產品開發(fā)與技術選擇

1、第二篇 生產運作系統(tǒng)的設計第3章 產品開發(fā)和技術選擇第4章 生產和服務設施選址第5章 工作設計與工作測量第3章 產品開發(fā)和技術選擇3本章內容n第一節(jié) 引言n第二節(jié) 產品設計與開發(fā)階段n第三節(jié) 生產流程設計與選擇n第四節(jié) 并行工程產品開發(fā)組織的新方法4第一節(jié) 引言一、21世紀企業(yè)產品/服務設計的背景特征n實現企業(yè)戰(zhàn)略的必要n技術進步快n客戶需求多樣化n產品研制開發(fā)難度大n必須可持續(xù)發(fā)展5德國iF大獎2010年3月2日在漢諾威揭曉，來自39個國家的2486件產品參加角逐，778件獲得iF認可的標志，50件奪得令人垂涎的iF金獎。評選的標準基于設計質量、完成程度、材料選擇、創(chuàng)新程度、環(huán)保、功能、人機

2、工學、安全性等要素LED燈泡n這款LED燈不僅功耗僅10W、比節(jié)能燈泡的15W還低n能發(fā)出800流明的高亮度，色溫設定為2700k、也是白熾燈的色溫，支持可調光的功能n兼容于白熾燈的E26標準插座67二、新產品/服務開發(fā)的重要性n增強企業(yè)的市場競爭力n擴大市場份額n適應個性化定制生產的需要n產品更新換代8案例：海爾產品研發(fā)案例：海爾產品研發(fā)不斷創(chuàng)新，滿足消費者的需求不斷創(chuàng)新，滿足消費者的需求n多年來，海爾洗衣機致力于節(jié)水、節(jié)能、環(huán)保洗衣機技術的創(chuàng)新研發(fā)，通過關注消費者需求，不斷以創(chuàng)新產品消除用戶的抱怨，滿足消費者的潛在需求。n2003年，海爾開發(fā)出可以分公斤洗滌的自選檔滾筒洗衣機，實現按照洗衣

3、量多少進行洗滌的突破；n2004年，海爾將自選檔技術升級，開發(fā)出我國首款具備自主知識產權的自動檔系列滾筒洗衣機，同年，又開發(fā)出不用洗衣粉的環(huán)保洗衣機；n2005年，海爾將自動檔再次升級為自動檔洗干一體機，不僅通過了國家權威的6A檢測，還達到了國際領先水平。n據統(tǒng)計，2004年在洗衣機行業(yè)增長不到4的大環(huán)境下，海爾增幅高達57；n2005年上半年，海爾洗衣機市場份額月月遞增，銷售額是第二、三、四名加起來的總和，成為行業(yè)獨樹一幟的領跑者。n2008雙動力洗衣機n把波輪式、滾筒式、攪拌式三種洗衣機的優(yōu)點集于一身，創(chuàng)造了一種全新的洗滌方式，滿足了人們健康環(huán)保的現代洗衣需求.n這款洗衣機不但獲得了法國列

4、賓國際唯一發(fā)明金獎，而且成功入圍國際IEC標準提案，海爾也由此成為我國第一個也是唯一獲此世界榮譽的廠家。n這一全新的洗衣機以旺盛的市場生命力給世界洗衣機行業(yè)注入了前所未有的生機，上市兩年多，銷量突破了100萬臺。組裝質量組裝質量零部件的加工質量零部件的加工質量產品的設計質量產品的設計質量R&DR&D質量中的應用什么原理來運作的問題質量中的應用什么原理來運作的問題產品質量產品質量R&DR&D的質量直接影響企業(yè)的產品質量的質量直接影響企業(yè)的產品質量13設計階段制造階段材料采購其它階段費用 產品成本的決定因素構成及實際成本消耗構成示意圖產品成本的決定因素構成及實際成本

5、消耗構成示意圖70%6%20%36%7%40%3%18%成本的決定因素實際成本消耗14 三、現代企業(yè)的研究和開發(fā)1、基礎研究：指探索新的規(guī)律、創(chuàng)建基礎性知識的工作。（一）研究與開發(fā)(R&D)的分類2、應用研究：指將基礎理論研究中開發(fā)的新知識、新理論應用于具體領域的科研工作，即運用通過基礎研究所獲得的知識，為創(chuàng)造新產品、新技術、新材料的技術基礎而進行的研究。3、技術開發(fā)研究：指將應用研究的成果經設計、試驗而發(fā)展為新產品、新系統(tǒng)和新工程的科研活動。15基礎研究：微電子研究應用研究：集成電路研究技術開發(fā)研究（二）新產品的概念與分類（二）新產品的概念與分類 什么樣的產品才算是什么樣的產品才算是

6、新產品？新產品？新產品的概念從生產技術角度來看：n采用新技術、新材料，在技術、性能、功能、結構、材質等一方面或幾方面具有先進性或獨創(chuàng)性的產品。n顯著提高性能、擴大功能從市場營銷角度來看：首次投入市場18（二）新產品的分類1、全新產品：具有新原理、新技術、新結構、新功能、新材料等特征，與現有任何產品毫無共同之處。2、改進新產品：對現有產品改進性能，提高質量，或求得規(guī)格型號的擴展，款式花色的變化而產生的新品種。3、換代新產品：適合新用途、滿足新需要、在原有產品的基礎上，部分地采用新技術、新材料、新元件而制造出來的產品。19第一臺計算機全新產品20改進新產品21換代產品（三）新產品開發(fā)面臨的壓力n費

7、用高n成功率低n風險大n回報下降22新產品失敗的關鍵因素n沒有潛在的用戶和需求n新產品與當前的需求不匹配n客戶營銷沒有到位2324約合7公斤重的“便攜式”電腦蘋果前蘋果前CEO談蘋果牛談蘋果牛頓產品失敗原因：超頓產品失敗原因：超前至少前至少15年年2526第二節(jié) 產品設計與開發(fā)階段需求環(huán)境生產指令生產過程功能需求 設計參數結構設計過程工藝需求 工藝變量工藝設計過程FRDPPV技 術 活 動顧客域功能域物理域制造域生產活動 設計過程模型設計過程模型27一、產品構思市場調研顧客建議競爭者產品/服務概念營銷部門顧客需求分析員工建議研發(fā)部門構思內部來源外部來源283M LCD集成光學系統(tǒng)依托于一項名為

8、 準直多層光學膜（CMOF）的新光學膜的發(fā)明。CMOF膜對光混合和光管理進行了優(yōu)化，讓我們能夠用一張紙厚度的膜片實現以前必須由多層厚重的塑料才能實現的效果。29nIBM：開發(fā)新型電子計算機時，由于需求量太大（也有可能因為花在工程設計的時間比預期長），結果在工程設計還沒有完全結束前，就必須展開生產作業(yè)，最后的詳圖設計是由工程師、領班和工人在生產線上共同完成。但最后結果顯示這個產品的設計非常出色，生產作業(yè)大幅改善，工作品質和生產力都大幅提升。n長虹：開家電業(yè)先河，招募消費者參與產品設計。2005年招募首批12名“長虹感官評判師”，對企業(yè)的產品、服務和策劃的體驗過程“打分”n吉列：吉列新型女用可水洗

9、剃刀與2001年3月進入市場，6個月就占領了45%的市場，一個重要原因在于把供應商整合起來一起設計若干企業(yè)的不同做法若干企業(yè)的不同做法海爾與零售商的合作nBestbuy在試中發(fā)現：用戶在使用海爾電視機的時候，如果想看DVD，需要按遙控器上TVDVD按鍵將信號通道切換到DVD通道，然后再把碟片放人才能收看。Besybuy提出：無論電視機當前狀態(tài)在任何通道下，只要插入DVD碟片，電視機都要自動轉入DVD通道下開始播放DVD碟片。接到反饋意見后，海爾也認為這是一個比較正確的操作方式，經過型號經理反復實驗和程序的更改，順利地實現了這個功能q概念生成概念生成 構思具體化構思具體化o形式：產品形式：產品/

10、服務的外形服務的外形o功能：產品功能：產品/服務的操作方式服務的操作方式o目的：產品目的：產品/服務所滿足的需求服務所滿足的需求o利益：產品利益：產品/服務給顧客帶來的好處服務給顧客帶來的好處32電話設計舉例電話設計舉例q概念篩選概念篩選q可接受性：價值何在？我們想做嗎？q可行性：困難程度？我們做得到嗎？q風險性：可能發(fā)生什么問題？我們愿意承擔后果嗎？ 競爭者分析、價格-功能定位、財務分析34q原始設計原始設計q確定集合中的產品確定集合中的產品/服務組件服務組件概念確定：廉價電話概念確定：廉價電話o低價格低價格o多色彩多色彩o新款式新款式o易使用易使用o來電顯示來電顯示電話設計舉例電話設計舉例

11、3536二、結構設計n總體設計n技術設計n工作圖設計37手機結構設計39麥當勞的結構設計n肉餅的原料必須由83的肩肉與17的五花肉混制而成；n面包的規(guī)格在17厘米（指直徑），面包中的氣泡全部為5毫米n一個漢堡包凈重1.8盎司，其中洋蔥的重量為0.25盎司；n漢堡包餅面上若有人工手壓的輕微凹痕，必須丟棄；q結構設計結構設計q確定集合中的產品確定集合中的產品/服務組件服務組件40外殼信號線插塞電話線電路板基座外殼聽筒話筒電路板電線送受話器電話電話設計舉例電話設計舉例q原始設計原始設計q確定集合中的產品確定集合中的產品/服務組件服務組件例：廉價電話物料清單例：廉價電話物料清單o送受話器外殼送受話器外

12、殼1o基座外殼基座外殼1o聽筒聽筒1o電線電線1o信號線信號線1o電子電路電子電路1o插塞插塞14142三、工藝設計過程n工藝設計是指按產品設計要求，安排或規(guī)劃出把原材料加工成產品所需要的一系列加工過程、工時消耗、設備和工藝裝備需求等的說明n產品圖紙的工藝分析和審查n擬定工藝方案n編制工藝規(guī)程n工藝裝備的設計和制造4344 454647四、設計的原則和績效評價n原則n設計用戶需要的產品n設計可制造性強的產品n設計健壯性強的產品n設計綠色產品q原始設計原始設計q確定生產該集合的工藝過程確定生產該集合的工藝過程o簡易流程圖（簡易流程圖（Process Flow Chart）來自供應商的原材料檢驗材

13、料缺陷發(fā)現缺陷嗎?返回供應商更換YesNo, 繼續(xù)48電話設計舉例電話設計舉例q原始設計原始設計q確定生產該集合的工藝過程確定生產該集合的工藝過程o作業(yè)單作業(yè)單作業(yè)單（電話裝配）作業(yè)單（電話裝配）品名品名 日期日期編號編號 填寫單位填寫單位作業(yè)編號 作業(yè)名稱作業(yè)設備1組裝聽筒和話筒裝配架#27/38A2固定到外殼下部裝配架#27/303插入并固定電線電線剝離器、螺絲刀4組裝外殼上部裝配架#27/3987測試質檢儀18、振動臺4950第三節(jié) 生產流程設計與選擇n一、生產流程分類n按產品進行的生產流程流水線生產n按加工路線進行的生產流程job shopn按項目進行的生產流程515253二、產品流程

14、矩陣單件生產單件生產54對象專業(yè)化形式，大量生產 對象專業(yè)化形 式，批量生產 成組生產 單元工藝專業(yè)化形式ABCDO品種批量三、生產流程選擇決策生產單位形式的選擇1、分析品種、產量選擇方案品種產量變化與生產單位形式的關系552、 對選擇的方案進行經濟上的分析1025產量（萬件）O50111225對象（產品）式成組生產單元工藝式 費用（萬元）不同生產過程方案的費用變化不同生產過程方案的費用變化563、 運用“經營杠桿”進行經濟分析EP2產量對象式工藝式銷售收入 費用 不同生產流程方案的經營杠桿不同生產流程方案的經營杠桿EPEP157經營杠桿就是成本函數和銷售收入之間的夾角，夾角小，經濟杠桿作用小

15、，利潤或虧損的變化小。（1）大于盈虧平衡產量后，經營杠桿作用越大，從市場系統(tǒng)獲得的長期收益越大（2）小于盈虧平衡產量后，經營杠桿作用越大，從市場系統(tǒng)獲得的長期損失越大（3）當預測的不確定性高時，應采用經營杠桿較小的生產經營方式（即采用柔性大的生產方式）58一、串行的產品設計方法一、串行的產品設計方法需求結構設計工藝設計制造（a） 串行過程第四節(jié) 并行工程2、串行設計的弊端1、串行開發(fā)流程（4）產品設計階段，工藝、制造人員不能加入，不能及早發(fā)現缺陷，費用高（1）部門之間缺乏協調、互相不理解。（2）時間長。（3）設計的產品不能滿足顧客需求，制造性、裝配性差。59二、并行的產品設計方法二、并行的產品

16、設計方法（b） 并行過程1、并行工程的定義 并行工程是對產品及其相關過程，包括制造過程和支持過程，進行并行、一體化設計的一種系統(tǒng)化方法。 并行過程見圖b：60 2 2、產品設計時要考慮的因素、產品設計時要考慮的因素 并行工程力圖從一開始就考慮到從概念形成到產品報廢的所有因素。并行工程力圖從一開始就考慮到從概念形成到產品報廢的所有因素。各因素見下表：各因素見下表：過程過程需求階段需求階段設計階段設計階段制造階段制造階段營銷階段營銷階段使用階段使用階段終止階段終止階段應考慮的應考慮的因素因素顧客需求顧客需求降低成本降低成本易制造易制造競爭力競爭力（低成本、（低成本、標新立異）標新立異）可靠性可靠性

17、環(huán)境保護環(huán)境保護可維護性可維護性產品功能產品功能提高效率提高效率易裝配易裝配操作簡便操作簡便二、并行的產品設計方法二、并行的產品設計方法61并行設計并行設計可制造性可制造性可裝配性可裝配性質量保證質量保證顧客滿意顧客滿意可靠性可靠性環(huán)境保護環(huán)境保護功能功能623、并行工程的主要思想二、并行的產品設計方法二、并行的產品設計方法（1）設計的同時考慮產品生命周期的所有因素，作為設計結果，同時產生產品設計規(guī)格和相應的制造工藝及生產準備文件。（2）產品設計過程中各活動并行交叉進行。（3）與產品生命周期有關的不同領域技術人員的全面參與和協同工作，實現生命周期中所有因素在設計階段的集成，實現技術、資源、過程

18、在設計中的集成。（4）高效率的組織結構634 4、并行的產品開發(fā)流程、并行的產品開發(fā)流程 見圖：見圖：概念設計結構概念方案工藝概念方案初步設計產品初步方案工藝初步方案詳細設計產品詳細方案工藝詳細方案二、并行的產品設計方法二、并行的產品設計方法645、并行設計的特點二、并行的產品設計方法二、并行的產品設計方法（1）各設計階段的劃分只標志著產品和設計的粒度和清晰度。 粒度-指設計人員在設計過程中所考慮和處理問題要素的大??； 清晰度-指表明設計對象在相應粒度水平上的確定程度的度量。（2）產品設計過程和產品信息模型經歷著從定性到定量、從模糊到清晰漸進演化。設計向前循環(huán)一次，粒度減少，信息清晰度增加。（

19、3）產品設計過程和工藝設計過程不是順序進行，而是并行展開，同時進行。65三、并行工程技術三、并行工程技術n 虛擬技術n面向并行工程的DFx設計模式體現了開發(fā)的集成過程nPDM發(fā)展成為CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)的集成平臺nInternet使設計集成的范圍更加廣泛nSTEP標準作為設計開發(fā)集成的標準接口n產品數據管理（Product Data Management，PDM ）n產品系列化、零部件標準化、通用化。n成組技術（Group Technology, GT）。n減少變化的方案（Variety Reduction Program，VRP） 虛擬技術67產品數據管理685-69產品設計標準化和模塊化產品設計標準化和模塊化-減少減少“內部多樣化內部多樣化”來實現來實現“外部多樣化外部多樣化”70n 按成組制造單元布置（Layouts Based on Group Technology）LDDGGLPGLL原材料成品庫單元1單元2單元3GDL車床鉆床磨床如如63：成組生產單元布置示意圖：成組生產單元布置示意圖成組技術減少變化的方案715-72產品系列化、零部件標準化、通用化73功能復合和集成技術7475四、并行工程的人員構成四、并行工程的人員構成開發(fā)小