ID与IE融合的IDE技术创新方法范文

1IDE方法提出背景

1.1ID与IE概念

传统工业设计的核心是产品设计，在人类社会进入现代工业社会之后，设计所带来的物质成就及其对人类生存状态和生活方式的影响是过去任何时代所无法比拟的，现代工业设计的概念也由此应运而生，现代工业设计有广义的工业设计和狭义的工业设计之分。广义工业设计是指为了达到某一特定目的，从构思到建立一个切实可行的实施方案，并且用明确的手段表示出来的系列行为，它包含了一切使用现代化手段进行生产和服务的设计过程。狭义工业设计指产品设计，即针对人与自然的关联中产生的工具装备的需求所作的响应，包括为了使生存与生活得以维持与发展所需的诸如工具、器械与产品等物质性装备所进行的设计。

1.2ID与IE融合原理

随着知识经济时代的到来，全球竞争日趋激烈，工业设计理念和工业工程理论都发生了重大变化。结合多年的工程实践经验，作者认为工业设计是面向全过程的设计，包括从市场调查、新产品设计定位、专利技术查询与搜集、设计方案初步制定到新产品的包装设计、成本核算、预测风险等内容。因此，其理念可描述为以市场和用户需求为导向，以创新理念为指导，以现代化技术为工具，综合考虑产品的功能、结构、材料、工艺、应用环境等因素，在产品全生命周期内展开的一系列创新增值活动。IE作为管理方法论与工程技术的综合体，对提高企业综合创新能力和整体素质具有不可替代的作用。作者将其在企业中运用的方法归纳为规划、设计、计划、控制、分析/评价、改进/创新、组织七方面。现代工业工程开始系统地从产品本身及其制造过程和产品整个生命周期考虑产品的环境特性，推动传统制造向现代先进制造转变，要求能够快速配置和系统地集成人、技术和资源。同时，现代制造理论和技术广泛应用，对产品设计流程的创新和改进提出了更高的要求。但工业工程更关注的是由“投入—产出”所组成的系统，在中间环节，即产品设计流程方面缺乏合适的理论与方法。新技术、新材料、新发明，在没有转化为在市场销售的商品产生价值之前，是没有实际意义的，工业设计正是科学发明转化为经济成果的媒介和纽带，丰富完善了工业工程“投入—产出”所组成的系统，在设计环节利用工业设计的方法从产品的功能、外观、经济型、市场销售等方面构思，完善整个创新的价值链。ID与IE均涉及了整个产业价值链，二者融合可以帮助企业发掘顾客的潜在需求，创造性地利用科学技术知识进行创新。前者强调依据研发技术对物料、能源、设备、资金、技术、人力和信息等制造资源进行加工和利用，从功能、结构上改进产品，从而实现技术创新，并通过广告、品牌、包装、销售及售后等环节向顾客提供产品和服务，需要理论方法和技术工具来指导;后者侧重于从理论上为产品的研发提供战略研究，优化流程设计和作业程序设计，制定成本计划、质量计划和过程控制，并对产品设计进行评价筛选及改进，需要具体实践环节发挥其功能。

2IDE技术创新方法

在ID和IE融合原理分析基础上，将IE理论与方法融入ID过程中，全过程运用IE方法，对需求发现、功能设计、结构设计、工艺优化、材料替代、工程应用进行优化与重构，可以衍生出一种基于ID和IE融合的IDE技术创新模式。

(1)需求分析阶段

需求分析既是产品设计成功的基础，也是产品开发设计的最终要求。该阶段:①需要采用工业工程方法，从系统论观点分析把握人们的需求和价值观，以满足人的多种需求为目标展开技术创造活动;②需要利用规划方法，从企业战略、市场研究等方面确定用户需求，明确产品需求范围及使用功能;③需要综合运用评价方法，从产品的经济与社会效益评价方面确定需求的可行性与必要性，明确目前的技术以及企业资源是否有能力完全满足需求，以及满足这些需求付出的代价是否有足够的效益支撑，进而将产品需求转化为产品功能。

(2)功能设计阶段

需要在系统目标引导下，综合考虑各组成部分的相互作用和系统整体的发展变化，从纵横两方面对系统各要素在功能中所处地位和作用加以分析和比较，实施结构、动作、时间、工艺(路线)的展开和多维分解，并确定产品的关键功能。同时，利用价值工程分析方法，对产品功能展开价值分析，在保证产品功能最佳状态下降低产品成本，使产品的结构更合理。

(3)结构展开阶段

该阶段需要利用“原始法则”对系统结构进行破组织分解，划分为通用结构和专有结构，为选择外包或自主研发指明方向。“原始法则”指加大创新思维的“前进跨度”，把思维集中在事物的本质方面，强调将一切复杂的系统分解还原为简单的理、化、生基本现象或基本结构，用最基本的物理、化学、生物等自然科学进行描述。结构展开过程按照装备模型逐级进行。

(4)工艺优化阶段

该阶段需要:①以工业工程流程改进、过程重构、可装配性设计等方法为基础，以技术创新为途径，利用新工具、新方法，对产品生产工艺、装配过程等进行优化。如可借助系统优化方法，以整体全局最优为目标，消除部门主义、利益分散主义，最大限度实现信息整合、技术整合;②运用创新技术优化核心工艺，改进生产流程，实现风险控制、质量控制、流程控制等。此外，在功能分解和结构分解基础上，产品的特殊功能和关键结构设计往往在工业优化阶段实现，创新显得尤为重要，更加需要采用IE方法作为工艺优化的技术工具。

(5)材料替代阶段

①从质量控制方面考虑，必要的材料替代可以改善使用性能，如延长产品寿命、提高可靠性，即使一种材料可以很好地满足某种特定用途，设计人员也应考虑其可替代性;②从设施设备规划考虑，在工作条件改变的情况下，材料替代能很好地满足环境变化的要求;③从成本控制考虑，材料替代能够提供降低成本或改进设计的机会，降低成本，提升产品竞争力。因此，该阶段的主要任务是在满足结构的可靠性、外观要求、工艺性能等前提下，利用新材料或新工艺优点，寻求一种可替代材料，完成相同的设计任务甚至达到更高的技术要求。

(6)工程应用阶段

由于产品的使用环境和用途不同，在使用过程中出现的问题也有所不同，遵循IE服务改进原则，需要对产品进行动态完善，提升产品的性能。此外，将IE工程服务理念融入到工业设计，有利于提升服务过程的效率价值，最终形成全产业链的优化。

3结论

ID强调对物料、能源、设备、资金、技术、人力和信息等制造资源进行加工和利用，从功能、结构上改进产品;IE侧重于从理论上为产品的研发提供战略研究，优化流程设计和作业程序设计。前者需要理论方法和技术工具作为指导，后者需要在具体的实践环节才能发挥其功能。基于此，本文在重新界定ID概念和IE方法基础上，提出了ID和IE融合的IDE技术创新模式，以发掘顾客的潜在需求，利用科学技术知识进行创造性地创新，从而为企业获取竞争优势指明方向，也为技术创新提供一种新的方法和思路。（本文来自于《科学学研究》杂志。《科学学研究》杂志简介详见.）

作者：冯立杰岳俊举王金凤翟雪琪单位：郑州大学管理工程学院