完整与不完整的产品设计与技术系统比较

在这一节里我们将讨论产品的设计系统的完整性问题，因为产品设计过程是十分复杂的，所应考虑的问题也很多。如果在产品设计之前及在设计过程中充分地和周全地考虑产品设计时所必须考虑的问题，或者是应该考虑的绝大多数问题，这样就可以大大减少产品设计时出现的各种漏洞或各种弊端。由此看来，讨论完整的和不完整的设计系统是十分必要的。

（1）完整与不完整技术系统 产品设计系统是属于一种技术系统。前面我们已经提出了产品设计的7D规划理论模型，同时把产品设计过程分为四个阶段：即产品设计的调研阶段、产品设计的规划阶段、产品设计的实施阶段和产品设计的质量检验和评估阶段。

一个完整的产品设计系统或技术系统应该由其中的完整元素所组成，设该系统由m个元素组成，在m个元素中有n个必要元素，在这种情况下，由m个或n个元素组成的系统属于完整的系统，两者是等价的，它所能完成的功能可表示为

或

虽然系统的元素数量m和n不相等，但因在m中有k=m-n个不必要的元素，所以上面两个公式是等效的。在产品设计过程中，设计者应尽可能减少元素的数量，即删去那些不必要的元素，这样可以降低设计过程的复杂程度。由于上述两类系统是等效的，下面我们只讨论带有n元素的完整系统。

对系统中的s个必要元素没有考虑的系统属于不完整的设计系统或技术系统。不完整技术系统的所能实现的功能为

如果元素y_i还有其子系统的话，同样，y_i与x_i的关系式可表示为

式中x_ij——y_i的各个组成元素。

当系统中的各个元素有不同的权重时，即这些元素应有分别乘以γ_i，这时，式（6-1）和式（6-3）可分别写为

（2）完整与不完整技术系统的对比 由式（6-5）完整系统的功能和式（6-6）不完整系统的功能的差值为

ΔF（s）=f_s（y₁，y₂，…，y_s）=γ_n-s+1y_n-s+1+γ_n-s+2y_n-s+2+…+γ_ny_n （6-7）

由此可见，不完整技术系统由于未考虑s个必要元素，这些元素未能发挥其积极的作用，这样的系统必然存在着功能不足的缺陷。(www.xing528.com)

本章已经指出，基于系统工程的产品设计总体规划模型考虑了七个方面的问题，即设计思想、设计环境、设计过程、设计目标、设计内容、设计方法和设计质量检验，这七个方面的问题都是不可缺少的，对于这七个方面的问题又划分为三个阶段：规划阶段、实施阶段和产品质量检验阶段，每一阶段都会发挥积极的作用，其表示式为

而每一阶段又是由各个阶段的子系统所组成，即

表6-1列出了产品设计的7D总体规划模型正负面效应。假如在产品设计时对这些问题未能考虑，将会出现一系列的问题，如返工、延误、产品出厂后出现的问题、产品的经济性差等。

表6-1 7D总体规划模型的正负面效应

现代机械产品的研究、设计和开发是一项相当复杂的工作，应该注意下列问题：

1）本章对产品的设计方法进行了分类，将这些设计方法按设计思想、设计环境、设计步骤、设计目标、设计内容、设计方法和组合型设计进行分类，这有利于设计者掌握各种设计方法的特点并进行具体的设计工作。但目前在产品设计理论与方法的研究中，绝大多数学者侧重于局部性的和微观的产品设计理论与方法的研究，从科学技术的发展情况来看，更应进一步加强宏观研究和微观研究的结合，这样可使我国在设计理论与方法的研究上，取得更大的突破。

2）通过前面的讨论，最后构建了产品设计的各种规划模型（包括产品设计的总体规划模型、产品的设计思想和设计环境模型、产品的设计过程模型、产品的设计目标模型、产品的设计内容与方法模型等），发展了一种基于系统工程的产品设计的理论与方法。具体内容是：

①提出了要在产品设计时，首先要做好产品的7D总体设计规划，同时构建起了产品设计的7D规划模型。

②构建了包括用户需求获取与技术任务书制定、产品功能、产品性能优化、产品工艺设计及产品设计质量检验等五项内容的5S产品设计过程模型。

③构建了以产品六大要素IQCTES为设计目标和主辅功能及三大性能为设计目标的6O或5O产品设计目标模型。

④构建了以功能、动态优化、智能优化和可视优化为内容的5M设计方法模型。

⑤构建了产品设计质量的检验和评估模型，可以采用以下三种措施：用评价方法来评估设计质量、通过试验来检验设计质量和通过用户使用来检验产品设计质量。