NPDP知識點：制造與裝配階段

NPDP 責任編輯：廖偉華 2024-01-09

摘要：通過學習和掌握NPDP知識體系指南中的內容，考生可以獲得一套完整的產品開發(fā)管理知識體系，從而提升自己在產品開發(fā)和管理領域的專業(yè)能力。為了幫助考生更好的吸收各個NPDP知識點，小編對相關知識點進行了介紹，希望對大家有所幫助。

【制造與裝配階段】

6.1原型法

原型法((Prototyping)是將產品概念轉為實物模型的一種設計方法)，其主要目的是評估產品特性是如何滿足用戶期望的。

原型近似與設計創(chuàng)意的最初形態(tài)，產品開發(fā)團隊用原型來驗證產品的運行、部件、布局、功能、外觀和體驗。

原型的范圍：從概念草圖到全功能產品都可以是原型。

原型逼真度是設計階段使用的原型與最終使用的產品一致的程度。

產品創(chuàng)新流程的幾種不同類型的原型：

紙質原型法（Paper Prototyping）

它是用來體現概念和創(chuàng)意的最常見形式;

它用于評估所設計的外觀，感覺，功能和界面是否滿足消費者需求;

紙質原型不具備設計的技術特征，只是通過圖形和紙質外形來形成創(chuàng)意，促進頭腦風暴并生成解決方案。

故事板是一種紙質原型，通過一系列框架圖來描述用戶界面的故事板。

功能原型法 (Functional Prototype)

功能原型的目的是：

1.測試產品如何工作并交付預期功能。

2.在所有功能尚未完善得早期階段，通過可用性測試識別出可能出現的設計錯誤。

3.評估以用戶為中心的設計需求，包括人機工程、認知方面的考慮及用戶體驗。

該方法有利于幫助用戶識別具體任務、已完成任務以及需要改進之處。

可體驗原型法（ (Experience Prototype)

讓用戶、設計者和其他參與創(chuàng)造、創(chuàng)新和設計流程的人在“體驗環(huán)境”和社會環(huán)境中成為積極的參與者，因為他們能夠發(fā)現并生成豐富的產品解讀。

該方法要求用結構化的方式來描述不同交付階段的產品或服務，以及產品和用戶之間的互動。

1.在服務行業(yè)中，創(chuàng)建服務地圖或藍圖是為了識別“關鍵時刻”可能造成價值交付不足或遺漏的時刻。

2.以產品為例，該方法研究用戶與產生功能、情緒的產品使用設置之間的互動關系。

阿爾法原型（ (Alpha Prototype)

阿爾法原型是用于測試目的的非完整功能版本產品。在測試過程中，測試人員會仔細檢查所有特性、功能和子系統(tǒng)，并評估產品的工作方式。此外，也會驗證系統(tǒng)集成及技術實現方式。通常用較為簡單的加工工藝制作該原型((例如，用機械加工而非模壓成型))，該原型與量產版本產品已經很接近了。

貝塔原型（ (Beta Prototyping)

貝塔原型是完整功能版本產品，用于在試生產階段之前對產品進行評估。該原型用于在實際使用環(huán)境中與客戶、裝配商、零部件制造商和零部件供應商一起測試產品，主要目的是評估產品可靠性。貝塔原型是用實際生產設備加工出來的。用該原型可以分析實際生產過程中的需求及所需改善。

試生產原型（ (Preproduction Prototyping)

試生產原型是最終版產品。在進人入設計流程的制造階段之前，除用試生產原型確定教零件和部件規(guī)格外，還可以確定所有設計要素,，尤其是設計技術要求和規(guī)格。在該階段，試生產原型來確認裝配和制造設計，并確認詳細的生產工藝、裝配時間、零部件外購與集成、產線平衡和生產改善。

虛擬原型法 (Virtual Prototyping)

將虛擬環(huán)境與工程設計相結合，使設計人員能夠對設計敏感性和優(yōu)化過程進行評估。在生產最終產品之前，可以運用虛擬原型來進行“如果···那么”情景測試。因此，它縮短了開發(fā)和上市時間。

虛擬原型法要采用計算機輔助設計來生成三維模型。

虛擬原型可用于形態(tài)和形狀分析、零部件配合關系、渲染和裝配分析。

該方法要求輸入裝置能感知用戶交互和運動，輸出裝置用計算機生成的輸入代替用戶感官輸入，并用軟件進行實時處理、渲染和仿真測試。

快速原型法 (Rapid Prototyping)

也稱為實體自由成形技術(Solid Freeform Fabrication,SFF)。

旨在不影響質量和盈利能力的前提下，縮短產品開發(fā)周期和上市時間。

是使用設備技術對設計進行實物建模。

與傳統(tǒng)的原型制作不同，快速原型制作是通過一層層材料的沉積來制造出零件和部件的。

液態(tài)塑料、樹脂、紙張和金屬板材等很多材料可用于其制造，該方法在制造業(yè)被稱為增材制造(Additive Manufacturing)也被人成稱為3D打印。

快速原型的制作流程：

1.構建 CAD 模型。

2.將 CAD 模型轉換為 STL 格式文件 ((立體圖))。

3.驗證 STL 文件是否允許生成支持結構。

4.將模型分層。

5.生成實物模型。

6.移除支持結構。

7.將實物模型進行后期處理和優(yōu)化。

6.2六西格瑪設計

六西格瑪法(Design for Ssix Ssigma，DFSS))：是一種用于改善企業(yè)質量流程管理的技術。旨在通過各種流程中的專門改進來減少業(yè)務和制造流程的變動。六西格瑪的應用專注于設計或重新設計產品和服務及其支持流程，以滿足客戶的需求和期望，這被稱為六西格瑪設計。

過程	階段	區(qū)別
DMAIC	①定義（Define ）問題、改進行為、機會、項目目標和客戶要求 ②測量（Measure ）流程績效 ③分析（Analyze ）流程，確定導致變異和性能不良的根本原因 ④改進（Improve ）流程績效，識別根本原因并解決問題 ⑤控制（Control ）改進后的流程和未來流程的績效	改進現有流程，使其輸出能滿足客戶的需求
DFSS (IDOV )	①識別（Identify ）識別客戶需求和戰(zhàn)略意圖 ②設計（Design ）通過評估各種設計方案，生成詳細的設計方案 ③優(yōu)化（Optimize ）從生產率（業(yè)務需求）和質量（客戶需求）角度優(yōu)化設計，并實施 ④驗證（Validate ）對設計進行實驗，根據需要進行優(yōu)化，準備發(fā)布	設計新產品和新流程以滿足客戶需求

1.下列哪一項通常不是六西格瑪的DMAIC階段?( )

A. 定義 B. 測量 C. 分析 D. 鞏固

答案【答案】D

【解析】

DMAIC：定義、測量、分析、改進、控制。

6.34可持續(xù)性設計(Design for Sustainability，DFS)

可持續(xù)性設計(Design for Sustainability，DFS))要求在設計周期和產品生命周期中綜合考慮環(huán)境，社會和經濟和其他因素。

其目的是實現產品或服務的可持續(xù)產出，要求設計者具備整體觀和系統(tǒng)觀。

可持續(xù)發(fā)展的三大支柱——被稱為三重底線 (TBL)。

可持續(xù)設計原則：

1.使用對環(huán)境影響低的無毒、可持續(xù)生產或回收材料。

2.使用節(jié)能的生產流程來生產產品。

3.生產更耐用、功能更佳的產品。

4.設計可重復使用、易于拆卸和可回收的產品。

5.使用生命周期分析工具來幫助設計更具可持續(xù)性的產品。

6.將消費模式從個人擁有產品轉變?yōu)樘峁┚哂蓄愃乒δ艿姆铡?/p>

7.材料應選用可再生資源，在其功用耗盡時，將其制成肥料。

可持續(xù)設計框架

SPSD框架（SustainableProduct and Service Development）	ARPI框架（Analysis，Report，Prioritize，Improve）	MDE框架（Material，Design，Ecology）
可持續(xù)的產品和服務開發(fā)（即 SPSD）通過在生命周期中實現產品和服務的可持續(xù)開發(fā)。將提供產品轉化為提供服務以減少制造。	分析、報告、排序和改進方法提倡開展生態(tài)設計，包括對環(huán)境的評估、分析和報告、對相關因素進行排序并提出改進措施。	是關于材料、設計和生態(tài)的指導原則。它強調材料選擇及其對產品方法、功能設計、市場需求、價格和環(huán)境的影響。

產品可持續(xù)性指數 (Product Sustainability Index, ProdSI)

類別	產品對環(huán)境的影響	產品對社會的影響	產品功能	資源利用率	產品可制造性	產品的可回收性或在制造性
因子	生命周期環(huán)境影響殘留物生態(tài)平衡和效率區(qū)域和全球影響	使用安全健康和養(yǎng)生影響道德責任社會福利員工安全與健康教育	使用壽命和可靠性模塊化易用性可維護性或可用性可升級性人體工程學可靠性安全性功能有效性	能效和功耗可再生能源的使用材料利用率和效率水資源利用率和效率安裝和培訓費用運營成本	制造方法裝配包裝運輸儲存	可拆解可回收和可復原可處置再制造或再利用