型开发的原则
从灵活性上来讲解析性的原型会比实体性的原型更好
但是要想探究一些不可预知的高度复杂的现象
那只能拿实体原型来做试验
使用原型可以帮我们降低迭代的风险加速开发的步骤
甚至重构开发任务之间的先后顺序关系
支持我们做原型开发的技术
有计算机的CAD三维建模
还有计算机辅助工程的有限元分析和各种仿真的手段
实体性原型建造的手段包括3D打印
我们在对原型开发进行规划的时候
尤其要关注那些里程碑式的原型
包括α原型是真材实料的
β原型用真实工艺的
产前原型用我们的真实生产系统
把首批产品做出来
这一讲的内容就到这儿谢谢大家
-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
