產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)選擇教材

第四章產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)選擇小組成員：管治華馬龍陳威君石全兵

4.1

引言4.2

產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)階段4.3

生產(chǎn)流程設(shè)計與選擇4.4

并行工程--產(chǎn)品開發(fā)組織

的新方法本章主要內(nèi)容4.1引言4.1.1

產(chǎn)品設(shè)計的背景特征4.1.2新產(chǎn)品開發(fā)的重要性4.1.3現(xiàn)代企業(yè)的研究與開發(fā)4.1.1產(chǎn)品設(shè)計的背景特征20世紀(jì)90年代以來，企業(yè)所處的市場競爭環(huán)境日趨嚴(yán)峻，正面臨著前所未有的壓力：新產(chǎn)品/效勞開發(fā)是實現(xiàn)企業(yè)競爭戰(zhàn)略的需要。技術(shù)進步越來越快。用戶的要求越來越苛刻，用戶需求呈現(xiàn)出多樣化、個性化的特點。產(chǎn)品研制開發(fā)的難度越來越大?？沙掷m(xù)開展的要求。5不創(chuàng)新，就死亡。

——艾柯卡日日創(chuàng)新。

——日本索尼公司

6一個新產(chǎn)品從構(gòu)思、設(shè)計、試制到商業(yè)性投產(chǎn)新產(chǎn)品開發(fā)周期大大縮短40年左右20年左右5-10年3年或更短二次大戰(zhàn)期間戰(zhàn)后到60年代70年代以后現(xiàn)在70年左右19世紀(jì)70510152025行業(yè)化裝品玩具機床食品藥品50年前現(xiàn)在時間(年)產(chǎn)品的壽命周期越來越短，革新?lián)Q代越來越快。實踐證明：假設(shè)產(chǎn)品壽命周期為5年，產(chǎn)品開發(fā)時間每延長6個月，利潤就損失1/3。產(chǎn)品壽命周期的縮短8擴大市場份額個性化定制生產(chǎn)需要增強企業(yè)市場競爭力產(chǎn)品更新?lián)Q代的需要4.1.2新產(chǎn)品開發(fā)的重要性設(shè)計階段制造階段材料采購其它階段費用

產(chǎn)品成本的決定因素構(gòu)成及實際成本消耗構(gòu)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此外：〔1〕產(chǎn)品制造效率的70%—80%是在設(shè)計和工藝階段決定的；〔2〕所有質(zhì)量的40%可以歸因于低劣的設(shè)計和工藝。結(jié)論：企業(yè)的技術(shù)活動影響著產(chǎn)品的本錢、質(zhì)量和制造的效率。尤其產(chǎn)品設(shè)計和工藝設(shè)計在產(chǎn)品開發(fā)中作用重大，它幾乎占用了60%的開發(fā)時間，決定了70%的本錢。因此，根據(jù)管理學(xué)中的ABC分類思想，企業(yè)技術(shù)活動，尤其是企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和工藝設(shè)計是企業(yè)快速響應(yīng)客戶要求的瓶頸，是提高企業(yè)競爭力的關(guān)鍵。4.1.3現(xiàn)代企業(yè)的研究與開發(fā)研究與開發(fā)〔ResearchandDevelopment，簡稱R&D〕是指企業(yè)所做的新產(chǎn)品和產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)的研究和開發(fā)。研究與開發(fā)的三種類型1.根底研究。進行的是探索新的規(guī)律、創(chuàng)立根底性知識的工作。〔１〕純根底研究。是以探索新的自然規(guī)律、創(chuàng)造學(xué)術(shù)性知識為使命，與特定的應(yīng)用、用途無關(guān)。〔２〕目標(biāo)根底研究。是指為取得特定的應(yīng)用、用途所需的新知識或新規(guī)律而運用根底研究的方法所進行的研究。２.應(yīng)用研究。也稱產(chǎn)業(yè)化研究，是將根底理論研究中開發(fā)的新知識、新理論應(yīng)用于具體領(lǐng)域。3.技術(shù)開發(fā)研究。又叫企業(yè)化研究，是將應(yīng)用研究的成果經(jīng)設(shè)計、試驗而開展為新產(chǎn)品、新系統(tǒng)和新工程的科研活動。1、投入期R&D著重于改進產(chǎn)品的功能和特征從多種新型號中篩選出最好的，確定產(chǎn)品的基型設(shè)計2、成長期產(chǎn)品創(chuàng)新轉(zhuǎn)向工藝創(chuàng)新致力于產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和工藝的合理化3、成熟期產(chǎn)品創(chuàng)新和工藝創(chuàng)新減少趨于穩(wěn)定R&D集中在技術(shù)效勞和工藝改進產(chǎn)品生命周期各階段的開發(fā)策略低高銷售收入現(xiàn)金流量投入期成長期成熟期衰退期開發(fā)和制造本錢二、新產(chǎn)品的概念與分類你覺得什么樣的產(chǎn)品才算是新產(chǎn)品？16三、新產(chǎn)品的分類按產(chǎn)品的新穎程度可分為四類仿制型產(chǎn)品改進型產(chǎn)品換代型產(chǎn)品全新型產(chǎn)品17仿制型產(chǎn)品指根據(jù)外來樣機或技術(shù)專利制造的產(chǎn)品。有時在仿制時也可能有局部的改進和創(chuàng)新，但根本原理和結(jié)構(gòu)是仿制的。別看你們的樣子千差萬別，“心〞都是我的哦！18改進型產(chǎn)品指在原有產(chǎn)品根底上，根據(jù)用戶的需要，局部改進產(chǎn)品性能，增加型號、規(guī)格、花色品種。在根本原理、技術(shù)水平和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等方面并無突破性改變的產(chǎn)品其開發(fā)難度不很大，是企業(yè)經(jīng)常采用的一種形式。你信不，我不但能洗衣服，還能洗……，地瓜！19換代型產(chǎn)品指在原有產(chǎn)品根底上，局部采用新原理、新技術(shù)、新材料、新結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)品性能有重大突破的產(chǎn)品。其開發(fā)難度較全新型產(chǎn)品小，是企業(yè)進行新產(chǎn)品開發(fā)的重要形式。MotoralaDynaTac8000Nokia6110

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對于創(chuàng)新來說，方法就是新的世界，最重要的不是知識，而是思路?！杉用?創(chuàng)新的奧秘?21全新型產(chǎn)品指采用科學(xué)技術(shù)的新創(chuàng)造所生產(chǎn)的產(chǎn)品它具有新原理、新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料等特征，有明顯的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢其研制要有根底研究和應(yīng)用研究的配合，要花費較長的時間，較多的人力、物力和財力才能奏效。22新產(chǎn)品開發(fā)的動力模式技術(shù)導(dǎo)向型從最初的科學(xué)探索出發(fā)開發(fā)新產(chǎn)品，以供給的變化帶動需求的產(chǎn)生和變化晶體管、汽車、飛機、電視、計算機、……市場導(dǎo)向型從市場需求出發(fā)進行新產(chǎn)品開發(fā)，“市場—研究開發(fā)—生產(chǎn)—市場〞日本汽車企業(yè)：小型、耗油量低面臨著費用高、風(fēng)險大、成功率低、回報下降等壓力。新產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵：找到需求,用技術(shù)實現(xiàn)需求。原那么:技術(shù)與市場匹配。3000原始想法300提議125小工程9項開發(fā)4項重大1.7啟動1成功1234567產(chǎn)品死亡率：98.2%產(chǎn)品開發(fā)的成功曲線圖階段三、新產(chǎn)品開發(fā)面臨的壓力你認(rèn)為有哪些因素會影響新產(chǎn)品研發(fā)的成??？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：市場調(diào)查不細致，預(yù)測發(fā)生錯誤。構(gòu)思、設(shè)計和制造方面的問題。本錢過高。產(chǎn)品開發(fā)時間過長，失去占領(lǐng)市場的好時機。西方學(xué)者認(rèn)為，新品失敗的最根本原因還在于沒有協(xié)調(diào)好新品開發(fā)過程內(nèi)在的三大矛盾:1.產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)品的本錢形成的矛盾；2.產(chǎn)品的質(zhì)量與創(chuàng)新產(chǎn)品的時間限制形成的矛盾；3.產(chǎn)品本錢與有限時間之間形成的矛盾。如：銥星方案的失敗4.2產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)階段一般產(chǎn)品開發(fā)過程由以下階段構(gòu)成:產(chǎn)品構(gòu)思結(jié)構(gòu)設(shè)計〔總體設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、詳細設(shè)計〕工藝設(shè)計產(chǎn)品設(shè)計過程描述需求分析結(jié)構(gòu)設(shè)計協(xié)調(diào)工藝設(shè)計協(xié)調(diào)需求產(chǎn)品功能中間結(jié)果產(chǎn)品規(guī)格干預(yù)指令反饋工藝計劃中間結(jié)果中間結(jié)果干預(yù)指令產(chǎn)品構(gòu)思產(chǎn)品開發(fā)過程開始于產(chǎn)品構(gòu)思構(gòu)思來源

〔1〕對市場需求的分析

〔2〕技術(shù)的推動

〔3〕競爭對手的產(chǎn)品和效勞在供給鏈管理的環(huán)境下，作為合作伙伴的供給商或者零售商正在成為重要的產(chǎn)品構(gòu)思來源。結(jié)構(gòu)設(shè)計過程對不同企業(yè)有不同內(nèi)容

〔1〕制造型企業(yè)：從明確設(shè)計任務(wù)開始，到確定產(chǎn)品的具體結(jié)構(gòu)為止的一系列活動

〔2〕效勞型企業(yè)：效勞內(nèi)容和效勞過程設(shè)計產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計階段決定了產(chǎn)品或效勞的特征、性能、質(zhì)量、本錢。產(chǎn)品設(shè)計一般分為總體設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、工作圖設(shè)計三個階段結(jié)構(gòu)設(shè)計過程——三個階段總體設(shè)計通過市場需求分析，確定產(chǎn)品的性能、設(shè)計原那么、技術(shù)參數(shù)、概略計算產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)、進行產(chǎn)品設(shè)計方案的經(jīng)濟效果的分析。技術(shù)設(shè)計將技術(shù)任務(wù)書中確定的根本結(jié)構(gòu)和主要參數(shù)具體化，根據(jù)技術(shù)任務(wù)書所規(guī)定的原那么，進一步確定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，以總圖、系統(tǒng)圖、明細表、說明書等總括形式表現(xiàn)出來。工作圖設(shè)計根據(jù)技術(shù)設(shè)計階段確定的結(jié)構(gòu)布置和主要尺寸，進一步作結(jié)構(gòu)的細節(jié)設(shè)計，逐步修改和完善，繪制全套工作圖樣和編制必要的技術(shù)文件，為產(chǎn)品制造和裝配提供確定的依據(jù)。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計過程圖市場需求分析工作圖設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化設(shè)計三維幾何造型計算機繪圖有限元設(shè)計資料和圖形庫原型修改總體設(shè)計開始初步設(shè)計原型產(chǎn)品評估決策NNYYCAD工藝設(shè)計過程工藝設(shè)計是指按產(chǎn)品設(shè)計要求，安排或規(guī)劃出從原材料加工成產(chǎn)品所需要的一系列加工過程、工時消耗、設(shè)備和工藝裝備需求等的說明。工藝設(shè)計過程是結(jié)構(gòu)設(shè)計過程和制造過程之間的橋梁。工藝過程的結(jié)果一方面反響給產(chǎn)品設(shè)計用以改進產(chǎn)品設(shè)計；另一方法作為生產(chǎn)的依據(jù)。工藝過程設(shè)計——程序和內(nèi)容

產(chǎn)品圖紙的工藝分析和審查擬訂工藝方案編制工藝規(guī)程工藝裝備的設(shè)計與制造決定加工毛坯〔材料和尺寸〕選擇機床零件圖選定加工條件制定加工工藝計算加工時間決定加工工序內(nèi)的操作順序選擇工裝產(chǎn)品設(shè)計的原那么和績效評價產(chǎn)品設(shè)計和選擇應(yīng)該遵循的原那么：設(shè)計用戶需要的產(chǎn)品〔效勞〕設(shè)計可制造性〔Manufacturability〕強的產(chǎn)品設(shè)計魯棒性〔Robustness〕強的產(chǎn)品設(shè)計綠色產(chǎn)品〔考慮環(huán)保要求〕產(chǎn)品開發(fā)績效評價指標(biāo)4.3生產(chǎn)流程設(shè)計與選擇

生產(chǎn)流程分類按產(chǎn)品〔product-focused〕進行的生產(chǎn)流程，又叫對象專業(yè)化形式。按加工路線〔process-focused〕進行的生產(chǎn)流程，又叫工藝專業(yè)化形式。按工程〔project〕進行的生產(chǎn)流程。不同生產(chǎn)流程的特征比較產(chǎn)品－流程矩陣廣告、咨詢、重型機器中型機器、食品加工汽車裝配、快餐廳食糖、面粉影響生產(chǎn)流程設(shè)計的主要因素

產(chǎn)品/效勞需求性質(zhì)自制-外購決策生產(chǎn)柔性產(chǎn)品/效勞質(zhì)量水平接觸顧客的程度生產(chǎn)流程選擇決策品種-產(chǎn)量變化與生產(chǎn)單位形式的關(guān)系

批量對象專業(yè)化形式大量生產(chǎn)對象專業(yè)化形式批量生產(chǎn)成組生產(chǎn)單元工藝專業(yè)化形式品種ABCD以圖中的數(shù)字為例，生產(chǎn)同一種產(chǎn)品的對象式系統(tǒng)投資額為225萬元，成組生產(chǎn)單元為111萬元，工藝式為50萬元。當(dāng)產(chǎn)量在10萬件以下時，選擇工藝式最經(jīng)濟，當(dāng)產(chǎn)量在10萬～25萬件之間時，成組生產(chǎn)單元最經(jīng)濟，當(dāng)產(chǎn)量在25萬件以上時，對象式最經(jīng)濟。當(dāng)然還有一種選擇，如果以上幾種方案都不能得到滿意的投資回報時，那么應(yīng)放棄該產(chǎn)品的生產(chǎn)。費用2250000111000050000100000250000產(chǎn)量工藝式成組生產(chǎn)單元對象〔產(chǎn)品〕式經(jīng)營杠桿：反映年總費用一定的情況下和銷售收入的關(guān)系，總費用在銷售收入中所占比重越高，那么經(jīng)營杠桿的作用越大。圖中的BE1點是采用成組生產(chǎn)單元時的總收入等于總費用的產(chǎn)量水平〔盈虧平衡點〕。BE1左側(cè)是虧損區(qū)，BE1右側(cè)是贏利區(qū)。經(jīng)營杠桿就是本錢函數(shù)和銷售收入之間的夾角。夾角小，經(jīng)營杠桿的作用小，利潤或虧損的變化率也??；夾角大，經(jīng)營杠桿的作用大，利潤或虧損的變化率也大。費用銷售收入成組生產(chǎn)單元對象式產(chǎn)量BE1BE2EP經(jīng)營杠桿在選擇生產(chǎn)系統(tǒng)方式時的作用：產(chǎn)量到達一定水平后〔如EP點〕，經(jīng)營杠桿作用越大，從生產(chǎn)系統(tǒng)獲得的長期收益越大。如果產(chǎn)量沒有到達盈虧平衡點，經(jīng)營杠桿作用越大，那么長期損失越大。經(jīng)營杠桿作用越大，未來預(yù)期利潤的不確定性也越大。銷售預(yù)測的不確定性越高，經(jīng)營杠桿作用大的生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生損失的風(fēng)險越高。經(jīng)營杠桿對生產(chǎn)過程設(shè)計的作用：產(chǎn)品預(yù)測的不確定性大，選用經(jīng)營杠桿作用小的生產(chǎn)過程方式。4.4并行工程：產(chǎn)品開發(fā)組織的新方法產(chǎn)品開發(fā)的兩種方式

串行過程需求結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝設(shè)計

制造并行過程串行的產(chǎn)品設(shè)計方法串行設(shè)計：從需求分析、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝設(shè)計一直到加工制造和裝配是一步步在各部門之間順序進行。產(chǎn)品開發(fā)工作流程：市場人員提產(chǎn)品設(shè)想設(shè)計人員完成產(chǎn)品定義制造工程師確定工藝工程確定產(chǎn)品總費用和生產(chǎn)周期質(zhì)量控制人員作質(zhì)量保證方案串行產(chǎn)品開發(fā)過程存在的問題存在的首要問題是以部門為根底的組織機構(gòu)嚴(yán)重地阻礙了產(chǎn)品開發(fā)的速度和質(zhì)量。存在的問題主要有：各下游開發(fā)部門所具有的知識難以參加早期設(shè)計，參加設(shè)計的階段越早，降低費用的時機越大。各部門對其他部門的需求和能力缺乏理解，目標(biāo)和評價標(biāo)準(zhǔn)的差異和矛盾降低了產(chǎn)品整體開發(fā)過程的效率。并行的產(chǎn)品設(shè)計方法并行工程是對產(chǎn)品及其相關(guān)過程，包括制造過程和支持過程，進行并行、一體化設(shè)計的一種系統(tǒng)化方法。該方法力圖使產(chǎn)品開發(fā)者從一開始就考慮到產(chǎn)品全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、本錢、進度和用戶需求。并行工程并行工程是一種強調(diào)各階段領(lǐng)域?qū)＜夜餐瑓⒓拥南到y(tǒng)化產(chǎn)品設(shè)計方法，其目的在于將產(chǎn)品的設(shè)計和產(chǎn)品的可制造性、可維護性、質(zhì)量控制等問題同時加以考慮，以減少產(chǎn)品早期設(shè)計階段的盲目性，進可能早地防止不合理因素的影響，縮短研制周期?？芍圃煨怨δ墉h(huán)境保護可靠性并行設(shè)計可裝配性質(zhì)量保證顧客滿意并行工程的主要思想

設(shè)計時同時考慮產(chǎn)品生命周期的所有因素。設(shè)計結(jié)果產(chǎn)生產(chǎn)品設(shè)計規(guī)格和相應(yīng)的制造工藝和生產(chǎn)準(zhǔn)備文件。設(shè)計過程中各活動并行交叉進行。不同領(lǐng)域技術(shù)人員的全面參與和協(xié)同工作。高效率的組織機構(gòu)。并行產(chǎn)品開發(fā)流程特點

產(chǎn)品設(shè)計的各階段是一個遞階漸進的連續(xù)過程，注意粒度和清晰度產(chǎn)品設(shè)計過程和產(chǎn)品信息模型經(jīng)歷從定性到定量、從模糊到清晰的演化產(chǎn)品設(shè)計過程和工藝設(shè)計過程是并行展開，同時進行。概念設(shè)計工藝概念方案結(jié)構(gòu)概念方案初步設(shè)計工藝初步方案產(chǎn)品初步方案詳細設(shè)計工藝詳細方案產(chǎn)品詳細方案并行