Câu 1. Các tiêu chí đánh giá sự thành công trong thiết kế và phát triển sản phẩm:
Câu 2. Phân tích các quy trình thiết lập kế hoạch (câu 4) và phát triển sản phẩm cơ
khí:
Câu 11. Thiết kế kiểu dáng sản phẩm:
Ví dụ thiết kế bộ truyền bánh vít-trục vít
Phương pháp phần tử hữu hạn
1/Khái niệm phương pháp phần tử hữu hạn : là phương pháp số để giải các bài
toán được mô tả bởi các phương trình vi phân riêng phần cùng với các điều kiện
biên cụ thể.
Cơ sở của phương pháp này là làm rời rạc hóa các miền liên tục phức tạp của bài
toán. Các miền liên tục được chia thành nhiều miền con (phần tử). Các miền này
được liên kết với nhau tại các điểm nút. Trên miền con này, dạng biến phân tương
đương với bài toán được giải xấp xỉ dựa trên các hàm xấp xỉ trên từng phần tử,
thoả mãn điều kiện trên biên cùng với sự cân bằng và liên tục giữa các phần tử.
Về mặt toán học, phương pháp phần tử hữu hạn (PPPTHH) được sử dụng để giải
gần đúng bài toán phương trình vi phân từng phần (PTVPTP) và phương trình tích
phân, ví dụ như phương trình truyền nhiệt. Lời giải gần đúng được đưa ra dựa trên
việc loại bỏ phương trình vi phân một cách hoàn toàn (những vấn đề về trạng thái
ổn định), hoặc chuyển PTVPTP sang một phương trình vi phân thường tương
đương mà sau đó được giải bằng cách sử dụng phương pháp sai phân hữu hạn, vân
vân.
PPPTHH không tìm dạng xấp xỉ của hàm trên toàn miền xác định V của nó mà chỉ
trong những miền con Ve (phần tử) thuộc miền xác định của hàm.Trong PPPTHH
miền V được chia thành một số hữu hạn các miền con, gọi là phần tử. Các miền
này liên kết với nhau tại các điểm định trước trên biên của phần tử được gọi
là nút.Các hàm xấp xỉ này được biểu diễn qua các giá trị của hàm (hoặc giá trị
của đạo hàm) tại các điểm nút trên phần tử. Các giá trị này được gọi là các bậc tự
do của phần tử và được xem là ẩn số cần tìm của bài toán.
Trong việc giải phương trình vi phân thường, thách thức đầu tiên là tạo ra một
phương trình xấp xỉ với phương trình cần được nghiên cứu, nhưng đó là ổn định số

học (numerically stable), nghĩa là những lỗi trong việc nhập dữ liệu và tính toán
trung gian không chồng chất và làm cho kết quả xuất ra xuất ra trở nên vô nghĩa.
Có rất nhiều cách để làm việc này, tất cả đều có những ưu điểm và nhược điểm.
PPPTHH là sự lựa chọn tốt cho việc giải phương trình vi phân từng phần trên
những miền phức tạp (giống như những chiếc xe và những đường ống dẫn dầu)
hoặc khi những yêu cầu về độ chính xác thay đổi trong toàn miền. Ví dụ, trong
việc mô phỏng thời tiết trên Trái Đất, việc dự báo chính xác thời tiết trên đất liền
quan trọng hơn là dự báo thời tiết cho vùng biển rộng, điều này có thể thực hiện
được bằng việc sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn.
2/Lịch sử
Phương pháp phần tử hữu hạn được bắt nguồn từ những yêu cầu giải các bài toán
phức tạp về lý thuyết đàn hồi, phân tích kết cấu trong xây dựng và kỹ thuật hàng
không.Nó được bắt đầu phát triển bởi Alexander Hrennikoff (1941) và Richard
Courant (1942).Mặc dù hướng tiếp cận của những người đi tiên phong là khác
nhau nhưng họ đều có một quan điểm chung, đó là chia những miền liên tục thành
những miền con rời rạc.
Hrennikoff rời rạc những miền liên tục bằng cách sử dụng lưới tương tự, trong khi
Courant chia những miền liên tục thành những miền có hình tam giác cho cách giải
thứ hai của phương trình vi phân từng phần elliptic, xuất hiện từ các bài toán về
xoắn của phần tử thanh hình trụ. Sự đóng góp của Courant là phát triển, thu hút
một số người nhanh chóng đưa ra kết quả cho PPVPTP elliptic được phát triển bởi
Rayleigh, Ritz, và Galerkin. Sự phát triển chính thức của PPPTHH được bắt đầu
vào nửa sau những năm 1950 trong việc phân tích kết cấu khung máy bay và công
trình xây dựng, và đã thu được nhiều kết quả ở Berkeley (xem Early Finite
Element Research at Berkeley) trong những năm 1960 trong ngành xây dựng.
Phương pháp này được cung cấp nền tảng toán học chặt chẽ vào năm 1973 với việc
xuất bản cuốn Strang và tổng kết trong An Analysis of The Finite element Method
và kể từ đó PPPTHH được tổng quát hóa thành một ngành của toán ứng dụng, một
mô hình số học cho các hệ thống tự nhiên, được ứng dụng rộng rãi trong kĩ thuật,
ví dụ như điện từ học và động lực học chất lỏng.

Sự phát triển của PPPTHH trong cơ học kết cấu đặt cơ sở cho nguyên lý năng
lượng, vídụ như: nguyên lý công khả dĩ, PPPTHH cung cấp mộtcơ sở tổng quát
mang tính trực quan theo quy luật tự nhiên, đó là một yêu cầu lớn đối với những kỹ
sư kết cấu.
3/ Ứng dụng:
Phương pháp Phần tử hữu hạn thường được dùng trong các bài toán Cơ học (cơ
học kết cấu, cơ học môi trường liên tục) để xác định trường ứng suất và biến dạng
của vật thể.
Ngoài ra, phương pháp phần tử hữu hạn cũng được dùng trong vật lý học để giải
các phương trình sóng, như trong vật lý plasma, các bài toán về truyền nhiệt, động
lực học chất lỏng, trường điện từ.
4/Nguyên Lý
• FEA sử dụng 1 hệ thống phức tạp của các điểm được gọi là các nút mà
chúng tạo ra 1 mạng lưới gọi là lưới
• Lưới này được lập trình để có các tính chất vật liệu và cấu trúc; xác định
cách cấu trúc sẽ phản ứng với các điều kiện tải nhất định
• Các nút được gán ở một mật độ nhất định trên khắp vật liệu tùy thuộc vào
mức độ ứng suất của 1 vùng cụ thể. Vùng đó nhận được một lượng lớn sức
căng ứng suất sẽ có mật độ nút cao và ngược lại
• Các điểm tâp trung có thể bao gồm: điểm gãy của vật liệu thử nghiệm trước
đây, phi lê, góc, chi tiết phức tạp, và các khu vực có ứng suất cao. Các hoạt
động của lưới như một mạng nhện trong đó từ mỗi nút sẽ mở rộng một yếu
tố của lưới cho mỗi nút lân cận. Lưới vectơ này mang tính chất vật liệu cho
các đối tượng và tạo ra nhiều yếu tố
• Một loạt các chức năng khách quan (biến trong hệ thống) có sẵn cho việc
giảm thiểu hoặc tối đa hóa:
- Khối lượng, thể tích, nhiệt độ
- Năng lượng ứng suất, biến dạng ứng suất
- Lực, chuyển vị, vận tốc, gia tốc.
5/ Các loại kỹ thuật phân tích

• Cấu trúc: gồm các mô hình tuyến tính và phi tuyến tính.
- Mô hình tuyến tính sử dụng các thông số đơn giản và cho rằng vật liệu
không dẻo biến dạng.
- Mô hình phi tuyến tính bao gồm các vật liệu nhấn mạnh vào khả năng đàn hồi
của nó. Những ứng suất trong vật liệu sau đó thay đổi theo số lượng biến dạng như
trong hình 3.
• Mỏi: dự đoán tuổi thọ của vật liệu hoặc cấu trúc bằng cách hiển thị những
tác động của tải theo chu kỳ trên mẫu vật. Phân tích như vậy có thể hiển thị
các khu vực lan truyền vết nứt rất có thể xảy ra. Phá hỏng do mỏi cũng có
thể hiển thị khả năng chịu tải của vật liệu (hình 4).
• Truyền nhiệt: gồm một trạng thái truyền dẫn ổn định hoặc tạm thời.
Chuyển dẫn trạng thái ổn định đề cập đến hiệu suất khuếch tán nhiệt tuyến
tính liên tục của vật liệu.
• Rung động: được sử dụng để thử nghiệm một loại vật liệu chống rung động
ngẫu nhiên, sốc, và tác động. Mỗi sự tác động có thể hoạt động trên các tần
số rung động tự nhiên của vật liệu đó mà mỗi lần như vậy có thể gây cộng
hưởng và tiếp tục phá hủy .
6/ Kết quả của phân tích phần tử hữu hạn
FEA đã trở thành một giải pháp cho nhiệm vụ dự đoán lỗido ứng suất bằng
cách hiển thị vấn đề trong 1 diện tích vật liệu và cho phép các nhà thiết kế
xem xét tất cả ứng suấttheo lý thuyết. Phương pháp này thiết kế và thử
nghiệm sản phẩm tích lũy tốt hơn hơn nhiều so với chi phí sản xuất đối với
mỗi mẫu được xây dựng và thử nghiệm trên thực tế.
B. Lý thuyết về phần tử hữu hạn
I: XẤP XỈ BẰNG PHẦN TỬ HỮU HẠN
• Giả sử V là miền xác định của một đại lượng cần khảo sát nào đó (chuyển vị,
ứng suất, biến dạng, nhiệt độ, v.v.). Ta chia V ra nhiều miền con v
e
có kích
thước và bậc tự do hữu hạn. Đại lượng xấp xỉ của đại lượng trên sẽ được

tính trong tập hợp các miền v
e
.Phương pháp xấp xỉ nhờ các miền con v
e
được
gọi là phương pháp xấp xỉ bằng các phần tử hữu hạn, nó có một số đặc điểm
sau:
• Xấp xỉ nút trên mỗi miền con v
e
chỉ liên quan đến những biến nút gắn vào
nút của v
e
và biên của nó,
• Các hàm xấp xỉ trong mỗi miền con v
e
được xây dựng sao cho chúng liên tục
trên v
e
và phải thoả mãn các điều kiện liên tục giữa các miền con khác nhau.
• Các miền con v
e
được gọi là các phần tử.
II.ĐỊNH NGHĨA HÌNH HỌC CÁC PHẦN TỬ HỮU HẠN
1.Nút hình học
Nút hình học là tập hợp n điểm trên miền V để xác định hình học các PTHH. Chia
miền V theo các nút trên, rồi thay miền V bằng một tập hợp các phần tử v
e
có dạng
đơn giản hơn. Mỗi phần tử v
e

cần chọn sao cho nó được xác định giải tích duy nhất
theo các toạ độ nút hình học của phần tử đó, có nghĩa là các toạ độ nằm trong v
e

hoặc trên biên của nó.
2.Qui tắc chia miền thành các phần tử
Việc chia miền V thành các phần tử v
e
phải thoả mãn hai qui tắc sau:
- Hai phần tử khác nhau chỉ có thể có những điểm chung nằm trên biên
của chúng. Điều này loại trừ khả năng giao nhau giữa hai phần tử. Biên giới
giữa các phần tử có thể là các điểm, đường hay mặt (Hình 1.1).
- Tập hợp tất cả các phần tử v
e
phải tạo thành một miền càng gần với
miền V cho trước càng tốt. Tránh không được tạo lỗ hổng giữa các phần tử.
3. CÁC DẠNG PHẦN TỬ HỮU HẠN
Có nhiều dạng phần tử hữu hạn: phần tử một chiều, hai chiều và ba chiều.
Trong mỗi dạng đó, đại lượng khảo sát có thể biến thiên bậc nhất (gọi là phần tử
bậc nhất), bậc hai hoặc bậc ba v.v. Dưới đây, chúng ta làm quen với một số dạng
phần tử hữu hạn hay gặp.
Phần tử một chiều
Phần tử hai chiều
biên giới
biên giới
v
2
v
1
biên giới

v
2
v
1
v
1
v
2
Hình 1.1. Các dạng biên chung giữa các phần tử
Phần tử bậc nhất
Phần tử bậc hai
Phần tử bậc ba
Phần tử ba chiều
Phần tử tứ diện
4.PHẦN TỬ QUY CHIẾU, PHẦN TỬ THỰC
Với mục đích đơn giản hoá việc xác định giải tích các phần tử có dạng phức
tạp, chúng ta đưa vào khái niệm phần tử qui chiếu, hay phần tử chuẩn hoá, ký
hiệu là v
r
. Phần tử qui chiếu thường là phần tử đơn giản, được xác định trong
không gian qui chiếu mà từ đó, ta có thể biến đổi nó thành từng phần tử thực v
e
nhờ
một phép biến đổi hình học r
e
. Ví dụ trong trường hợp phần tử tam giác (Hình 1.2).
Các phép biến đổi hình học phải sinh ra các phần tử thực và phải thoả mãn các
qui tắc chia phần tử đã trình bày ở trên. Muốn vậy, mỗi phép biến đổi hình học
phải được chọn sao cho có các tính chất sau:
a. Phép biến đổi phải có tính hai chiều (song ánh) đối với mọi điểm ξ trong phần

tử qui chiếu hoặc trên biên; mỗi điểm của v
r
ứng với một và chỉ một điểm của v
e
và ngược lại.
Phần tử bậc nhất
Phần tử bậc hai
Phần tử bậc ba
v
r
v
3
v
2
v
1
1,00,0
y
ξ
x
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
η
r
3
r
2

r
1
0,1
Hình 1.2. Phần tử quy chiếu và các phần tử thực tam giác
b. Mỗi phần biên của phần tử qui chiếu được xác định bởi các nút hình học của biên đó
ứng với phần biên của phần tử thực được xác định bởi các nút tương ứng.
Chú ý:
- Một phần tử qui chiếu v
r
được biến đổi thành tất cả các phần tử thực
v
e
cùng loại nhờ các phép biến đổi khác nhau. Vì vậy, phần tử qui chiếu còn
được gọi là phần tử bố-mẹ.
- Có thể coi phép biến đổi hình học nói trên như một phép đổi biến đơn
giản.
- ζ (ξ, η) được xem như hệ toạ độ địa phương gắn với mỗi phần tử.
5. MỘT SỐ DẠNG PHẦN TỬ QUI CHIẾU
Phần tử qui chiếu một chiều
Phần tử qui chiếu hai chiều
Phần tử qui chiếu ba chiều
Phần tử tứ diện
0 1-1
ξ
0 1-1
ξ
-1
/
2
1

-1
ξ
1
/
2
0
Phần tử bậc nhất
Phần tử bậc hai Phần tử bậc ba
ξ
Phần tử bậc nhất Phần tử bậc hai Phần tử bậc ba
v
r
10,0
1
ξ
v
r
10,0
1
ξ
v
r
10,0
1
η
η η
1
/
2
,1

/
2
1
/
2
1
/
2
1
/
3
,
2
/
3
2
/
3
,
1
/
3
2
/
3
1
/
3
1
/

3
2
/
3
Phần tử sáu mặt
ξ
Phần tử bậc nhất Phần tử bậc hai Phần tử bậc ba
v
r
0,1,0
0,0,0
0,0,1
ξ
v
r
0,1,0
0,0,1
v
r
ζ
η
η
1,0,0
ζ
1,0,0
ξ
η
ζ
0,1,0
1,0,0

0,0,1
v
r
ξ
Phần tử bậc nhất Phần tử bậc hai Phần tử bậc ba
0,1,1
ξ
v
r
ζ
η
η
1,1,0
ζ
0,1,1
1,1,0
ξ
v
r
η
ζ
0,1,1
1,1,0
6.LỰC, CHUYỂN VỊ, BIẾN DẠNG VÀ ỨNG SUẤT
Có thể chia lực tác dụng ra ba loại và ta biểu diễn chúng dưới dạng véctơ cột:
- Lực thể tích
f
: f = f[ f
x
, f

y
, f
z
]
T
- Lực diện tích
T
: T = T[ T
x
, T
y
, T
z
]
T
- Lực tập trung P
i
:

P
i
= P
i
[ P
x
, P
y
, P
z
]

T
Chuyển vị của một điểm thuộc vật được ký hiệu bởi:
u = [u, v, w]
T
(1.1)
Các thành phần của tenxơ biến dạng được ký hiệu bởi ma trận cột:
ε
= [
ε
x
,
ε
y
,
ε
z
,
γ
yz
,
γ
xz
,
γ
xy
]
T
(1.2)
Trường hợp biến dạng bé:
T

x
v
y
u
x
w
z
u
y
w
z
v
z
w
y
v
x
u






∂
∂
+
∂
∂
∂

∂
+
∂
∂
∂
∂
+
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
=
ε
(1.3)
Các thành phần của tenxơ ứng suất được ký hiệu bởi ma trận cột:
σ
= [
σ
x
,
σ
y
,
σ
z
,

σ
yz
,
σ
xz
,
σ
xy
]
T
(1.4)
Với vật liệu đàn hồi tuyến tính và đẳng hướng, ta có quan hệ giữa ứng suất với
biến dạng:
σ
= D
ε
(1.5)
Trong đó:
( )( )





















−
−
−
−
−
−
−+
=
ν
ν
ν
ννν
ννν
ννν
νν
5000000
0500000
0050000
0001
0001
0001

211
,
,
,
E
D
E là môđun đàn hồi,
ν
là hệ số Poisson của vật liệu.
7.NGUYÊN LÝ CỰC TIỂU HOÁ THẾ NĂNG TOÀN PHẦN
Thế năng toàn phần Π của một vật thể đàn hồi là tổng của năng lượng biến
dạng U và công của ngoại lực tác dụng W:
Π
= U + W (1.6)
Với vật thể đàn hồi tuyến tính thì năng lượng biến dạng trên một đơn vị thể tích
được xác định bởi:
εσ
T
2
1

Do đó năng lượng biến dạng toàn phần:
∫
=
V
T
dvU
εσ
2
1

(1.7)
Công của ngoại lực được xác định bởi:
∑
∫∫
=
−−−=
n
i
i
T
i
S
T
V
T
PuTdSuFdVuW
1
(1.8)
Thế năng toàn phần của vật thể đàn hồi sẽ là:
∑
∫∫∫
=
−−−=∏
n
i
i
T
i
S
T

V
T
V
T
PuTdSudVfudV
1
2
1
εσ
(1.9)
Trong đó: u là véctơ chuyển vị và P
i
là lực tập trung tại nút i có chuyển vị là u
i
Áp dụng nguyên lý cực tiểu thế năng: Đối với một hệ bảo toàn, trong tất cả
các di chuyển khả dĩ, di chuyển thực ứng với trạng thái cân bằng sẽ làm cho thế
năng đạt cực trị. Khi thế năng đạt giá trị cực tiểu thì vật (hệ) ở trạng thái cân
bằng ổn định.
8.SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN
Một chương trình tính bằng PTHH thường gồm các khối chính sau:
Khối 1: Đọc các dữ liệu đầu vào: Các dữ liệu này bao gồm các thông tin mô tả nút
và phần tử (lưới phần tử), các thông số cơ học của vật liệu (môđun đàn
hồi, hệ số dẫn nhiệt ), các thông tin về tải trọng tác dụng và thông tin về
liên kết của kết cấu (điều kiện biên);
Khối 2: Tính toán ma trận độ cứng phần tử k và véctơ lực nút phần tử f của mỗi
phần tử;
Khối 3: Xây dựng ma trận độ cứng tổng thể K và véctơ lực nút F chung cho cả hệ
(ghép nối phần tử);
Khối 4: Áp đặt các điều kiện liên kết trên biên kết cấu, bằng cách biến đổi ma trận
độ cứng K và vec tơ lực nút tổng thể F;

Khối 5: Giải phương trình PTHH, xác định nghiệm của hệ là véctơ chuyển vị
chung Q;
Khối 6: Tính toán các đại lượng khác (ứng suất, biến dạng, gradiên nhiệt độ,
v.v.) ;
Khối 7: Tổ chức lưu trữ kết quả và in kết quả, vẽ các biểu đồ, đồ thị của các đại
lượng theo yêu cầu.
Sơ đồ tính toán với các khối trên được biểu diễn như hình sau (Hình 1.3);
Mô Hình Hóa Phần Tử Hữu Hạn Là Cái Gì?
Những cách thức và phương tiện (các thuật toán chia lưới) để gần đúng một mô
hình 2D hoặc mô hình 3D CAD bằng các yếu tố hình học nhỏ hơn và đơn giản
Tính toán ma trận độ cứng phần tử k
Tính toán véctơ lực nút phần tử f
Giải hệ phương trình KQ = F
(Xác định véctơ chuyển vị nút tổng thể Q)
Đọc dữ liệu đầu vào
- Các thông số cơ học của vật liệu
- Các thông số hình học của kết cấu
- Các thông số điều khiển lưới
- Tải trọng tác dụng
- Thông tin ghép nối các phần tử
- Điều kiện biên
Xây dựng ma trận độ cứng K và véctơ lực chung F
Áp đặt điều kiện biên
(Biến đổi các ma trận K và vec tơ F)
Tính toán các đại lượng khác
(Tính toán ứng suất, biến dạng, kiểm tra bền, v.v)
In kết quả
- In các kết quả mong muốn
- Vẽ các biểu đồ, đồ thị
Hình 1.3. Sơ đồ khối của chương trình PTHH

hơn, được gọi là một lưới, được sử dụng bởi một bộ giải phân tích phần tử hữu
hạn.

Các Thuật Toán Chia Lưới
Mô Hình CAD à Lưới FEM
Các Thuật Toán Chia Lưới:
 Phương pháp tiếp cận nút kết nối
 Phương pháp tiếp cận cấu trúc liên kết phân hủy
 Phương pháp phân hủy hình học
 Phương pháp phân hủy ASV
 Phương pháp tiếp cận dựa trên lưới điện (quadtree và octree)
 Phương pháp lập bản đồ dựa trên
- Phương Pháp Tiếp Cận Cấu Trúc Liên Kết Phân Hủy:
Chủ yếu được sử dụng trong chia lưới hai chiều
Bước 1. Xấp xỉ hình dạng của một đa giác P
Bước 2. Phân hủy P vào một tập hợp các yếu tố gộp, thường lồ
Bước 3. Lập lưới tam giác các yếu tố tổng
Bước 4. Tinh chỉnh các hình tam giác để đáp ứng các yêu cầu mật độ lưới
phân phối.
Phương Pháp Tiếp Cận Hình Học Phân Hủy:
Chủ yếu được sử dụng trong chia lưới hai chiều
Bước 1. Xấp xỉ hình dạng của một đa giác P
Bước 2. Phân hủy P vào một tập hợp các yếu tố gộp, thường lồ
Bước 3. Lập lưới tam giác các yếu tố tổng
Bước 4. Tinh chỉnh các hình tam giác để đáp ứng các yêu cầu mật độ lưới
phân phối.
- Phương Pháp Tiếp Cận Hình Học Phân Hủy
Được sử dụng trong cả chia lưới hai và ba chiều
Bước 1. Xấp xỉ hình dạng của một đa giác P (đa diện trong không gian 3D)
Bước 2. Thêm đỉnh trên ranh giới của P để đáp ứng mật độ cần thiết

Bước 3. Phân hủy P vào một tập hợp các yếu tố lồi
Bước 4. Đệ quy "tách" các yếu tố lồi vào một lưới mong muốn.
- Quadtree/Octree Phân Hủy
Bước 1. Tính quadtree của hình với khả năng chịu được và lưới khác
các thông số kiểm soát mật độ.
Bước 2. Thực thi tính đồng nhất giữa các thành phần vuông lân cận và / hoặc
cạnh ranh giới bằng cách thêm cạnh hơn và giới thiệu hình tam giác.
Bước 3. Mịn lưới sử dụng các thuật toán tối ưu hóa lưới, chẳng hạn như
Laplacian.
VÍ DỤ:
- Lập Bản Đồ
Phổ biến nhất 4 bên (2D) hoặc 6 mặt (3D) phương pháp được sử dụng trong phần
mềm lưới chia lưới thương mại, đặc biệt thích hợp cho 2D và bề mặt (vỏ) chia lưới
Ý tưởng chính:
1). Thiết lập một mối quan hệ ánh xạ giữa một hình vuông [0,1] x [0,1] và
diện tích 2D hoặc đối tượng vỏ;
2). Thống nhất phân vùng vuông và bản đồ cho các đối tượng thông qua các bản
đồ.
Phương pháp chính:
1. Lập bản đồ trực tiếp và chính xác
2. Lập bản đồ vá Coons
Câu 11: thêm: ( có thể là câu 9):
Câu??? Quy trình thiết kế sản phẩm:
• Tại sao cần có “quá trình” khi thiết kế ?
 Đầu ra chất lượng
Cần có “quá trình” vạch ra chi tiết, cụ thể để đảm bảo chất lượng của đầu ra
như mong đợi với một tập hợp đầu vào cho trước.
 Lưu trữ và kế thừa
Cần có “quá trình” để dễ dàng lưu trữ các dự án, truyền đạt cho tương lai,

cải tiến sản phẩm cho sau này.
 Lý do khác
Để có thể áp dụng cho nhiều trường hợp sản phẩm khác nhau.
Để kiểm soát tiến độ,để quản lý nguồn lực,để lập kế hoạch tốt hơn.
Và các lý do khác.
Tim Brennan (1990): Quá trình thiết kế bắt đầu từ việc đặt ra câu hỏi, trải qua
nhiều hoạt động phức tạp mang tiếng lặp đi lặp lai nhiều lần và cuối cùng tạo ra giá
trị kinh tế
Ulrich (1995): Quá trình thiết kế bao gồm khảo sát khách hàng,thiết lập thông số
sơ bộ, tạo, chọn và thử nghiệm mẫu concept,chốt lại thông số cuối cùng của sản
phẩm và chuẩn bị sản xuất.
• Quá trình thiết kế dùng trong tài liệu này
 5 bước cơ bản của Q – 5: Mỗi bước có thể có bước con bên trong.
1 Hiểu khách hàng Bắt đầu với việc hiểu khách hàng cần gì ở sản phẩm,họ
thích gì,không thích gì , họ có ý tưởng gì bổ sung…
2 Yêu cầu sản phẩm Nhóm thiết kế “dịch” những yêu cầu bên trên thành các
yêu cầu cụ thể với sản phẩm về tính năng, thông số
3 Phát triển concept Từ các con số và nhu cầu + so sánh với sản phẩm của
đối thủ cạnh tranh, nhóm thiết kế dựng lên các concept
khả dĩ, so sánh và lựa chọn các concept đó, phát triển
tiếp và test với khách hang.
4 Thiết kế sản phẩm Nhóm thiết kế phân rã sản phẩm thành các modun và
sau đó thiết kế riêng từng modun một cách chi tiết.
5 Thử nghiệm và chỉnh
sửa
Sau khi sản phẩm được thiết kế, nhóm thiết kế cần thử
nghiệm (ampha và beta) để tìm và vá lỗi, hoàn thiện sản
phẩm
Các tác động trước Q-5: Diễn ra trước khi tiến hành thiết kể sản phẩm.
1 Tìm kiếm cơ hội kinh doanh Đối chiếu nhu cầu thị trường và

năng lực công nghệ của công ty để
tìm ra các cơ hội kinh doanh
2 Phát triển ý tưởng sản phẩm Đề xuât ra nhiều ý tưởng và lựa chọn
ý tưởng tốt nhất để đem ra thiết kế
sản phẩm
3 Khả thi hóa ý tưởng lập kế hoạch
thiết kế
Kiểm tra tính khả thi của ý tưởng,
cân đấu các phiên bản sản phẩm ,
thành lập đội ngũ, cân đối nguồn lực,
kế hoạch thiết kê…
• Tìm kiếm cơ hội kinh doanh
 Là bước đầu tiên
Là khởi đầu của tất cả các doanh nghiệp muốn bước chân vào thì trường
 Cơ hôi = nhu cầu + khả năng đáp ứng
Cơ hội kinh doanh là kết quả sự cân đối giữa nhu cầu của thị trường và khả
năng đáp ứng của doanh nghiệp.
 Tìm kiếm cơ hội
Tìm kiếm cơ hội chính là việc xác định xem thị trường cần gì, hoặc cần
“kích cầu” gì, hoặc cần nghiên cứu gì thêm đê có thể làm cho “nhu cầu” và
“khả năng” gặp nhau. Mô hình kinh doanh cũng được xác định ngay tại đây.
• Phát triển ý tưởng sản phẩm
 Diễn ra khi nào ?
Sau khi “khoanh vùng” được cơ hội, chúng ta bắt tay vào việc làm lên ý
tưởng. Đôi khi tư ý tưởng lại phát sinh cơ hội. Đây là thứ tự có tính linh hoạt
và đôi khi 2 khái niệm này chồng lấn lên nhau
 Càng nhiều càng tốt
Đội ngũ thiết kế sản phẩm bắt đầu từ việc tạo ra nhiều ý tưởng,càng nhiều
càng tốt. Có nhiều phương pháp tạo ý tưởng, nổi bật và dễ áp dụng là
brainstorming

 Sàng lọc lấy ý tưởng tốt
Sau khi có nhiều ý tưởng rồi, đội ngũ thiết kế bắt đầu sàng lọc để cho ra ý
tưởng mới nhất, phát triển, hoàn chỉnh ý tưởng đó để đi tiếp.
Có nhiều phương pháp tạo và sàng lọc ý tưởng sẽ được học thôi.
• Khả thi hóa ý tưởng, lập kế hoạch
 Bản chất là lập kế hoạch
Nhóm thiết kế lên kế hoạch, lịch trình, nhân sự, và nội dung chi tiết cho các
dự án thiết kế.
 Mục đích của việc này
Khâu này nhằm xác định xem ý tưởng khả thi hay không, phân bố nguồn lực
ra sao, nhân sự dự án thế nào, các dòng sản phẩm, các phân khúc khách
hàng…
 Mission Statement
Đầu ra của khâu này là bản kế hoạch-mission statement- chỉ rõ các chi tiết
trên. Đây là tài liệu quan trọng, là xuất phát điểm cho quá trình thiết kế thực
sự diễn ra ngay sau khâu này. Nó có tác dụng như kim chỉ nam cho nhóm
thiết kế.
- Thu hồi, Tái chế, Tiêu hủy
 Mục đích
Sau khi dùng, sản phẩm đã đi hết dòng đời và có thể được thu hồi để tái chế
hoặc tiêu hủy.
 Tại sao cần quan tâm?
Phần lớn sản phẩm được tiêu hủy bởi người tiêu dùng, không có lợi về kinh
tế và môi trường. Các mô hình sản phẩm mới thường giao nhiệm vụ thu hồi, tái chế
và tiêu hủy cho nhà sản xuất.
- Hỗ trợ khách hàng
 Nội dung
Khâu này bao gồm các hoạt động bảo hành, bảo trì, tư vấn sử dụng, và các
dịch vụ nâng cấp, cung cấp phụ kiện sản phẩm,…
 Nhiệm vụ khác

Khâu này giúp xây dựng hình ảnh doanh nghiệp, tạo thêm giá trị gia tăng,
nâng cao sự đa dạng dịch vụ, tăng khả năng cạnh tranh.
- Triển khai sản phẩm
 Mục đích
Khâu này nhằm giới thiệu, công bố sản phẩm ra thị trường. Nó bao gồm các
kế hoạch marketing, PR, quảng bá sản phẩm và hỗ trợ trực tiếp cho việc bán hàng
(ngoài thiết kế).
 Nhiệm vụ khác
Khâu này cũng có nhiệm vụ thu thập phản hồi, lưu hồ sơ để hỗ trợ những dự
án sau này. Ngay sau khi triển khai, căn cứ vào phản hồi của thị trường, doanh
nghiệp có thể phát triển ngay ý tưởng cho thế hệ sản phẩm tiếp theo.
 Thực tế
Khâu này thường được tổ chức dưới dạng các sự kiện, event. Ví dụ: Apple,
Nokia, Microsoft.
-Sản xuất thử
 Mục đích
Khâu này nhằm mục đích thử nghiệm dây chuyền sản xuất đã ổn chưa, còn
gì cần phải khắc phục, có cần thay đổi thiết kế để tối ưu hóa dây chuyền không.
 Nhiệm vụ khác
Khâu này cũng có nhiệm vụ đào tạo kỹ sư và công nhân vận hành dây
chuyền và phát hiện thêm sai sót trong thiết kế sản phẩm, nếu có.
 Các lưu ý khác
Ở khâu này, sản phẩm lần đầu được chế tạo, ở quy mô hàng loạt, có thể có
những đặc điểm khác so với khi làm đơn chiếc (để thử nghiệm). Cần lưu ý đến vấn
đề này.
- Thử nghiệm và chỉnh sửa
 Nội dung của khâu này
Khâu này thực chất là sự thử nghiệm lần thứ 2 đối với sản phẩm (lần 1 là ở
khâu phát triển concept). Tuy nhiên lần thử nghiệm này mạng tính toàn diện hơn.
 Đặc thù của thử nghiệm

Việc thử nghiệm trong khâu này diễn ra khi sản phẩm đã gần hoàn thành.
Mục đích của thử nghiệm không phải để đo phản hồi của khác hàng mà để phát
hiện sai sót, lỗi,… nhằm kịp thời sửa chữa.
 Các lưu ý khác
Việc thử nghiệm ở khâu này có thể diễn ra với nội bộ đội ngũ (alpha) hoặc
với khách hàng (beta). Nhóm thiết kế có thể phải thử đi thử lại nhiều lần (beta1,
beta2,…) cho đến khi sản phẩm đạt yêu cầu.
- Thiết kế sản phẩm
 Là khâu thiết kế chính
Khâu này cụ thể hóa hình hài, chức nằng của sản phẩm từ concept đã được
chọn. Các hoạt động chính bao gồm thiết kế hệ thống và thiết kế chi tiết. Thiết kế
bao gồm cả thiết kế công nghiệp và thiết kế kỹ thuật.
 Mang tính khoa học và chính xác