第四章工業(yè)產(chǎn)品的全生命周期管理課件

第4章工業(yè)產(chǎn)品的全生命周期管理

4.1產(chǎn)品全生命周期及全生命周期管理

4.2產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計4.3產(chǎn)品全生命周期各個階段的管理第4章工業(yè)產(chǎn)品的全生命周期管理4.1產(chǎn)品全生命周期及全生4.1產(chǎn)品全生命周期及全生命周期管理廣義的產(chǎn)品全生命周期是指產(chǎn)品從市場需求分析、工程設(shè)計、制造裝配、包裝運(yùn)輸、營銷、使用到報廢的整個生命過程，是從產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)質(zhì)量及可靠性、價值鏈等角度出發(fā)提出的。產(chǎn)品全生命周期管理（ProductLifecycleManagement，PLM）是在WEB環(huán)境下，從市場的角度且以整個生命周期內(nèi)產(chǎn)品數(shù)據(jù)集成為基礎(chǔ)，研究產(chǎn)品在其生命周期內(nèi)從產(chǎn)品規(guī)劃、設(shè)計、制造到銷售等過程的管理與協(xié)同，旨在盡量縮短產(chǎn)品上市時間、降低費(fèi)用，盡量滿足用戶的個性化需求。它為企業(yè)提供支持產(chǎn)品快速設(shè)計和制造優(yōu)化的集成化產(chǎn)品協(xié)同與制造系統(tǒng)，是一種戰(zhàn)略性的思想方法。4.1產(chǎn)品全生命周期及全生命周期管理廣義的產(chǎn)品全生命周期是指4.2產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計全生命周期設(shè)計實際上是面向全生命周期所有環(huán)節(jié)、所有方面的設(shè)計。產(chǎn)品的全生命周期包括產(chǎn)品的孕育期（產(chǎn)品市場需求的形成、產(chǎn)品規(guī)劃、設(shè)計）、生產(chǎn)期（材料選擇制備、產(chǎn)品制造、裝配）、儲運(yùn)銷售期（存儲、包裝、運(yùn)輸、銷售、安裝調(diào)試）、服役期（產(chǎn)品運(yùn)行、檢修、待工）和轉(zhuǎn)化再生期（產(chǎn)品報廢、零部件再用、廢件的再生制造、原材料回收再利用、廢料降解處理等）的整個閉環(huán)周期。4.2產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計全生命周期設(shè)計實際上是面向全生命周現(xiàn)代制造企業(yè)環(huán)境的變化大市場和大競爭；產(chǎn)品生命周期縮短；交貨期成為主要競爭因素；用戶需求個性化,多品種小批量生產(chǎn)比例增大?，F(xiàn)代制造企業(yè)環(huán)境的變化大市場和大競爭；90年代國際水平的占30%80年代國際水平的占40%2000多種主導(dǎo)產(chǎn)品的平均生命周期為10.5年是美國產(chǎn)品3.5倍美國新產(chǎn)品貢獻(xiàn)率已達(dá)到生產(chǎn)總值的52%我國僅為5.9%

我國的技術(shù)來源主要依賴國外技術(shù)，企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力低下我國制造業(yè)的嚴(yán)峻形勢我國機(jī)械工業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)品90年代國際水平的占30%80年代國際水平的占405設(shè)計在整個生產(chǎn)周期中所占的比重設(shè)計開發(fā)制造時間百分比（%)開發(fā)設(shè)計工作的重要性開發(fā)設(shè)計生產(chǎn)準(zhǔn)備與加工原材料與外購件的采購管理和銷售010203040506070開發(fā)設(shè)計生產(chǎn)準(zhǔn)備與加工原材料與外購件的采購管理和銷售對成本的影響所需的工時成本設(shè)計在整個生產(chǎn)周期中所占的比重設(shè)計開發(fā)制造時間開發(fā)設(shè)計工作的將核心工作放在本企業(yè)

兩頭在內(nèi)，中間在外開發(fā)設(shè)計市場銷售制造將核心工作放在本企業(yè)

兩頭在內(nèi)，中間在外開發(fā)設(shè)計市場銷售制造7成功企業(yè)的關(guān)鍵因素

上市時間 T

質(zhì)量 Q

產(chǎn)品成本 C

服務(wù) S

靈活性Ｆ環(huán)境Ｅ成功企業(yè)的關(guān)鍵因素上市時間 T由于產(chǎn)品開發(fā)時，產(chǎn)品的性能及相關(guān)過程都要確定，為避免和減少返工，在產(chǎn)品開發(fā)階段必須全面考慮產(chǎn)品生命周期各階段的要求，為此出現(xiàn)了DFX技術(shù)，包括面向性能設(shè)計DFP（DesignforPerformance）、面向制造和裝配的設(shè)計DMFA(Designformanufacturingabilityandassembly)、面向測試設(shè)計（DFT）、面向環(huán)境的設(shè)計DFE(DesignforEnvironment)、面向質(zhì)量設(shè)計DFQ（DesignforQulity）、面向成本設(shè)計DFC（DesignforCost）、面向服務(wù)和維修設(shè)計DFS（Designforservice）等。由于產(chǎn)品開發(fā)時，產(chǎn)品的性能及相關(guān)過程都要確定，為避免和減少返4.2.1面向功能的設(shè)計功能設(shè)計有兩種方式：一是對現(xiàn)有產(chǎn)品功能系統(tǒng)與用戶需要和產(chǎn)品定位之間的差異進(jìn)行研究，即找出不足功能、不必要的功能、過剩功能和必要但原有產(chǎn)品中缺乏的功能，對原有功能系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，這是價值工程的傳統(tǒng)方式，可稱為改進(jìn)方式。二是按產(chǎn)品定位重新設(shè)計出新產(chǎn)品的完整的、理想的功能系統(tǒng)，它是較新發(fā)展起來、應(yīng)用前景更好的方式，可稱為創(chuàng)新方式，在產(chǎn)品重大改進(jìn)、新產(chǎn)品開發(fā)、新技術(shù)應(yīng)用中十分重要。4.2.1面向功能的設(shè)計功能設(shè)計有兩種方式：一是對現(xiàn)有產(chǎn)品4.2.2面向制造與裝配的設(shè)計產(chǎn)品的設(shè)計應(yīng)充分與各種制造工藝和制造技術(shù)相協(xié)調(diào)，才能發(fā)揮各種制造技術(shù)的長處，方便制造并提高工效。方便裝配是全生命周期設(shè)計必須考慮的又一重要因素，就是在產(chǎn)品設(shè)計過程中從產(chǎn)品的全生命周期考慮其制造、裝配和維護(hù)的工藝性問題，利用各種技術(shù)手段，充分考慮產(chǎn)品裝配環(huán)節(jié)及其相關(guān)的各種因素的影響，通過分析、評價、規(guī)劃、仿真等手段，在滿足產(chǎn)品性能與功能的條件下改進(jìn)產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)。4.2.2面向制造與裝配的設(shè)計產(chǎn)品的設(shè)計應(yīng)充分與各種制造工4.2.3面向環(huán)境的設(shè)計面向環(huán)境的設(shè)計(DFE)也可以叫做綠色設(shè)計(GreenDesign)，這是一種在產(chǎn)品的整個設(shè)計過程中全面考慮環(huán)境影響的技術(shù)。面向環(huán)境的設(shè)計的核心是指在產(chǎn)品的整個設(shè)計過程中，包括產(chǎn)品設(shè)計材料的提取、制造、加工、運(yùn)輸、使用到最終廢棄的各個步驟中對環(huán)境(包括自然生態(tài)環(huán)境、社會系統(tǒng)和人類健康等因素)產(chǎn)生或者造成的一定的影響。4.2.3面向環(huán)境的設(shè)計面向環(huán)境的設(shè)計(DFE)也可以叫做綠一、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計是后續(xù)設(shè)計的基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)劣，對綠色制造有深刻的影響。具體通過以下一些方面進(jìn)行優(yōu)化：(1)簡化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，盡量避免可有可無的零件；(2)采用功能多樣化與復(fù)合化的零件以及簡單的連接的方法，使整體裝置的零件數(shù)減少，減少資源消耗；(3)合理地設(shè)計產(chǎn)品中零件、支撐、載荷的布置，確定適當(dāng)?shù)恼w尺寸，提高材料利用率；(4)設(shè)計結(jié)構(gòu)符合工藝性與加工性，減少加工過程中的材料損耗與能量消耗；(5)設(shè)計結(jié)構(gòu)便于回收，實現(xiàn)資源的重復(fù)利用；(6)設(shè)計結(jié)構(gòu)便于維修，延長產(chǎn)品使用壽命。一、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計二、面向拆卸的設(shè)計(DFD)面向拆卸的設(shè)計要求在產(chǎn)品設(shè)計階段除了滿足傳統(tǒng)設(shè)計的要求以外，將產(chǎn)品的可拆卸性作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的一個目標(biāo)，使產(chǎn)品的連接結(jié)構(gòu)易于拆卸，維護(hù)方便，制造工藝好，并在產(chǎn)品廢棄后實現(xiàn)零件或材料的再利用，達(dá)到節(jié)約資源、能源和保護(hù)環(huán)境的目的。綠色設(shè)計中的拆卸被定義為從產(chǎn)品或部件上有規(guī)律地拆卸下可用零部件的過程，同時保證不因拆卸而造成該零部件的損傷。面向拆卸的設(shè)計就是使產(chǎn)品易于實現(xiàn)上述拆卸過程的設(shè)計方法。二、面向拆卸的設(shè)計(DFD)三、面向回收的設(shè)計(DFR)產(chǎn)品報廢與回收是產(chǎn)品生命周期中的重要階段，產(chǎn)品回收性能的好壞對于環(huán)境保護(hù)和資源再利用具有重大影響。合理的產(chǎn)品回收會產(chǎn)生巨大的社會和經(jīng)濟(jì)效益，然而目前報廢產(chǎn)品的回收重用率并不理想，其中一個主要的原因就是產(chǎn)品設(shè)計沒有考慮其廢棄后的回收和重用，如果能夠在設(shè)計時將回收和重用作為設(shè)計因素，那么就可大大提高報廢產(chǎn)品的回收率，由此產(chǎn)生了面向回收的設(shè)計思想。將可回收設(shè)計定義為：一種在產(chǎn)品設(shè)計過程中充分考慮產(chǎn)品零部件及材料回收的可能性、回收價值的大小、回收處理方法、回收處理結(jié)構(gòu)工藝性等與回收有關(guān)的一系列問題，以達(dá)到零部件及材料資源和能源的充分高效利用、環(huán)境污染最小的目標(biāo)的設(shè)計思想和方法。三、面向回收的設(shè)計(DFR)四、面向材料的設(shè)計選擇綠色材料是實現(xiàn)機(jī)電產(chǎn)品綠色制造的前提和關(guān)鍵因素之一。在全生命周期設(shè)計中，材料的選擇應(yīng)考慮的因素如下：（1）材料的產(chǎn)品性能（2）材料的環(huán)保性能（3）材料的加工性能（4）材料的價格性能比四、面向材料的設(shè)計4.2.4安全性設(shè)計產(chǎn)品的安全性設(shè)計從策劃階段就應(yīng)開始，通常包含符合產(chǎn)品安全設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求。產(chǎn)品安全設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)包括以下內(nèi)容：產(chǎn)品的安全標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品的環(huán)境要求、產(chǎn)品的包裝/標(biāo)簽的要求、產(chǎn)品的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求等。定義了產(chǎn)品的安全標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，還要結(jié)合產(chǎn)品的實際情況(對環(huán)境的影響、使用人群的定位等)，重視產(chǎn)品的各方面因素，并對產(chǎn)品的各個標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容進(jìn)行分解，對實際情況進(jìn)行分解，才能確保產(chǎn)品的使用安全性。需要指出的是，安全是相對的，沒有絕對的安全，不同情況下產(chǎn)品的安全性會發(fā)生改變。因此產(chǎn)品的安全性設(shè)計是盡最大可能提高產(chǎn)品的使用安全性而不是保證產(chǎn)品的絕對安全。4.2.4安全性設(shè)計產(chǎn)品的安全性設(shè)計從策劃階段就應(yīng)開始，通“快魚”吃“慢魚”“快魚”吃“慢魚”現(xiàn)代制造系統(tǒng)的模式和哲理

成組技術(shù)(相似性)CIM(集成)

并行工程(同步)JIT(準(zhǔn)確)

智能制造系統(tǒng)(智能)

敏捷制造

(靈活)

精益生產(chǎn)(簡化)

合理化工程(重組、標(biāo)準(zhǔn)化)

業(yè)務(wù)過程重組BPR(重組)TQCSFE現(xiàn)代制造系統(tǒng)的模式和哲理成組技術(shù)(相似性)T現(xiàn)代集成制造技術(shù)

J.Harringtong博士

ComputerIntegratedManufacturing

計算機(jī)集成制造CIM

基本思想企業(yè)的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)是不可分割的，應(yīng)該加以統(tǒng)一處理；整個生產(chǎn)過程實質(zhì)上也是對信息的采集、傳遞和加工處理的過程，在企業(yè)中主要存在信息流和物流這兩種運(yùn)動過程，而物流又是受信息流控制的?，F(xiàn)代集成制造技術(shù)J.Harringtong博士“自動化孤島”“自動化孤島”1+1=2?

1+1=2?將“自動化孤島”集成在一起將“自動化孤島”集成在一起將“自動化孤島”集成在一起將“自動化孤島”集成在一起產(chǎn)品形成過程昨天-今天-明天

產(chǎn)品規(guī)劃概念設(shè)計生產(chǎn)準(zhǔn)備詳細(xì)設(shè)計昨天過程序列產(chǎn)品規(guī)劃概念設(shè)計詳細(xì)設(shè)計生產(chǎn)準(zhǔn)備PDM數(shù)字模型過程管理明天過程流產(chǎn)品規(guī)劃概念設(shè)計詳細(xì)設(shè)計生產(chǎn)準(zhǔn)備PDM今天過程鏈產(chǎn)品形成過程昨天-今天-明天產(chǎn)品規(guī)劃概念設(shè)計生產(chǎn)準(zhǔn)備25CIM是一種組織、管理與運(yùn)行企業(yè)的哲理。它將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等有機(jī)結(jié)合，借助計算機(jī)（硬、軟件），使企業(yè)產(chǎn)品全生命周期——市場需求分析、產(chǎn)品定義、研究開發(fā)、設(shè)計、制造、支持（包括質(zhì)量、銷售、采購、發(fā)送、服務(wù)）以及產(chǎn)品最后報廢、環(huán)境處理等各階段活動中有關(guān)人/組織、經(jīng)營管理和技術(shù)三要素及其信息流、物流和價值流有機(jī)集成并優(yōu)化運(yùn)行，實現(xiàn)企業(yè)制造活動的計算機(jī)化、信息化、智能化、集成優(yōu)化，以達(dá)到產(chǎn)品上市快、高質(zhì)、低耗、服務(wù)好、環(huán)境清潔，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性、敏捷性，使企業(yè)贏得市場競爭。CIMS是一種基于CIM哲理構(gòu)成的計算機(jī)化、信息化、智能化、集成優(yōu)化的制造系統(tǒng)。CIM和CIMS的定義CIM是一種組織、管理與運(yùn)行企業(yè)的哲理。它將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與CIM是一種組織、管理與運(yùn)行企業(yè)的哲理。其目的是使企業(yè)達(dá)到產(chǎn)品上市快、高質(zhì)、低耗、服務(wù)好、環(huán)境清潔，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性、敏捷性，使企業(yè)贏得市場競爭。因此，CIM/CIMS不是企業(yè)的目標(biāo)，而是達(dá)到企業(yè)目標(biāo)的手段之一；企業(yè)生產(chǎn)過程中的各個環(huán)節(jié)是一個不可分的整體，要以系統(tǒng)的觀點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。此處的優(yōu)化是指對企業(yè)生產(chǎn)過程各階段活動中有關(guān)人/組織、經(jīng)營管理和技術(shù)三要素及其信息流、物流和價值流有機(jī)集成并優(yōu)化；CIM技術(shù)是傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等的有機(jī)結(jié)合，其包括總體技術(shù)、支撐技術(shù)、設(shè)計自動化技術(shù)、制造自動化技術(shù)和管理自動化技術(shù)；CIMS的主要特點(diǎn)是計算機(jī)化、信息化、智能化、集成優(yōu)化，CIM哲理和相關(guān)技術(shù)既可用于離散型制造業(yè)，也可用于流程和混合型制造業(yè)；CIM是生產(chǎn)力發(fā)展的必然結(jié)果；CIM不是排他的，如CIM與LP。對CIM和CIMS的進(jìn)一步說明對CIM和CIMS的進(jìn)一步說明CIMS的集成集成的內(nèi)容

功能集成組織集成信息集成過程集成集成的范圍

功能集成組織集成CIMS的集成集成的內(nèi)容銷售部門制造部門技術(shù)部門傳統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)面向功能的組織結(jié)構(gòu)銷售部門制造部門技術(shù)部門傳統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)現(xiàn)代的組織結(jié)構(gòu)面向過程的組織結(jié)構(gòu)Teamwork現(xiàn)代的組織結(jié)構(gòu)TeamworkCIMS的發(fā)展信息集成過程集成企業(yè)間集成CIMS的發(fā)展信息集成過程集成企業(yè)間集成31離散制造業(yè)CIMS的關(guān)鍵技術(shù)并行工程產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM項目管理快速原型技術(shù)擬實制造大規(guī)模定制生產(chǎn)離散制造業(yè)CIMS的關(guān)鍵技術(shù)32并行工程

(ConcurrentEngineering，CE)并行工程是集成地、并行地設(shè)計產(chǎn)品及其相關(guān)的各種過程（包括制造過程和支持過程）的系統(tǒng)方法。這種方法要求產(chǎn)品開發(fā)人員在設(shè)計一開始就考慮產(chǎn)品整個生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報廢處理的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計劃和用戶要求。并行工程

(ConcurrentEngineering，C33豐田汽車公司的并行工程系統(tǒng)規(guī)劃車型設(shè)計產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)財務(wù).會計Finance/Accounting開發(fā)期LengthofDevelopmentTime規(guī)劃Planning

車形設(shè)計

Stylingdesign

Engineering產(chǎn)品設(shè)計DesignPrototypeFabrication&Testing試制評價

Productionengineering生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)

Production零部件廠家Partssuppliers

ProductionengineeringProduction規(guī)劃Planning車形設(shè)計Stylingdesign產(chǎn)品設(shè)計EngineeringDesign試制.評價PrototypeFabrication&Testing生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)試制評價豐田汽車公司的并行工程系統(tǒng)規(guī)劃車型設(shè)計產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)準(zhǔn)備生產(chǎn)財在開發(fā)和設(shè)計的工作中，正確的文檔應(yīng)該在正確的時候送到正確的地方需求功能圖計算資料產(chǎn)品目錄標(biāo)準(zhǔn)圖紙零件表準(zhǔn)則規(guī)格說明書材料表工具單DINISO在開發(fā)和設(shè)計的工作中，正確的文檔應(yīng)該在正確的時候送到正確的地

重要工作查找通知檢查歸檔分類設(shè)計計算繪圖建立零件表修改利用PDM可以大大簡化開發(fā)和設(shè)計工作圖紙管理文檔管理零件分類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)管理BOM生成2D/3D-CADFEMDTP文檔保存基于PDM的系統(tǒng)解決方案零件管理重要工作利用PDM可以大大簡化開發(fā)和設(shè)計工作產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）的原理M-CADE-CADCAPPFEMDTPPDMClientPDMClientPDMClientMetadaten文件系統(tǒng)文檔PDMServerDBServer數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）的原理M-CADE-CADCAPPFE利用PDM實現(xiàn)異地設(shè)計PDMServerInternet/LAN/WANClientLocalFilesFilesDBFilesDBFilesDB利用PDM實現(xiàn)異地設(shè)計PDMInternet/LANPDM系統(tǒng)中工作流管理PDM系統(tǒng)中工作流管理39CIMS推廣應(yīng)用總方針。效益驅(qū)動，總體規(guī)劃，分步實施，重點(diǎn)突破，推廣應(yīng)用。浙江省推廣應(yīng)用CIMS現(xiàn)狀：

7家企業(yè)，14家企業(yè)CIMS推廣應(yīng)用總方針。效益驅(qū)動，總體規(guī)劃，分步實施，演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！第4章工業(yè)產(chǎn)品的全生命周期管理

4.1產(chǎn)品全生命周期及全生命周期管理

4.2產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計4.3產(chǎn)品全生命周期各個階段的管理第4章工業(yè)產(chǎn)品的全生命周期管理4.1產(chǎn)品全生命周期及全生4.1產(chǎn)品全生命周期及全生命周期管理廣義的產(chǎn)品全生命周期是指產(chǎn)品從市場需求分析、工程設(shè)計、制造裝配、包裝運(yùn)輸、營銷、使用到報廢的整個生命過程，是從產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)質(zhì)量及可靠性、價值鏈等角度出發(fā)提出的。產(chǎn)品全生命周期管理（ProductLifecycleManagement，PLM）是在WEB環(huán)境下，從市場的角度且以整個生命周期內(nèi)產(chǎn)品數(shù)據(jù)集成為基礎(chǔ)，研究產(chǎn)品在其生命周期內(nèi)從產(chǎn)品規(guī)劃、設(shè)計、制造到銷售等過程的管理與協(xié)同，旨在盡量縮短產(chǎn)品上市時間、降低費(fèi)用，盡量滿足用戶的個性化需求。它為企業(yè)提供支持產(chǎn)品快速設(shè)計和制造優(yōu)化的集成化產(chǎn)品協(xié)同與制造系統(tǒng)，是一種戰(zhàn)略性的思想方法。4.1產(chǎn)品全生命周期及全生命周期管理廣義的產(chǎn)品全生命周期是指4.2產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計全生命周期設(shè)計實際上是面向全生命周期所有環(huán)節(jié)、所有方面的設(shè)計。產(chǎn)品的全生命周期包括產(chǎn)品的孕育期（產(chǎn)品市場需求的形成、產(chǎn)品規(guī)劃、設(shè)計）、生產(chǎn)期（材料選擇制備、產(chǎn)品制造、裝配）、儲運(yùn)銷售期（存儲、包裝、運(yùn)輸、銷售、安裝調(diào)試）、服役期（產(chǎn)品運(yùn)行、檢修、待工）和轉(zhuǎn)化再生期（產(chǎn)品報廢、零部件再用、廢件的再生制造、原材料回收再利用、廢料降解處理等）的整個閉環(huán)周期。4.2產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計全生命周期設(shè)計實際上是面向全生命周現(xiàn)代制造企業(yè)環(huán)境的變化大市場和大競爭；產(chǎn)品生命周期縮短；交貨期成為主要競爭因素；用戶需求個性化,多品種小批量生產(chǎn)比例增大?，F(xiàn)代制造企業(yè)環(huán)境的變化大市場和大競爭；90年代國際水平的占30%80年代國際水平的占40%2000多種主導(dǎo)產(chǎn)品的平均生命周期為10.5年是美國產(chǎn)品3.5倍美國新產(chǎn)品貢獻(xiàn)率已達(dá)到生產(chǎn)總值的52%我國僅為5.9%

我國的技術(shù)來源主要依賴國外技術(shù)，企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力低下我國制造業(yè)的嚴(yán)峻形勢我國機(jī)械工業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)品90年代國際水平的占30%80年代國際水平的占4046設(shè)計在整個生產(chǎn)周期中所占的比重設(shè)計開發(fā)制造時間百分比（%)開發(fā)設(shè)計工作的重要性開發(fā)設(shè)計生產(chǎn)準(zhǔn)備與加工原材料與外購件的采購管理和銷售010203040506070開發(fā)設(shè)計生產(chǎn)準(zhǔn)備與加工原材料與外購件的采購管理和銷售對成本的影響所需的工時成本設(shè)計在整個生產(chǎn)周期中所占的比重設(shè)計開發(fā)制造時間開發(fā)設(shè)計工作的將核心工作放在本企業(yè)

兩頭在內(nèi)，中間在外開發(fā)設(shè)計市場銷售制造將核心工作放在本企業(yè)

兩頭在內(nèi)，中間在外開發(fā)設(shè)計市場銷售制造48成功企業(yè)的關(guān)鍵因素

上市時間 T

質(zhì)量 Q

產(chǎn)品成本 C

服務(wù) S

靈活性Ｆ環(huán)境Ｅ成功企業(yè)的關(guān)鍵因素上市時間 T由于產(chǎn)品開發(fā)時，產(chǎn)品的性能及相關(guān)過程都要確定，為避免和減少返工，在產(chǎn)品開發(fā)階段必須全面考慮產(chǎn)品生命周期各階段的要求，為此出現(xiàn)了DFX技術(shù)，包括面向性能設(shè)計DFP（DesignforPerformance）、面向制造和裝配的設(shè)計DMFA(Designformanufacturingabilityandassembly)、面向測試設(shè)計（DFT）、面向環(huán)境的設(shè)計DFE(DesignforEnvironment)、面向質(zhì)量設(shè)計DFQ（DesignforQulity）、面向成本設(shè)計DFC（DesignforCost）、面向服務(wù)和維修設(shè)計DFS（Designforservice）等。由于產(chǎn)品開發(fā)時，產(chǎn)品的性能及相關(guān)過程都要確定，為避免和減少返4.2.1面向功能的設(shè)計功能設(shè)計有兩種方式：一是對現(xiàn)有產(chǎn)品功能系統(tǒng)與用戶需要和產(chǎn)品定位之間的差異進(jìn)行研究，即找出不足功能、不必要的功能、過剩功能和必要但原有產(chǎn)品中缺乏的功能，對原有功能系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，這是價值工程的傳統(tǒng)方式，可稱為改進(jìn)方式。二是按產(chǎn)品定位重新設(shè)計出新產(chǎn)品的完整的、理想的功能系統(tǒng)，它是較新發(fā)展起來、應(yīng)用前景更好的方式，可稱為創(chuàng)新方式，在產(chǎn)品重大改進(jìn)、新產(chǎn)品開發(fā)、新技術(shù)應(yīng)用中十分重要。4.2.1面向功能的設(shè)計功能設(shè)計有兩種方式：一是對現(xiàn)有產(chǎn)品4.2.2面向制造與裝配的設(shè)計產(chǎn)品的設(shè)計應(yīng)充分與各種制造工藝和制造技術(shù)相協(xié)調(diào)，才能發(fā)揮各種制造技術(shù)的長處，方便制造并提高工效。方便裝配是全生命周期設(shè)計必須考慮的又一重要因素，就是在產(chǎn)品設(shè)計過程中從產(chǎn)品的全生命周期考慮其制造、裝配和維護(hù)的工藝性問題，利用各種技術(shù)手段，充分考慮產(chǎn)品裝配環(huán)節(jié)及其相關(guān)的各種因素的影響，通過分析、評價、規(guī)劃、仿真等手段，在滿足產(chǎn)品性能與功能的條件下改進(jìn)產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)。4.2.2面向制造與裝配的設(shè)計產(chǎn)品的設(shè)計應(yīng)充分與各種制造工4.2.3面向環(huán)境的設(shè)計面向環(huán)境的設(shè)計(DFE)也可以叫做綠色設(shè)計(GreenDesign)，這是一種在產(chǎn)品的整個設(shè)計過程中全面考慮環(huán)境影響的技術(shù)。面向環(huán)境的設(shè)計的核心是指在產(chǎn)品的整個設(shè)計過程中，包括產(chǎn)品設(shè)計材料的提取、制造、加工、運(yùn)輸、使用到最終廢棄的各個步驟中對環(huán)境(包括自然生態(tài)環(huán)境、社會系統(tǒng)和人類健康等因素)產(chǎn)生或者造成的一定的影響。4.2.3面向環(huán)境的設(shè)計面向環(huán)境的設(shè)計(DFE)也可以叫做綠一、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計是后續(xù)設(shè)計的基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)劣，對綠色制造有深刻的影響。具體通過以下一些方面進(jìn)行優(yōu)化：(1)簡化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，盡量避免可有可無的零件；(2)采用功能多樣化與復(fù)合化的零件以及簡單的連接的方法，使整體裝置的零件數(shù)減少，減少資源消耗；(3)合理地設(shè)計產(chǎn)品中零件、支撐、載荷的布置，確定適當(dāng)?shù)恼w尺寸，提高材料利用率；(4)設(shè)計結(jié)構(gòu)符合工藝性與加工性，減少加工過程中的材料損耗與能量消耗；(5)設(shè)計結(jié)構(gòu)便于回收，實現(xiàn)資源的重復(fù)利用；(6)設(shè)計結(jié)構(gòu)便于維修，延長產(chǎn)品使用壽命。一、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計二、面向拆卸的設(shè)計(DFD)面向拆卸的設(shè)計要求在產(chǎn)品設(shè)計階段除了滿足傳統(tǒng)設(shè)計的要求以外，將產(chǎn)品的可拆卸性作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的一個目標(biāo)，使產(chǎn)品的連接結(jié)構(gòu)易于拆卸，維護(hù)方便，制造工藝好，并在產(chǎn)品廢棄后實現(xiàn)零件或材料的再利用，達(dá)到節(jié)約資源、能源和保護(hù)環(huán)境的目的。綠色設(shè)計中的拆卸被定義為從產(chǎn)品或部件上有規(guī)律地拆卸下可用零部件的過程，同時保證不因拆卸而造成該零部件的損傷。面向拆卸的設(shè)計就是使產(chǎn)品易于實現(xiàn)上述拆卸過程的設(shè)計方法。二、面向拆卸的設(shè)計(DFD)三、面向回收的設(shè)計(DFR)產(chǎn)品報廢與回收是產(chǎn)品生命周期中的重要階段，產(chǎn)品回收性能的好壞對于環(huán)境保護(hù)和資源再利用具有重大影響。合理的產(chǎn)品回收會產(chǎn)生巨大的社會和經(jīng)濟(jì)效益，然而目前報廢產(chǎn)品的回收重用率并不理想，其中一個主要的原因就是產(chǎn)品設(shè)計沒有考慮其廢棄后的回收和重用，如果能夠在設(shè)計時將回收和重用作為設(shè)計因素，那么就可大大提高報廢產(chǎn)品的回收率，由此產(chǎn)生了面向回收的設(shè)計思想。將可回收設(shè)計定義為：一種在產(chǎn)品設(shè)計過程中充分考慮產(chǎn)品零部件及材料回收的可能性、回收價值的大小、回收處理方法、回收處理結(jié)構(gòu)工藝性等與回收有關(guān)的一系列問題，以達(dá)到零部件及材料資源和能源的充分高效利用、環(huán)境污染最小的目標(biāo)的設(shè)計思想和方法。三、面向回收的設(shè)計(DFR)四、面向材料的設(shè)計選擇綠色材料是實現(xiàn)機(jī)電產(chǎn)品綠色制造的前提和關(guān)鍵因素之一。在全生命周期設(shè)計中，材料的選擇應(yīng)考慮的因素如下：（1）材料的產(chǎn)品性能（2）材料的環(huán)保性能（3）材料的加工性能（4）材料的價格性能比四、面向材料的設(shè)計4.2.4安全性設(shè)計產(chǎn)品的安全性設(shè)計從策劃階段就應(yīng)開始，通常包含符合產(chǎn)品安全設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求。產(chǎn)品安全設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)包括以下內(nèi)容：產(chǎn)品的安全標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品的環(huán)境要求、產(chǎn)品的包裝/標(biāo)簽的要求、產(chǎn)品的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求等。定義了產(chǎn)品的安全標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，還要結(jié)合產(chǎn)品的實際情況(對環(huán)境的影響、使用人群的定位等)，重視產(chǎn)品的各方面因素，并對產(chǎn)品的各個標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容進(jìn)行分解，對實際情況進(jìn)行分解，才能確保產(chǎn)品的使用安全性。需要指出的是，安全是相對的，沒有絕對的安全，不同情況下產(chǎn)品的安全性會發(fā)生改變。因此產(chǎn)品的安全性設(shè)計是盡最大可能提高產(chǎn)品的使用安全性而不是保證產(chǎn)品的絕對安全。4.2.4安全性設(shè)計產(chǎn)品的安全性設(shè)計從策劃階段就應(yīng)開始，通“快魚”吃“慢魚”“快魚”吃“慢魚”現(xiàn)代制造系統(tǒng)的模式和哲理

成組技術(shù)(相似性)CIM(集成)

并行工程(同步)JIT(準(zhǔn)確)

智能制造系統(tǒng)(智能)

敏捷制造

(靈活)

精益生產(chǎn)(簡化)

合理化工程(重組、標(biāo)準(zhǔn)化)

業(yè)務(wù)過程重組BPR(重組)TQCSFE現(xiàn)代制造系統(tǒng)的模式和哲理成組技術(shù)(相似性)T現(xiàn)代集成制造技術(shù)

J.Harringtong博士

ComputerIntegratedManufacturing

計算機(jī)集成制造CIM

基本思想企業(yè)的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)是不可分割的，應(yīng)該加以統(tǒng)一處理；整個生產(chǎn)過程實質(zhì)上也是對信息的采集、傳遞和加工處理的過程，在企業(yè)中主要存在信息流和物流這兩種運(yùn)動過程，而物流又是受信息流控制的。現(xiàn)代集成制造技術(shù)J.Harringtong博士“自動化孤島”“自動化孤島”1+1=2?

1+1=2?將“自動化孤島”集成在一起將“自動化孤島”集成在一起將“自動化孤島”集成在一起將“自動化孤島”集成在一起產(chǎn)品形成過程昨天-今天-明天

產(chǎn)品規(guī)劃概念設(shè)計生產(chǎn)準(zhǔn)備詳細(xì)設(shè)計昨天過程序列產(chǎn)品規(guī)劃概念設(shè)計詳細(xì)設(shè)計生產(chǎn)準(zhǔn)備PDM數(shù)字模型過程管理明天過程流產(chǎn)品規(guī)劃概念設(shè)計詳細(xì)設(shè)計生產(chǎn)準(zhǔn)備PDM今天過程鏈產(chǎn)品形成過程昨天-今天-明天產(chǎn)品規(guī)劃概念設(shè)計生產(chǎn)準(zhǔn)備66CIM是一種組織、管理與運(yùn)行企業(yè)的哲理。它將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等有機(jī)結(jié)合，借助計算機(jī)（硬、軟件），使企業(yè)產(chǎn)品全生命周期——市場需求分析、產(chǎn)品定義、研究開發(fā)、設(shè)計、制造、支持（包括質(zhì)量、銷售、采購、發(fā)送、服務(wù)）以及產(chǎn)品最后報廢、環(huán)境處理等各階段活動中有關(guān)人/組織、經(jīng)營管理和技術(shù)三要素及其信息流、物流和價值流有機(jī)集成并優(yōu)化運(yùn)行，實現(xiàn)企業(yè)制造活動的計算機(jī)化、信息化、智能化、集成優(yōu)化，以達(dá)到產(chǎn)品上市快、高質(zhì)、低耗、服務(wù)好、環(huán)境清潔，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性、敏捷性，使企業(yè)贏得市場競爭。CIMS是一種基于CIM哲理構(gòu)成的計算機(jī)化、信息化、智能化、集成優(yōu)化的制造系統(tǒng)。CIM和CIMS的定義CIM是一種組織、管理與運(yùn)行企業(yè)的哲理。它將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與CIM是一種組織、管理與運(yùn)行企業(yè)的哲理。其目的是使企業(yè)達(dá)到產(chǎn)品上市快、高質(zhì)、低耗、服務(wù)好、環(huán)境清潔，進(jìn)而提高企業(yè)的柔性、健壯性、敏捷性，使企業(yè)贏得市場競爭。因此，CIM/CIMS不是企業(yè)的目標(biāo)，而是達(dá)到企業(yè)目標(biāo)的手段之一；企業(yè)生產(chǎn)過程中的各個環(huán)節(jié)是一個不可分的整體，要以系統(tǒng)的觀點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。此處的優(yōu)化是指對企業(yè)生產(chǎn)過程各階段活動中有關(guān)人/組織、經(jīng)營管理和技術(shù)三要素及其信息流、物流和價值流有機(jī)集成并優(yōu)化；CIM技術(shù)是傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)、自動化技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等的有機(jī)結(jié)合，其包括總體技術(shù)、支撐技術(shù)、設(shè)計自動化技術(shù)、制造自動化技術(shù)和管理自動化技術(shù)；CIMS的主要特點(diǎn)是計算機(jī)化、信息化、智能化、集成優(yōu)化，CIM哲理和相關(guān)技術(shù)既可用于離散型制造業(yè)，也可用于流程和混合型制造業(yè)；CIM是生產(chǎn)力發(fā)展的必然結(jié)果；CIM不是排他的，如CIM與LP。對CIM和CIMS的進(jìn)一步說明對CIM和CIMS的進(jìn)一步說明CIMS的集成集成的內(nèi)容

功能集成組織集成信息集成過程集成集成的范圍

功能集成組織集成CIMS的集成集成的內(nèi)容銷售部門制造部門技術(shù)部門傳統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)面向功能的組織結(jié)構(gòu)銷售部門制造部門技術(shù)部門傳統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)現(xiàn)代的組織結(jié)構(gòu)面向過程的組織結(jié)構(gòu)Teamwork現(xiàn)代的組織結(jié)構(gòu)TeamworkCIMS的發(fā)展信息集成過程集成企業(yè)間集成CIMS的發(fā)展信息集成過程集成企業(yè)間集成72離散制造業(yè)CIMS的關(guān)鍵技術(shù)并行工程產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM項目管理快速原型技術(shù)擬實制造大規(guī)模定制生產(chǎn)離散制造業(yè)CIMS的關(guān)鍵技術(shù)73并行工程

(ConcurrentEngineering，CE)并行工程