本书全面介绍从市场机会识别到产品开发、量产交付直至退市的全生命周期内的产品设计与开发方法，是涉及市场分析、客户需求识别、功能设计、性能优化、量产交付、工业设计、服务设计及软件设计等一系列过程的一套结构化产品开发方法，从产品工业化的视角帮助读者了解产品开发的工作内容、方法、工具以及职能任务。书中每章都使用大量实例阐述工具与开发理念。此外，本书使用一个真实的产品开发案例从头至尾贯穿每一章，并展示了大量实际交付材料作为读者的实战参考对象。

产品设计与开发是一个古老但又极富生命力的研究课题。人类与其他很多物种的一个标志性差异就是人类善于使用工具，而这些工具就是具有产品属性的特殊物品。整个人类的文明史几乎可以被认为是产品的演化发展史。 从无数次的产品设计与开发实践中，人们提炼出各种各样的工具或方法论来尝试对产品开发进行归纳总结。我们看到市场上有大量图书和资料在描述产品设计与开发过程中可被应用的各种工具，但由于产品的种类繁多，不同类别的产品之间差异巨大，多年以来，没有哪个产品设计与开发的方法论适用于所有产品的设计与开发。所以这些工具往往难以相互关联，很多年轻的设计师面对这些工具无从下手，即便通晓了各种工具，依然无法顺利开发出理想的产品。准确地说，产品开发的概念比产品设计更大，涵盖了产品从无到有的全过程，而产品设计专注于产品功能的实现，是产品开发的核心部分。我们常常把产品设计与开发一起讨论是因为两者在产品诞生的过程中密不可分。本书在未加特别说明的情况下，产品开发泛指产品设计与开发，而在涉及产品设计的章节中会对其进行单独说明。 现代社会对产品的开发需求快速膨胀，企业对于成体系的产品开发诉求日益加深，人们依然希望能找到普遍适用多数产品开发的通用路径。随着产品全生命周期理念的逐渐成熟，产品的前世今生逐渐透明化，相应的开发方法体系也渐渐清晰。本书尝试着将产品开发的全过程展现在大家面前，虽然无法覆盖所有的产品，但基本适用于绝大多数类型的产品开发，并对产品开发过程提供较高维度的指导性意见。 本书规划为23 章，除绪论外，被分成四篇。图0-1 为全书的结构导图。 ? 基础篇：这是产品设计与开发的基础建设，是所有产品开发的前提和准备。该篇主要描述产品开发所需的组织角色和基本的方法论。 ? 设计与开发过程篇：这是产品设计与开发的主体过程，大致按产品设计与开发的前后顺序被分为需求与创意、功能实现、辅助设计和交付运营四个阶段。其中，需求与创意是企业获取客户需求并形成产品概念的过程；功能实现是产品初步满足客户需求并实现既定功能的过程；辅助设计是产品性能优化的过程，可能应用各种特定的技术与工具；交付运营是企业将产品量产实现产业化和产品价值的过程。 ? 其他篇：该篇是产品设计与开发过程中始终需要关注的要素。其中，知识产权是产品的独特价值创造，产品的生命周期管理涉及产品实现社会价值的全过程以及产品生命后期的可持续发展理念。 ? 设计差异化篇：这是本书的特别篇。本书的产品设计与开发过程介绍基于两大原则，其一，整个介绍以实物类产品设计与开发为基调，因为实物类产品的设计与开发涉及的工具和方法论相对更完整；其二，整个过程及方法论遵循了六西格玛产品设计的基础理念。六西格玛设计是非常先进的产品设计方法论，仅在第16 章略做介绍，这样是为了避免破坏本书的叙述结构。由于前文以实物类产品开发为基础，因此在特别篇中，对服务类产品和软件类产品做了特定的差异化介绍。 本书会涉及大量的工具和方法论。由于篇幅限制，本书会对部分工具和方法论进行提纲挈领的介绍。虽然在本书的叙述过程中尽量以产品设计与开发的自然过程为时间线，但很多工具和方法论可以被应用在多个阶段或多种复杂的场景中。因为产品设计与开发过程是多样的，所以工具应用也如此。 鉴于作者本身能力有限，书中方法与理念为一家之言，错误在所难免，欢迎读者朋友指出以帮助我斧正。对于书中涉及的工具和方法论的深入讨论，也欢迎大家与我交流。以下是我的联系方式： 电话与微信号：18817895178 邮箱：yuhongmiao2020@163.com 缪宇泓 2021 年秋

第1 章 绪论 ................................................................................................................................................ 1 1.1 产品与产品开发 .................................................................................................................... 1 1.2 产品开发过程的特征 ............................................................................................................ 2 1.3 评价产品设计与开发的指标 ................................................................................................ 3 1.4 产品开发的工具集 ................................................................................................................ 8 第2 章 产品开发的组织与角色 .............................................................................................................. 10 2.1 产品开发的组织特征 .......................................................................................................... 10 2.2 技术或产品开发的必要环境 .............................................................................................. 11 2.3 产品开发的组织形式 .......................................................................................................... 13 2.4 必要的角色 .......................................................................................................................... 14 2.5 典型挑战与应对 .................................................................................................................. 16 案例展示 ....................................................................................................................................... 19 第3 章 产品规划 ...................................................................................................................................... 21 3.1 产品战略与平台规划 .......................................................................................................... 21 3.2 产品开发路线图 .................................................................................................................. 23 3.3 产品架构设计 ...................................................................................................................... 25 3.4 产品开发类型 ...................................................................................................................... 28 3.5 开发资源准备 ...................................................................................................................... 31 3.6 技术准备与前期技术开发 .................................................................................................. 33 案例展示 ....................................................................................................................................... 36 第4 章 产品开发流程 .............................................................................................................................. 40 4.1 产品开发的必要阶段 .......................................................................................................... 40 4.2 典型的开发流程 .................................................................................................................. 43 4.3 开发阶段的任务与交付物 .................................................................................................. 50 4.4 开发流程的建设与管理 ...................................................................................................... 59 4.5 开发流程的最佳实践 .......................................................................................................... 60 案例展示 ....................................................................................................................................... 62 第5 章 项目管理 ...................................................................................................................................... 69 5.1 项目管理与产品开发的关系 .............................................................................................. 69 5.2 项目管理的核心理念 .......................................................................................................... 71 5.3 项目的基本属性与评价方法 .............................................................................................. 73 5.4 典型的项目文件 .................................................................................................................. 75 5.5 项目执行与评价 .................................................................................................................. 80 案例展示 ....................................................................................................................................... 82 第6 章 需求管理 ...................................................................................................................................... 89 6.1 产品开发需求 ...................................................................................................................... 89 6.2 需求管理与卡诺模型 .......................................................................................................... 92 6.3 需求的翻译、分解与传递 .................................................................................................. 95 6.4 产品需求文件与质量功能展开 .......................................................................................... 97 6.5 需求实现的评价标准 ........................................................................................................ 102 案例展示 ..................................................................................................................................... 103 第7 章 市场信息收集 ............................................................................................................................ 108 7.1 市场信息与市场细分 ........................................................................................................ 108 7.2 市场信息收集的方式 .........................................................................................................111 7.3 处理市场信息的工具 ........................................................................................................ 113 7.4 市场信息评价与驱动 ........................................................................................................ 120 案例展示 ..................................................................................................................................... 123 第8 章 创意过程 .................................................................................................................................... 127 8.1 需求理解与创意阶段 ........................................................................................................ 127 8.2 创意阶段的典型过程 ........................................................................................................ 130 8.3 常见的创新工具 ................................................................................................................ 131 8.4 概念设计 ............................................................................................................................ 142 8.5 从方案列表到概念设计列表 ............................................................................................ 144 案例展示 ..................................................................................................................................... 148 第9 章 概念选择 .................................................................................................................................... 150 9.1 概念选择的标准 ................................................................................................................ 150 9.2 概念选择的方式 ................................................................................................................ 152 9.3 概念选择矩阵的应用 ........................................................................................................ 153 9.4 概念选择的输出和后续规划 ............................................................................................ 158 9.5 低水平概念设计与架构设计 ............................................................................................ 159 9.6 逆向工程 ............................................................................................................................ 162 案例展示 ..................................................................................................................................... 165 第10 章 功能初步实现 .......................................................................................................................... 168 10.1 产品功能列表与关键特性 .............................................................................................. 168 10.2 公理设计 .......................................................................................................................... 170 10.3 设计评估与失效模式分析 .............................................................................................. 176 10.4 产品详细设计 .................................................................................................................. 182 10.5 实物类产品的详细设计步骤 .......................................................................................... 184 10.6 物料清单 .......................................................................................................................... 192 案例展示 ..................................................................................................................................... 195 第11 章 产品原型与评估 ...................................................................................................................... 211 11.1 制作产品原型 .................................................................................................................. 211 11.2 非功能原型与功能原型的差异 ...................................................................................... 213 11.3 产品原型的初步评估 ...................................................................................................... 216 11.4 MVP 的概念 .................................................................................................................... 218 案例展示 ..................................................................................................................................... 220 第12 章 测试验证与优化 ...................................................................................................................... 228 12.1 需求分解与测试验证规划 .............................................................................................. 228 12.2 V＆V 模型介绍 ................................................................................................................ 230 12.3 测试验证的规划与实施 .................................................................................................. 233 12.4 评估测试验证的结果 ...................................................................................................... 238 12.5 优化产品的性能 .............................................................................................................. 239 12.6 应用统计学在验证优化过程中的应用 .......................................................................... 241 案例展示 ..................................................................................................................................... 245 第13 章 试验设计与稳健性设计 .......................................................................................................... 250 13.1 试验设计的基础介绍 ...................................................................................................... 250 13.2 试验设计与产品性能优化 .............................................................................................. 255 13.3 试验设计的常见类型与应用 .......................................................................................... 261 13.4 稳健性与稳健性设计 ...................................................................................................... 265 13.5 田口试验在稳健性设计的应用 ...................................................................................... 267 案例展示 ..................................................................................................................................... 273 第14 章 产品可靠性设计 ...................................................................................................................... 279 14.1 产品可靠性与质量的区别 .............................................................................................. 279 14.2 规划可靠性设计 .............................................................................................................. 281 14.3 可靠性框图与模型分析 .................................................................................................. 284 14.4 可靠性验证与加速寿命试验 .......................................................................................... 292 14.5 如何评价可靠性设计 ...................................................................................................... 301 案例展示 ..................................................................................................................................... 304 第15 章 工业设计 .................................................................................................................................. 307 15.1 工业设计的分类 .............................................................................................................. 307 15.2 工业设计与工程设计的区别 .......................................................................................... 309 15.3 外观设计和界面设计 ...................................................................................................... 312 15.4 工业设计对产品的影响 .................................................................................................. 317 15.5 评价工业设计的方式 ...................................................................................................... 320 案例展示 ..................................................................................................................................... 322 第16 章 DFX ........................................................................................................................................ 324 16.1 DFX 理念 ......................................................................................................................... 324 16.2 面向生产制造的设计 ...................................................................................................... 325 16.3 面向测试的设计 .............................................................................................................. 332 16.4 面向环境的设计 .............................................................................................................. 334 16.5 面向六西格玛的设计 ...................................................................................................... 337 案例展示 ..................................................................................................................................... 339 第17 章 工业化过程 .............................................................................................................................. 344 17.1 公差设计 .......................................................................................................................... 344 17.2 从黄金样品到设计发布 .................................................................................................. 350 17.3 设计质量对量产质量的影响 .......................................................................................... 351 17.4 设计发布与产品过程能力 .............................................................................................. 353 17.5 供应链支持 ...................................................................................................................... 357 17.6 生产件批准程序 .............................................................................................................. 360 案例展示 ..................................................................................................................................... 362 第18 章 产品设计交付与量产 .............................................................................................................. 367 18.1 产品设计交付包 .............................................................................................................. 367 18.2 量产后的提升规划 .......................................................................................................... 369 18.3 产品设计与开发的最终评价 .......................................................................................... 372 18.4 客户满意度与平衡计分卡 .............................................................................................. 373 案例展示 ..................................................................................................................................... 376 第19 章 知识产权 .................................................................................................................................. 384 19.1 知识产权对企业的重要性 .............................................................................................. 384 19.2 知识产权的分类 .............................................................................................................. 385 19.3 知识产权策略和申请步骤 .............................................................................................. 389 19.4 管理知识产权与常见问题的规避方式 .......................................................................... 392 案例展示 ..................................................................................................................................... 394 第20 章 产品的生命周期管理 .............................................................................................................. 398 20.1 产品生命周期管理与可靠性管理 .................................................................................. 398 20.2 产品全生命周期与市场生命周期 .................................................................................. 401 20.3 企业在产品生命周期中的责任与应对 .......................................................................... 406 20.4 实现可持续发展的生命周期管理与产品开发 .............................................................. 408 案例展示 ..................................................................................................................................... 409 第21 章 六西格玛设计 .......................................................................................................................... 412 21.1 关于六西格玛与六西格玛设计 ...................................................................................... 412 21.2 六西格玛设计的主要模块 .............................................................................................. 415 21.3 六西格玛设计的应用流程 .............................................................................................. 417 21.4 六西格玛设计的发展趋势 .............................................................................................. 420 第22 章 服务类产品设计 ...................................................................................................................... 422 22.1 服务类产品的特征 .......................................................................................................... 422 22.2 客户需求与开发理念 ...................................................................................................... 424 22.3 服务类产品的开发过程 .................................................................................................. 426 22.4 服务类产品的评价标准 .................................................................................................. 428 第23 章 软件类产品设计...................................................................................................................... 430 23.1 软件类产品的特征 .......................................................................................................... 430 23.2 与实物类产品开发的差异 .............................................................................................. 432 23.3 开发模型和敏捷方法 ...................................................................................................... 434 23.4 软件或系统的界面设计 .................................................................................................. 438 23.5 嵌入式软件与整合的开发模式 ...................................................................................... 443 关键术语表 ................................................................................................................................................ 445