完整版产品设计与开发复习题
、填空题
1、近代资本主义的经济开始于工场手工业经济，其特征是雇佣劳动、工人多且进行分工合作、生产规模大及产量高，有简单的生产工具，如：人力纺织机、风能磨坊等。
2、产品的设计包含了工业设计和工程设计两部分，每一个产品的设计必须有工业设计师的参与，也必须有产品工程设计人员的参与。
3、对批量生产的工业产品而言，凭借训练、技术、经验及视觉感受，赋予产品以材料、结构、形态、色彩、表面加工以及修饰以新的质量和性能。
4、人性化设计原理就是把人的理性要求和感性要求融入到产品造型设计中去，使产品的功能和形态、结构和外观、材料和工艺等诸多因素充分满足人的要求，达到产品与人的完美协调。
5、常用工程材料可分为金属材料和非金属材料两大类,金属材料包括黑色金属和有色金属。
6、能被顾客理解的，并能满足其需求的、由企业营销人员所提供的一切有形和无形的统一体，包括实质层、实体层和延伸层三个层次。
7、产品开发是指从研究选择适应市场需要的产品开始到产品设计、」艺制造
设计，直到投入正常生产的一系列决策过程。从广义而言，产品开发既包括产品的研制也包括原有的老产品改进与换代。
8组合设计法是把原来不能单独存在的相邻近的东西组合起来的方法，或是把两种功能让一件制品来担当，叫组合设计法。
9、产品的全生命周期包括产品的孕育期、生产期、储存销售期、服役期和转化
再生期的整个闭环周期。
10非金属材料是指除金属材料以外的其他材料。在工业产品中使用的非金属材料主要有高分子材料、陶瓷材料以及复合材料三大类。
、简答题
1、工业设计对产品的重要性？
（1）满足顾客需求的重要性：大多数市场上销售的产品都可以通过较好的工业设计在某些方面得到改进，人们所使用、操纵或所见到的所有产品在商业销售上的成功都在很大程度上依赖于工业设计。
传统的评价工业设计重要性的指标主要是人机工程学和美学。人机工程学方面的需求：
a使用方便：对于大多数消费者来说非常重要，尤其是产品具有多种特性或功能，并且有多种操作模式时。
b、维护的简便性：如果产品需要经常维修和维护，用户一般希望操作简单方便，在大多数情况下，最好的方案是减少维护的必要性。
C、产品的用户界面：用户界面的新颖性是在改进设计中首先应该考虑的，产品的用户界面越多，工业设计在产品的界面设计上就越重要。
d、安全因素考虑：所有的产品都必须考虑其安全性，对于某些特殊产品，安全因素可能是设计人员面临的重大挑战。
美学方面的需求：
a产品的差别化：具有稳定市场和成熟技术的产品在很大程度上依赖于工业设计来创造美观的外形，从而使得产品差异化，来吸引消费者。
b、产品的外观：消费者对产品的感受很大程度上取决于产品的外观，即产品的形象和式样，美观的造型和式样往往能够吸引顾客，并给拥有者带来强烈的自豪感。
c美观的产品设计激励着设计人员：当一个具有美观外形的产品最终生产出来时，常常会在设计人员和制造人员心目中产生一种“集体荣誉感” ，将有助于激励和凝聚每一个开发人员。
（2）工业设计的经济效果：
a工业设计的费用：工业设计的费用包括直接成本、制造成本和时间成本。直接成本是指工业设计服务的开销，取决于雇佣设计师的知名度、人数、项目周期、所需模型的数量，还有材料费用的相关开支；制造成本是具体实现工业设计师所确定的产品细节的费用；时间成本是指延迟产品进入市场的时间所造成的不利后果。
b、工业设计的利益：工业设计所带来的好处包括以额外或更好地特征来美化产品的外观、增加顾客满意度、强化品牌形象和产品的差异性。这些方面使得相对于那些没有经过工业设计的产品来说，这些产品能卖到更高的价格，占有更大的市场份额。
2、产品造型设计的基本要求？
工业产品设计要注意遵循以下原则：实用性原则、创新性原则、美观性原则、经济性原则、合理性原则、环保性原则，这些原则是精神功能和物质功能的完美结合。
产品造型设计具有自身的特征，对现代工业产品造型设计的基本设计原则可概括为实用、经济、美观和创新：
其中，对于实用、美观与经济而言，实用原则占首位，美观处于从属地位，经济原则
则是二者的约束条件。
（1）“实用”是产品设计要达到的基本要求，产品失去了实用性也就失掉了主体作用。产品的实用表现为具有先进和完善的功能，并且这种功能可以获得最大限度的发挥。为此，造型设计应以实现功能目的为中心，使产品性能稳定可靠、技术先进、使用方便，安全宜人和适应环境。这些是评定产品造型的，反映产品功能美的综合指标。
（2）“经济”是指产品造型的经济性，即在产品制造过程中使用最少的财力、物力、人力和时间，以获得最大的经济效益。使产品在满足实用性和审美要求的前提下，达到高性能可靠性和长使用寿命的预期要求，做到“经济实惠、物美价廉”。
（3）“美观”是产品造型设计的主要目的之一。产品造型必须在体现实用、经济的前提下，塑造出完美、生动，和谐的艺术形象，满足时代的审美要求，体现社会的精神文明与物质文明。
（4）此外，创新原则也是产品造型所必须遵循的。造型设计师必须在继承的基础上，不断发展与探求，形成自己的造型风格，产品才能因此具有强大的生命力。
3、产品工程设计的原则是什么？
（1）满足社会需求：工业产品的设计总是以社会需求为前提，一项产品的性能应尽量满足用户的需求。
（2）创新原则：设计本身就是创造性思维活动，只有大胆创新才能有所发明，有所创造。在继承的基础上创新是一条重要原则。
（3）可靠原则：产品设计力求技术上先进，但更要保证使用中的可靠性，即无故障运行的时间长短，是评价产品质量优劣的一个重要指标。
（4）效益原则：在可靠的前提下，力求做到经济合理，使产品“价廉物美”，才有较大的竞争能力，创造较高的技术经济效益和社会效益。
（5）安全性要求：
a产品执行预期功能的安全性，即机器运行时系统本身的安全性，如满足必要的强度、刚度、稳定性、耐磨性等要求。
b、人-机-环境系统的安全性：机器是为人类服务的，同时它又在一定的环境中工作，人、机、环境三者构成一个特的系统。机器工作时不仅机器本身应具有良好的安全性，而且对使用机器的人员及周围的环境也应有良好的安全性。
（6）审核原则：设计过程是一种设计信息加工、处理、分析、判断决策、
修正的过程。为减少设计失误、实现高效、优质、经济地设计，必须对每一设计
程序的信息，随时进行审核，决不许有错误的信息流人下一道工序。
4、人机工程研究的主要内容是什么？
（1）人机工程学是关于正确使用人的智力和体力的学问，是研究人机环系统中人、机、环境三大要素之间的关系，为解决该系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的科学。这门理论与实践相络合的学科主要是研究与人的各种特点和需求相适应、与人的生理心理结构相适应、与人的生理运动和心理运动的内在逻辑相适应、从而在人机环境系
统中取得动态平衡和协调一致，而且使人获得生理上的舒适感和心理上的愉悦感，以最少、最小、最低的代价赢得最多、最大、最高的工作效率和经济效益。这就是现代工业设计所遵循的人机工程学原则。
（2）人机工程学给工业设计提供了有关人和机关系方面的理论知识和设计依据，使设计师在具体的设计操作中有章可循，减少了时间的消耗和劳动强度；能把更多的精力放在解决人机问题上。
（3）人机工程学主要是研究人、机、环境系统中三者之间的关系，是为解决该系统中人的效能、健康及其与使用产品的关系等问题提供理论与方法的科学。人机工程学涉及的范围较广，包括人体测量、人的动作研究、视觉信息与人机界面的研究、人的操纵与反应等等。
5、冲压加工的应用范围及特点？
（1）冲压加工的应用范围广泛，既适用于金属材料，也适用于非金属材料；既可加工仪表上的小型制件，也可加工汽车覆盖件等大型制件。它在汽车、拖拉机、航空、电器、仪表及日常生活用品等行业中，都占有极其重要的地位。
（2）冲压生产的特点是：
a材料利用率高，可以冲压出形状复杂的零件，废料较少。
b、产品尺寸精度高、表面粗糙度值低，互换性好。一般不再加工或只进行一些钳工修整即可作为零件使用。
c能获得质量轻、材料消耗少、强度和刚度较高的零件。
d冲压生产操作简单，便于机械化和自动化，生产率高。
e冲模结构复杂、精度要求高，制造费用高。只有在大批量生产条件下，这种加工方法的优越性才显得更突出。
6、工业产品设计基本要求？
（1）功能性要求：包括物理功能，即产品的性能、构造、精度和可靠性等；生理功能，即产品使用的方便性、安全性和舒适性等；心理功能，即产品的造型、色彩、肌理和装饰灯给人的愉悦感等；社会功能，即产品象征或显示个人价值、兴趣爱好或社会地位等。
（2）审美性要求：产品必须起美观作用，使人得到美的享受。只有具备满
足消费者审美的才能实现其审美要求。
（3）经济型要求：产品设计必须从消费者的利益出发，在保证质量的前提下，尽量降低产品的成本，做到价廉物美。
（4）创新性要求：设计的内涵就是创新。尤其是在今天这个科技高速发展的社会，产品更新换代越来越频繁，周期越来越短，产品设计必须突出创新性，否则很容易在市场竞争中北淘汰。
（5）适应性要求：设计的产品是供使用者在特定的使用环境下使用的，因此产品的设计不能不考虑产品与人、与时间、与环境的关系。
7、工业设计的创造方法有哪些？
（1）创造性思维：创造性思维是整个创造活动中体现出来的思维方式，是人类的一种求新的、无序的、立体的高级思维形式，是多种思维类型的复合体，是逻辑思维、非逻辑思维、形象思维、灵感思维等的有机结合，它在整个创造过程中处于中心和关键地位。
包括：形象思维、逻辑思维（抽象思维）、求异思维、逆向思维、发散思维、收敛思维、联想思维、灵感思维
（2）定向设计法：我们在进行设计构思时，往往采用定向设计法：就是根据产品的不同特征和人们对它的不同要求，有的放矢地进行产品设计。这类设计往往具有较强烈的使用特征，比其他产品更能满足这一类群消费者的心理，为他们所接受。定向设计越是定向范围明确，在一定程度上越是使用范围较窄，功能往往较少或较单一。定向设计由于实践目的明确，其造型往往容易做得有个性，有视觉冲击力。这是我们在设计构思时常用的一种方法。
（3）反向设计法：所谓反向设计，就是设计者把习惯的事反过来思考，从似乎是无道理中寻求道理。反向设计构思法就是要突破惯常定势，从全新的角度去思考问题。反向思考的方法为社会提供了种类繁多的物品，出现了从绝对观念中解放出来的均衡状态。同时，把人们从固定不变的观念中解脱出来，创造了新的概念。当然，用反向思考时，当心不要走极端，必须从某种状态的反面进行彻底的观察，从而发现新的、有效的方法。
（4）组合设计法：把原来不能单独存在的相近的东西组合起来的方法，或是把两种功能让一件制品来担当，叫组合设计法。我们通常称之为一物多用。一物多用有两个方面的内容：一是产品具有多种用途，二是产品具有多种功能。在组合设计中必须注意的是，组合不能理解为简单的“拼接”，的制品还不如单一用途的制
以至于多种用途品好用。这一设计法特别强调协调性和合理性。时下常见的组合音
响、组合家具和组合桌面系统，都是较为典型的组合设计法的产物。
（5）“借鉴”设计法：在其他产品领域中得到启发，将原理、结构或造型“借鉴”过来使用，从而产生新的产品，这就是“借鉴”设计的方法。这种方法有点“抄袭”的味道。它受到产品的形态启发，“直接”拿过来运用到自己的设计上，但毕竟是两种完全不同类型的产品，“直接”搬过来是不可能的。
因此，实际上还是启发。 只要该设计的某点想法有类似之处， 就可能把这种想法 用到那种产品中去试一试。
（6）仿生设计法：功能仿生、形态仿生、结构仿生 8、产品设计的经济性法则是什么？
（1）优化设计方案：设计方案的优劣直接决定产品成本的高低。在每一个 方案的设计中， 均应在充分调查研究的基础上进行深入的技术经济分析， 通过多 种方案比较，最终选择最佳方案。
（2）保证设计质量：高质量的设计，不仅能给企业和社会带来较好的经济 效益，而且还能合理利用资金， 最大限度地发挥投资效益和产品效益。 每个设计 人员必须以科学参数和可靠资料为依据， 认真按照设计程序工作， 确保设计质量
（3）做好预算：对于预测性投资额，要做好计算。深入的产品设计方案， 必须考虑该产品生产的投入，无论是材料、模具、零部件的加工难易、造型部件 的连接、套色以及表面印刷形式等， 都有成本核算的问题。 设计师如果不考虑这 些，势必增加成本。设计师通过精心设计，把投资控制在经济合理的范围之内， 会起到事半功倍的作用。
9、快速成型的优势是什么？ 大大缩短新产品研制周期，确保新产品上市时间； 提高了制
造复杂零件的能力； 显著提高新产品投产的一次成功率； 支持同步（并行）工程的实施； 支持技术创新、改进产品外观设计； 无需开模具，成倍降低新产品研发成本； 快速模具制造可迅速实现单件及小批量生产 10、面向物流过程的产品设计方法？
（1）简化设计：简化设计是指减少设计方案中使用的零部件的多样性，减 少相似零部件的种类数目， 使用通用件和标准件设计。 减少零部件的种类虽然可 能使产品的部分性能超过了实际使用时的要求， 但是这样减少了所需的
材料的种 类，通过合并库存减少了采购的成本。
（2）采取模块化设计：模块化设计是近年来发达国家普遍采用的一种先进 设计方法。 模块化设计是指将产品上同一功能的单元设计成具有不同性能、 可以 互换的模块，选用不同模块，即可组成不同类型、不同规格的产品。模块化设计 的原则是力求以少数模块组成尽可能多的产品， 并在满足用户要求的基础上使产 品精度高、性能稳定、结构简单，成本低廉。它的核心思想是将系统根据功能分 解为若干模块，通过模块的不同组合，可以得到不同品种、不同规格的产品。为 了保证模块的互换性，必须提高其标准化、通用化、规格化的程度。
采用模块化设计产品有以下优点：
a 产品更新换代速度快：新产品的发展常常是局部的改进，若将先进技 术引入相应模块， 比较容易实现。 这就加快了产品的更新换代。 比如当前电子产 品的发展，常常是改变其中某些插件—模块而得到的。
b 、可以缩短设计和制造周期：用户提出要求后，只需更换部分模块，或 设计、制造个别模块即可获得所需产品。这样，设计和制造周期就大大缩短了。 例如德国某企业1） 2） 3） 4） 5） 6） 7）
采用模块化设计后，产品从订货到交货时间一般只需半年即可，较前大为缩短。
c可以降低成本：模块化后，同一模块可用于数种产品，增大了该模块的生产批量，便于采用先进工艺、成组技术等，从而降低了产品成本，提高了产品质量。
d维修方便，必要时可只更换模块。
e模块化设计时对产品的功能划分及模块化设计进行了精心研究，这就保证了它的性能，使产品性能稳定可靠。
f、模块化设计可以用少量的部件模块提供大量可选配置，各个模块可以并行制造，从而缩短产品的提起期，在减少库存成本的同时提高客户服务水平。
（3）采用延迟生产策略：是一种为适应大规模定制生产而采用的战略。通过在生产制造过程中利用模块化设计等方法，尽可能推迟定制和物流活动的时间，增加不同产品需求中的相同制作过程，从而在满足用户多样化需求的同时降低库存成本，提高对市场需求的反应速度。
传统的延迟生产只表现在时间和地点上的延迟。时间延迟是指推迟货物在供应链上向前运送的时间，直到接到顾客的订单。地点延迟是将货物储存在配送渠道的中心位置，直到接到顾客的订单。近年来，国外学者提出了形态延迟的概念。即采用模块化设计、参数化设计等方法来推迟产品的生产作业，直到接到顾客订单。它是对产品制造全过程的改革。时间延迟、地点延迟与形态延迟相结合，就形成了制造过程的全面延迟。惠普公司的打印机生产就是一个很好的应用实例，它采用模块化设计制造先完成标准部分的生产，将电源插头、说明书、相关软件等设计制造作业实施时间地点的延迟，即根据各国的应用情况，在输入国或附近地区生产，适应各国顾客的需求。延迟生产的应用较好地解决了企业产品生产与市场顾客需求之间的矛盾，因为不必根据市场预测来维持成品的库存，避免了预测的不准确及市场因素的不确定。因此降低了生产及库存成本，实现了产品的客户化生产，使企业的效益明显提高。惠普的打印机在模块化设计制造的基础上实施延迟生产以来，物流处理的生产率增加187％，库存空间下降47％，效果非常显著。
在产品从原材料变为成品的整个物流过程中，物料每一次质的变化均是供应链节点向前移动的结果。延迟生产使物流个性化的分离点向购买点方向移动，通过分离前的规模化生产和分离后的客户化生产，实现产品的客户化。延迟生产将库存集中在供应链的上游，将制造作业向下游推迟，使成品的生产更接近消费者。
与传统的供应链管理方法相比，由于其库存为半成品或在制品，库存成本降低，而且产品更符合顾客的个性化要求。
从延迟生产与模块化生产的定义看，两者的基本原理在本质上是一致的，都将规模和变化的优点结合起来。但模块化生产在产品设计上起作用，与企业内部的物流有关，用于将不同的零件或模块装配成不同的产品。而延迟生产则在制造过程方面起作用，它与企业内外部的物流有关，通过供应链上下游的作业实现产品的产出。就很多产品而言，延迟生产的实现依赖于模块化设计的程度，而模块化生产又为产品客户化作业的延迟提供了基础。因此两者相互依赖、相互作用，具有最根本的一致目标——客户化生产，并通过不同的途径和方法实现这一目标。
（4）优化运输包装：低密度的产品导致运输设备在远未达到最大载重之前就被装满，因而运输成本非常昂贵。散装运输和包装运输的成本差距悬殊。通过在设计阶段计算零部件的质量体积比和价值质量比，可以合理的规划原材料和零部件的包装、运输的方式，尽可能的降低物流和包装的成本。
（5）组建跨部门的产品设计团队：让供应商、财会部门、销售部门、物流部门等都加入到产品的设计的团队，集思广益，协同合作，建立企业统一的零部件库，实现产品信息的共享，提高产品开发效率，减少由于消息的流通不畅而造成的重复和返工。参与新产品开发的采购人员和供应商能在缩短时间和成本削减方面提出建议，更适时的开始采购，从而加快产品开发速度，降低供应链的总成本，争取获得利益的最大化。