在新產品開發管理的第四步驟:設計執行與審查中將產品設計與審查應注意的重點大致上已給予說明;然為提升產品設計品質,企業應重視以下幾點(但不限於):
- 儘可能在設計開發之前就完成產品的規格擬定;
- 明確地劃分過去有設計經驗與無設計經驗的部分;在有經驗的部分徹底地實施設計標準化,使設計工程師有所依循,以讓設計品質達到一定的標準;對於新的領域,企業則以FMEA(失效模式效應分析)、設計審查及研發試作等方式進行重點管理;
- 儘可能匯集組織全體的知識與智慧,以面對新的或未知的部分。
然需注意的是設計的水準與設計的品質是不一樣的概念,設計水準係指設計者(或團隊)運用自身的知識與經驗投射在產品中以提升產品的性能,例如同樣是2000cc的引擎,設計水準高的設計團隊可以擠出較高的馬力、扭力、與低的廢氣排放率,甚至會使用渦輪增壓以推升產品的性能;而設計品質則是指不同的設計者或同一設計者在不同的情境下皆可以設計出性能相似的產品;因此為獲得相同品質的產品企業應建立標準化的設計流程、規範、方法、甚至審查標準,我們稱之為設計標準化;在設計標準化方面,又包括以下工作(但不限於):
1. 建立新產品開發流程標準化,如圖一所示;
企業並不是一定要依照圖一的內容建立企業產品開發流程的標準化作業,而是以圖一的精神建立符合自己企業運作的產品開發流程;企業面對不同類型的產品,也應建立符合該產品類型特性的開發流程;請參考:新產品開發管理的設計原則;
圖一、新產品開發流程標準化
2. 訂定設計方法的標準,包括(但不限於):
- 製圖的標準:圖面規劃、佈局、尺寸、公差、記號…的標示;
- 設計標準:設計的基本方針以及確立設計的基本路線(易製性、易維修性、產品各零組件使用壽命的統一性、維修保養期程、產品使用週期成本…等等)
- 編定設計手冊(內如包括但不限於):
- 設計方針與邏輯;
- 設計的程序;
- 設計分析方法與要求;
- 使用的標準;
- 驗證的方法;
- 設計計算公式、公差、嵌合方法、螺絲使用基準、齒輪使用與設計基準、傳動軸設計基準、…等等;
- 設計經驗的累積(紀錄各種好的、不好的設計經驗)、研究成果、設計應注意的事項…;
- 案例解析:建立各種設計原則無法讓設計新手有所感,最好在設計手冊中納入許多(許多喔,不是一兩例)設計案例,將者各種好的設計、不好的設計、設計經驗、設計分析、設計驗證、…等等,都盡量納入;
- 工作標準
- 工作的程序、使用的軟體與數據、使用的標準、使用的法規、…等等;
- 審圖要領
- 其他設計上的資料…等等。
3. 訂定零組件、材料的相關標準與規格:
針對零組件、材料的使用種類訂定相關的標準與規格,設計者只能在有限的項目中挑選,這樣做的目的是:
- 確保設計品質的一致性;
- 減少選擇項目,讓設計工作更有效率地執行;
- 讓製造方法得以統一,增加產品製造的可靠度;
- 庫存得以精簡;
- 零件間的相容性高,降低維修的難度。
4. 訂定產品系統、次系統、零組件測試方法、步驟的相關標準
為確保產品系統設計的品質,嚴謹的測試驗證必不可少;因此複雜的產品系統會訂定許多測試驗證以確保產品的品質,相關的測試驗證包括(但不限於):
- 材料實驗
- 產品功能與性能測試
- 環境測試
- 產品驗收驗證
- 產品製造與成品抽樣檢驗
- 產品系統、次系統與零組件的耐用性與可靠度驗證
- …
5. 訂定CAD或其他資訊處理的相關標準
結語
設計標準化為設計工程師的設計建立統一的工作標準,為確保設計品質的重要的手段;當然設計標準化的工作不是一蹴可及,而是企業經年累月的成果;在新產品開發管理的設計原則有提到過,日本豐田汽車的精實產品開發(Lean Development)的秘訣在於將各個相互權衡(trade off)的設計參數事先建立圖表,以快速查表的方式找出最佳解;而這些相互權衡的設計參數圖表就建立在設計手冊與零組件、材料的相關標準與規範中,以供隨時查閱;而不是等要權衡時,才開始花數天、數星期的模擬分析,找出最佳解,這就是為什麼豐田汽車精實產品開發速度超快、開發成本超低的重要秘訣之一。
設計手冊是我在中山科學研究院當組長時特別重視的項目,一方面讓新近同仁在產品設計上有所依循、一方面作為知識管理的一環;該設計手冊採活頁的方式集成,這樣可以抽換、增補,以保持最新的設計資訊;我覺得還不錯,建議貴公司也可以試試看。