第4章產(chǎn)品開發(fā)

第四章產(chǎn)品開發(fā)與技術(shù)選擇第一節(jié)引言第二節(jié)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)階段第三節(jié)生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)與選擇第四章產(chǎn)品開發(fā)的組織方法——并行工程第五節(jié)計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)第一節(jié)引言一、什么是產(chǎn)品開發(fā)？

產(chǎn)品開發(fā)是指從研究選擇適應(yīng)市場(chǎng)需求的產(chǎn)品開始到產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝制造設(shè)計(jì)、直到投入正常生產(chǎn)的一系列決策過程。（是藝術(shù)和科學(xué)相結(jié)合的過程）二、21世紀(jì)企業(yè)產(chǎn)品/服務(wù)設(shè)計(jì)的背景特征1、是企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略的需要；2、迫于技術(shù)飛速進(jìn)步的壓力；3、用戶要求和期望越來越高；4、產(chǎn)品開發(fā)的難度越來越大；5、可持續(xù)發(fā)展的要求組裝質(zhì)量零部件的加工質(zhì)量產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量R&D質(zhì)量中的應(yīng)用什么原理來運(yùn)作的問題產(chǎn)品質(zhì)量1.研發(fā)的質(zhì)量直接影響企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量三、研發(fā)的重要影響2.研發(fā)的效率直接影響企業(yè)在時(shí)間上的競(jìng)爭(zhēng)能力

設(shè)計(jì)時(shí)間占據(jù)產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間的主要位置并行工程（concurrentengineering）縮短產(chǎn)品開發(fā)周期的方法與技巧研發(fā)的重要影響設(shè)計(jì)時(shí)間55%制造時(shí)間22%裝配時(shí)間23%產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間100%3.R&D直接影響產(chǎn)品成本VA/VE(valueanalysis/valueengineering)降低產(chǎn)品成本

產(chǎn)品開發(fā)決定因素構(gòu)成及實(shí)際成本消耗比較

研發(fā)的重要影響70%20%7%3%6%36%40%18%設(shè)計(jì)階段制造階段材料階段其它階段成本比例成本的決定因素實(shí)際成本消耗變更設(shè)計(jì)對(duì)成本的影響

改變?cè)O(shè)計(jì)引起的成本概念設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)開發(fā)

設(shè)計(jì)使用

制造裝配新產(chǎn)品開發(fā)階段研發(fā)的重要影響4.

R&D直接影響顧客滿意度（customersatisfaction）

采用質(zhì)量功能部署QFD(qualityfunctiondeployment)把顧客的要求轉(zhuǎn)化為企業(yè)在產(chǎn)品中所要采用的技術(shù)及其規(guī)格，發(fā)現(xiàn)新產(chǎn)品開發(fā)中的核心技術(shù)問題研發(fā)的重要影響2013年3月15日，蘋果公司退回500萬部手機(jī)，原因在于外觀不符合標(biāo)準(zhǔn)或者是出現(xiàn)功能不良的問題。質(zhì)量不合格的蘋果手機(jī)總數(shù)甚至高達(dá)800萬部。一經(jīng)重新處理，鴻海就需要支付10億~16億元的額外成本。這意味著，2012年，鴻海iPhone代工的2/3的利潤(rùn)將付諸東流。ip5外殼設(shè)計(jì)采用鋁材陽(yáng)極氧化，而不是ip4的不銹鋼，蘋果要求表面檢測(cè)要精確到微米，但這種材料很難保證完美無暇。富士康機(jī)加中心，牧野，發(fā)那科，精雕，西門子。。。高精密機(jī)床幾萬臺(tái)，只為ip5加工外殼。每一個(gè)后蓋都要經(jīng)過十幾個(gè)工序，一件件用CNC銑出來的，前前后后銑十幾手……

陽(yáng)極氧化的表面昰極度不耐磨的。從ip5量產(chǎn)，蘋果工程師一直在產(chǎn)線，盡管采取了多種措施，良率一直不能達(dá)標(biāo)--98%?，F(xiàn)在終端用戶也出現(xiàn)掉漆，不耐磨。蘋果承認(rèn)了這個(gè)設(shè)計(jì)問題，將會(huì)在下一代iphone改進(jìn)設(shè)計(jì)。（一）研究與開發(fā)分類（ResearchandDevelopment，簡(jiǎn)稱R&D）包括基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和技術(shù)開發(fā)。四、現(xiàn)代企業(yè)的研究與開發(fā)（二）新產(chǎn)品的分類什么是新產(chǎn)品呢？指在技術(shù)、性能、功能、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等一方面或幾方面具有先進(jìn)性或獨(dú)創(chuàng)性的產(chǎn)品。新產(chǎn)品可以分為3類：改進(jìn)型產(chǎn)品換代產(chǎn)品創(chuàng)新產(chǎn)品費(fèi)用高、成功率低、風(fēng)險(xiǎn)大、回報(bào)下降3000個(gè)原始想法300個(gè)提議125個(gè)小項(xiàng)目9項(xiàng)開發(fā)4項(xiàng)重大1.7個(gè)啟動(dòng)1項(xiàng)成功10n432101234567你認(rèn)為有哪些因素會(huì)影響新產(chǎn)品研發(fā)的成敗？（三）新產(chǎn)品開發(fā)面臨的壓力據(jù)調(diào)查產(chǎn)品開發(fā)失敗的原因，大致歸納為以下幾點(diǎn)市場(chǎng)調(diào)查不細(xì)致，預(yù)測(cè)發(fā)生錯(cuò)誤。構(gòu)思、設(shè)計(jì)和制造方面的問題。成本過高，或營(yíng)銷不利產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間過長(zhǎng)，失去占領(lǐng)市場(chǎng)的好時(shí)機(jī)。營(yíng)銷產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)過程

產(chǎn)品概念目標(biāo)市場(chǎng)產(chǎn)品選擇產(chǎn)品構(gòu)思結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)生產(chǎn)組織計(jì)劃與控制檢驗(yàn)出廠第二節(jié)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)階段產(chǎn)品開發(fā)過程包括產(chǎn)品構(gòu)思、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)三個(gè)步驟。一、產(chǎn)品構(gòu)思

即形成關(guān)于產(chǎn)品的概念構(gòu)思模式：（1）市場(chǎng)導(dǎo)向型（MarketDriven):市場(chǎng)→研究開發(fā)→生產(chǎn)→市場(chǎng)“把市場(chǎng)需求帶入研究”（2）技術(shù)推動(dòng)型（TechnologyandInnovation):技術(shù)→生產(chǎn)→市場(chǎng)“將研究的結(jié)果推向市場(chǎng)”（3）混合模式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、總體設(shè)計(jì):產(chǎn)品性能、外形、技術(shù)參數(shù)、材料等；2、技術(shù)設(shè)計(jì)：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和技術(shù)指標(biāo)的具體化，尺寸大小等設(shè)計(jì)；3、工作圖設(shè)計(jì)：每一部分分解后制成圖紙。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：要方便制造；要容易裝配，采用的裝配方法少，用的零件少；再制造，舊零件能在新產(chǎn)品中再使用。三、工藝設(shè)計(jì)過程即產(chǎn)品的可生產(chǎn)性設(shè)計(jì)，包括加工過程、工時(shí)消耗、設(shè)備和工藝裝備需求等的說明。工藝設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的橋梁。決定加工毛坯（材料和尺寸）選擇機(jī)床制定加工工藝選擇加工條件計(jì)算加工時(shí)間選擇工裝決定加工工序內(nèi)的操作順序三、工藝設(shè)計(jì)過程

加工成本加工周期四、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原則和績(jī)效評(píng)價(jià)（一）產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原則1、設(shè)計(jì)用戶需要的產(chǎn)品（服務(wù)）2、設(shè)計(jì)出制造性強(qiáng)的產(chǎn)品（服務(wù)）3、設(shè)計(jì)耐用性強(qiáng)的產(chǎn)品（服務(wù)）4、設(shè)計(jì)綠色產(chǎn)品（考慮環(huán)保要求）（二）產(chǎn)品開發(fā)績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)第三節(jié)生產(chǎn)流程的設(shè)計(jì)與選擇一、生產(chǎn)流程分類1、按產(chǎn)品或服務(wù)進(jìn)行的生產(chǎn)流程（裝配線生產(chǎn)或連續(xù)流程）采用線型運(yùn)作順序組織產(chǎn)品或服務(wù)的生產(chǎn)?！罅可a(chǎn)方式和連續(xù)生產(chǎn)方式2、按加工路線進(jìn)行的生產(chǎn)流程（批量生產(chǎn)或工作中心）生產(chǎn)按批量間歇式進(jìn)行。把功能相進(jìn)的設(shè)備和技能相同的工人組織成若干工作中心。3、按項(xiàng)目進(jìn)行的生產(chǎn)流程（項(xiàng)目型流程）每一項(xiàng)任務(wù)都沒有重復(fù)，所有的工序或作業(yè)環(huán)節(jié)都按一定秩序依次進(jìn)行。用于單件產(chǎn)品的生產(chǎn)不同生產(chǎn)流程特征比較P117表4-2不同生產(chǎn)流程特征比較特征標(biāo)記對(duì)象專業(yè)化工藝專業(yè)化項(xiàng)目型產(chǎn)品訂貨類型產(chǎn)品流程產(chǎn)品變化程度市場(chǎng)類型產(chǎn)量批量較大流水型低大批量高成批生產(chǎn)跳躍型高顧客化生產(chǎn)中等單件、定制無很高單一化生產(chǎn)單件生產(chǎn)勞動(dòng)者技能要求任務(wù)類型工資低重復(fù)性低高沒有固定形式高高沒有固定形式高資本投資庫(kù)存設(shè)備高低專用設(shè)備中等高通用設(shè)備低中等通用設(shè)備不同生產(chǎn)流程特征比較特征標(biāo)記對(duì)象專業(yè)化工藝專業(yè)化項(xiàng)目型目標(biāo)柔性成本質(zhì)量按期交貨程度低低均勻一致高中等中等變化多中等高高變化多低計(jì)劃與控制生產(chǎn)控制質(zhì)量控制庫(kù)存控制容易容易容易困難困難困難困難困難困難第三節(jié)生產(chǎn)流程的設(shè)計(jì)與選擇二、生產(chǎn)流程選擇決策方法1、定性分析：產(chǎn)品—流程矩陣2、定量分析生產(chǎn)流程產(chǎn)品顧客化（低產(chǎn)量）多品種中低產(chǎn)量多品種中批生產(chǎn)大量標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品單件生產(chǎn)批量生產(chǎn)大量生產(chǎn)連續(xù)型1、工廠往往處在矩陣的對(duì)角線上：A---商務(wù)印刷；B---中型機(jī)器；C---汽車裝配；D---煉糖2、沿對(duì)角線選擇和配置生產(chǎn)流程，可達(dá)到最好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性；3、新的靈活的自動(dòng)化技術(shù)可能會(huì)使產(chǎn)品-流程矩陣產(chǎn)生一些變化；4、反映了生產(chǎn)流程戰(zhàn)略與產(chǎn)品戰(zhàn)略的相互關(guān)系。二、產(chǎn)品—生產(chǎn)流程矩陣高柔性低ABDC無無三、影響生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)的主要因素1、產(chǎn)品/服務(wù)的需求性質(zhì)：決定生產(chǎn)流程特點(diǎn)2、自制——外購(gòu)決策：決定自加工零件的種類與數(shù)量，而影響生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)3、生產(chǎn)柔性：生產(chǎn)流程的設(shè)計(jì)要滿足生產(chǎn)柔性要求。4、產(chǎn)品/服務(wù)質(zhì)量水平：影響生產(chǎn)設(shè)備的選擇。5、接觸顧客的程度：顧客參與程度高，生產(chǎn)流程的設(shè)計(jì)要更人性化；顧客參與程度低生產(chǎn)流程的設(shè)計(jì)要追求標(biāo)準(zhǔn)、簡(jiǎn)潔、高效。四、生產(chǎn)流程選擇決策1、定性分析法批量品種0對(duì)象專業(yè)化形式，大量生產(chǎn)對(duì)象專業(yè)化形式，批量生產(chǎn)成組生產(chǎn)單元和工藝專業(yè)化混合形式工藝專業(yè)化形式2、定量分析選擇生產(chǎn)相同產(chǎn)量總投資最小的方式。盈虧分析法、經(jīng)營(yíng)杠桿22511150費(fèi)用萬元工藝式成組生產(chǎn)單元對(duì)象式1025產(chǎn)量（萬件）第四節(jié)并行工程——產(chǎn)品開發(fā)組織的新方法并行工程（ConcurrentEngineering,CE）對(duì)產(chǎn)品及其相關(guān)過程，包括制造過程和支持過程，進(jìn)行并行、一體化設(shè)計(jì)的一種系統(tǒng)化方法。——要求產(chǎn)品開發(fā)在設(shè)計(jì)階段就考慮到產(chǎn)品生命周期中的所有因素。需求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)制造a）串行工程b）串行工程ΔT1988年，美國(guó)防御分析研究所以武器生產(chǎn)為背景，對(duì)傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式進(jìn)行了分析，首次提出了并行工程的概念。1992年引入我國(guó)。一、并行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法（一）并行工程主要思想并行工程是一種強(qiáng)調(diào)各階段領(lǐng)域?qū)＜夜餐瑓⒓拥南到y(tǒng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法；1、設(shè)計(jì)時(shí)同時(shí)考慮產(chǎn)品生命周期的所有因素。

2、設(shè)計(jì)過程中各活動(dòng)并行交叉進(jìn)行。3、不同領(lǐng)域技術(shù)人員的全面參與和協(xié)同工作。4、高效率的組織結(jié)構(gòu)1、并行工程設(shè)計(jì)時(shí)同時(shí)考慮產(chǎn)品生命周期的所有因素并行工程可制造性可裝配性質(zhì)量保證顧客滿意可靠性環(huán)境保護(hù)功能1、并行工程設(shè)計(jì)時(shí)同時(shí)考慮產(chǎn)品生命周期的所有因素概念設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)工藝概念設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)產(chǎn)品初步方案工藝初步方案詳細(xì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品詳細(xì)方案工藝詳細(xì)方案企業(yè)各職能部門2、設(shè)計(jì)過程中各種活動(dòng)并行交叉進(jìn)行環(huán)保人員開發(fā)小組顧客供應(yīng)商質(zhì)量人員制造人員人員裝配人員營(yíng)銷人員設(shè)計(jì)人員跨職能小組生產(chǎn)財(cái)務(wù)供應(yīng)采購(gòu)用戶設(shè)計(jì)工藝其他3、不同領(lǐng)域技術(shù)人員的全面參與總經(jīng)理設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造銷售財(cái)務(wù)、人力等供應(yīng)商服裝經(jīng)銷商其他相關(guān)人員時(shí)裝開發(fā)并行工程項(xiàng)目組時(shí)裝開發(fā)的并行工程工作模式的組織結(jié)構(gòu)平臺(tái)時(shí)裝設(shè)計(jì)公司并行工程案例（三）并行工程的產(chǎn)品開發(fā)流程及特點(diǎn)P118（四）并行工程的主要內(nèi)容1、過程重構(gòu)2、組織重構(gòu)3、構(gòu)建技術(shù)支持環(huán)境

1）虛擬設(shè)計(jì)2）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理3）產(chǎn)品系列化，領(lǐng)部件標(biāo)準(zhǔn)化、通用化4）成組技術(shù)（利用零件的相似性來組織生產(chǎn)，減少重復(fù)工作，節(jié)省時(shí)間，提高效率）5）減少變化方案（變產(chǎn)品的多品種為零部件的少變化）三、并行工程技術(shù)環(huán)保人員開發(fā)小組顧客供應(yīng)商質(zhì)量人員制造人員人員裝配人員營(yíng)銷人員設(shè)計(jì)人員四、并行工程的人員構(gòu)成（一）制造、質(zhì)量、營(yíng)銷（二）顧客和供應(yīng)商（三）環(huán)保人員

其改進(jìn)的措施包括：在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段，就能夠充分考慮沖壓件、鑄鋼件等零件的可制造性問題和鐵路貨車的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度及動(dòng)力學(xué)品質(zhì)等產(chǎn)品性能問題，從而能夠盡量減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量；同時(shí)增加DFX，使得在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段即可考慮產(chǎn)品加工、裝配和工藝等問題,提高一次設(shè)計(jì)成功的可能性。實(shí)現(xiàn)工藝和工裝的并行開發(fā)，精簡(jiǎn)設(shè)計(jì)過程；制造系統(tǒng)與產(chǎn)品開發(fā)過程不構(gòu)成大循環(huán)，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量與水平。[齊齊哈爾鐵路車輛廠并行工程應(yīng)用]1）在已有軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開發(fā)支持飛機(jī)內(nèi)裝飾并行工程的系統(tǒng)工具，包括：適用于飛機(jī)內(nèi)裝飾的CAID系統(tǒng)、DEA系統(tǒng)和模具的CAD/CAE/CAM系統(tǒng)。如Y7-200A內(nèi)裝飾設(shè)計(jì)制造借助以上工具，研制周期從1.5年縮短到1年，減少設(shè)計(jì)更改60%以上，降低產(chǎn)品研制成本20%以上。2）波音737-700垂直尾翼轉(zhuǎn)包生產(chǎn)借助CE，研制周期縮短3個(gè)月；節(jié)約工裝引進(jìn)費(fèi)用370萬美元；減少樣板1165塊，合計(jì)人民幣50萬元；減少標(biāo)工、二類工裝23項(xiàng)，合計(jì)人民幣125萬元；減少過渡模136項(xiàng)，合計(jì)人民幣68萬元；提高數(shù)控編程速度4～5倍，減少數(shù)控零件試切時(shí)間40%；工藝設(shè)計(jì)效率提高1.5倍等。[西安飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限公司CE的應(yīng)用]第五節(jié)計(jì)算機(jī)技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的運(yùn)用1）CAD/CAPP2）計(jì)算機(jī)支撐技術(shù)3）產(chǎn)品生命周期管理

在許多工業(yè)發(fā)達(dá)的歐美國(guó)家,服裝ＣＡＤ/ＣＡＭ系統(tǒng)在服裝企業(yè)中擁有率高達(dá)70%以上,在我國(guó)臺(tái)灣服裝ＣＡＤ/ＣＡＭ技術(shù)擁有率也達(dá)到30%,而我國(guó)40000多家服裝企業(yè)服裝ＣＡＤ/ＣＡＭ普及率才剛剛突破1%的大關(guān)。80年代后期，我國(guó)農(nóng)村不少地方出現(xiàn)了偷盜倒賣電氣設(shè)備的事件，引起了社會(huì)上的廣泛反應(yīng)。1988年在保定市成立了一家電氣設(shè)備防盜器材廠，迅速投入了新產(chǎn)品的研制與開發(fā)，并在不長(zhǎng)的時(shí)間里開發(fā)出兩項(xiàng)產(chǎn)品。一是變壓器防盜自動(dòng)保護(hù)裝置，它通過開路、短路以及人體感應(yīng)等原理來啟動(dòng)裝置，產(chǎn)生四千伏的高壓，并發(fā)出無線電信號(hào)通知監(jiān)護(hù)人員，一套變壓器防盜自動(dòng)保護(hù)裝置的售價(jià)為1600元左右，它的保護(hù)對(duì)