最近有很多热心观众都在搜如何分析一个饮料产品这个问题。还有少部分人想知道以饮料行业为例,分析饮料新品发展趋势有哪些。对此，碳百科整理了相关的教程，希望能给你带来帮助。
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作为设计师（不论是产品设计、机械设计、建筑设计、室内设计…），大家在设计过程中如何进行材料选择的呢？
“以前的图纸就是这个材料，所以就用了！” “别人就是这么选的，照着他这个选应该没问题！”“设计手册推荐用的这个材料，肯定没错。”“老子出图，就是一把梭，选什么材料，全部上铝合金！”[灵光一闪]
作为从业十多年的设计员，笔者当然没NX到大佬级别，但很惭愧的说，笔者介于第一种与第二种之间。
前些年的经济的快速发展，催生了各行业的急功近利，大环境如此，国内制造业当然也不例外。快速产生效益是企业经营者的本能，设计师加班加点出图纸，很多时候产品都到了客户使用现场还在改图，根本没有太多时间思考设计中的各种细节；奉行拿来主义，拿来就用，不用管从哪来的，反正以前也这么用，没出过问题。因此，大多数制造企业之前所做的工作，从本质上，都是仿制：国外有领先的产品，仿国外的；国内有先进的产品，就仿国内的…
近些年，经济增速整体趋稳，该仿的也都仿得差不多了，甚至有的企业将产品做到了国际领先，根本不需要仿了。另一方面，消费疲软、竞争激烈、产品同质化严重，驱使制造企业在产品创新研发工作上做出更多投入，加之各种新材料、新技术、新工艺的涌现，更促使研发人员提高设计能力，助力制造业转型升级，推动“中国制造”转为“中国智造”乃至“中国创造”。这是每个从业者的责任与义务，更是我们的使命与担当。
本教程目的在于——介绍产品设计过程中关于选材的一些关键思路：
什么是产品分析【Product Analysis】？ |
不同材料之间如何进行选择？ |
如何使用材料选择图表？ |
如何进行加工路线选择？ |
不同加工路线【processing routes】的可能成本 【likely costs】能比较吗？ |
以下各个部分可按任意顺序单独了解，但在首次阅读时，建议您 从头开始。
一.产品分析【Product Analysis】
我们每天使用数千种不同的产品，从电话到自行车，从饮料罐到洗衣机。但你有没有想过，它们是如何工作的或它们是怎么制造出来的？
每个产品都以特定方式设计——产品分析能使我们了解重要的材料【materials】、加工【processing】、经济性【economic】和美观性【aesthetic】决策，这在每一个产品生产之前都是必须要做的。了解这些有助于我们今后进行独立设计和制造。
前言
产品分析的首要任务是熟悉产品！它有什么功能？它如何实现这些功能？它是什么样子的？这都是在我们分析产品之前需要思考的问题。除了考虑明显的机械（可能还有电气）要求外，人机工程学【ergonomics】、用户友好设计【user-friendly】以及营销【marketing】问题也很重要——这些都会对后续的设计决策产生影响。
以自行车为例：
自行车的功能是什么？
- 该功能如何取决于自行车的类型（例如赛车、市区自行车或儿童自行车）？
- 如何使其易于维护？
- 制造成本是多少？
- 它应该是什么外形（颜色等）？
- 如何使骑行更加舒适？
- 机械钻头如何工作和相互作用？
如果你对各种产品做这个练习，你很快就会发现↓一些有趣的东西......
系统和组件
有两种主要类型的产品【product】——只包含一个组件【component】的产品（如刮铲）和包含大量组件的产品（如自行车）。具有多个元器组件的产品，我们称之为系统【systems】。例如：
产品 | 组件 |
自行车 | 车架、车轮、踏板、前叉等 |
钻头 | 箱体、卡盘、钻头、电机等 |
多功能健身房 | 座椅、配重、框架、电线、把手等 |
在产品分析中，我们首先要考虑整个系统。但是，要理解为什么使用各种材料和工艺，我们通常需要“拆分”并考虑单个组件。现在我们来分析详细功能并起草设计规范。
一些重要的设计问题
要建立设计规范【design specification】，请考虑如下问题：
- 对每个部件的要求是什么（电气、机械、美学、人体工程学等）？
- 每个组件的功能是什么，它们是如何工作的？
- 每个部分由什么组成，为什么？
- 每个零件要制造多少个？
- 每个零件使用什么制造方法制造，为什么？
- 在使用时是否有替代的材料或设计，您能提出改进建议吗？
这些只是一般性的问题，针某一个对将要分析的产品和组件，还需要提出更有针对性的问题。
比如，对于饮料容器，设计规范如下：↓
- 为储存液体提供无泄漏的环境
- 符合食品标准，保护液体免受健康危害
- 针对碳酸饮料，可承受内部压力【internal pressurisation】并防止气泡逸出
- 提供美观的商品视图或图像【aesthetically pleasing view】
- 如有可能，创建品牌标识
- 易开启
- 方便储存和运输
- 产量10,000+，降低生产成本
一旦我们有了规范，下一流程就是了解如何选择材料。
选择合适的材料
鉴于每个零件的性能需求，我们可以区分那些材料特性是重要的 - 例如：
性能需求 Requirement | 材料属性 Material Property |
能导电 | 电导率 |
有效承载而不断裂 | 强度 |
不能太贵 | 每公斤成本 |
选择最佳材料的一种方法是在表格中查找重要参数值。这很耗时，并且设计师容易因忘记考虑某些材料属性而错过合适的材料。更好的方法是在图表上标绘2个材料属性，这样就不会忽略任何材料 - 这种图表称为材料选择图【materials selection chart】（★★★★★这部分内容将本文的第三部分中介绍）。
材料选好后，下一步通常是考虑加工选项。
选择合适的加工方法
很好，我们已经选到完美的材料，但还有一个重要的步骤：了解产品，考虑它是怎么制造的——换句话说，使用了什么制造工艺以及为什么如此制造。选择合适工艺有两个重要指标：
- 技术性能【Technical performance】：产品能不能用这个材料做，能不能做得好？
- 经济指标【Economics】：如果能制造，能足够便宜地制造吗？
加工过程的选择是一个相当复杂的问题——本文的另一部分中介绍处理它的方法。
因此，现在我们知道为什么产品以特定方式设计，为什么使用特定材料以及为什么选择特定的制造工艺。还有哪些是需要我们了解的？
结语
产品分析似乎遵循一个固定的模式：
- 从人体工程学和功能的角度考虑设计。
- 确定满足性能要求的材料。
- 选择一个既经济又合适的工艺。
虽然这种方法通常状态下是有效的，但设计是一个整体的活动——一切都很重要——所以要小心，始终保持“大格局”。
例如：
- 产品性能驱动还是成本驱动？当我们选择材料时，这两者会有很大不同。在网球拍等高性能产品中，成本是最后需要考虑的因素之一。在饮料瓶等非性能产品中，成本确是最重要的——大多数材料都能提供足够的性能（例如，虽然聚合物不坚固，但它们足够坚固）。
- 虽然我们通常是先定义材料，但有时形状（以及过程）更具限制性。例如，对于窗框来说，我们需要的是长而薄的形状——只有通过挤压成型获得，因此只能使用软金属或聚合物（或木材，木头就是长成那个形状！）
下一篇：不同材料如何进行选择？
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