生產(chǎn)運作管理第3章-產(chǎn)品-服務設計與技術選擇

3.1

產(chǎn)品開發(fā)概述3.2

產(chǎn)品設計與開發(fā)過程3.3

產(chǎn)品設計與開發(fā)組織方法第3章產(chǎn)品/服務設計和技術選擇第二篇生產(chǎn)運作系統(tǒng)的設計12/7/20231CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇本章重點1.新產(chǎn)品開發(fā)對企業(yè)發(fā)展的意義；2.新產(chǎn)品開發(fā)的基本過程；3.產(chǎn)品結(jié)構設計和工藝設計的程序；4.新產(chǎn)品開發(fā)的并行工程法。12/7/20232CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.1

產(chǎn)品開發(fā)概述3.1.1

產(chǎn)品開發(fā)的背景3.1.2

新產(chǎn)品/服務開發(fā)的意義3.1.3

現(xiàn)代企業(yè)的研究與開發(fā)（R&D)12/7/20233CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.1.1

產(chǎn)品開發(fā)的背景◆20世紀90年代以來，企業(yè)面臨前所未有的壓力。（1）用戶越來越“難侍候”：顧客需求變化加快，并呈現(xiàn)出多樣化、個性化的特點；（2）技術進步越來越快：產(chǎn)品生命周期縮短；搶占市場先機變得尤為重要；（3）行業(yè)競爭愈來愈激烈：全球化競爭、競爭手段趨同、競爭信息保密難度加大。（4）產(chǎn)品研發(fā)難度越來越大：需求、技術和競爭等綜合平衡難度加大。12/7/20234CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.1.2

新產(chǎn)品/服務開發(fā)的意義◆

企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)的重要意義（1）有利于產(chǎn)品更新?lián)Q代，滿足市場結(jié)構的變化，提升產(chǎn)品競爭力，擴大市場份額；（2）有利于企業(yè)進入新的市場，拓展經(jīng)營領域，促進企業(yè)不斷發(fā)展壯大；（3）有利于調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構、經(jīng)營結(jié)構和投資結(jié)構：優(yōu)化企業(yè)發(fā)展方向和經(jīng)營狀態(tài)，實現(xiàn)企業(yè)戰(zhàn)略目標。

12/7/20235CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.1.3

現(xiàn)代企業(yè)的研究與開發(fā)◆新產(chǎn)品研發(fā)的分類

——研究與開發(fā)（ResearchandDevelopment，簡稱R&D）包括基礎研究、應用研究和技術開發(fā)。（1）基礎研究：探索新的自然規(guī)律，創(chuàng)建基礎性的知識和理論。（2）應用研究：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。（3）技術研究：將應用研究的成果經(jīng)設計、試驗而發(fā)展成為新產(chǎn)品、新系統(tǒng)和新工程的科研活動。

12/7/20236CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.1.3現(xiàn)代企業(yè)的研究

與方法（續(xù)）◆企業(yè)技術分類（1）產(chǎn)品技術：材料、實現(xiàn)功能、性能的技術。（2）制造技術：工藝、設備、工裝。（3）管理技術：ERP、CRM等?！艏夹g的雙重特性（1）開發(fā)新產(chǎn)品、新工藝，提升企業(yè)競爭力。（2）淘汰現(xiàn)有產(chǎn)品和工藝，使企業(yè)失去市場。12/7/20237CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.1.3

現(xiàn)代企業(yè)的研究

與方法（續(xù)）◆新產(chǎn)品的分類

——新產(chǎn)品是指在技術、功能、性能、結(jié)構、材質(zhì)等一方面或幾方面具有先進性或獨創(chuàng)性的產(chǎn)品。（1）改進型產(chǎn)品：對老產(chǎn)品的改進與完善，創(chuàng)新程度最小的一類新產(chǎn)品。（2）換代產(chǎn)品：產(chǎn)品基本原理不變，因部分采用新技術使產(chǎn)品性能有重大突破，如電視機技術的不斷升級。（3）創(chuàng)新產(chǎn)品：采用科學技術的新發(fā)明所開發(fā)的產(chǎn)品，它是創(chuàng)新程度最高的一類新產(chǎn)品，如互聯(lián)網(wǎng)、iPAD、太空旅游等。12/7/20238CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.2

產(chǎn)品設計與開發(fā)過程3.2.1

產(chǎn)品構思3.2.2

結(jié)構設計3.2.3

工藝設計3.2.4

產(chǎn)品設計的原則和績效評價12/7/20239CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.2.1

產(chǎn)品構思（一）產(chǎn)品開發(fā)過程三階段（1）產(chǎn)品構思：依據(jù)顧客需求、產(chǎn)品技術和對手產(chǎn)品三大要素，形成產(chǎn)品的特定功能。（2）結(jié)構設計：包括總體設計、技術設計和詳細設計三部分，完成產(chǎn)品全套圖紙，實現(xiàn)構思所需功能；（3）工藝設計：包括加工過程、加工方法和加工設備三部分，使結(jié)構設計的產(chǎn)品能實現(xiàn)加工制造。12/7/202310CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇需求分析結(jié)構設計協(xié)調(diào)工藝設計協(xié)調(diào)輸入產(chǎn)品功能中間結(jié)果協(xié)調(diào)結(jié)果產(chǎn)品規(guī)格協(xié)調(diào)結(jié)果工藝方案

◆圖3-1

產(chǎn)品設計過程圖中間結(jié)果中間結(jié)果干預指令圖3－1產(chǎn)品設計過程圖3.2.1

產(chǎn)品構思（續(xù)）干預指令12/7/202311CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇產(chǎn)品開發(fā)過程產(chǎn)品構思R&D計劃市場需求分析技術進步和創(chuàng)新競爭對手產(chǎn)品和服務來源于來源于開始圖3－2產(chǎn)品構思來源圖3.2.1

產(chǎn)品構思（續(xù)）◆圖3-2

產(chǎn)品構思來源圖12/7/202312CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.2.2

結(jié)構設計過程（一）產(chǎn)品結(jié)構設計（1）產(chǎn)品結(jié)構設計過程：包括從明確設計任務開始，到確定產(chǎn)品的具體結(jié)構為止的一系列活動。（2）設計階段地位：決定產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和主要成本。（3）產(chǎn)品設計內(nèi)容：一般分為總體設計、技術設計和詳細設計（工作圖）三個階段。12/7/202313CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.2.2

結(jié)構設計過程（續(xù)）（1）總體設計通過市場需求分析，確定產(chǎn)品的功能、性能、設計原則、技術參數(shù)、概略計算產(chǎn)品的技術經(jīng)濟指標和進行產(chǎn)品設計方案的經(jīng)濟效果分析。12/7/202314CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.2.2結(jié)構設計過程（續(xù)）（2）技術設計

將技術任務書中確定的產(chǎn)品基本結(jié)構和主要參數(shù)具體化，根據(jù)技術任務書所規(guī)定的原則，進一步確定產(chǎn)品結(jié)構和技術經(jīng)濟指標，以總圖、系統(tǒng)圖、明細表、說明書等形式表現(xiàn)出來。12/7/202315CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.2

結(jié)構設計過程（續(xù)）（3）詳細設計或工作圖設計根據(jù)結(jié)構設計確定的結(jié)構布置和主要尺寸，進一步作結(jié)構的細節(jié)設計，逐步修改和完善，繪制全套零件工作圖、部件裝配圖及產(chǎn)品總裝圖，并編制必要的技術文件，為零件加工和產(chǎn)品裝配提供明確的依據(jù)。產(chǎn)品結(jié)構設計見圖3－3。12/7/202316CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.2.2

結(jié)構設計過程（續(xù)）市場需求分析工作圖設計結(jié)構設計優(yōu)化設計三維幾何造型計算機繪圖有限元設計資料和圖形庫原型修改總體設計開始初步設計原型產(chǎn)品評估決策NNYYCAD圖3－3結(jié)構設計過程12/7/202317CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.2.3

工藝設計過程（一）工藝設計（1）工藝設計：指按產(chǎn)品設計要求，安排或規(guī)劃出將原材料加工成產(chǎn)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規(guī)定與說明。（2）工藝設計作用：是結(jié)構設計過程和制造過程之間的橋梁。（3）工藝設計結(jié)果：一方面反饋給產(chǎn)品設計用以改進產(chǎn)品設計；另一方法作為生產(chǎn)的依據(jù)。12/7/202318CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.2.3

工藝設計過程（續(xù)）（二）工藝設計程序（1）零件工作圖的工藝分析和審查；（2）部件、產(chǎn)品裝配圖的工藝分析和審查；（3）擬訂工藝方案——編制加工計劃；（4）編制工藝規(guī)程——規(guī)定具體加工方法和程序；（5）工藝裝備的設計與制造——準備加工裝備。——零件工藝設計過程圖見圖4-4。

12/7/202319CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.2.3

工藝設計過程（續(xù)）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選擇工裝零件圖工藝審核圖3-4

零件工藝設計過程圖12/7/202320CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.2.4

產(chǎn)品設計的原則

和績效評價（一）產(chǎn)品設計和選擇的原則（1）用戶需要的產(chǎn)品（服務）。（2）可制造性（Manufacturingability）強產(chǎn)品。（3）牢固性（Robustness）強的產(chǎn)品。（4）綠色產(chǎn)品：考慮節(jié)能環(huán)保要求。12/7/202321CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.2.4

產(chǎn)品設計的原則

和績效評價績效指標度量對競爭力的影響投放市場時間新產(chǎn)品引入頻率從新產(chǎn)品構思到上市的時間構思數(shù)量和最終成功數(shù)量實際效果與計劃效果的差異來自新產(chǎn)品的銷售比例顧客/競爭對手的響應時間設計的質(zhì)量：接近市場的程度項目的頻率：模型的壽命生產(chǎn)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的數(shù)量：新產(chǎn)品設計與開發(fā)的頻率項目的頻率：開發(fā)的經(jīng)濟性質(zhì)量舒適度：使用的可靠性設計質(zhì)量：績效和用戶的滿意度生產(chǎn)質(zhì)量：工廠和車間的反映信譽：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(chǎn)品開發(fā)績效評價指標12/7/202322CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.3

產(chǎn)品設計與開發(fā)的組織方法3.3.1

串行產(chǎn)品設計法3.3.2

并行產(chǎn)品設計法3.3.3

并行工程技術12/7/202323CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.3.1

串行產(chǎn)品設計法需求分析

結(jié)構設計◆產(chǎn)品設計2種方法

工藝設計制造

b)并行過程

a)串行過程圖3-5

產(chǎn)品開發(fā)的兩種方式

需求分析

結(jié)構設計

工藝設計

制造

T

t

t＜T，周期縮短12/7/202324CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇（一）串行產(chǎn)品設計法（1）串行設計：從需求分析、產(chǎn)品結(jié)構設計、工藝設計一直到加工制造和裝配是一步步在各部門之間按順序進行。（2）產(chǎn)品開發(fā)工作流程市場人員提產(chǎn)品構想質(zhì)量控制人員作出質(zhì)量計劃財務人員確定產(chǎn)品總費用和生產(chǎn)周期制造工程師確定工藝規(guī)程設計工程師完成產(chǎn)品設計3.3.1

串行產(chǎn)品設計法（續(xù)）12/7/202325CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.3.1

串行產(chǎn)品設計法（續(xù)）（二）串行產(chǎn)品開發(fā)存在的問題（1）影響開發(fā)速度：以部門為基礎的組織結(jié)構嚴重地妨礙了產(chǎn)品開發(fā)的速度。（2）影響開發(fā)質(zhì)量：產(chǎn)品開發(fā)的各下游部門所具有的知識難以加入早期設計，影響開發(fā)質(zhì)量；加入設計的時間越早，降低費用的機會越大。（3）影響開發(fā)效率：各部門對其他部門的需求和能力缺乏理解，目標和評價標準的差異與矛盾降低了產(chǎn)品整體開發(fā)過程的效率。12/7/202326CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.3.2

并行產(chǎn)品設計法（一）并行產(chǎn)品設計法（1）并行設計法：對產(chǎn)品及其相關過程，包括制造過程和支持過程，進行并行的、一體化設計的一種系統(tǒng)化方法。（2）設計方法特點：力圖使產(chǎn)品開發(fā)者從一開始就考慮到產(chǎn)品整個生命周期從概念形成到產(chǎn)品報廢的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進度和用戶需求?！⑿挟a(chǎn)品設計過程及階段參與因素見表4-2。12/7/202327CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.3.2

并行產(chǎn)品設計法（續(xù)）過程需求分析階段設計階段制造階段營銷階段使用階段終止階段考慮因素顧客需求產(chǎn)品功能降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)境保護表3-2

并行產(chǎn)品設計過程及階段參與因素12/7/202328CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.3.2

并行產(chǎn)設計法（續(xù)）（二）并行工程（1）并行工程：一種強調(diào)各階段領域?qū)＜壹邦櫩偷裙餐瑓⒓拥南到y(tǒng)化產(chǎn)品設計方法。（2）兩大優(yōu)點A、集思廣益，減少開發(fā)盲目性：將產(chǎn)品設計與可制造性、可維護性、質(zhì)量控制等問題同時加以考慮，充分交流、集思廣益，以減少產(chǎn)品早期設計階段的盲目性。B、縮短開發(fā)周期，提高成功率：后續(xù)階段提前進入設計過程，縮短研制周期，提高開發(fā)成功率?！a(chǎn)品開發(fā)并行工程運行圖見圖3-6。12/7/202329CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.3.2

并行產(chǎn)設計法（續(xù)）并行設計可制造性可裝配性顧客滿意可靠性環(huán)境保護產(chǎn)品功能質(zhì)量保證圖3-6

產(chǎn)品開發(fā)并行工程運行網(wǎng)絡圖12/7/202330CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.3.2

并行產(chǎn)品設計法（續(xù)）（三）并行工程設計的主要思想（1）設計時同時考慮產(chǎn)品生命周期的所有因素；（2）設計過程中各活動并行交叉進行；（3）不同領域技術人員的全面參與和協(xié)同工作；（4）吸收顧客和供應商的參與；（5）形成高效率的產(chǎn)品開發(fā)組織。12/7/202331CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.3.2

并行產(chǎn)品設計法（續(xù)）（四）并行產(chǎn)品開發(fā)的流程特點（1）集思廣益：產(chǎn)品設計的各階段是一個交叉漸進的連續(xù)過程。（2）逐步逼近：產(chǎn)品設計過程和產(chǎn)品信息模型經(jīng)歷從定性到定量、從模糊到清晰的演進。（3）齊頭并進：結(jié)構設計過程和工藝設計過程并行展開，同時推進。12/7/202332CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇概念設計初步設計詳細設計結(jié)構詳細方案工藝初步方案結(jié)構初步方案工藝詳細方案結(jié)構概念方案工藝概念方案圖3-7

并行設計流程NNNYY12/7/202333CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.3.3

并行工程技術（一）并行工程技術分類（1）虛擬技術A、面向并行工程的DFx(面向x的設計）設計模式體現(xiàn)了開發(fā)的集成過程；x可以是制造、質(zhì)量和環(huán)境等因素的集合。B、PDM（Product

Data

Management）發(fā)展成為CAD/CAPP（計算機輔助工藝過程設計）/CAM系統(tǒng)的集成平臺；C、Internet使設計集成的范圍更加廣泛；D、STEP(StandardExchangeofProductdatamodel)標準作為設計開發(fā)集成的標準接口。12/7/202334CHAPT3產(chǎn)品/服務設計與技術選擇3.3.3

并行工程技術（續(xù)）（2）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（ProductDataManagementPDM）：提升產(chǎn)品開發(fā)效率；（3）產(chǎn)品系列化、零部件標準化、通用化：提高生產(chǎn)效率；（4）成組技術（GroupTechn