产品结构设计实例教程
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2.3 新产品开发流程具体环节

2.3.1 市场部签发新产品开发指令单

这一环节属于项目确立阶段,大部分公司设有市场部门或者业务部门,专门负责与客户沟通交流及市场调查,市场部根据客户的要求签发新产品开发指令单,并提供新产品项目的相关物件给研发部门,相关物件包括客户提供参考用的产品样件、客户提供的外观图或者构思草图等。

表2-1是新产品开发指令单模板。

表2-1 新产品开发指令单

2.3.2 指令单确认与前期评审阶段

研发部门在收到市场部门的开发指令单后就要进行前期评审阶段,前期评审非常重要,可以预防开发过程中出现的很多问题,也决定了新产品能否顺利开发、在规定时间内是否可以完成等。

在这一阶段,相关的文件一般有开发部新产品设计规格书、新产品前期评审表等。

表2-2是开发部新产品设计规格书,表2-3是新产品前期评审表。

表2-2 开发部新产品设计规格书

表2-3 新产品前期评审表

2.3.3 新产品开发计划及进度管制

新产品评审决定执行开发,下一步就是要制订一个开发计划,开发计划与进度管制的目的就是让新产品开发在规定时间内完成。

表2-4是新产品开发计划及进度管制表。

表2-4 新产品开发计划及进度管制表

2.3.4 产品结构设计阶段

产品结构设计阶段包括外观建模及评审、外观手板制作、产品内部结构设计及评审等内容,是产品结构设计中的重要阶段。

一般来说,在做外观建模之前是产品外观图的制作及确认,产品结构工程师根据设计要求来完成三维图外形的制作,然后根据三维外形图来制作外观手板,外观手板的主要作用就是用来确认产品外观的可行性,如果对外观要求不高的,可以不做外观手板。

产品内部结构设计包括前壳结构设计,底壳结构设计,装饰件结构设计,按键结构设计及其他零件的结构设计等,要求结构工程师按时并细致完成,不容许马虎了事,因为如果结构设计不好或者时间太长,都会影响整个产品的开发进度,甚至造成项目中止、模具报废等严重后果。

产品结构评审也非常关键,因为设计的结构工程师个人能力及思维的局限性,设计出来的产品并不一定能满足要求,这就需要评审集思广益了。有些公司的评审是由上级主管个人评审完成的,这就要求上级主管经验非常丰富并能承担责任。也有不少公司结构评审由开发部主导,其他部门参与一起来评审,其他部门包括品质部、采购部、市场部、生产部、模具制作部等。多部门一起评审,虽然麻烦,但可以避免新产品在后续工作中出现很多问题,是非常值得的。

表2-5是产品结构评审表。

表2-5 产品结构评审表

2.3.5 结构手板及检讨

结构手板就是在没有开模的前提下,根据产品的结构图纸做出一个或者几个产品出来。手板的主要作用有以下几个方面。

1.检验结构的可行性

手板是实物,是可以触摸也可以装配的,可以直观地反映结构设计的合理性,也可以用来检验装配的难易程度,以便提前发现问题及解决问题。

2.给客户提前体验产品

手板装配完成后就是实实在在的产品,可以给客户提前体验产品及在开模前提出修改意见,也可以让客户利用手板做前期的宣传推广等工作,使产品尽早让消费者熟悉,从而占领市场。

3.用作功能测试

新产品的开发测试环节是必不可少的,尤其是电子类产品,功能测试要反复进行,结构手板就派上用场了,结构手板可以在未开模具之前就用来测试,大大缩短了以后测试的时间,从而使产品提前上市。

4.减少直接开模的风险

复杂的产品,结构手板尤其重要,模具制造费用较高,少则几万多则几百万,如果在开模之间发现了结构设计的不合理性,就大大降低了模具制造风险,从而减少损失。

结构手板的制作方法目前主要有激光快速成型(Rapid Prototyping,RP)和数控加工中心(CNC)加工。

激光快速成型是将三维图纸输入到专业的成型机器里,通过塑料一点点堆积而成的一种手板制作方法,优点是方便快速,缺点是表面粗糙度低,难以处理,加工出来的手板强度差,小型零件难以加工等。

数控加工中心是通过数控机床对原料进行铣、车、钻、磨等方法加工,做出与三维图纸一样的产品,优点是表面精度高,表面经处理后与通过模具制作出来的产品表面一致,从而真实地反映了产品特性。缺点是时间长,因为数控机床需要编写程序,加工的工序多,从而延长了制作时间;再有一点就是数控加工中心有些部位很难加工或者加工不到位,需要手工来完成。

技巧提示:两种手板加工方法各有优缺点,可根据实际需求选用,尽量选用CNC手板。

2.3.6 模具制作及跟进

结构完成后下一步就是模具制作,作为结构工程师,还需要对整个模具制作过程进行跟进,及时与模具制造方沟通,督促模具厂按时按质完成。

模具制作时间根据产品的难易度来决定,简单的产品几天就可以完成,复杂的产品甚至要数月。对于大部分产品来说,模具制作完成时间控制在30天内,对于时间紧迫的产品最好控制在20天内。

由于模具制造费用高,大部分公司中模具制作是要总经理签署的,这就需要相关的文件,表2-6是新开模具签核表。

表2-6 新开模具签核表

一个产品需要开多少套模具取决于产品的零件个数及外形尺寸大小,小件的零件只要材料相同就可以放在一套模具内,大件的零件和要求比较高的零件要单独做一套模具。结构工程师与模具制作方沟通后,制订模具排模清单表,排模清单表很重要,以便确定零件在哪一套模具内,每套模又生产多少个零件。

如果产品里有五金零件,就需要开五金模具,冲压件零件开冲压模,压铸件零件就要开压铸模具。

表2-7是塑胶模具排模清单。

表2-7 塑胶模具排模清单

2.3.7 第一次试模及检讨

第一次试模是模具制作完成后,第一次试生产胶件,是检验模具制作是否满足要求的必经环节,俗称T1。

检讨时要细致,并将检讨内容记录在相应的表格里。检讨的步骤如下所述。

(1)首先逐件检查单个零件有没有满足设计的要求。

塑件单个零件主要检查胶件的注塑缺陷,包括胶件表面是否有缩水、表面是否有拉伤、是否有多胶及少胶现象、是否有披锋、胶件是否变形等。

五金单个零件主要检查表面处理是否达到要求、零件是否变形、外观件是否有刮手现象、零件尺寸是否达到设计数据等。

(2)其次检查壳体零件装配有没有满足设计的要求。

将所有的壳体零件进行装配,主要检查是否方便装配,包括零件的定位及固定是否可靠等。还要检查装配好之后零件之间有无断差及明显的间隙,如果前壳与底壳断差太大就会影响外观。

(3)再次检查壳体与电路板装配有没有满足设计的要求。

将电路板等其他需要装配的物件与壳体装配,主要检查电路板定位及固定是否可靠,有没有干涉现象等。

(4)最后检查整机功能是否满足设计的要求。

将整个产品装配好之后,检查整个产品的功能,如果是需要发声的产品就要检查音量是否够大且音质是否够好;如果是带显示屏的产品就要检查屏的视窗是否有遮挡;如果是带电池的产品就要检查电池是否方便取装、是否不易掉电等。

表2-8是模具第一次试模检讨表。

表2-8 模具第一次试模检讨表

第一次检讨及修改到第二次检讨时间要看问题的多少与难易,大部分为三天左右。第二次试模及检讨主要是检讨上一次的问题,方法及流程与第一次检讨相同。如果第二次检讨之后还有问题,还需要第三次,甚至第四次,直到产品符合设计要求为止。

技巧提示:频繁地改模修模不仅会造成产品整个进度延长,严重的还会造成模具报废,所以,前期结构设计及评审要细致,尽量减少改模次数。一个优秀的结构工程师加细致的评审,再加技术及设备先进的模具厂,是产品开发成功的保证。

2.3.8 样板制作及检讨

样板与手板不同,样板是模具完成之后制作的,是客户试产前的样件确认。模具制作完成之后,通过模具注塑出零件,然后组装成整个产品。样板的主要作用是检验产品是否满足客户要求,样板制作可以是几个,也可以是几十个,在样板制作过程中,还可以检讨产品能否试产的可行性。

样板可以用作整机测试,测试的结果给品质部门提供了品质要求的数据参考。样板还给生产部门提供了流水线作业的工序安排。

表2-9是样板制作通知单。

表2-9 样板制作通知单

表2-10是样板检测记录表。

表2-10 样板检测记录表

2.3.9 新产品发布会

试产之前,研发部门要召集各部门相关人员召开新产品内部发布会,给各部门人员讲解产品的构成及功能,以及生产的装配顺序、对品质的要求等。

(1)品质部门根据产品发布会的要求制定具体的品质细则,开发部门要给品质部门提供新产品QC标准,如表2-11所示。

(2)生产部门根据产品发布会的要求制定具体生产工序安排、夹具的制作等,开发部门要给生产部门提供新产品生产标准及其他资料。

表2-12是新产品生产标准。

(3)采购部门在产品发布会之后就要准备试产物料,开发部门要给采购部门提供新产品物料明细(BOM)表,如表2-13所示。

表2-11 新产品QC标准

表2-12 新产品生产标准

表2-13 新产品物料明细BOM表

2.3.10 新产品开发的后续工作

新产品开发的后续工作包括生产签样、品质签样、生产跟进、生产技术支持等。

生产签样就是结构工程师签署生产用的对照样板,品质签样就是签署品质检测用的对照样板。对照样板只要一经签署,就具有产品标杆的作用,生产部门生产出来的产品要与签署的对照样板一致。产品结构工程师在签署对照样板时尤其要谨慎并要能承担相应的责任,如果因为生产签署的样板出现差错,就会造成生产出来的产品报废,给公司造成严重的损失。

生产跟进与生产技术支持就是要求结构工程师到生产现场去了解产品生产状况,包括装配过程、品质检测、功能测试等。尤其是在产品试产阶段,出现的问题比较多,产品结构工程师要能对生产中出现的问题提出解决方法,对生产中不良的生产方式及时检讨及纠正。