這個單元要來探討的主題是:工程設計(Engineering Design)的六個階段(six stages),都需要振動噪音技術嗎?簡單的答案,是的。
要來談工程設計(Engineering Design),就舉一部汽車為例。首先,參閱圖片下方圖示,指出:美國的聯邦機動車輛安全標準(Federal Motor Vehicle Safety Standards, FMVSS),是美國聯邦法規,規定了機動車輛的設計(design)、構造(construction)、性能(performance)和耐久性(durability)要求。可以作為討論車輛設計(vehicle design)六個階段(six stages)的一個很好的例子。
而,NVH,也就是Noise, Vibration, Harshness,可以說是【振動噪音不平順度】、【聲振粗糙度】,或簡稱【振動噪音】。NVH相關技術對設計的每個階段都是至關重要的考慮因素。
接下來,就逐項來看工程設計(Engineering Design)的六個階段(six stages):
1. Functional design 功能設計:之所以稱為一部汽車,當然要有一部汽車的功能(Function)。諸如動力源、加速、減速、煞車、轉向等等。
2. Safety design 安全設計:因為汽車在陸地上行進,安全(Safety)當然很重要。所以,一般的法規要求,就界定到安全設計的階段。
3. Performance design 性能設計:有了安全性,其次要看的就是性能(Performance)。例如跑車標榜的,如加速性能,從靜止到時速100公里,最近看到一部跑車,宣稱是2.7秒。或是如ABS煞車性能、轉向防滑性能等等,都是在安全(Safety)之外,額外提供標榜的性能(Performance),也可能是汽車的賣點。
4. Quality design 品質設計:有了性能(Performance),還要甚麼呢?就是品質(Quality),與NVH【振動噪音】直接相關的就是行駛品質(ride quality)、或稱行駛舒適度(ride comfort),是否是振動小、噪音低。
5. Reliability design 可靠度設計:品質(Quality)很好之外,開車最注重的就是不要不預期的故障,不希望車子發不動、零組件損壞等。這就是可靠度(Reliability)的需求。
6. Brand design 品牌設計:當一部汽車有良好的功能(Function)、安全(Safety)、性能(Performance)、品質(Quality)、可靠度(Reliability),這就是品牌(Brand)的口碑,要達到品牌(Brand)的口碑,在在需要系統工程(system engineering)的設計技術。
由以上一部汽車的舉例說明,來看工程設計(Engineering Design)的六個階段(six stages),都直接或間接的需要NVH【振動噪音】相關技術。
而且,不只是汽車,不管是一部機器、一項產品、一個結構的工程設計,也都可套用這六個階段(six stages)的設計思考。
除了以上六個階段(six stages)的設計之外,還有甚麼面向的設計(Design)呢?列舉如下:
1. Design for Manufacturing (DFM) 針對製造的設計:有好的設計(Design),當然也要能夠製造得出來。
2. Design for Assembly (DFA) 針對組裝的設計:對於機器、產品、結構的組裝,就算是少一顆螺絲,都是可以降低時間、成本。
3. Design for Reliability (DFR) 針對可靠度的設計:許多產品是會受到衝擊與振動(shock and vibration),在在需要納入可靠度(Reliability)的設計考慮。
4. Design for Low Noise & Vibration 針對低振動噪音設計:顧名思義,可以知道有許多產品不希望有大的振動噪音,所以需要納入低振動噪音(Low Noise & Vibration)的設計考慮。
還有其他的設計考慮嗎?Design
for what?
有的,如輕量化設計(Lightweight design),如果能對一部汽車、機器、產品、結構減輕重量,又能達到原有的功能(Function)、安全(Safety)、性能(Performance)、品質(Quality)、可靠度(Reliability),就是品牌(Brand)的保證。
綜合一下這個單元的討論:工程設計(Engineering Design)的六個階段(six stages),都需要振動噪音技術嗎?是的。總結如下:
1. 工程設計(Engineering Design)的六個階段(six stages),包括:(1)功能(Function)、(2)安全(Safety)、(3)性能(Performance)、(4)品質(Quality)、(5)可靠度(Reliability)、(6)品牌(Brand)。
2. 以一部汽車為例,討論車輛設計(vehicle design)的六個階段(six stages)。
3. 也列舉一些不同面向的設計(Design),包括:(1) DFM:針對製造的設計(Design for Manufacturing),(2) DFA:針對組裝的設計(Design for Assembly),(3) DFR:針對可靠度的設計(Design for Reliability),(4) DFN&V:針對低振動噪音設計(Design for Low Noise & Vibration),(5) 輕量化設計(Lightweight design)。
以上個人看法,請多指教!
王栢村
2026.08.17
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