ID與IE融合的IDE技術創(chuàng)新方法范文
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1idE方法提出背景
1.1ID與ie概念
傳統工業(yè)設計的核心是產品設計，在人類社會進入現代工業(yè)社會之后，設計所帶來的物質成就及其對人類生存狀態(tài)和生活方式的影響是過去任何時代所無法比擬的，現代工業(yè)設計的概念也由此應運而生，現代工業(yè)設計有廣義的工業(yè)設計和狹義的工業(yè)設計之分。廣義工業(yè)設計是指為了達到某一特定目的，從構思到建立一個切實可行的實施方案，并且用明確的手段表示出來的系列行為，它包含了一切使用現代化手段進行生產和服務的設計過程。狹義工業(yè)設計指產品設計，即針對人與自然的關聯中產生的工具裝備的需求所作的響應，包括為了使生存與生活得以維持與發(fā)展所需的諸如工具、器械與產品等物質性裝備所進行的設計。
1.2ID與IE融合原理
隨著知識經濟時代的到來，全球競爭日趨激烈，工業(yè)設計理念和工業(yè)工程理論都發(fā)生了重大變化。結合多年的工程實踐經驗，作者認為工業(yè)設計是面向全過程的設計，包括從市場調查、新產品設計定位、專利技術查詢與搜集、設計方案初步制定到新產品的包裝設計、成本核算、預測風險等內容。因此，其理念可描述為以市場和用戶需求為導向，以創(chuàng)新理念為指導，以現代化技術為工具，綜合考慮產品的功能、結構、材料、工藝、應用環(huán)境等因素，在產品全生命周期內展開的一系列創(chuàng)新增值活動。IE作為管理方法論與工程技術的綜合體，對提高企業(yè)綜合創(chuàng)新能力和整體素質具有不可替代的作用。作者將其在企業(yè)中運用的方法歸納為規(guī)劃、設計、計劃、控制、分析/評價、改進/創(chuàng)新、組織七方面。現代工業(yè)工程開始系統地從產品本身及其制造過程和產品整個生命周期考慮產品的環(huán)境特性，推動傳統制造向現代先進制造轉變，要求能夠快速配置和系統地集成人、技術和資源。同時，現代制造理論和技術廣泛應用，對產品設計流程的創(chuàng)新和改進提出了更高的要求。但工業(yè)工程更關注的是由“投入—產出”所組成的系統，在中間環(huán)節(jié)，即產品設計流程方面缺乏合適的理論與方法。新技術、新材料、新發(fā)明，在沒有轉化為在市場銷售的商品產生價值之前，是沒有實際意義的，工業(yè)設計正是科學發(fā)明轉化為經濟成果的媒介和紐帶，豐富完善了工業(yè)工程“投入—產出”所組成的系統，在設計環(huán)節(jié)利用工業(yè)設計的方法從產品的功能、外觀、經濟型、市場銷售等方面構思，完善整個創(chuàng)新的價值鏈。ID與IE均涉及了整個產業(yè)價值鏈，二者融合可以幫助企業(yè)發(fā)掘顧客的潛在需求，創(chuàng)造性地利用科學技術知識進行創(chuàng)新。前者強調依據研發(fā)技術對物料、能源、設備、資金、技術、人力和信息等制造資源進行加工和利用，從功能、結構上改進產品，從而實現技術創(chuàng)新，并通過廣告、品牌、包裝、銷售及售后等環(huán)節(jié)向顧客提供產品和服務，需要理論方法和技術工具來指導;后者側重于從理論上為產品的研發(fā)提供戰(zhàn)略研究，優(yōu)化流程設計和作業(yè)程序設計，制定成本計劃、質量計劃和過程控制，并對產品設計進行評價篩選及改進，需要具體實踐環(huán)節(jié)發(fā)揮其功能。
在ID和IE融合原理分析基礎上，將IE理論與方法融入ID過程中，全過程運用IE方法，對需求發(fā)現、功能設計、結構設計、工藝優(yōu)化、材料替代、工程應用進行優(yōu)化與重構，可以衍生出一種基于ID和IE融合的IDE技術創(chuàng)新模式。
(1)需求分析階段
需求分析既是產品設計成功的基礎，也是產品開發(fā)設計的最終要求。該階段:①需要采用工業(yè)工程方法，從系統論觀點分析把握人們的需求和價值觀，以滿足人的多種需求為目標展開技術創(chuàng)造活動;②需要利用規(guī)劃方法，從企業(yè)戰(zhàn)略、市場研究等方面確定用戶需求，明確產品需求范圍及使用功能;③需要綜合運用評價方法，從產品的經濟與社會效益評價方面確定需求的可行性與必要性，明確目前的技術以及企業(yè)資源是否有能力完全滿足需求，以及滿足這些需求付出的代價是否有足夠的效益支撐，進而將產品需求轉化為產品功能。
(2)功能設計階段
需要在系統目標引導下，綜合考慮各組成部分的相互作用和系統整體的發(fā)展變化，從縱橫兩方面對系統各要素在功能中所處地位和作用加以分析和比較，實施結構、動作、時間、工藝(路線)的展開和多維分解，并確定產品的關鍵功能。同時，利用價值工程分析方法，對產品功能展開價值分析，在保證產品功能最佳狀態(tài)下降低產品成本，使產品的結構更合理。
(3)結構展開階段
該階段需要利用“原始法則”對系統結構進行破組織分解，劃分為通用結構和專有結構，為選擇外包或自主研發(fā)指明方向?！霸挤▌t”指加大創(chuàng)新思維的“前進跨度”，把思維集中在事物的本質方面，強調將一切復雜的系統分解還原為簡單的理、化、生基本現象或基本結構，用最基本的物理、化學、生物等自然科學進行描述。結構展開過程按照裝備模型逐級進行。
(4)工藝優(yōu)化階段
該階段需要:①以工業(yè)工程流程改進、過程重構、可裝配性設計等方法為基礎，以技術創(chuàng)新為途徑，利用新工具、新方法，對產品生產工藝、裝配過程等進行優(yōu)化。如可借助系統優(yōu)化方法，以整體全局最優(yōu)為目標，消除部門主義、利益分散主義，最大限度實現信息整合、技術整合;②運用創(chuàng)新技術優(yōu)化核心工藝，改進生產流程，實現風險控制、質量控制、流程控制等。此外，在功能分解和結構分解基礎上，產品的特殊功能和關鍵結構設計往往在工業(yè)優(yōu)化階段實現，創(chuàng)新顯得尤為重要，更加需要采用IE方法作為工藝優(yōu)化的技術工具。
(5)材料替代階段
①從質量控制方面考慮，必要的材料替代可以改善使用性能，如延長產品壽命、提高可靠性，即使一種材料可以很好地滿足某種特定用途，設計人員也應考慮其可替代性;②從設施設備規(guī)劃考慮，在工作條件改變的情況下，材料替代能很好地滿足環(huán)境變化的要求;③從成本控制考慮，材料替代能夠提供降低成本或改進設計的機會，降低成本，提升產品競爭力。因此，該階段的主要任務是在滿足結構的可靠性、外觀要求、工藝性能等前提下，利用新材料或新工藝優(yōu)點，尋求一種可替代材料，完成相同的設計任務甚至達到更高的技術要求。
(6)工程應用階段
由于產品的使用環(huán)境和用途不同，在使用過程中出現的問題也有所不同，遵循IE服務改進原則，需要對產品進行動態(tài)完善，提升產品的性能。此外，將IE工程服務理念融入到工業(yè)設計，有利于提升服務過程的效率價值，最終形成全產業(yè)鏈的優(yōu)化。
3結論
ID強調對物料、能源、設備、資金、技術、人力和信息等制造資源進行加工和利用，從功能、結構上改進產品;IE側重于從理論上為產品的研發(fā)提供戰(zhàn)略研究，優(yōu)化流程設計和作業(yè)程序設計。前者需要理論方法和技術工具作為指導，后者需要在具體的實踐環(huán)節(jié)才能發(fā)揮其功能。基于此，本文在重新界定ID概念和IE方法基礎上，提出了ID和IE融合的IDE技術創(chuàng)新模式，以發(fā)掘顧客的潛在需求，利用科學技術知識進行創(chuàng)造性地創(chuàng)新，從而為企業(yè)獲取競爭優(yōu)勢指明方向，也為技術創(chuàng)新提供一種新的方法和思路。（本文來自于《科學學研究》雜志?！犊茖W學研究》雜志簡介詳見.）
作者：馮立杰岳俊舉王金鳳翟雪琪單位：鄭州大學管理工程學院