产品设计开发概念生成

概念生成——五步法概论TIPS概念生成的基本方法：5步法1.弄清问题2.外部搜索3.内部搜索4.系统搜索5.对结果和过程的反思22013/4/11概念生成产品概念产品概念是对产品的技术、工作机理和形式的近似描述，能简要地说明该产品如何满足顾客需求。产品概念通常用草图、三维模型加以简要地文字描述表示。产品概念的质量在很大程度上决定了产品满足顾客需求并实现商业化的程度。好的产品概念在后续的环节中可能没有被完全实现，但是差的产品概念在后续环节无论多努力也无法获得成功。32013/4/11概念生成概念生成前段过程42013/4/11概念生成对结果和过程反思系统搜索分类树组合表基本方法：五步法52013/4/11概念生成1、弄清问题：了解问题分解问题关注关键子问题2、外部搜索主导用户专家专利文献基准3、内部搜索个人集团一、弄清问题弄清问题是指深入理解问题，必要时把问题分解成几个子问题。许多设计任务往往太过复杂从而不能将其简单的当成一个问题来解决，这时候就需要把这个任务分解成几个较简单的子问题。例如吸尘器的设计可以分解为吸嘴的设计、连管的设计、吸尘动力系统的设计以及料斗的设计。电视机榨汁机电冰箱？62013/4/11概念生成问题分解1.把问题看成一个运行材料、能量和信息的“黑匣子”，细实线表示能量在系统中的传递和转化，粗实线表示材料在系统中的运动，虚线表示系统中的控制信息流和反馈信息流，黑匣子代表整体功能72013/4/11概念生成输入能量材料（钉子）信号（工具“延迟”）输出能量材料（钉入钉子）信号手提式钉枪问题分解如果是吸尘器呢？82013/4/11概念生成输入能量材料（空气）信号（开启）输出能量材料（吸入脏物）信号（电机运转）吸尘器问题分解2、把黑匣子分解成若干个子功能，详细描述产品中的哪些元素对实现整体功能起作用，子功能可以再分解为更简单的子功能。92013/4/11概念生成钉钉子用平移动能来钉钉子把能量转化成平移动能储存或使用外部能量能量分离钉子储备钉子钉子触发工具发生延迟工具问题分解吸尘器的问题分解102013/4/11概念生成吸尘利用负压将灰尘吸入把能量转化成动能储存或使用外部能量能量形成负压抽离内部空气空气抽离内部空气启动机器信号讨论a.这种功能图的分解方式适用于所有的产品吗？b.子功能的分解是否有固定的模式？c.怎样快速的、恰当的形成功能图？d.有没有其他的方法可以有效的分解问题？112013/4/11概念生成讨论一般来说，功能分解最适合于技术性产品，也可用于简单的非技术产品。子功能的分解方式不是固定的，有时材料流、能量流和信息流的流向难以确定，这时只要列出产品的子功能的简要清单即可，例如手机这种材料流和能量流简单但是信息流极为复杂的产品，按照材料、能量和信息这三类进行分解就不合适。122013/4/11概念生成根据用户使用顺序分解问题这种方法把用户使用产品的整个过程分解成若干个步骤，把每一个步骤作为子问题来解决。该方法对于那些功能非常简单同时需要更多的用户参与时较为有效。对于吸尘器来说：接上电源打开开关——吸尘——更换地点——清理吸入灰尘脏物；又如电动剃须刀的设计：我们可以将它分解为几个步骤：打开开关——剃须——清洗。当然这样只是把整个过程分成几个大概的步骤，每个步骤需要继续细分下去成为更多的子问题。132013/4/11概念生成根据关键客户需求分解问题把用户的需求作为分解问题的依据。例如鼠标：舒适的手感，准确的点击以及迅速的反应。当然，我们也可以尝试对吸尘器按照客户需求进行分解——轻松的、安静的、高效的、方便的清理地面，但是这样分解似乎无法全面的概括产品的所有概念，相较于根据产品使用顺序的分解问题这个方法还有所欠缺，仅仅是从产品的使用表现来定义产品概念。因此这种方法对于强调形态而不是技术和机理的产品较为有效。142013/4/11概念生成讨论对于手机、个人电脑等这类信息终端产品，我们应该如何把它分解成多个子问题？功能分类用户需求分类152013/4/11概念生成关注关键子问题在完成问题分解之后，开发团队要挑选出关键子问题，关键子问题是整个项目的核心环节，它能带来更多的商业利益，是该产品成功的关键问题。以吸尘器设计为例：“吸尘时的功率和噪音”、“操作时人的姿势”、“移动吸尘器”、“清理灰尘杂物”这几个子问题可以成为吸尘器开发团队的关键子问题，而如“吸尘器开关”这个子问题则可以延后关注。162013/4/11概念生成二、外部搜索外部搜索的目的是找到针对整个问题以及分解出的子问题的现有解决方案。外部搜索本质上是资料搜集的过程，通过使用扩大与集中的战略优化时间和资源：首先扩大搜索范围，广泛搜索可能涉及的问题的相关资料；然后重点搜索，对有希望改进的方向进行深入探索，过度使用任一方法都会导致效率降低。172013/4/11概念生成二、外部搜索领先用户调查专家咨询专利检索文献检索182013/4/11概念生成领先用户调查领先用户是那些比主流用户提前数月或数年就使用新产品的用户，他们往往通过对新产品进行创新来满足实际需求，这导致领先用户找到解决方案来更好地满足自己的需求。这种情况在高科技产品的用户群中较为常见，如医药和科学领域。领先客户可以为团队带来很多新的思路，可以在开发初期为团队提供最新的想法和趋势。192013/4/11概念生成专家咨询专家包括生产相关产品的企业专业人员、专业顾问、大学教授和供应商的技术代表。专家不仅可以直接提供解决方案，也可以帮助开发团队转向更有效的思路，寻找更好的解决方案，并且有能力指出开发阶段存在的不足但是向专家咨询往往会存在一些障碍，如收费问题，竞争对手等问题。202013/4/11概念生成专利检索专利是一种获得技术资料的详细图纸及产品说明的现成丰富来源。了解哪些概念已经被保护是十分有必要的，以免造成侵权问题。通过购买数据库可以搜索到与任务相关的专利资料，并且可以从这些专利中获得一些启发。212013/4/11概念生成文献检索文献检索是现有解决方案的最好途径之一，公开的文献包括期刊、会议资料、杂志、政府报告，市场、消费者与产品的信息，以及新产品的公告。电子搜索往往是公开文献搜索中最有效的方式，虽然互联网上的信息未必十分准确，但互联网通常是电子搜索的第一步。不同类型的文献有各自不同的优势：期刊较为正式和权威，但是图片信息少，更新缓慢，杂志是某领域的第一手资料信息，具有很强的实时性。222013/4/11概念生成三、内部搜索内部搜索是指利用个人、团队的知识和创造力来产生解决方案。内部搜索是新产品开发过程中最具开放性和创造型的过程可以有个人单独进行，也可以由团队一起进行。232013/4/11概念生成个人与团队最理想的情况是：团队中的个人独立工作一段时间后，团队成员一起对个人提出的概念进行讨论与完善现实状况下，对于工作压力大，强度高的团队来说，团队开会时保证概念提出的唯一方式。242013/4/11概念生成提高内部搜索效率推迟决策产品概念能否成功的关键是在评价大量的产品概念时推迟几天或几周再决策。在概念生成的的过程中不要批评任何概念。产生大量想法想法越多，解决办法就越多，一个想法会激发产生其他的想法。252013/4/11概念生成提高内部搜索效率欢迎似乎不可能的想法一些想法最初看似不可行，但是经过调整和修正就变得可行了。不可能的想法会冲击并拓展思维的边界。使用图形和物理工具文字和口头语言难以描述物体，充分运用图形来描述物体，利用如泡沫、粘土、纸板等三维工具有助于理解形式与空间的关系。262013/4/11概念生成概念生成启发概念生成的方式方法有很多种，有经验的团队和个人通常很快就会产生一些好的概念，他们往往已经拥有一套技巧来刺激思想。不同的产品类型适用于不同的启发方法，对于同一种产品使用不同的启发方法会得到不同的概念。272013/4/11概念生成创造法则对应法则组合法则还原法则移植法则综合法则离散法则换元法则逆反法则强化法则282013/4/11概念生成智力激励头脑风暴法综摄法“635”法“KJ”法“NM”法卡片法292013/4/11概念生成类比法直接类比法间接类比法幻想类比法因果类比法仿生类比法综摄类比法302013/4/11概念生成类比法有什么其它工具可以解决相关问题？在自然界和生物界是否有类似的问题？在不相关的领域中是否有些工具具有所需的功能？312013/4/11概念生成联想法接近联想对比联想相似联想自由联想强制联想322013/4/11概念生成移植法技术手段移植原理移植技术功能移植332013/4/11概念生成设问法“5W2H”检核目录法342013/4/11概念生成TRIZ理论TheoryoftheSolutionofInventiveProblems发明问题解决理论1946年，阿奇舒勒（G.S.Altshuller）开始发明问题解决理论的研究工作，他在专利局工作期间总是考虑这样一个问题：当人们进行发明创造、解决技术难题时，是否有可循序的科学方法和法则，从而能迅速地实现新的发明创造或解决技术难题呢？阿奇舒勒发现任何领域的产品改进，技术的变革、创新和生物系统一样，都存在产生、生长、成熟、衰老、灭亡的过程，是有规律可循的。352013/4/11概念生成创新级别创新级别创新程度所占比例第一级别技术系统的简单改进32第二级别包含一个解决技术冲突的创新45第三级别包含一个解决物理冲突的创新18第四级别包含突破性解决方法的新技术4第五级别新现象的发现1362013/4/11概念生成阿奇舒勒的团队在分析了世界近250万份高水平的发明专利，总结出各种技术发展进化遵循的规律模式，以及解决各种技术矛盾和物理矛盾的创新原理和法则，建立起TRIZ理论体系产品进化模式与进化定律产品进化四阶段：1、为系统选择零部件2、改善零部件3、系统动态化4、系统的自控制372013/4/11概念生成产品进化最终理想解理想化：TRIZ中，理想化应用包含：理想系统、理想过程、理想资源、理想方法、理想机器和理想物质等理想机器：没有质量没有体积，但能完成工作理想方法：不耗费能量及时间，但通过自身调节能获得所需效应理想过程：只有过程的结果而无过程本身，突然就获得了结果理想物质：没有物质，功能得以实现382013/4/11概念生成理想化分类局部理想化：是指对于选定的原理通过不同的实现方法使其理想化。由加强、降低、通用化、专用化四种模式实现全局理想化：是指对于同一功能，通过选择不同的原理使之理想化。通过功能禁止、系统禁止、原理改变等模式实现。通常首先考虑局部理想化，所有的尝试都失败之后才考虑全局理想化392013/4/11概念生成理想化水平技术的理想化水平与有用功能之和成正比，与有害功能成反比：Li=∑Fu／∑FhLi—理想化水平∑Fu—有用功能之和∑Fh—有害功能之和增加理想化水平可通过以下四种方式实现：d(∑Fu)/dt＞d(∑Fh)/dt＞0，分子增速大于分母增速d(∑Fu)/dt＞0，d(∑Fh)/dt＜0，分子增加，分母减少d(∑Fu)/dt=0，d(∑Fh)/dt＜0，分子不变，分母减少d(∑Fu)/dt＞0，d(∑Fh)/dt=0，分母不变，分子增加402013/4/11概念生成理想化水平为研究方便，理想化水平通常也表示为：Li=∑B/(∑E+∑H)Li——理想化水平B——效益E——代价，包括原材料成本、系统占用空间、所消耗能量及产生噪声H——技术理想化水平中的危害因素产品或系统的理想化水平与其效益之和成正比，与所有代价及所有危害之和成反比。不断增加理想化水平是产品创新的目标。412013/4/11概念生成理想解在进化的某一阶段，不同产品进化的方向是不同的，如降低成本、增加功能、提高可靠性、减少污染等都是产品可能的进化方向。如果把所有产品作为一个整体，低成本、功能完备、高可靠性、无污染等是产品的理想状态。产品处于理想状态的解成为理