基于门径管理模型的电动滑板车概念设计_钱晓波

基于门径管理模型的电动滑板车概念_钱晓波 第32卷第12期2015年12月 机械设计 JOURNAL机OF械MACHINE设计DESIGN Vol.32No.12 Dec.2015第32卷第12期 基于门径管理模型的电动滑板车概念设计* 钱晓波，张凌浩，陈香 (江南大学设计学院，江苏无锡 214122) 摘要:为寻求产品开发的新途径，将门径管理模型导入工业设计领域的产品开发流程，并探讨该在工业设计领域的延伸和应用。以电动滑板车设计为例，结合门径管理的产品开发方法进行电动滑板车的概念设计，并对产品开发流程进行优化，以便解决产品的安全、便携及动力等问题，提高用户满意度，为产品系统开发设计提供参考。 关键词:产品设计;电动滑板车;门径管理;概念设计;产品系统中图分类号:TB472 文献标识码:A 文章编号:1001-2354(2015)12-0116-04 DOI:10.13841/j.cnki.jxsj.2015.12.026 ConceptualdesignofelectricscooterbasedonSGSmodel ——————————————————————————————————————————————— QIANXiao-bo，ZHANGLing-hao，CHENXiang (SchoolofDesign，JiangnanUniversity，Wuxi214122) Abstract:Inordertoseekfornewapproachesofproductdevelopment，Stage-Gate-System(SGS) wasintroducedintoproductdevelopmentprocessinindustrialdesignfield，itsextensionandapplicationinindustrialdesignwerediscussed(Takingdesignofanelectricscooterasanexample， theconceptualdesigntotheelectricscooterusingtheprouctdevelopmentme thodwhichintegratedSGSwascarriedout， alsotheoptimizationdesignwasperformedtosolvetheproblemsonsafety，portabilityandpower，etc， sothethedegreeofsatisfactionwasimproved(Thedesignprovidesreferenc esforproductsystemdesign( Keywords:productdesign;electricscooter;Stage-Gate-System;conceptualdesign;productsystem 电动滑板车是近年来兴起的继传统滑板之后的又一新的滑板运动产品，由于兼具运动、娱乐等功能，逐渐受到消费者关注,1,。但是，随着消费者需求的变化，产品的便携性、电池续航能力和安全性等问题也逐渐显现。近年来的设计发展趋势表明，产品设计已逐渐从传统的实体产品的设计拓展到产品及其周边系统的设计(包括产品周边的服务设计),2,3,，并通过跨学科合作来寻求设计突破,4,5,。文中将管理学中的门径管理系统方法,6,导入产品开发流程，并对——————————————————————————————————————————————— 其在工业设计中的应用方式进行阐述，在此基础上，设计了一款更便携和便于操控的电动滑板车。 种新产品开发流程管理方法，即门径管理系统(Stage- Gate-System，SGS)，又称为阶段,关卡流程模型，使新 产品开发更符合高效的阶段性工作模式，如图1所示。在现代管理领域，SGS重视寻求突破性的新产品构思和产品概念，将新产品开发的流程分为5个主要阶段:观察—构建产品框架—开发—测试与确认—投产并上市,8,，将研究重点从具体的产品开发层面提升到产品价值层面。 发现 新产品推向市场 1 1(1 门径管理系统 门径管理模型 确定 范围 入口 构建产 入口 品框架 开发入口 ——————————————————————————————————————————————— 测试与 入口 确认投产上市上市评估 创意立项开发测试 图1门径管理系统模型 20世纪80年代，罗伯特?G?库珀,6,7,对60多家企 业的产品进行了相关研究，并在此基础上提出一 *收稿日期:2015-07-28;修订日期:2015-09-22 在SGS模型下，新产品开发流程中的每个阶段由一些特定的活动构成，完成之后作出评估并通过才能进 基金项目:江南大学产品创意与文化研究中心专项研究资助项目(201512);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(JUSRP111A62; JUSRP11244;2015JDZD03);江苏高校哲学社会科学研究基金资助项目(2014SJD352) 2015年12月钱晓波，等:基于门径管理模型的电动滑板车概念设计 抽象提取 学习 行动 117 入下一阶段。建立阶段,关卡流程模型的前提是设计流程必须线——————————————————————————————————————————————— 性地组织各个步骤，因此前一步骤的结果正是下一步骤的起点。每个阶段的入口或出口被比喻成一个关卡，每个步骤的工作流程称作阶段。在每个阶段结束时进行检验，以此决定暂停、后退或者前进。 1(2产品系统 设计的角色已逐渐从传统的有形产品设计转变为 实现 有形，无形的产品系统设计,9,。该系统包含了产品、设计师和企业，也是系统中角色自我认知的载体。产品系统设计是一项创新的策略，它将经济模式从仅仅关注生产和销售有形的产品转变为关注能满足顾客需求的产品和服务的整合,10,。 作为一个系统，设计按照流程分步骤阶段性的工作。这种分阶段性的工作可根据不同的目标、场景及工作内容等组织成不同的形式。由于不同的工作内容、文化、视野和目标会产生不同的设计流程，因此设计流程的模式必须与工作的内容和目标直接关联 ,7,8, 图3螺旋状产品系统开发模型 产品系统开发螺旋模型中的研究和分析部分为设计准备阶段，主要任务是观察和提炼，即需求定义和产品特定要求定义。相对于传统的产品开发流程，产品系统开发更注重前端，即研究和分析的工作为后续的设计做准备。创意和执行部分是设计的实现过程，即概念开发、概念选择、细节完善和产品系统设计。 产品系统设计的工作从观察研究开始，并对结果进行分析和提炼——————————————————————————————————————————————— 得出产品(或服务)的需求，在此基础上定义功能并产生概念和创意，进一步完成设计执行。由于工作环境和性质的关系，企业的研发人员更善于对数据和信息作出分析，提炼出有价值的和可用的内容;而企业外部的设计师更善于观察和创造，即研究和概念创意的工作。企业研发人员跟外部设计师的合作可更好地实现共同开发。通过对某一产品(或服务)的专业领域逐渐熟悉和了解，企业设计师和企业外部设计师在产品开发过程所需要的时间会随着经验的积累而逐渐减少，即图3所示的螺旋形逐渐缩小。 。结合 SGS模型，产品系统开发的流程可分解为:需求定义、 产品特定要求、概念开发、概念选择及细节与系统设计 5个主要阶段，最后投入市场，如图2所示。其中，需求 定义和产品特定要求称为设计准备阶段;概念选择、细节与系统设计是设计工作的执行和实现;概念开发是衔接设计准备和设计执行的中间环节。 设计准备 反馈 投产上市 设计执行 需求定义产品特定要求概念开发概念选择细节与系统设计 3 图2 ——————————————————————————————————————————————— 阶段,关卡模型 电动滑板车概念设计实例 需求分析 前期研究表明，电动滑板车的主要目标用户为 相对于传统的产品开发而言，SGS模型下的产品系统开发更重视设计准备部分的工作，为后续的设计执行过程做充分的准备。同时，产品开发的流程更注重每个阶段工作的评估，在评估结果不理想的情况下，设计工作将返回前一阶段甚至更早的阶段。 3(1 16,25岁的都市年轻群体，将产品作为短途交通工具， 或者花式滑板运动和娱乐。通过调研寻求设计工作开始的关键点，从多个方面入手(如目标人群的生活方式与情感需求、对产品的功能需求、使用便利性和对产品的期待等方面)定义用户的需求。调研表明，目标用户对产品的主要需求在于:外观、安全、便携性、动力、操控性、减振和可能实现智能管理，这些需求可归纳为3个主要方面:基本需求、期待和惊喜。其中，外观和安全是基本需求，对运动量、运动时间和强度等方面的智能管理会给用户带来惊喜，其他各方面，如便携性、动力、操控性及减振，是用户期待改善的需求。 2SGS模型在设计领域的应用 无论企业的实际产品开发过程还是广义的创新设 计，都不是点状或者线性的活动，而应被看作一个连续和反复螺旋状的实践过程,9,10,。将SGS模型导入设计领域，在这个反复循——————————————————————————————————————————————— 环的模型中(图3)，产品系统开发的流程可简化为4个主要阶段:研究、分析、创意和执行。 118机械设计第32卷第12期 针对前一阶段的需求类型寻求解决途径，从而实现每一项具体的需求，由此定义产品的功能及技术实现方式等，如表1所示。 表1 需求类型基本需求 具体需求外观安全便携性动力 期待 操控性减振 惊喜 电动滑板车的设计需求分析 需求定义(实现方式) 设计更具吸引力的造型 设置速度警示灯(显示时速)、限速装置及夜间指示灯 采用较薄的碳纤维材料减小滑板的质量和体积通过动能转化为电能，实现快速充电的功能，并增加备用电池 通过手柄控制方向和速度 采用具有一定弹性的碳纤维板，用并联电池组代替电池板 图5 电动滑板车概念设计草图 智能管理开发产品和产品周边设备的APP管理系统 ——————————————————————————————————————————————— 该阶段主要目的是设定产品功能并作出取舍和选择，通常需要通过评估来完成，甚至对某一个需求或者材料已经作出决定，但是，该结果导致后续阶段的工作无法继续，仍须返回产品特定需求设定的阶段，重新作出选择和决定。例如，为延长电动滑板车的使用时间，初步考虑增加一块备用电池，使用过程中可更换。但由于电池成本较贵，将造成产品价格增加较多，权衡之后最终做出妥协，放弃备用电池这一产品特定需求，而是采用某品牌质量更轻、蓄电能力更强的锂电池组，对产品成本增加额较少，相比原产品电池续航能力可提高 制动卡钳 图6 制动碟 电动滑板车概念样机 密封圈 集成电子元件 轮毂轴承 30,，也减轻了电动滑板车的总质量。3(2 概念设计 完成需求调研和产品特定要求之后进入概念开发阶段，这是从设计准备阶段向设计执行阶段过渡。概念开发阶段做了大量的概念方案设计，将前两个阶段所准备的大量调研资料、定义及产品要求等通过可视化方法表现为具体的产品概念。概念开发包括了产品的技术功能实现方式(结构布局图)、概念设计方案(草图与样机)、结构设计及——————————————————————————————————————————————— 材料和涂装方案的初步设定，如图4,图8所示。 电容环 单齿铸造定子 外置转子 图7轮子结构爆炸图 滑板(碳纤维，真空灌注) LED示廓灯(ABS塑料，注塑成型) 驱动轮轴承(轴承钢，切削) 图8电动滑板车材料和涂装初步方案 3(3产品服务系统图 产品作为系统的核心，直接连接了工厂和用户。产 品的设计开发直接或间接地与产品系统中所有角色相关联。用户在获得产品的过程中，以及获得产品前后，通过实体店面、在线商店和企业的客服与企业直接或间接地相关联，研发团队直接与企业(管理和营销等职能部门)及制造系统相关联，并且间接地与用户相关 图4 电动滑板车结构布局示意图 联。各个角色在系统中的关系体现在信息流、物质流、 2015年12月钱晓波，等:基于门径管理模型的电动滑板车概念设计119 资金流和服务流等方面。电动滑板车的服务系统如图9所示。 在线商店 ——————————————————————————————————————————————— 制造系统 参考文献 ,1,,2, 周达左，杨慧中(电动滑板车智能红外遥控器的设计与实现,J,(测控技术，2008，12(4):81,84( KonradExnera，KaiLindowa，ChristianBuchholza， etal(Val-idationofproduct-servicesystems—aprototypingapproach ,J,(ProcediaCIRP，2014，13(4):68,73( 用户 公司 实体店 客服物质流服务流 营销设计师师 ,3,,4, MontOK(Clarifyingtheconceptofproduct-servicesystem ,J,(JournalofCleanerProduction，2002，24(10):237,245( HannahJones(针对设计未来的元设计方法,J,(装饰，2012 (3):14,16( 产品经理 信息流;资金流; ,5,StevenDorrestijn，MaschavanderVoort， Peter-PaulVer-beek(Futureuser-productarrangements: ——————————————————————————————————————————————— combiningproductimpactandscenariosindesignformultiagesuccess ,J,(TechnologicalForecastingandSocialChange，2014，7(7):284,293. 图9电动滑板车的服务系统图 在阶段,关卡模式下的产品系统开发流程中，每个阶段都伴随着动态反馈的过程。当某一阶段的工作无法进行下去或者出现偏差时，需回到前一个阶段进行检查和再次评估，直到下一步骤可进行并且完成为止 ,11,12, ,6,,7, 罗伯特G库珀(新产品开发流程管理:以市场为驱动,M,( ，由此来保证产品开发流程可向前推进。 4版(北京:电子工业出版社，2013( RobertGCopper(Optimizingthestage-gateprocess: whatbest-practicecompaniesdo—? ,J,(Research-TechnologyManagement，2002，45(5):21,27( ,8, 韦燕凤，赵相忠(门径管理流程的过程研究,J,(管理观察， 4结论 将SGS模型导入产品开发的设计流程中，对照 2009(10):147,148( ,9, ——————————————————————————————————————————————— SGS模型，设计的工作向前延伸到设计准备阶段，实现 了用户对产品的基本需求和期待，并更进一步为用户提供惊喜。在此基础上，将产品设计向后扩展到产品系统的设计，以产品为核心，开发产品周边设计及服务系统设计，进一步提升产品的价值。 文中电动滑板车的设计开发流程更加关注设计的准备工作阶段，以及对设计流程中每个阶段进行控制，对其结果作出有效评估，作为下一个阶段工作的基础和起点。同时,各个阶段之间保持动态反馈，及时发现问题并作出调整。在这样的产品系统开发模式下，设计准备阶段的工作为后续的概念开发和产品及产品系统的设计提供了可靠的基础和设计指导。以此为前提，实现了产品系统开发过程和结果的优化。 ManziniE，JegouF(Sustainableeveryday:scenariosofurbanlife ,M,(Milano:EdizioniAmbiente，2003( ,10,TukkerA，TischnerU(Product-servicesasaresearchfield: past，presentandfuture,J,(JournalofCleanerProduction，2006，14(17):1552,1556( ,11,卢兆麟，薛澄岐，汤文成，等(工业设计中基于风格特征的 产品设计DNA研究,J,(机械设计，2010，27(7):7,14(,12,姜波，秦勇(基于新产品开发链的门径管理研究,J,(价值 工程，2007，12(5):43,45( 作者简介:钱晓波(1979—)，女，副教授，博士，研究方向:——————————————————————————————————————————————— 产品服务体系 设计、设计管理和战略设计。E-mail:qianxiaobo0118,jiangnan(edu(cn ———————————————————————————————————————————————