生產與運作管理產品服務設計2

生產與運作管理

Production&OperationManagement第三章產品/服務設計和技術選擇3.1引言3.2產品設計與開發(fā)過程3.3產品設計與開發(fā)的組織方法3.1引言21世紀企業(yè)產品/服務設計的背景特征

20世紀90年代以來，企業(yè)所處的市場競爭環(huán)境日趨嚴峻，正面臨著前所未有的壓力：新產品/服務開發(fā)是實現企業(yè)競爭戰(zhàn)略的需要技術進步越來越快用戶的要求越來越苛刻，用戶需求呈現出多樣化、個性化的特點產品研制開發(fā)的難度越來越大可持續(xù)發(fā)展的要求

新產品/服務開發(fā)的重要性有利于增強企業(yè)的市場競爭力有利于擴大市場份額適應個性化定制生產的需要產品更新換代的需要現代企業(yè)的研究與方法1.研究與方法的分類

研究與方法（ResearchandDevelopment，簡稱R&D）包括基礎研究、應用研究和技術開發(fā)?；A研究進行的是探索新的規(guī)律、創(chuàng)建基礎性只是的工作。應用研究是將基礎理論研究中開發(fā)的新知識、新理論應用與具體領域。技術開發(fā)研究是將應用研究的成果經設計、試驗而發(fā)展成為新產品、新系統(tǒng)和新工程的科研活動。

新產品的分類新產品是指在技術、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。改進型產品（對老產品的改進與完善，創(chuàng)新程度最小的一類新產品）換代產品（產品基本原理不變，因部分采用新技術使產品性能有重大突破）創(chuàng)新產品（采用科學技術的新發(fā)明所開發(fā)的產品，它是創(chuàng)新程度最高的一類新產品）3.2產品設計與開發(fā)過程一般產品開發(fā)過程由以下三階段構成:

產品構思結構設計（總體設計、技術設計、詳細設計）工藝設計需求分析結構設計協(xié)調工藝設計協(xié)調輸入產品功能中間結果協(xié)調結果產品規(guī)格干預指令協(xié)調結果工藝計劃協(xié)調結果中間結果中間結果干預指令圖3－4：產品設計過程描述產品構思產品開發(fā)過程構思R&D對市場需求的分析技術的推動競爭對手的產品和服務來源于來源于開始圖3－5:產品構思來源圖結構設計過程產品結構設計過程包括從明確設計任務開始，到確定產品的具體結構為止的一系列活動。設計階段決定了產品的性能、質量、成本。產品設計一般分為總體設計、技術設計。工作圖設計三個階段，（見圖3－6）結構設計過過程市場需求分分析工作圖設計計結構設計優(yōu)化設計三維幾何造造型計算機繪圖圖有限元設計計資料和圖形形庫原型修改總體設計開始初步設計原型產品評估決策NNYYCAD圖3－6：：結構設計計過程結構設計過過程總體設計通過市場需需求分析，，確定產品品的性能、、設計原則則、技術參參數、概略略計算產品品的技術經經濟指標和和進行產品品設計方案案的經濟效效果的分析析。技術設計將技術任務務書中確定定的基本結結構和主要要參數具體體化，根據據技術任務務書所規(guī)定定的原則，，進一步確確定產品結結構和技術術經濟指標標，以總圖圖、系統(tǒng)圖圖、明細表表、說明書書等總括形形式表現出出來。結構設計計過程工作圖設設計根據技術術設計階階段確定定的結構構布置和和主要尺尺寸，進進一步作作結構的的細節(jié)設設計，逐逐步修改改和完善善，繪制制全套工工作圖樣樣和編制制必要的的技術文文件，為為產品制制造和裝裝配提供供確定的的依據。。工藝過程程設計工藝設計計是指按按產品設設計要求求，安排排或規(guī)劃劃出出從原材材料加工工成產品品所需要要的一系系列加加工過過程、工工時消耗耗、設備備和工藝藝裝備需需求等的的說明。。是結構設設計過程程和制造造過程之之間的橋橋梁工藝過程程的結果果一方面面反饋給給產品設設計用以以改進進產品設設計；另另一方法法作為生生產的依依據。工藝過程程設計工藝過程程設計的的程序包包括：產品圖紙紙的工藝藝分析和和審查擬訂工藝藝方案編制工藝藝規(guī)程工藝裝備備的設計計與制造造決定加工毛坯（材料和尺寸）選定加工條件計算加工時間制定加工工藝選擇機床決定加工工序內的操作順序選擇工裝零件圖產品設計計的原則則和績效效評價產品設計計和選擇擇應該遵遵循的原原則：設計用戶戶需要的的產品（（服務））設計可制制造性（（Manufacturability））強的產產品設計魯棒棒性（Robustness）強的的產品設計綠色色產品（（考慮環(huán)環(huán)保要求求）產品設計計的原則則和績效效評價績效指標度量對競爭力的影響上市時間新產品引入頻率從新產品構思到上市的時間構思數量和最終成功數量實際效果與計劃效果的差異來自新產品的銷售比例顧客/競爭對手的響應時間設計的質量－接近市場的程度項目的頻率－模型的壽命生產率每一個項目的研究發(fā)展周期每一個項目的材料及工具費用實際與計劃的差異項目數量－新產品設計與開發(fā)的頻率項目的頻率－開發(fā)的經濟性質量舒適度－使用的可靠性設計質量－績效和用戶的滿意度生產質量－工產和車間的反映信譽－用戶的忠誠度對用戶的相對吸引力－市場份額利潤率表3－1：產品品開發(fā)績績效評價價指標3.3產產品品設計與與開發(fā)的的組織方方法b)并行行過程a)串行行過程需求結構設計計工藝設計計制造圖3－8：產品品開發(fā)的的兩種方方式串行的產產品設計計方法串行設計計：從需需求分析析、產品品結構設設計、工工藝設計計一直到到加工制制造和裝裝配是一一步步在在各部門門之間順順序進行行。產品開發(fā)發(fā)工作流流程：市場人員提產品構想質量控制人員作質量保證計劃確定產品總費用和生產周期制造工程師確定工藝工程設計人員完成產品定義關于串行行產品開開發(fā)過程程存在的首首要問題題是以部部門為基基礎的組組織機構構嚴重地地妨礙了了產品開開發(fā)的速速度和質質量。存在的問問題主要要有：各下游開開發(fā)部門門所具有有的知識識難以加加入早期期設計，，加入設設計的階階段越早早，降低低費用的的機會越越大。各部門對對其他他部門的的需求和和能力缺缺乏理解解，目標標和評價價標準的的差異和和矛盾降降低了產產品整體體開發(fā)過過程的效效率。并行的產產品設計計方法并行工程程是對產產品及其其相關過過程，包包括制造造過程和和支持過過程，進進行并行行、一體體化設計計的一種種系統(tǒng)化化方法。。該方法力力圖使產產品開發(fā)發(fā)者從一一開始就就考慮到到產品全全生命周周期從概概念形成成到產品品報廢的的所有因因素，包包括質量量、成本本、進度度和用戶戶需求。。過程需求階段設計階段制造階段營銷階段使用階段終止階段考慮的因素顧客需求產品功能減低成本提高效率易制造易裝配競爭力（低成本、標新立異）可靠性可維護性，操作簡便環(huán)境保護并行工程程并行工程程是一種種強調各各階段領領域專家家共同參參加的系系統(tǒng)化產產品設計計方法，，其目的的在于將將產品的的設計和和產品的的可制造造性、可可維護性性、質量量控制等等問題同同時加以以考慮，，以減少少產品早早期設計計階段的的盲目性性，進可可能早地地避免不不合理因因素的影影響，縮縮短研制制周期。。并行設計計可制造性性可裝配性性質量保證證顧客滿意意可靠性環(huán)境保護護功能并行工程程的主要要思想設計時同同時考慮慮產品生生命周期期的所有有因素設計結果果產生產產品設計計規(guī)格和和相應的的制造工工藝和生生產準備備文件。。設計過程程中各活活動并行行交叉進進行不同領域域技術人人員的全全面參與與和協(xié)同同工作高效率的的組織機機構并行產品品開發(fā)流流程特點點產品設計計的各階階段是一一個遞階階漸進的的連續(xù)過過程，注注意粒度度和清晰晰度產品設計計過程和和產品信信息模型型經歷從從定性到到定量、、從模糊糊到清晰晰的演化化產品設計計過程和和工藝設設計過程程是并行行展開，，同時進進行。概念設計計初步設計計詳細設計計產品詳細方案工藝初步方案產品初步方案工藝詳細方案結構概念方案工藝概念方案并行工程程技術1.虛虛擬設設計面向并行行工程的的DFx設計模模式體現現了開發(fā)發(fā)的集成成過程PDM發(fā)發(fā)展成為為CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)的的集成平平臺Internet使設設計集成成的范圍圍更加廣廣泛STEP 標準準作為設設計開發(fā)發(fā)集成的的標準接接口2.產產品數數據管理理（ProductDataManagement）PDM3.產產品系系列化、、零部件件標準化化、通用用化4.成成組技技術（GroupTechnology,GT）5.減減少變變化的方方案（VarietyReductionProgram，VRP）應用并行行工程的的思想，，在產品品設計的的不同階階段采取取不同的的措施，，如下表表所示，，可以減減少產品品設計