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第六章设计手段及自动化开发工具迈克尔·T·安东尼目录1.1.设计手段........................................................................................................11.1.1.简化的质量功能配置（S－QFD）.....................................................11.1.2.优化设计（DFE）................................................................................21.1.2.1.装配设计............................................................................................21.1.2.2.可生产性设计....................................................................................31.1.2.3.可测试性设计....................................................................................31.1.2.4.可服务性设计（DFS）....................................................................41.1.2.5.国际化设计（DFI）.........................................................................41.1.2.6.环保设计（DFG）............................................................................51.1.3.用户导向型设计....................................................................................51.1.4.设计手段的时间安排............................................................................61.2.产品开发所应用的自动化工具....................................................................71.2.1.设计工具................................................................................................71.2.1.1.电气设计工具....................................................................................71.2.1.2.电脑辅助软件开发............................................................................81.2.1.3.机械设计工具....................................................................................81.2.2.模拟工具................................................................................................81.2.3.开发工具................................................................................................91.2.3.1.集成电路或印刷电路板开发工具....................................................91.2.3.2.基本原型快速制作............................................................................91.2.4.项目管理和执行工具............................................................................91.2.4.1.项目调度工具..................................................................................101.2.4.2.财务分析工具..................................................................................101.2.4.3.会议电视..........................................................................................101.2.4.4.群件..................................................................................................111.3.应用自动化开发工具常见的问题..............................................................111.4.为何有些公司在应用设计手段和自动化工具的过程中会失败？..........121传统上，产品开发过程的改进主要依赖于各种设计手段及自动化开发工具的应用。这些常被人誉为“银弹”的工具及设计手段，声称可显著缩短产品投放市场的时间，改善产品质量，提高工程生产率。然而，不幸的是，许多公司投资购买了某个自动化开发工具或设计手段后，却发现收效甚微。这些令人失望的结果常被归咎于自动化开发工具或设计手段有缺陷，但事实上，真正的原因是使用不当。PACE认为产品开发是一个过程，需在多方面加以改进，不是靠应用个别自动化开发工具或手段就能搞好的。一些手段，如质量功能配置（QFD）以及优秀设计（DFE）包涵的各种手段，能对产品开发起到极大的改进作用，但前提是它们正确地按结构化的过程去实施。用自动设计工具提高核心小组效率的方法有两个，一是改善特定功能领域的设计，二是综合产品开发的各个技术层面。一个公司如果实施了PACE中的基本要素（核心小组、阶段评估过程和一个结构化的开发过程），恰当地应用某些特定的自动化开发工具及设计手段，就能不断缩短产品投放市场时间，降低产品生命周期成本。如果在PACE的基本要素发挥作用前，就运用这些手段和工具，结果只能让人失望。1.1.设计手段以提高专业设计人员的生产力和有效工作为目的的几个主要设计手段已被开发出来。它们包括QFD，DFE包含的各种手段（装配设计、可生产性性设计、可测性设计、可服务性设计、国际化设计、环保设计）及用户导向型设计。每种手段，如能按PACE的内容加以适当运用，可对产品开发过程起到很大的改进作用。1.1.1.简化的质量功能配置（S－QFD）QFD是七十年代由日本的神户船厂（KobeShipyard）开发出来的。它是种规范的方式，用于对客户要求进行计划、交流并将其转化成设计行为。有许多关于QFD的好书和好文章对这一概念进行了阐述。传统的QFD着重于一个相对简单产品的细节因素。对客户要求的捕捉和设计的取舍很直接，不花很多时间就能做到。不过，当公司尝试将这种设计手段应用到复杂的系统产品中去时，PRTM发现传统的QFD非常麻烦而且费时。为使QFD对更为复杂的产品行之有效，我们花了差不多两年时间来修正它。当有许多要素需考虑时，比如在一个系统产品中，要考虑大量的软硬件子系统、不同的客户的需求、产品的高度复杂性及其短暂的生命周期，运用QFD甚至会延长产品投放市场时间。如果产品要满足更高层次的要求，而且要优先满足这些要求时，QFD的价值就会很快降低。如果问题复杂，还容易在QFD的分析2过程中迷失方向。例如，一家公司的设计小组发现，在处理他们的客户需求清单及技术方案时，会产生一个巨大的矩阵，有成百上千的条条框框需要分析评估。很明显，这需要另辟途径。PRTM在1989年开发出了简化的质量功能配置（S－QFD），并把精简后的技术手段应用于许多技术型的复杂产品。1.1.2.优化设计（DFE）从客户的角度来看，影响新产品的最重要的三大因素是：质量，价格及投放市场时间。新产品的质量要始终如一，高度可靠。客户想知道的是，购买产品时他们无需担忧产品质量。人们要的是高质量的产品。而一种新产品的质量主要依赖于产品设计。产品成本主要取决于原材料和设计的可生产性。我们常看到设计出来的新产品不能投产，原因就是成本太高，售价令人无法承受。设计时，就要考虑到成本，因为成本是客户能否接受产品的一个关键因素。最后，客户总是希望新产品能及时投放市场。当今社会，如果哪家公司还是沿用老一套，对外宣布其新产品下一个季度就能投放市场，而实际上市时间却要再加半年，这种公司是很难再生存下去了。产品能否持续投放市场，很大程度上依赖于产品设计所规定的零部件和装配过程。管理好上述诸多因素是DFE的目标。DFE意谓着将各种考虑纳入到产品设计中去，而不仅仅是那些纯粹的产品性能。只有这样才能最大限度地降低产品生命周期成本，提高利润率。以下的产品设计考虑较为典型：装配——产品要易于装配，才能降低生产周期。可生产性——通过减少部件及相关技术手段，降低复杂程度，以降低生产难度。可测性——能进行快速有效的测试。可服务性——最大限度地减少客户的投诉次数和故障时间。国际化——设计的产品适合于投放国际市场环保化——产品设计要有环保意识。1.1.2.1.装配设计装配设计（DFA）着眼于简化装配过程，最终减少生产时间，提高产品质量。也就是说，设计的产品要尽可能让傻瓜都能装配，以避免在装配过程的每个环节都可能发生的出错或走样。各部件装配、子装配、和整机装配过程部必须尽可能清楚。零件应设计成只有一种装配方法。需要进订切割、挖槽、钻不对称孔及填塞的地方要设计得任何人都会操作。（可以举成飞当年的油路电路设计，电线从油管中穿过。厉害吧）31.1.2.2.可生产性设计可生产性设计（DFM）是要通过减少部件数量，简化设计，从而大限度地降低生产难度。减少部件数量很重要，一个产品的每个部件都有发生差错及装配错误的可能。由于部件数量的减少，生产高质量产品的概率就大大提高。产品部件越少，也代表产品质量的可靠性越高，产品生命周期的成本越低，所需的设计工程人员越少（包括减少了重复设计），采购人员、质量控制人员以及仓储及工作面积也都会减少。一次，某家美国公司就曾经猛然发觉采用DFM的必要性。当时，一家日本同行向市场推出了与这家美国公司的产品性能相同但部件更少的产品（见图6-1）。美国公司不得不重新设计产品，以使其产品的成本价格能与日本公公司抗衡。值得庆幸的是，该公司在损失太多的市场份额之前，能够完成DFM分析并极大地改进了产品。执行DFM的另一个重要原因是要降低成本。如果取消了产品的某个部件，其成本自然为零，而与之有关的购买，库存，销售服务等费用也随之消失。在新产品的设计方案中，要确定一件新产品理论上需要的最少的部件数，需要回答下列问题：这个减少的部件与其它所有要减少的部件相关吗？制造该部件所用的原材料一定与其他部件的原材料不同吗？