生產(chǎn)運(yùn)作與管理第3章產(chǎn)品、服務(wù)設(shè)計(jì)和技術(shù)選擇ppt課件

1、消費(fèi)與運(yùn)作管理Production &Operation ManagementThe School of Management HUST第三章 產(chǎn)品/效力設(shè)計(jì)和技術(shù)選擇3.1 引言3.2 產(chǎn)品研討與開發(fā)管理3.3 消費(fèi)流程設(shè)計(jì)與選擇3.4 并行工程：產(chǎn)品開發(fā)組織的新方法 3.5 計(jì)算機(jī)技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的運(yùn)用 3.1 引言 經(jīng)濟(jì)開展、技術(shù)提高和需求多樣化 ，要求企業(yè)能對不斷變化的市場做出快速反響，源源不斷地開發(fā)出滿足用戶需求的、定制的“個性化產(chǎn)品去占領(lǐng)市場以博得競爭，市場競爭也主要圍繞新產(chǎn)品的競爭而展開。 21世紀(jì)企業(yè)面臨環(huán)境的主要特征 信息爆炸的壓力 技術(shù)提高越來越快 高新技術(shù)的運(yùn)用范圍越來越

2、大 市場和勞務(wù)競爭全球化 產(chǎn)品研制開發(fā)的難度越來越大 可繼續(xù)開展的要求 全球性技術(shù)支持和售后效力 用戶的要求越來越苛刻 現(xiàn)代企業(yè)的研討與開發(fā) 研討與開發(fā)的分類和特征 基礎(chǔ)研究應(yīng)用研究技術(shù)開發(fā)目的尋求真理,擴(kuò)廣知識探討新知識應(yīng)用的可能性將研究成果應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐性質(zhì)探求發(fā)現(xiàn)新事物,新規(guī)律發(fā)明新事物完成新產(chǎn)品,新工藝,使之實(shí)用化,商品化內(nèi)容發(fā)現(xiàn)新事物,新現(xiàn)象探求基礎(chǔ)研究應(yīng)用的可能性運(yùn)用基礎(chǔ)研究,應(yīng)用研究成果從事產(chǎn)品設(shè)計(jì),產(chǎn)品試制,工藝改進(jìn)成果論文論文或?qū)＠麑＠O(shè)計(jì)書,圖紙,樣品成功成功率低成功率較高成功率大經(jīng)費(fèi)較少費(fèi)用較大,控制松費(fèi)用大,控制嚴(yán)人員理論水平高,基礎(chǔ)雄厚的科學(xué)家創(chuàng)造能力強(qiáng),應(yīng)用能力強(qiáng)的

3、發(fā)明家知識和經(jīng)驗(yàn)豐富,動手能力強(qiáng)的技術(shù)專家管理原則尊重科學(xué)家意見,支持個人成果,采用同行評議尊重集體意見,支持研究組織在適當(dāng)事作出評價尊重和支持團(tuán)體合作計(jì)劃自由度大,沒有嚴(yán)格的指標(biāo)和期限彈性,有戰(zhàn)略方向,期限較長硬性,有明確目標(biāo),較短期限新產(chǎn)品開發(fā)面臨的壓力 新產(chǎn)品開發(fā)面臨著費(fèi)用高、勝利率低、風(fēng)險大、報(bào)答下降等壓力 。格雷格 A. 史蒂文斯Greg A. Stevens和詹姆斯伯利James Burley調(diào)查統(tǒng)計(jì)后提出：3 000個新產(chǎn)品的原始想法，只需1個能勝利。 阿爾巴拉Albala在總結(jié)以往研討的根底上，指出新產(chǎn)品開發(fā)的死亡率為98.2%。初期工程中只需2%可以進(jìn)入市場 新產(chǎn)品失敗可歸納

4、為三個關(guān)鍵緣由 ：1沒有潛在的用戶和需求 2新產(chǎn)品與當(dāng)前的需求不匹配 3營銷任務(wù)不得力 新產(chǎn)品開發(fā)的動力 ：1技術(shù)推進(jìn) 2市場牽引 3同行競爭 了解和確定人們的需求，將這種需求用技術(shù)實(shí)現(xiàn)，提高產(chǎn)品在研討與開發(fā)過程中的管理程度，是新產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵。3.2 產(chǎn)品研討與開發(fā)管理 產(chǎn)品開發(fā)過程 普通產(chǎn)品開發(fā)過程由以下階段構(gòu)成:需求分析 產(chǎn)品構(gòu)思 可行性論證 構(gòu)造設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)需求分析構(gòu)造設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)工藝設(shè)計(jì)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)格干涉指令協(xié)調(diào)結(jié)果工藝方案中間結(jié)果中間結(jié)果干涉指令產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程描畫產(chǎn)品開發(fā)對消費(fèi)過程本錢的影響 產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)在產(chǎn)品開發(fā)中作用艱苦，它

5、幾乎占用了60%的開發(fā)時間，決議了70%的本錢。根據(jù)管理學(xué)中ABC分類思想，企業(yè)技術(shù)活動是企業(yè)快速呼應(yīng)客戶要求的瓶頸，是提高企業(yè)競爭力的關(guān)鍵。 技術(shù)活動的過程 技術(shù)分系統(tǒng)是企業(yè)系統(tǒng)中的一個重要的組成部分，技術(shù)活動包括新產(chǎn)品開發(fā)中的產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的構(gòu)造設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)活動。產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的活動，是一個從產(chǎn)品的構(gòu)思到產(chǎn)品構(gòu)造、產(chǎn)品制造工藝的信息轉(zhuǎn)換過程。它可以籠統(tǒng)地描畫為信息在顧客域、功能域、物理域之間延續(xù)的變換過程。 需求環(huán)境功能需求 設(shè)計(jì)參數(shù)構(gòu)造設(shè)計(jì)過程工藝需求 工藝變量工藝設(shè)計(jì)過程消費(fèi)指令消費(fèi)過程顧客域功能域物理域制造域消費(fèi)活動技術(shù)活動技術(shù)活動過程分析構(gòu)造設(shè)計(jì)過程產(chǎn)品構(gòu)造設(shè)計(jì)過程包括從明確設(shè)計(jì)義務(wù)

6、開 始，到確定產(chǎn)品的詳細(xì)構(gòu)造為止的一系列 活動。設(shè)計(jì)階段決議了產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、成 本。產(chǎn)品設(shè)計(jì)普通分為總體設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、任務(wù)圖設(shè)計(jì)三個階段。構(gòu)造設(shè)計(jì)過程市場需求分析任務(wù)圖設(shè)計(jì)構(gòu)造設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)三維幾何外型計(jì)算機(jī)繪圖有限元設(shè)計(jì)資料和圖形庫原型修正總體設(shè)計(jì)開場初步設(shè)計(jì)原型產(chǎn)品評價決策NNYYCAD總體設(shè)計(jì) 經(jīng)過市場需求分析，確定產(chǎn)品的性能、設(shè)計(jì)原那么、技術(shù)參數(shù)、概略計(jì)算產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟(jì)目的、進(jìn)展產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)效果的分析。技術(shù)設(shè)計(jì) 將技術(shù)義務(wù)書中確定的根本構(gòu)造和主要參數(shù)詳細(xì)化，根據(jù)技術(shù)義務(wù)書所規(guī)定的原那么，進(jìn)一步確定產(chǎn)品構(gòu)造和技術(shù)經(jīng)濟(jì)目的，以總圖、系統(tǒng)圖、明細(xì)表、闡明書等總括方式表現(xiàn)出來。任務(wù)圖

7、設(shè)計(jì) 根據(jù)技術(shù)設(shè)計(jì)階段確定的構(gòu)造布置和主要尺寸，進(jìn)一步作構(gòu)造的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，逐漸修正和完善，繪制全套任務(wù)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根據(jù)。工藝設(shè)計(jì)過程的根本內(nèi)容 工藝設(shè)計(jì)是指按產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，安排或規(guī) 劃出從原資料加工成產(chǎn)品所需求的一系列 加工過程、工時耗費(fèi)、設(shè)備和工藝配備需求等的闡明。工藝設(shè)計(jì)過程是構(gòu)造設(shè)計(jì)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(jì)用 以改良產(chǎn)品設(shè)計(jì)；另一方法作為消費(fèi)的根據(jù)。工藝過程設(shè)計(jì)的內(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)程工藝配備的設(shè)計(jì)與制造決議加工毛坯資料和尺寸選定加工條件計(jì)算加工時間制定加工工藝選擇機(jī)床決議加工工序內(nèi)

8、的操作順序選擇工裝零件圖產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原那么和績效評價 產(chǎn)品設(shè)計(jì)和選擇應(yīng)該遵照的原那么：設(shè)計(jì)用戶需求的產(chǎn)品效力設(shè)計(jì)可制造性Manufacturability強(qiáng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)魯棒性Robustness強(qiáng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)綠色產(chǎn)品思索環(huán)保要求產(chǎn)品開發(fā)績效評價目的 績效指標(biāo)度量對競爭力的影響上市時間新產(chǎn)品引入頻率從新產(chǎn)品構(gòu)思到上市的時間構(gòu)思數(shù)量和最終成功數(shù)量實(shí)際效果與計(jì)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(yīng)時間設(shè)計(jì)的質(zhì)量接近市場的程度項(xiàng)目的頻率模型的壽命生產(chǎn)率每一個項(xiàng)目的研究發(fā)展周期每一個項(xiàng)目的材料及工具費(fèi)用實(shí)際與計(jì)劃的差異項(xiàng)目數(shù)量新產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)的頻率項(xiàng)目的頻率開發(fā)的經(jīng)濟(jì)性質(zhì)量舒適度使用的可靠性設(shè)計(jì)

9、質(zhì)量績效和用戶的滿意度生產(chǎn)質(zhì)量工產(chǎn)和車間的反映信譽(yù)用戶的忠誠度對用戶的相對吸引力市場份額利潤率3.3 消費(fèi)流程設(shè)計(jì)與選擇 消費(fèi)流程分類 按產(chǎn)品product-focused進(jìn)展的消費(fèi)流程，又叫對象專業(yè)化方式。按加工道路process-focused進(jìn)展的消費(fèi)流程，又叫工藝專業(yè)化方式。按工程project進(jìn)展的消費(fèi)流程 。不同消費(fèi)流程的特征比較 特征標(biāo)記對象專業(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、單項(xiàng)定制無很高單一化生產(chǎn)單件生產(chǎn)勞動者 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

10、高資本 投資 庫存 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更多中等高高變化更多低計(jì)劃與控制 生產(chǎn)控制 質(zhì)量控制 庫存控制容易容易容易困難困難困難困難困難困難產(chǎn)品流程矩陣生產(chǎn)流程產(chǎn) 品 顧客化 多品種 品種較多 標(biāo)準(zhǔn)化大量生（低產(chǎn)量） （中低產(chǎn)量） （中批生產(chǎn)） （大量生產(chǎn)）高柔性單位成本低項(xiàng)目型生產(chǎn)單件生產(chǎn)成批生產(chǎn)大量生產(chǎn)連續(xù)生產(chǎn) 航空航天 工業(yè)裝備 機(jī)床工具 特殊化工產(chǎn)品/藥品 電子電器 汽車輪胎和橡膠 鋼鐵產(chǎn)品 普通化工產(chǎn)品/藥品 造紙 容器制造 釀酒 石油 鋼鐵 林產(chǎn)品影響消費(fèi)流程設(shè)計(jì)的主要要素 產(chǎn)品/效力需求性質(zhì) 自制

11、-外購決策 消費(fèi)柔性 產(chǎn)品/效力質(zhì)量程度 接觸顧客的程度 消費(fèi)流程選擇決策種類-產(chǎn)量變化與消費(fèi)單位方式的關(guān)系 對象專業(yè)化方式大量消費(fèi)對象專業(yè)化方式批量消費(fèi)成組消費(fèi)單元工藝專業(yè)化方式批量種類以圖中的數(shù)字為例，消費(fèi)同一種產(chǎn)品的對象式系統(tǒng)投資額為225萬元，成組消費(fèi)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(jì)，當(dāng)產(chǎn)量在10萬25萬件之間時，成組消費(fèi)單元最經(jīng)濟(jì)，當(dāng)產(chǎn)量在25萬件以上時，對象式最經(jīng)濟(jì)。當(dāng)然還有一種選擇，假設(shè)以上幾種方案都不能得到稱心的投資報(bào)答時，那么應(yīng)放棄該產(chǎn)品的消費(fèi)。工藝式成組消費(fèi)單元對象產(chǎn)品式費(fèi)用產(chǎn)量10000025000050000111000022

12、500003.4 并行工程：產(chǎn)品開發(fā)組織的新方法 需求 構(gòu)造設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì) 制造 并行過程 串行過程產(chǎn)品開發(fā)的兩種方式串行設(shè)計(jì)：從需求分析、產(chǎn)品構(gòu)造設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)不斷到加工制造和裝配是一步步在各部門之間順序進(jìn)展。產(chǎn)品開發(fā)任務(wù)流程：市場人員提產(chǎn)品想象質(zhì)量控制人員作質(zhì)量保證方案確定產(chǎn)品總費(fèi)用和消費(fèi)周期制造工程師確定工藝工程設(shè)計(jì)人員完成產(chǎn)品定義串行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法關(guān)于串行產(chǎn)品開發(fā)過程 存在的首要問題是以部門為根底的組織機(jī)構(gòu)嚴(yán)重地妨礙了產(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與早期設(shè)計(jì)，參與設(shè)計(jì)的階段越早，降低費(fèi)用的時機(jī)越大。 各部門 對其他部門的需求和才干缺乏了解，

13、目的和評價規(guī)范的差別和矛盾降低了產(chǎn)品整體開發(fā)過程的效率。并行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(jìn)展并行、一體化設(shè)計(jì)的一種系統(tǒng)化方法。 該方法力圖使產(chǎn)品開發(fā)者從一開場就思索到產(chǎn)品全生命周期從概念構(gòu)成到產(chǎn)品報(bào)廢的一切要素，包括質(zhì)量、本錢、進(jìn)度和用戶需求。過程需求階段設(shè)計(jì)階段制造階段營銷階段使用階段終止階段考慮的因素顧客需求產(chǎn)品功能減低成本提高效率易制造易裝配競爭力（低成本、標(biāo)新立異）可靠性可維護(hù)性，操作簡便環(huán)境保護(hù)并行工程 并行工程是一種強(qiáng)調(diào)各階段領(lǐng)域?qū)＜夜餐瑓⑴c的系統(tǒng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法，其目的在于將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品的可制造性、可維護(hù)性、質(zhì)量控制等問題同時加以思索，

14、以減少產(chǎn)品早期設(shè)計(jì)階段的盲目性，進(jìn)能夠早地防止不合理要素的影響，縮短研制周期。并行設(shè)計(jì)可制造性可裝配性質(zhì)量保證顧客稱心可靠性環(huán)境維護(hù)功能并行工程的主要思想 設(shè)計(jì)時同時思索產(chǎn)品生命周期的一切要素。 設(shè)計(jì)結(jié)果產(chǎn)消費(fèi)品設(shè)計(jì)規(guī)格和相應(yīng)的制造工藝和消費(fèi)預(yù)備文件。 設(shè)計(jì)過程中各活動并行交叉進(jìn)展。 不同領(lǐng)域技術(shù)人員的全面參與和協(xié)同任務(wù)。 高效率的組織機(jī)構(gòu)。并行產(chǎn)品開發(fā)流程特點(diǎn) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各階段是一個遞階漸進(jìn)的延續(xù)過程，留意粒度和明晰度 產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程和產(chǎn)品信息模型閱歷從定性到定量、從模糊到明晰的演化 產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程和工藝設(shè)計(jì)過程是并行展開，同時進(jìn)展。概念設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品詳細(xì)方案工藝初步方案產(chǎn)品初步方案工藝詳細(xì)方案構(gòu)造概念方案工藝概念方案并行工程技術(shù)1. 虛擬設(shè)計(jì)面向并行工程的DFx設(shè)計(jì)方式表達(dá)了開發(fā)的集成過程PDM開展成為CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)的集成平臺Internet使設(shè)計(jì)集成的范圍更加廣泛STEP規(guī)范作為設(shè)計(jì)開發(fā)集成的規(guī)范接口2. 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理Product Data ManagementPDM3. 產(chǎn)品系列化、零部件規(guī)范化、通用化4. 成組技術(shù)Group Technology, GT5. 減少變化的方案Variety Reduction Program，VRP 運(yùn)用并行工程的思想，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不同階段采取不同的措施，如下表所示，可以減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的錯誤的概率，節(jié)省了