产品开发和技术选择

第二篇生产运作系统的设计第3章产品开发和技术选择第4章生产和服务设施选址第5章工作设计与工作测量第3章产品开发和技术选择3本章内容第一节引言第二节产品设计与开发阶段第三节生产流程设计与选择第四节并行工程——产品开发组织的新方法4第一节引言一、21世纪企业产品/服务设计的背景特征实现企业战略的必要技术进步快客户需求多样化产品研制开发难度大必须可持续发展5德国iF大奖2010年3月2日在汉诺威揭晓，来自39个国家的2486件产品参加角逐，778件获得iF认可的标志，50件夺得令人垂涎的iF金奖。评选的标准基于设计质量、完成程度、材料选择、创新程度、环保、功能、人机工学、安全性等要素LED灯泡这款LED灯不仅功耗仅10W、比节能灯泡的15W还低能发出800流明的高亮度，色温设定为2700k、也是白炽灯的色温，支持可调光的功能兼容于白炽灯的E26标准插座67二、新产品/服务开发的重要性增强企业的市场竞争力扩大市场份额适应个性化定制生产的需要产品更新换代8案例：海尔产品研发——不断创新，满足消费者的需求多年来，海尔洗衣机致力于节水、节能、环保洗衣机技术的创新研发，通过关注消费者需求，不断以创新产品消除用户的抱怨，满足消费者的潜在需求。2003年，海尔开发出可以分公斤洗涤的自选档滚筒洗衣机，实现按照洗衣量多少进行洗涤的突破；2004年，海尔将自选档技术升级，开发出我国首款具备自主知识产权的自动档系列滚筒洗衣机，同年，又开发出不用洗衣粉的环保洗衣机；2005年，海尔将自动档再次升级为自动档洗干一体机，不仅通过了国家权威的6A检测，还达到了国际领先水平。据统计，2004年在洗衣机行业增长不到4％的大环境下，海尔增幅高达57％；2005年上半年，海尔洗衣机市场份额月月递增，销售额是第二、三、四名加起来的总和，成为行业独树一帜的领跑者。2008——双动力洗衣机把波轮式、滚筒式、搅拌式三种洗衣机的优点集于一身，创造了一种全新的洗涤方式，满足了人们健康环保的现代洗衣需求.这款洗衣机不但获得了法国列宾国际唯一发明金奖，而且成功入围国际IEC标准提案，海尔也由此成为我国第一个也是唯一获此世界荣誉的厂家。这一全新的洗衣机以旺盛的市场生命力给世界洗衣机行业注入了前所未有的生机，上市两年多，销量突破了100万台。组装质量零部件的加工质量产品的设计质量R&D质量中的应用什么原理来运作的问题产品质量R&D的质量直接影响企业的产品质量13设计阶段制造阶段材料采购其它阶段费用产品成本的决定因素构成及实际成本消耗构成示意图70%6%20%36%7%40%3%18%成本的决定因素实际成本消耗14三、现代企业的研究和开发1、基础研究：指探索新的规律、创建基础性知识的工作。（一）研究与开发(R&D)的分类2、应用研究：指将基础理论研究中开发的新知识、新理论应用于具体领域的科研工作，即运用通过基础研究所获得的知识，为创造新产品、新技术、新材料的技术基础而进行的研究。3、技术开发研究：指将应用研究的成果经设计、试验而发展为新产品、新系统和新工程的科研活动。15基础研究：微电子研究应用研究：集成电路研究技术开发研究（二）新产品的概念与分类什么样的产品才算是新产品？新产品的概念从生产技术角度来看：采用新技术、新材料，在技术、性能、功能、结构、材质等一方面或几方面具有先进性或独创性的产品。显著提高性能、扩大功能从市场营销角度来看：首次投入市场18（二）新产品的分类1、全新产品：具有新原理、新技术、新结构、新功能、新材料等特征，与现有任何产品毫无共同之处。2、改进新产品：对现有产品改进性能，提高质量，或求得规格型号的扩展，款式花色的变化而产生的新品种。3、换代新产品：适合新用途、满足新需要、在原有产品的基础上，部分地采用新技术、新材料、新元件而制造出来的产品。19第一台计算机全新产品20改进新产品21换代产品（三）新产品开发面临的压力费用高成功率低风险大回报下降22新产品失败的关键因素没有潜在的用户和需求新产品与当前的需求不匹配客户营销没有到位2324约合7公斤重的“便携式”电脑苹果前CEO谈苹果牛顿产品失败原因：超前至少15年2526第二节产品设计与开发阶段需求环境生产指令生产过程功能需求设计参数结构设计过程工艺需求工艺变量工艺设计过程FRDPPV技术活动顾客域功能域物理域制造域生产活动设计过程模型27一、产品构思市场调研顾客建议竞争者产品/服务概念营销部门顾客需求分析员工建议研发部门构思内部来源外部来源283M™LCD集成光学系统依托于一项名为准直多层光学膜（CMOF）的新光学膜的发明。CMOF膜对光混合和光管理进行了优化，让我们能够用一张纸厚度的膜片实现以前必须由多层厚重的塑料才能实现的效果。29IBM：开发新型电子计算机时，由于需求量太大（也有可能因为花在工程设计的时间比预期长），结果在工程设计还没有完全结束前，就必须展开生产作业，最后的详图设计是由工程师、领班和工人在生产线上共同完成。但最后结果显示这个产品的设计非常出色，生产作业大幅改善，工作品质和生产力都大幅提升。长虹：开家电业先河，招募消费者参与产品设计。2005年招募首批12名“长虹感官评判师”，对企业的产品、服务和策划的体验过程“打分”吉列：吉列新型女用可水洗剃刀与2001年3月进入市场，6个月就占领了45%的市场，一个重要原因在于把供应商整合起来一起设计若干企业的不同做法海尔与零售商的合作Bestbuy在试中发现：用户在使用海尔电视机的时候，如果想看DVD，需要按遥控器上TV／DVD按键将信号通道切换到DVD通道，然后再把碟片放人才能收看。Besybuy提出：无论电视机当前状态在任何通道下，只要插入DVD碟片，电视机都要自动转入DVD通道下开始播放DVD碟片。接到反馈意见后，海尔也认为这是一个比较正确的操作方式，经过型号经理反复实验和程序的更改，顺利地实现了这个功能概念生成构思具体化o形式：产品/服务的外形o功能：产品/服务的操作方式o目的：产品/服务所满足的需求o利益：产品/服务给顾客带来的好处32电话设计举例概念筛选可接受性：价值何在？我们想做吗？可行性：困难程度？我们做得到吗？风险性：可能发生什么问题？我们愿意承担后果吗？竞争者分析、价格-功能定位、财务分析…34原始设计确定集合中的产品/服务组件概念确定：廉价电话o低价格o多色彩o新款式o易使用o来电显示电话设计举例3536二、结构设计总体设计技术设计工作图设计37手机结构设计39麦当劳的结构设计肉饼的原料必须由83％的肩肉与17％的五花肉混制而成；面包的规格在17厘米（指直径），面包中的气泡全部为5毫米一个汉堡包净重1.8盎司，其中洋葱的重量为0.25盎司；汉堡包饼面上若有人工手压的轻微凹痕，必须丢弃；结构设计确定集合中的产品/服务组件40外壳信号线插塞电话线电路板基座外壳听筒话筒电路板电线送受话器电话电话设计举例原始设计确定集合中的产品/服务组件例：廉价电话物料清单o送受话器外壳1o基座外壳1o听筒1o电线1o信号线1o电子电路1o插塞14142三、工艺设计过程工艺设计是指按产品设计要求，安排或规划出把原材料加工成产品所需要的一系列加工过程、工时消耗、设备和工艺装备需求等的说明产品图纸的工艺分析和审查拟定工艺方案编制工艺规程工艺装备的设计和制造4344454647四、设计的原则和绩效评价原则设计用户需要的产品设计可制造性强的产品设计健壮性强的产品设计绿色产品原始设计确定生产该集合的工艺过程o简易流程图（ProcessFlowChart）来自供应商的原材料检验材料缺陷发现缺陷吗?返回供应商更换YesNo,继续…48电话设计举例原始设计确定生产该集合的工艺过程o作业单作业单（电话装配）品名日期编号填写单位作业编号作业名称作业设备1组装听筒和话筒装配架#27/38A2固定到外壳下部装配架#27/303插入并固定电线电线剥离器、螺丝刀4组装外壳上部装配架#27/3987测试质检仪18、振动台4950第三节生产流程设计与选择一、生产流程分类按产品进行的生产流程——流水线生产按加工路线进行的生产流程——jobshop按项目进行的生产流程515253二、产品—流程矩阵单件生产54对象专业化形式，大量生产对象专业化形式，批量生产成组生产单元工艺专业化形式ABCDO品种批量三、生产流程选择决策—生产单位形式的选择1、分析品种、产量选择方案品种产量变化与生产单位形式的关系552、对选择的方案进行经济上的分析1025产量（万件）O50111225对象（产品）式成组生产单元工艺式费用（万元）不同生产过程方案的费用变化563、运用“经营杠杆”进行经济分析EP2产量对象式工艺式销售收入费用不同生产流程方案的经营杠杆EPEP157经营杠杆就是成本函数和销售收入之间的夹角，夹角小，经济杠杆作用小，利润或亏损的变化小。（1）大于盈亏平衡产量后，经营杠杆作用越大，从市场系统获得的长期收益越大（2）小于盈亏平衡产量后，经营杠杆作用越大，从市场系统获得的长期损失越大（3）当预测的不确定性高时，应采用经营杠杆较小的生产经营方式（即采用柔性大的生产方式）58一、串行的产品设计方法需求结构设计工艺设计制造（a）串行过程第四节并行工程2、串行设计的弊端1、串行开发流程（4）产品设计阶段，工艺、制造人员不能加入，不能及早发现缺陷，费用高（1）部门之间缺乏协调、互相不理解。（2）时间长。（3）设计的产品不能满足顾客需求，制造性、装配性差。59二、并行的产品设计方法（b）并行过程1、并行工程的定义并行工程是对产品及其相关过程，包括制造过程和支持过程，进行并行、一体化设计的一种系统化方法。并行过程见图b：602、产品设计时要考虑的因素并行工程力图从一开始就考虑到从概念形成到产品报废的所有因素。各因素见下表：过程需求阶段设计阶段制造阶段营销阶段使用阶段终止阶段应考虑的因素顾客需求降低成本易制造竞争力（低成本、标新立异）可靠性环境保护可维护性产品功能提高效率易装配操作简便二、并行的产品设计方法61并行设计可制造性可装配性质量保证顾客满意可靠性环境保护功能623、并行工程的主要思想二、并行的产品设计方法（1）设计的同时考虑产品生命周期的所有因素，作为设计结果，同时产生产品设计规格和相应的制造工艺及生产准备文件。（2）产品设计过程中各活动并行交叉进行。（3）与产品生命周期有关的不同领域技术人员的全面参与和协同工作，实现生命周期中所有因素在设计阶段的集成，实现技术、资源、过程在设计中的集成。（4）高效率的组织结构634、并行的产品开发流程见图：概念设计结构概念方案工艺概念方案初步设计产品初步方案工艺初步方案详细设计产品详细方案工艺详细方案二、并行的产品设计方法645、并行设计的特点二、并行的产品设计方法（1）各设计阶段的划分只标志着产品和设计的粒度和清晰度。※粒度-指设计人员在设计过程中所考虑和处理问题要素的大小；※清晰度-指表明设计对象在相应粒度水平上的确定程度的度量。（2）产品设计过程和产品信息模型经历着从定性到定量、从模糊到清晰渐进演化。设计向前循环一次，粒度减少，信息清晰度增加。（3）产品设计过程和工艺设计过程不是顺序进行，而是并行展开，同时进行。65三、并行工程技术虚拟技术面向并行工程的DFx设计模式体现了开发的集成过程PDM发展成为CAD/CAPP/CAM系统的集成平台Internet使设计集成的范围更加广泛STEP标准作为设计开发集成的标准接口产品数据管理（ProductDataManagement，PDM）产品系列化、零部件标准化、通用化。成组技术（GroupTechnology,GT）。减少变化的方案（VarietyReductionProgram，VRP）虚拟技术67产品数据管理685-69产品设计标准化和模块化-减少“内部多样化”来实现“外部多样化”70按成组制造单元布置（LayoutsBasedonGroupTe