产品设计过程的嵌套结构

过程的含义十分丰富,在不同行业、不同领域,针对不同对象,存在着不同类型的过程,如工业生产中产品的工艺加工过程、网上客户商品的订购过程、化工原料的化学反应过程及银行信用卡的申请核发过程等。对一个过程而言,其核心是某一种特定类型的对象,其次是对该对象的处理步骤,其中包括步骤之间的逻辑关系以及信息流、能量流和物质流的相互作用关系。本书中所指的过程主要是设计型企业中的产品设计过程。

学术领域对产品设计过程的定义较多。例如,Osterweil定义产品设计过程为一种方法和路线。Paulk定义产品设计过程包括开发和维护产品的相关活动、方法、实践和信息转换等。虽然学者们给出了不同的定义,但这些定义的内在本质是相似的:产品设计过程是在分布式环境和信息技术的支持下,以特定的开发资源和约束为背景,针对具有不同功能的作用对象,全方位地考虑产品及其全生命周期信息,通过项目管理人员合理划分开发阶段,有效地调用人力、物力资源,为输出满足时间T(Time)、质量Q(Quality)、成本C(Cost)、服务S(Service)、环境友善性E(Environment)要求的产品而进行的一系列有序活动。从宏观角度来说,产品设计可以看作一个标准化过程;从微观角度来说,产品设计过程是针对特定产品的特定过程,是独一无二的。产品设计过程具有层次化嵌套结构,每个层次所完成的工作和关注的重点不同。宏观上,针对某一个产品的设计,一般具有较为固定的结构化过程,包括需求分析、可行性分析、产品项目立项、产品项目开发、项目汇报和项目验收等步骤,该层次的研究对象是比较完整的产品。最终要完成的产品一般包括多个不同的部件、零件等,任何一个部件和零件均需要通过总体设计、组件设计以及零件设计等阶段完成设计。相关设计任务可能包括参数设计、CAD建模、CAE工程分析以及多学科优化等。这些任务又需要分多个步骤来执行,例如,CAE工程分析包括获取分析任务、获取零部件模型、前处理、参数设置及迭代分析、结果分析以及检入零部件等多个步骤。由此可知,产品设计过程是一个设计任务不断具体化的嵌套流程,图2.1所示为产品设计过程的多层次嵌套结构。(www.xing528.com)

如图2.1所示,产品设计过程可以分为三个互相嵌套的层次,即项目流程、任务流程以及行为流程。项目流程主要负责项目论证、可行性分析以及项目任务与指标分级等项目管理工作;任务流程主要负责对某一零部件执行从需求到设计方案生成工作,主要包括工程设计、仿真分析、多学科优化等步骤;行为流程主要负责在底层实现开发过程的细节,用于完成设计任务。从产品设计知识的角度来说,以上三个层次对设计知识的需求、重用模式以及表示方法各有不同。