生產(chǎn)運(yùn)作管理-3產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)選擇

1、第3章 產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)選擇學(xué)習(xí)本章后，你將能夠了解：新產(chǎn)品/服務(wù)開發(fā)的重要性熟悉：新產(chǎn)品的分類產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)階段產(chǎn)品開發(fā)組織的新方法-并行工程掌握:生產(chǎn)流程的設(shè)計(jì)與選擇2022/7/261第四章 產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)選擇引言產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)階段生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)與選擇并行工程產(chǎn)品開發(fā)組織的新方法2022/7/262第一節(jié) 引 言一、21世紀(jì)企業(yè)產(chǎn)品/服務(wù)設(shè)計(jì)的背景特征新產(chǎn)品/服務(wù)開發(fā)是實(shí)現(xiàn)企業(yè)競爭戰(zhàn)略的需要技術(shù)進(jìn)步越來越快用戶的要求越來越苛刻產(chǎn)品研制開發(fā)的難度越來越大可持續(xù)發(fā)展的要求2022/7/263二、新產(chǎn)品/服務(wù)開發(fā)的重要性有利于增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭力有利于擴(kuò)大市場份額適應(yīng)個(gè)性化定制生產(chǎn)的需要產(chǎn)品更新?lián)Q

2、代的需要2022/7/264產(chǎn)品開發(fā)對生產(chǎn)過程成本的影響產(chǎn)品開發(fā)的時(shí)間構(gòu)成：產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間 100%設(shè)計(jì)時(shí)間 55%制造22%裝配23%2022/7/265產(chǎn)品開發(fā)對生產(chǎn)過程成本的影響 (續(xù))產(chǎn)品壽命周期的縮短： AT&T:電話2年 1年 HP公司：打印機(jī) 4.5年 22個(gè)月0 5 10 15 20 25行業(yè)化妝品玩具機(jī)床食品藥品50年前現(xiàn)在時(shí)間(年)2022/7/266產(chǎn)品開發(fā)對生產(chǎn)過程成本的影響 (續(xù))產(chǎn)品成本的決定: 70%6%20%36%7%40%3%18%設(shè)計(jì)階段 制造階段 材料采購 其它階段費(fèi)用成本的決定因素實(shí)際成本消耗2022/7/267產(chǎn)品開發(fā)對生產(chǎn)過程成本的影響 (續(xù))產(chǎn)品決策

3、成本和消耗成本： 成本%10080604020產(chǎn)品生命周期產(chǎn)品設(shè)計(jì) 過程設(shè)計(jì) 制造 裝配與維護(hù)設(shè)計(jì)階段 原型制造階段O決策成本消耗成本2022/7/268產(chǎn)品開發(fā)對生產(chǎn)過程成本的影響 (續(xù))在不同產(chǎn)品開發(fā)階段改變設(shè)計(jì)對成本的影響： 改變設(shè)計(jì)引起的成本新產(chǎn)品開發(fā)階段概念設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)開發(fā) 設(shè)計(jì)使用 制造裝配O2022/7/269產(chǎn)品開發(fā)對生產(chǎn)過程成本的影響 (續(xù))在不同產(chǎn)品開發(fā)階段工程更改成本： 2022/7/2610三、現(xiàn)代企業(yè)研究與開發(fā)研究與開發(fā)的分類研究與開發(fā)(Research and Development，簡稱R&D)基礎(chǔ)研究：是探索新的規(guī)律、創(chuàng)建基礎(chǔ)性知識的工作應(yīng)用研究：是將基礎(chǔ)理論研究

4、中開發(fā)的新知識、新理 論應(yīng)用于具體領(lǐng)域。技術(shù)研究：是將應(yīng)用研究的成果經(jīng)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)而發(fā)展 為新產(chǎn)品、新系統(tǒng)和新工程的科研活動(dòng)。2022/7/2611三種類型研究的比較2022/7/2612新產(chǎn)品的分類現(xiàn)代的產(chǎn)品定義包括一切顧客樂于接受而又能滿足其需求和欲望的屬性，是指一種物質(zhì)的實(shí)體、一種服務(wù)、一種意識（或價(jià)值觀念），或者是三者的某種有機(jī)結(jié)合。產(chǎn)品的三層次理論產(chǎn)品核心層: 產(chǎn)品的功能、效用產(chǎn)品有形層: 產(chǎn)品的外部、內(nèi)在質(zhì)量產(chǎn)品延伸層: 供應(yīng)產(chǎn)品伴隨提供的服務(wù)新產(chǎn)品：指在性能、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和技術(shù)特征等一方面或多方面比老產(chǎn)品有顯著改進(jìn)和提高、或獨(dú)創(chuàng)的，具有使用價(jià)值和推廣價(jià)值，可產(chǎn)生明顯經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)品20

5、22/7/2613新產(chǎn)品的分類 (續(xù))改進(jìn)型產(chǎn)品改進(jìn)原有產(chǎn)品性能、功能，提高質(zhì)量，增加規(guī)格型號，改變款式、花色而制造出來的新產(chǎn)品。換代產(chǎn)品在原來產(chǎn)品基礎(chǔ)上，基本原理不變，部分采用新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新元件制造的使產(chǎn)品功能、性能或經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有顯著改進(jìn)的新產(chǎn)品。創(chuàng)新產(chǎn)品采用新技術(shù)、新發(fā)明生產(chǎn)的具有新原理、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料等特征的新產(chǎn)品。2022/7/2614新產(chǎn)品的動(dòng)力模式技術(shù)推動(dòng)型，是從最初的科學(xué)探索出發(fā)開發(fā)新產(chǎn)品。以技術(shù)生產(chǎn)市場的模式出現(xiàn)， “將研究結(jié)果推向市場”。例如，盤尼西林就是首先在進(jìn)行結(jié)核菌的培養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而開發(fā)成產(chǎn)品的。市場導(dǎo)向型，是從市場需求出發(fā)進(jìn)行新產(chǎn)品開發(fā)。

6、以市場研究與開發(fā)生產(chǎn)市場的模式出現(xiàn)， 即“把市場需求帶入研究”。2022/7/2615新產(chǎn)品的開發(fā)策略1. 從消費(fèi)者需求出發(fā) 消費(fèi)者需求可分為兩種，一種是眼前的現(xiàn)實(shí)的需求，即對市場上已有產(chǎn)品的需求，另一種是潛在的需求。 2. 從挖掘產(chǎn)品功能出發(fā) 賦予老產(chǎn)品以新的功能、用途。例如，調(diào)光臺燈。3. 從提高新產(chǎn)品競爭力出發(fā) 除產(chǎn)品的質(zhì)量、功能以及市場的客觀需求外，也可采取一些策略來提高新產(chǎn)品的競爭力。例如，搶先策略；緊跟策略；最低成本策略。2022/7/2616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、成功率低、風(fēng)險(xiǎn)大、回報(bào)下降等壓力工業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)約有25%不成功，消費(fèi)新產(chǎn)品約30-35%不成功美

7、國一家咨詢公司報(bào)告：1/4新產(chǎn)品設(shè)想通過可行性分析，其中1/2被經(jīng)濟(jì)評估證明有價(jià)值，又只有1/3進(jìn)入試驗(yàn)階段，1/2進(jìn)入商品化階段，經(jīng)試銷3/4是成功，匯總起來，成功只占最初設(shè)想的1/64新產(chǎn)品失敗的三大關(guān)鍵原因：沒有潛在用戶和需求新產(chǎn)品與當(dāng)前的需求不匹配在營銷方面，特別是在將產(chǎn)品介紹給顧客的相互溝通方面的工作不得力2022/7/2617第二節(jié) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)階段產(chǎn)品設(shè)計(jì)關(guān)注點(diǎn)：顧客滿意設(shè)計(jì)、生產(chǎn)或運(yùn)作以及營銷部門必須緊密合作產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本要求設(shè)計(jì)出具有先進(jìn)技術(shù)水平的新產(chǎn)品保證新產(chǎn)品在制造時(shí)有良好的經(jīng)濟(jì)效果提高其標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化水平2022/7/2618新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的程序和內(nèi)容 設(shè)計(jì)的程序

8、一般分為三個(gè)階段，稱為“三段設(shè)計(jì)” :編制設(shè)計(jì)任務(wù)書技術(shù)設(shè)計(jì)工作圖設(shè)計(jì)是從總布置、零部件結(jié)構(gòu)，到工作圖紙完成，逐步加以具體化，前一階段是后一階段的基礎(chǔ)。2022/7/2619新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的程序和內(nèi)容 設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)任務(wù)書又稱技術(shù)任務(wù)書，是指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)文件。主要任務(wù)是對新產(chǎn)品進(jìn)行選型，確定最佳設(shè)計(jì)方案，合理選擇新產(chǎn)品的類型、 結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)原則，確定產(chǎn)品用途、技術(shù)要求及基本結(jié)構(gòu)。主要內(nèi)容包括：（1）產(chǎn)品的用途與使用范圍；（2）設(shè)計(jì)、試制新產(chǎn)品的理由及根據(jù)； （3）產(chǎn)品的技術(shù)性能、基本結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和技術(shù)參數(shù)； （4）國內(nèi)外同類型產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、成本價(jià)格等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較與分析 資料；（5）可行

9、性分析，包括人員及設(shè)備能力，關(guān)鍵技術(shù)及解決辦法。2022/7/2620新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的程序和內(nèi)容 技術(shù)設(shè)計(jì) 是設(shè)計(jì)、工藝和供應(yīng)工作的結(jié)合點(diǎn)，任務(wù)是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，確定新產(chǎn)品的具體結(jié)構(gòu)、技術(shù)條件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和零部件結(jié)構(gòu)、 尺寸等。主要內(nèi)容包括：（1）確定總體和部件的結(jié)構(gòu)、尺寸、配合關(guān)系和技術(shù)條件； （2 ）繪制產(chǎn)品總圖、部件裝配圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖、電氣系統(tǒng)圖、液壓系統(tǒng)圖、 冷卻系統(tǒng)圖等； （3）提出設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，包括結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度計(jì)算和經(jīng)濟(jì)分析； （4 ）確定詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、制造、驗(yàn)收條件和產(chǎn)品試制程序；（5）提出特殊外購件、協(xié)作件及特殊材料明細(xì)表；（6）采用新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)、新材料試驗(yàn)鑒定報(bào)告。

10、2022/7/2621新產(chǎn)品設(shè)計(jì)的程序和內(nèi)容 工作圖設(shè)計(jì) 是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)最后階段，任務(wù)是設(shè)計(jì)和繪制施工所需要的全套文件和使用的技術(shù)文件。具體內(nèi)容包括：（1）繪制圖紙：零件圖、部件圖、總圖、包裝圖以及安裝圖。（2 ）編制明細(xì)表：零件、通用件、標(biāo)準(zhǔn)件、外購件、材料、備品等明細(xì)表。（3）編制技術(shù)文件：產(chǎn)品制造、驗(yàn)收和交貨技術(shù)條件、產(chǎn)品使用維護(hù)說明書 及產(chǎn)品證明書。2022/7/2622產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本要求標(biāo)準(zhǔn)化：對產(chǎn)品的類型、性能、材質(zhì)、形狀、尺寸、精度、試驗(yàn)方法、驗(yàn)收及包裝要求等規(guī)定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)并加以貫徹執(zhí)行系列化：根據(jù)實(shí)際需要，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，在縮減同類產(chǎn)品種類和發(fā)展先進(jìn)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上把產(chǎn)品劃分為若干種品

11、種規(guī)格，以減少的品種規(guī)格來滿足社會(huì)多方面需要通用化：生產(chǎn)多種產(chǎn)品的企業(yè)將各種零部件尺寸、型式進(jìn)行合并簡化，使加工出的零部件能夠在不同類型和同一類型不同規(guī)格的產(chǎn)品中相互通用2022/7/2623產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本要求標(biāo)準(zhǔn)化 國家標(biāo)準(zhǔn)（代號“GB”）、專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（代號“ZB”）、和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。國際上一般通用的如國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO 。標(biāo)準(zhǔn)化對設(shè)計(jì)工作來說，主要是指產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和零部件標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是為產(chǎn)品型式、尺寸、主要性能參數(shù)、質(zhì)量指標(biāo)、檢驗(yàn)方法以至包裝、貯存、運(yùn)輸、使用、維修等方面制訂的標(biāo)準(zhǔn)。零部件標(biāo)準(zhǔn)是對通用程度 高，或需要量大的零部件規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。分兩種：一種是使用面廣，通用度高 的如緊固件、軸承等，

12、由國家或部門組織制訂標(biāo)準(zhǔn)，為標(biāo)準(zhǔn)件；一種是對在企業(yè)內(nèi)通用度高、需要量大的零部件，規(guī)定出標(biāo)準(zhǔn)，是企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件或稱“廠標(biāo)件”。2022/7/2624產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本要求 系列化是標(biāo)準(zhǔn)化的高級形式，將產(chǎn)品的主要參數(shù)、型式、尺寸、基本結(jié)構(gòu)等作出合理的安排與計(jì)劃，以協(xié)調(diào)同類產(chǎn)品和配套產(chǎn)品之間的關(guān)系。內(nèi)容一般可分為： （1）制訂產(chǎn)品基本參數(shù)系列產(chǎn)品的基本參數(shù)是基本性能或基本技術(shù)特性的標(biāo)志，是選擇或確定產(chǎn)品功能 范圍、規(guī)格、尺寸的基本依據(jù)。 （2 ）編制產(chǎn)品系列型譜 對基本參數(shù)系列限定的產(chǎn)品進(jìn)行型式規(guī)劃，把基型產(chǎn)品與變型產(chǎn)品的關(guān)系以及品種發(fā)展的總趨勢用圖表反映出來，形成一個(gè)簡明的品種系統(tǒng)表。 （3）產(chǎn)品的系列設(shè)

13、計(jì) 在系列內(nèi)選擇基型，對基型產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)或施工設(shè)計(jì)。橫向擴(kuò)展，設(shè)計(jì)全系列各種規(guī)格?？v向擴(kuò)展，設(shè)計(jì)變型系列。 2022/7/2625產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本要求 通用化 （1）含義 所謂通用化是指同一類型不同規(guī)格或不同類型的產(chǎn)品和裝備中，用途相同、結(jié)構(gòu)相近似的零部件，經(jīng)過統(tǒng)一以后，可以彼此互換的標(biāo)準(zhǔn)化形式。以互換性為前提，有兩層含義，即尺寸互換性和功能互換性。（2 ）目的 就是使零部件的尺寸、功能相同，可以互換代替，使通用零部件的設(shè)計(jì)以及工藝設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)與制造的工作量都得到節(jié)約，還能簡化管理、縮短設(shè)計(jì)試制周期。 （3）一般方法 找出具有共性的零部件，先把這些零部件作為通用件，以后根據(jù)情況有的還可以發(fā)

14、展成為標(biāo)準(zhǔn)件。2022/7/2626產(chǎn)品開發(fā)過程參與部門營銷部門 識別目標(biāo)市場并預(yù)測產(chǎn)品需求 研發(fā)部門 開發(fā)技術(shù)并設(shè)計(jì)產(chǎn)品 運(yùn)作部門 供應(yīng)商的選擇與制造流程的設(shè)計(jì) 財(cái)務(wù)、會(huì)計(jì)和信息系統(tǒng)部門 支持作用2022/7/2627產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原則和績效評價(jià)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和選擇應(yīng)該遵循的原則：設(shè)計(jì)用戶需要的產(chǎn)品（服務(wù)）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（考慮環(huán)保要求）2022/7/2628產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要考慮的因素標(biāo)準(zhǔn)化程度標(biāo)準(zhǔn)化的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)內(nèi) 容優(yōu)點(diǎn)1在存貨和制造中需要處理的零件種類更少2減少培訓(xùn)成本和時(shí)間3采購、處理及檢查程序更加常規(guī)

15、化4可按照清單訂購產(chǎn)品5產(chǎn)品能長期并自動(dòng)化生產(chǎn)6所需零件的減少證明執(zhí)行設(shè)計(jì)和改善質(zhì)量控制程序時(shí)所花的成本是合算的缺點(diǎn)1可能在設(shè)計(jì)仍有許多缺陷時(shí)就固化設(shè)計(jì)2變動(dòng)設(shè)計(jì)的高成本增加了改善設(shè)計(jì)的難度3產(chǎn)品缺乏多樣性導(dǎo)致對顧客的吸引力降低2022/7/2629產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要考慮的因素 (續(xù))大規(guī)模定制策略延遲差異化模塊化設(shè)計(jì)可靠性：產(chǎn)品是否能夠像產(chǎn)品的說明書中表明的那樣執(zhí)行預(yù)期的功能限制因素載荷量、溫度、濕度范圍、運(yùn)行程序和維修計(jì)劃提高可靠性的方法1改善零件設(shè)計(jì)2提高生產(chǎn)和裝配技術(shù)3改進(jìn)檢測4利用備用部件5改善防護(hù)維修程序6提高用戶受教育程度7改善系統(tǒng)設(shè)計(jì)2022/7/2630第三節(jié) 生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)與選擇生

16、產(chǎn)流程的分類按產(chǎn)品(Product-focused)進(jìn)行的生產(chǎn)流程 又稱流水線(Flow line)生產(chǎn)或?qū)ο髮I(yè)化生產(chǎn)，適用于大批量生產(chǎn)類型Eg:離散型制造企業(yè)的汽車裝配線、電視機(jī)裝配線連續(xù)型制造企業(yè)一般都是按產(chǎn)品組織的生產(chǎn)流程。關(guān)鍵問題是生產(chǎn)線的平衡 工作流程原材料或顧客制成品工作地1工作地2工作地32022/7/2631生產(chǎn)流程的分類 (續(xù))按加工路線(Process-focused)進(jìn)行的生產(chǎn)流程每種產(chǎn)品的工藝路線都可能不同又稱為工藝專業(yè)化生產(chǎn)，適用于多品種中小批或單件生產(chǎn)類型按項(xiàng)目(Project)進(jìn)行的生產(chǎn)流程并行作業(yè)與順序作業(yè)交叉進(jìn)行，適用于單項(xiàng)目組織生產(chǎn)Eg：拍一部電影、組織一

17、場音樂會(huì)、蓋一座大樓2022/7/2632產(chǎn)品流程矩陣(Product-process matrix) 產(chǎn)品流程矩陣最初由哈耶(Hayes)和韋瑞特(Wheelwright)提出來的 柔性單位成本連續(xù)生產(chǎn)大量生產(chǎn)成批生產(chǎn)單件生產(chǎn)大批量標(biāo)準(zhǔn)化（）有限品種大批（）多品種小批量（）單件非標(biāo)準(zhǔn)化（） 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)生產(chǎn)流程單一項(xiàng)目重型機(jī)器中型機(jī)器食品加工自動(dòng)裝配汽車化工、造紙制糖、面粉高低損失應(yīng)變能力喪失高效率2022/7/2633影響生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)的主要因素 產(chǎn)品/服務(wù)的需求性質(zhì)自制外購決策生產(chǎn)柔性產(chǎn)品/服務(wù)質(zhì)量水平接觸顧客的程度2022/7/2634生產(chǎn)流程選擇決策 對象專業(yè)化形式，大量生產(chǎn)對象專業(yè)化形式

18、，大量生產(chǎn)成組生產(chǎn)單元工藝專業(yè)化形式批量品種ABCDO定性分析示意圖品種產(chǎn)量變化與生產(chǎn)單位形式的關(guān)系2022/7/2635生產(chǎn)流程選擇決策 (續(xù)) 生產(chǎn)流程選擇、產(chǎn)量和費(fèi)用之間的關(guān)系產(chǎn)量（萬件）工藝式費(fèi)用（萬元）225111500 10 25對象式成組式從經(jīng)濟(jì)上分析固定費(fèi)用2022/7/2636生產(chǎn)流程選擇決策 (續(xù)) 經(jīng)營杠桿（0perating leverage)產(chǎn)量（萬件）銷售收入費(fèi)用（萬元）EP2對象式成組生產(chǎn)單元0EPEP12022/7/2637第四節(jié) 并行工程產(chǎn)品開發(fā)組織的新方法一、串行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法需求概念設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)裝配設(shè)計(jì)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)試制弊?。焊飨掠尾块T所具有的知識難以加入早期設(shè)計(jì)。各部門之間難溝通；設(shè)計(jì)改動(dòng)量大；各部門對其他部門能力和需求缺乏理解，目標(biāo)和評價(jià)的差異和矛盾,降低了產(chǎn)品整體開發(fā)過程的效率。產(chǎn)品開發(fā)周期長；產(chǎn)品成本高。2022/7/2638二、并行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法并行工程是一種產(chǎn)品開發(fā)各階段人員共同參與，采用并行、一體化方法處理產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其相關(guān)的工藝過程，包括制造過程和支持過程活動(dòng)的系統(tǒng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法。需求概念設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)裝配設(shè)計(jì)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)試制2022/7/2639產(chǎn)品設(shè)計(jì)不同階段具有不同的考慮因素和相應(yīng)的措施需求階段設(shè)計(jì)階段營銷階段制造階段使用階段終止階段綠色制造工業(yè)工程價(jià)值工程DFMDFACADGT等顧客參與