工程创造的一般方法
从无到有创造事物,是工程学的核心。工程学是把一些特定的目的和需求变成现实的学科,它充满创造性。创造产品的能力也是现代企业的核心竞争力所在。
创造产品的的一般流程
第一步:发现需求并定义问题
工程师是运用科学,数学及经济学满足人类需求的技术人员。因此,工程师的工作应从确定社会需求或人的需求开始着手进行创作或开发。
第二步:组织开发(创造)团队
寻找总体最佳设计方案要求设计与开发团队涉及的各部门工作人员,工程师及技术专家们从一开始就协同工作,这种方法称为并行工程。
第三步:确定约束条件和设计要求
1.确定约束条件
因为技术,资源总是有限的,因此每个产品开发项目都存在经济及技术的约束或限制。(预算,时间,人员,法律,产品及技术的成熟及可用性,材料的性能和可用性,可用零部件及子系统,竞争对手,工艺性)
2.确定设计要求
明确项目的约束条件后,接下来需要确定项目结果的评价标准,即项目的设计要求与目标。(美学,性能与规格,品质,人因工程,成本,安全性,运行或应用环境,与其他系统的兼容与匹配问题,对环境的影响,物料供应,可靠性,可维护性,可用性)
第四步:寻求解决方案(方案设计)
寻找解决方案是指工程师针对项目设计目标或需要解决的问题,形成解决问题的想法,即人们所说的方案设计也称为“概念设计”。
寻求创造性解决方案时参考:避免设计需求与解决方案混淆,经常质疑基本假设,注意获取和积累知识与经验,采用类比方法,空间想象力,确定临界参数,转换功能,改变流程或步骤的顺序,逆向思维,增加同一零件数目或重复同一工艺步骤,将功能分解,将功能集成,运用基本的工程原理,激发个体的创造力,运用团队的创造力(集思广益,名义群体法,德尔菲法),方案设计案例(动力源,传动系统,执行器)。
第五步:分析每个潜在方案
在初步设计阶段,需要通过比可行性研究阶段更具体的系统设计,分析和计算,从而进一步细化和论证所选定的方案。
第六步:选出最佳方案
工程师可依据不同分析方法提出评价方案的计划。
初步设计为选出最佳方案提从了更多信息,确定最佳方案的一种方法是列出每个方案的优缺点。另一种方法是用评价等矩阵进行方案评估。保留方案越多,成功概率越高,但成本也会大幅度上升。
第七,八步:书面描述方案,把方案交给管理层
确定方案后,工程师应以书面形式记录结果。书面报告应该包括定义问题,确定设计目标,描述分析不同的方案,说明评价方法,推荐最佳方案。
工程是必须将本阶段结果以前述书面报告的形式提交给管理层。
第九步:制作实体原型样机
一般情况下,要根据详细设计的图样或CAD数字模型,制造产品样机。
第十,十一步:全面验证和评估并推向市场
大批量生产过程中,还应对生产出的产品进行抽样调查,确定产品是否满足设计规格。
技术推动产品开发
产品的实现技术往往在产品的发展过程中起到决定性作用。
对于同一需求,可以有许多解决方案,不同解决方案采用不同的技术加以实现,而产品技术的发展和完善决定了产品的性能,成本及可靠性。
工程设计过程事实上是对产品技术集成过程,因此如何将技术整合到所开发的产品中,是工程创造的核心。