生产运作管理第四章产品开发和技术选择

第四章产品开发和技术选择第四章产品开发和技术选择4.1引言4.2产品设计与开发阶段4.3生产流程设计与选择4.4并行工程——产品开发组织的新方法第四章产品开发和技术选择4.1引言4.1.1产品设计的背景特征20世纪90年代以来，企业所处的市场竞争环境日趋严峻，正面临着前所未有的压力：1、新产品/服务开发是实现企业竞争战略的需要。2、技术进步越来越快。第四章产品开发和技术选择4.1引言4.1.1产品设计的背景特征20世纪90年代以来，企业所处的市场竞争环境日趋严峻，正面临着前所未有的压力：3、用户的要求越来越苛刻，用户需求呈现出多样化、个性化的特点。4、产品研制开发的难度越来越大。5、可持续发展的要求。第四章产品开发和技术选择定制的历史。据《左传·定公十年》记载：“有礼仪之大,故称夏；有服章之美,谓之华。”简单来说，马王堆汉墓中的那两件素纱禅衣就该是中国最早的定制服，袖长1.9米，衣长1.28米，重量不超过一两，薄如蝉翼，轻若烟雾。要知道丝绸是动物蛋白质的编织物，极易腐烂，所以除此以外，这个世界上还没有像素纱禅衣一样完整保存2000年的丝织品。所以说中国自汉代以来就有了定制，这种定制，从面料，工艺、时间和服务上都要求甚严，只有达官贵人们才能购买和享受定制的衣服。4.1.2新产品/服务开发的重要性重要性有利于增强企业的市场竞争力有利于扩大市场份额适应个性化定制生产的需要产品更新换代的需要4.1.2新产品/服务开发的重要性产品设计占总开发时间的比例——60%企业的产品研发等技术活动影响着产品的成本、质量和制造的效率。不同的产品开发阶段改变设计对成本的影响4.1.3现代企业的研究与方法1、研究与方法的分类研究与方法（ResearchandDevelopment，简称R&D）包括基础研究、应用研究和技术开发。基础研究进行的是探索新的规律、创建基础性只是的工作。应用研究是将基础理论研究中开发的新知识、新理论应用于具体领域。技术开发研究是将应用研究的成果经设计、试验而发展成为新产品、新系统和新工程的科研活动。4.1.3现代企业的研究与方法R&D领域的选择，其目的是发现能够最适度发挥企业资本收益，提高企业竞争力的事业领域，并对如何发挥新产品、新事业的各种机会进行探索。如下图所示，从企业的现有技术和现有市场向新事业领域的探索可以分为4种类型。(1)在现有事业领域，依靠现有的技术开发多种类型或规格产品，以扩大现有的市场。(2)向现有市场推出用新技术开发的新产品，将市场细分为不同的层次或群体。(3)将利用现有技术的产品打入新市场。(4)用新技术开发新产品，并开辟新的市场。R&D领域选择类型示意图市场技术现有新现有新(1)(3)(2)(4)R&D的成功性(风险性)R&D的效果(竞争性的提高)NeedTheoryrySeedTheory从两个坐标轴来看，产品研发的动力有两种：市场驱动型和技术驱动型。市场驱动型是指按照needtheory方式，根据市场的需求开发新产品，即通过市场调查了解需要什么样功能和技术内容的新产品，按照新产品的要求，对其生产技术、价格、性能等方面的特性进行研究，再通过对该新产品的销售预测决定如何研发。技术驱动型是指按照seedtheory的方式进行新产品的研发，即从最初的科学探索出发，按照新发现的科学原理来开发新产品。不同的研发项目其影响因素是不同的，采用的策略和方式也就不尽相同，一般来说，R&D可以采用以下3种方式。1.独立研发方式2.委托研发方式3.共同研发方式2、新产品的分类新产品的概念新产品，就是指在产品性能、结构、材质、用途或技术性能等一方面或几方面具有先进性或独创性的产品。先进性是指运用了新原理、新结构、新技术、新材料产生的先进性，或是由已有技术、经验技术和改进技术综合产生的先进性。独创性是指运用新技术、新结构、新材料所产生的全新产品，或在某一市场范围内属于全新产品。4.1.3现代企业的研究与方法2、新产品的分类新产品是指在技术、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。模仿新产品（是指市场上已经存在而企业没有生产过的产品，或其他地区已经存在而在本地是第一次生产的产品。）改进型产品（对老产品的改进与完善，创新程度最小的一类新产品）换代产品（产品基本原理不变，因部分采用新技术使产品性能有重大突破）创新产品（采用科学技术的新发明所开发的产品，它是创新程度最高的一类新产品）4.1.3现代企业的研究与方法3、新产品开发面临的压力（障碍）3000：1缺乏大量有效的新产品构思。资金短缺。市场细分而导致市场难以达到必要的市场规模。激烈的市场竞争使新产品开发的风险增大。仿制和假冒产品的迅速出现，给新产品的开发效益将会带来很大损失。4.1.3现代企业的研究与方法4.2产品设计与开发阶段4.2.1产品构思4.2.2结构设计过程4.2.3工艺设计过程4.2.4产品设计的原则和绩效评价4.2产品设计与开发过程产品设计的定义产品设计是指确定产品的用途、功能、规格、结构、技术指标和经济指标的一系列活动，其结果通过图纸、产品规格书、制造规格书、零件和材料明细表及其他技术文件表现出来，作为企业组织产品生产的技术依据。4.2产品设计与开发阶段企业为什么要进行产品设计——产品设计的压力来源于顾客、竞争者、供应商、政府或企业自己（1）顾客对产品的不满有时可能会直接向企业抱怨，而有时却间接地从销售量下降中反映出来（2）在竞争激烈的市场中，一个企业推出更好的新产品将会影响到其他竞争者的行为，它们必然会重新审视自己产品的设计，持续的竞争就这样展开了（3）供应商推出一种新的材料、零部件或元器件，如果你不采用而你的竞争者采用了，你就会落后，从而失去市场（4）政府的法令法规也会使企业改变产品设计（5）有时候企业自己也会否定自己的产品设计需求分析结构设计协调工艺设计协调输入产品功能中间结果协调结果产品规格干预指令协调结果工艺计划协调结果中间结果中间结果干预指令4.2产品设计与开发阶段产品开发过程构思R&D•对市场需求的分析•技术的推动•竞争对手的产品和服务来源于来源于开始4.2产品设计与开发阶段4.2.1产品构思4.2产品设计与开发阶段4.2.2结构设计过程产品结构设计过程包括从明确设计任务开始，到确定产品的具体结构为止的一系列活动。设计阶段决定了产品的性能、质量、成本。产品设计一般分为总体设计、技术设计、工作图设计三个阶段市场需求分析工作图设计结构设计优化设计三维几何造型计算机绘图有限元设计资料和图形库原型修改总体设计开始初步设计原型产品评估决策NNYYCAD4.2产品设计与开发阶段4.2产品设计与开发阶段4.2.2结构设计过程总体设计通过市场需求分析，确定产品的性能、设计原则、技术参数、概略计算产品的技术经济指标和进行产品设计方案的经济效果的分析。技术设计将技术任务书中确定的基本结构和主要参数具体化，根据技术任务书所规定的原则，进一步确定产品结构和技术经济指标，以总图、系统图、明细表、说明书等总括形式表现出来。4.2产品设计与开发阶段4.2.2结构设计过程工作图设计根据技术设计阶段确定的结构布置和主要尺寸，进一步作结构的细节设计，逐步修改和完善，绘制全套工作图样和编制必要的技术文件，为产品制造和装配提供确定的依据。产品结构（一）产品结构的概念产品结构是指企业能向市场提供的产品的种类和各种产品所包含的品种数量所构成的组合，产品结构用产品线来衡量。产品线是指企业能够生产不同品种产品的数量，企业能生产多少种产品，就拥有多少条产品线。产品线的多寡称为产品线的宽度；每条产品线包含的系列产品的数量称为产品线的深度。产品结构1．产品线宽度对企业的影响（1）企业拥有的产品线越宽，经营失败的风险就越小（2）产品线越宽，资源的使用就越分散，经营利润率也就越低。2．企业产品线深度对企业影响（1）增加产品线的深度，可以加大企业的市场覆盖面，增强企业对于市场变化的应变能力，增强了企业的生存能力（2）增加产品线深度使企业不能有效集中资源于最盈利的产品型号上，使企业整体盈利水平的降低。产品结构（二）产品结构选择应考虑的因素1．产品线宽度（1）产品生命周期的长短（2）产品生命周期的分布（3）市场竞争的激烈程度（4）人均收入的增加速度（5）供应商推陈出新的速度（6）企业应变能力的大小产品结构（二）产品结构选择应考虑的因素2、产品线深度（1）目标市场的消费层次_如果目标市场消费者的收入差距较大，消费层次就比较多，产品线就可深一些，反之，就应该浅一些（2）加深产品线所需增加的投入与所能增加的收入的比较（3）产品线深度的延伸方向-增加产品线的深度，有上延、下延和两端延伸3种型式产品结构例如：某种产品有普及型、标准型、豪华型和超豪华型4种规格，分别占总销量的比例如表4—1、4-2所示。产品规格占总销售比例（%）普及型20标准型30豪华型35超豪华型15产品规格占总销售比例（%）普及型20标准型45豪华型33超豪华型2表4-2表4-1产品结构例：某数码照相机厂商的一条相机产品线拟增加一个型号。已知若增加该型号产品在两年内需增加固定成本，如表4-3所示。单台相机的变动成本为40元，销售价格100元，估计年销售量为6000台，该型号相机的生命周期为2年。问：是否应该增加这个型号的相机?成本金额（元）模具费用550000人员工资120000试制费用400000其他费用350000表4-34.2产品设计与开发阶段4.2.3工艺设计过程工艺设计是指按产品设计要求，安排或规划出从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。是结构设计过程和制造过程之间的桥梁。工艺过程的结果一方面反馈给产品设计用以改进产品设计；另一方法作为生产的依据。4.2产品设计与开发阶段工艺过程设计的程序包括：产品图纸的工艺分析和审查拟订工艺方案编制工艺规程工艺装备的设计与制造决定加工毛坯（材料和尺寸）选定加工条件计算加工时间制定加工工艺选择机床决定加工工序内的操作顺序选择工装零件图4.2.3工艺设计过程4.2产品设计与开发阶段4.2.3产品设计原则和绩效评价产品设计和选择应该遵循的原则：设计用户需要的产品（服务）。设计可制造性（Manufacturability）强的产品。设计鲁棒性（Robustness）强的产品。设计绿色产品（考虑环保要求）。4.3生产流程设计与选择4.3.1生产流程的分类按产品进行的生产流程例纺织：棉花——粗纱——细纱——布粗纺精纺织布按加工路线进行的生产流程按照工艺特征建立生产系统。将完成相同工艺的同类设备和工人集中在一起，完成相同工艺的加工任务。按项目进行的生产流程4.3生产流程设计与选择4.3.2产品-流程矩阵单件非标准化多品种小批量有限品种大批量大批量标准化生产流程产品多品种小批量型重复性成批生产型（间歇式）装配流水线型连续生产型广告飞机中型机器食品加工家用电器化工造纸丧失高效率损失应变能力柔性单位成本高低4.3生产流程设计与选择4.3.3影响生产流程设计的主要因素产品/服务需求性质自制—外购决策生产柔性产品/服务质量水平接触顾客的程度服务生产系统的选择服务生产系统设计矩阵大低销生售产机效会率小高隔离式系统半开放式系统开放式系统根据顾客需求提供服务面对面较深入接触面对面简单接触电话接触现场技术服务邮政服务弱强自制—外购决策一家企业正在决定是自己生产还是外购某种零件。零件的供应渠道比较稳定，每件12元。若由自己生产，需要投资15万元，单位可变成本是8元。零件的年需要量为20000件。生产期为一年。给定以上数据，该企业应当自制还是外购这种零件？4.3生产流程设计与选择4.3.4生产流程选择决策批量品种品种—产量变化与生产流程形式的关系对象专业化大量生产对象专业化批量生产成组生产单元工艺专业化例：对象专业化生产系统投资225万元，成组生产单元投资为111万元，工艺专业化生产系统投资50万元，选择最佳生产流程。