第八章 產品設計與研發 產品開發與設計 產品設計流程 電腦輔助設計 同步工程 價值工程

產品開發與設計(1/3) 產品設計的重要性 產品設計在行銷上的應用 在一個對中階管理階層的調查中，認為設計是新產品績效的重要因素佔了60％，只有17％認為價格是最重要的因素。 產品設計在行銷上的應用 一種吸引消費者注意的方法 一種對消費者溝通資訊的工具 影響著我們生活的品質 有長期且持續的影響性

產品開發與設計(2/3) 產品設計的觀點 產品設計的趨勢 功能性觀點 溝通性觀點 美感觀點 著重於顧客滿意與產品競爭力 著重於降低新產品開發所需的時間 著重於降低新產品提供所需的時間 著重於組織機構生產或交貨的能力 著重於環境因素 著重於少用料與少包裝

產品開發與設計(3/3) 產品設計的目標 盡快使新產品上市 設計符合顧客訴求的產品 增加顧客滿意水準 增加品質 降低成本

產品開發與設計之未來趨勢

3C整合引爆新生活形態 3C產業── 電腦（computer）、 通訊（communication）、 消費性電子（consumer ectronics），在這個大趨勢下，正發生整合的革命。

3C產業未來趨勢(1) 關鍵趨勢1—只做一個「C」的將消失 未來，科技產品差不多都是混血型的hybrid 消費性電子新產品，大小如一張名片，可以下載40首MP3的歌，可以錄音10多小時、聽AM、FM廣播、當拇指碟；售價在新台幣4,000元上下。這也可以說是一個簡單的3C設備，錄音的功能可以用在工作上，也可以存取Powerpoint檔做簡報。

3C產業未來趨勢(2) 關鍵趨勢2 —搶做數位中心， 掀起「最後一公尺」的戰爭 在3C整合的趨勢下，各家廠商無不從本身既有優勢的產品出發，爭做數位資訊中心（Digital Hub）。 以家庭數位中心而言，有四大主要的功能：上網、娛樂、自動控制、保全。做這塊的，目前有三大勢力：網路設備商（用cable modem、ADSL），消費性電子廠商（用數位電視、DVD player）、電腦廠商（用電腦），來控制家庭各種數位設備。 新產品都是把電腦的觀念移植到消費性產品，要跟電腦連結，希望最終是由電腦做數位中心。

3C產業未來趨勢(3) 關鍵趨勢3 —所有商機的關鍵字：「流行」、「娛樂」 全球各項IA（資訊家電）產品產值，2002年規模為340億美元，到2007年將達920億美元，年複合成長率為23％，比目前PC（個人電腦）個位數成長的表現，要亮麗許多。 強調流行、設計感的蘋果電腦，跨入IA新領域，也成績裴然。相機手機、彩色手機大熱賣，也是明顯的例證。

3C產業未來趨勢(4) 關鍵趨勢4 —數位化＋網路化 電腦已完成網路IP化（採用一致的協定，才能在網路上互通）革命，通訊產業正加速網路IP化，消費電子產業則加速數位化，為連結網路做準備。 「數位化可以做更多加值使用，從消費者身上創造更多的利益；而消費者也可以從數位化享受更多型態的娛樂。數位化的下一步，就是網路化」 連網家電（Net Appliance）產品的銷售量，將從2002年的13,000件，到2007年快速成長為37萬件，幾乎達30倍。

3C產業未來趨勢(5) 關鍵趨勢5 —內容製作規格統一、形式多元， 用任何設備皆可存取 數位整合的趨勢意思為各類資訊呈現的形式或接取的終端設備，將趨向愈來愈多元；數位內容的產製規格和標準，卻趨向單一，以便能在各種終端設備上互通。 廣播電視與資訊通訊整合，將形成內容供應業、B2C電子商務業、通訊傳輸業、接收機、以及設備產業等5層。「這5層水平產業分工，將取代傳統的垂直產業壟斷（由電視台、廣播電台包辦一切）」這將造成全新的媒體產業生態。

3C產業未來趨勢(6) 哪一個「C」最有勝算？ 家電會統一電腦，而非電腦統一家電 從資訊廠商跨入消費性電子，長處是速度快；消費性電子公司一個電視從設計到生產要2年時間，但資訊廠商只要6個月 目前電腦是IT產業的核心產品；10年後，IA會變成IT產業的核心產品 源自於科技10倍速改變，迫使所有的產業玩家必須自我調整。某一時代主宰商業秩序的大公司，通常最後都被消滅了，被採取新遊戲規則的新玩家所取代

產品設計流程

問題定義

初步設計概念

精確化

分析

決策

執行生產

產品可靠度 可靠度：在預定情況下，測度一產品、零件或 系統履行其期望功能之能力。 改進克靠度的方法： 1.改進組件設計。 2.改進生產或裝配技術。 3.使用備分組件。 4.改進預防保養程序。 5.改進對使用者教育。 6.改進系統設計。

電腦輔助設計 定義 電腦輔助設計（Computer Aided Design, CAD），是指透過電腦軟、硬體來輔助設計工作師執行設計工作。(如3D齒雕從量測、繪圖 、輔助設計至研磨假牙，均由電腦執行) CAD系統歷史沿革 50年代：交談式圖學 60年代：交談式繪畫方式 70年代：交談式電腦繪圖已能在較便宜的迷你電腦（mini computer）上執行，邁入了3D的線架構（wire frame）系統。於1979年也開始發展出IGES之原始圖形交換檔。 80年代：有限元素模型的建立、實體模型（Solid modeling） 90年代：3D混合（曲面+實體）參變數及人工智慧之CAD系統。

CAD系統歷史沿革(1)—50年代 1950年中期高階電腦語言程式化設計FORTRAN的的誕生，使得軟體設計師得以利用程式語言來設計更好用的軟體，是CAD的源頭。 AutoCAD是用C語言來寫的。

CAD系統歷史沿革(1)—60年代 1960年初，美國MIT屈佩特教授，依1955年林肯實驗室的SAGE系統所開發出的全世界第一支光筆為基礎，提出了所謂“交談式圖學”的研究計畫。 計畫就是將一陰極射線管接到一台電腦上，再利用一手持的光筆來輸入資料，使電腦透過在光筆上的感應物來感應出螢幕上的位置，並獲取其座標值以將之存於記憶體內。 陰極射線管就是電腦顯示幕，光筆現在可能是更先進的滑鼠、數位化儀或觸筆。

全世界的第一支光筆

執行CAD系統的老電腦

CAD系統歷史沿革(1)—70年代 70年代，小型電腦費用已經下降，交談式圖學系統才開始在美國的工業界間廣泛使用。比較有名的交談式圖學軟硬體系統是資料公司(Digital)的一套名為Turnkey的系統。

CAD系統歷史沿革(1)—80年代 以Block建立模型 三維有限元素模型 建立各方塊所需之輸入資料 Block A B C 起點/終點 1 2 X 20 100 Y 25 Z 200 建立各方塊所需之輸入資料

汽車自動有限元素模型建立、組裝、分析與管理系統

CAD系統歷史沿革(1)—80年代 Solid Modeling Solid Image On Screen

輔助設計工具操作流程 CAD資料結構 形狀資料（Shape Data） 拓樸資料：表示產生實體模型之幾何圖形圖元間的關係。 建造設計模組（Design Module） 模擬及分析設計模組 輸出設計完成的設計模組 CAD資料結構 形狀資料（Shape Data） 幾何資料（Geometrical Information） 曲面模型（Surface Modeling） 實體模型（Solid Modeling） 拓樸資料：表示產生實體模型之幾何圖形圖元間的關係。

曲面模型（Surface Modeling）

實體模型（Solid Modeling）

拓樸資料

拓樸資料(Topology Information)

非形狀資料（Nonshape Data） 圖解的資料（Graphic Data）：如陰影、影像等。 總體模型資料（Model Global Data）：如尺寸單位等。 幾何轉換資料（Geometric Transformation Data）：如座標間轉換數值。

設計資料（Design Data） 質量特性（Mass Properties）：如質量計算和慣性力矩等。 有限元素分析（Finite Element Analysis）：如有限元網格資料。 公差分析（Tolerance Analysis） 機構模式（Mechanism Modeling） 干涉檢測（Interference checking）

CAD資料轉換 1/2 開發一個產品，通常必須將幾何資料轉換到其他不同的系統 。 資料轉換的方式大致可分為三類： IGES（Initial Graphics Exchange Specification）, STEP（Standard for Transfer and Exchange Of Product Model Data）, STL（Stereolithography）等工業標準資料格式 Parasolid的X_T或ACIS的SAT等商業幾何資料格式 兩系統之間接的轉換格式。

CAD資料轉換 2/2 資料轉換存在許多的問題，影響轉換結果的因素包括： 數值精度 系統計算與紀錄的方式 模型品質

輔助設計工具之功能 計算或模擬 資料的紀錄與分析 輔助視覺化的設計

輔助設計工具之特性 簡便的使用者介面 資料庫系統的支援 輔助設計工具間的溝通 輔助設計工具的功能擴充

同步工程 定義 在產品設計階段，就提前考慮產品在後續作業流程中可能遇到的困難點和考慮因素。其中包括製造、裝配、檢驗、可靠度等等眾多考慮因素，以縮短產品開發與設計時間。 目的 為了儘早溝通設計、製造及生產三者的意見，使彼此間有共同的認知，減少日後在製造及生產時因產生不一致的品質而增加的修改次數，進而縮短產品開發時間，降低價格。

傳統工程作法

同步工程作法

同步工程的成功要因 願景及策略 顧客導向 加速上市 跨專業團隊 設計及製造自動化工具 品質提升 降低成本

價值工程 定義 價值工程的執行 一套系統化的管理技術，用以界定不必要的成本，進而在不降低性能的前題下，開發降低成本的替代方案。 組成研究小組(或小團隊) 針對標的物執行替代方案研析--- 資訊蒐集 創意構想 評估判斷 細部發展 簡報建議 追蹤實踐

綠色產品設計 主旨 綠色設計的主旨在「綠色生命週期設計」(Life Cycle Design, LCD)，其設計要點不但考慮到如何回收既有廢棄物，更重要的是讓設計師在產品概念形成階段，就已經考慮到產品未來對環境可能產生的不良影響，進而以減少對環境不良影響的角度去設計產品。 在綠色生命週期的每一個階段都有資源的輸入或輸出，所以在產品設計時不是只考慮到產品本身，而是整個鏈狀的產品生命週期；亦即以綠色生命週期為產品發展的基礎，控制物料和資源的輸入或輸出，使設計出的生產方案對環境傷害降到最低。

鏈狀產品生命週期

綠色產品設計的整合系統 產品材料的選擇 產品的結構設計 產品的製造程序 產品的包裝 產品的運輸分配 產品的使用 產品的廢棄