生產(chǎn)及運作管理(產(chǎn)品設(shè)計)課件

1、第三章 產(chǎn)品設(shè)計 7/29/2022第1頁，共52頁。 一、產(chǎn)品開發(fā)程序 可分為四個階段： 1、預(yù)先研究或產(chǎn)品選擇階段 2、設(shè)計性試制階段 3、生產(chǎn)性試制階段 4、試生產(chǎn)階段 7/29/2022第2頁，共52頁。 二、 產(chǎn)品設(shè)計的組織方式 （一）兩種不同的產(chǎn)品開發(fā)模式 1、串行工程(SE, sequential engineering) 串行工程是指產(chǎn)品開發(fā)各階段是由企業(yè)內(nèi)不同職能部門的人員依次進(jìn)行的。見圖3-1(a) 在傳統(tǒng)的串行工程的產(chǎn)品開發(fā)模式中，產(chǎn)品設(shè)計過程與制造加工過程脫節(jié)使產(chǎn)品的可制造性、可裝配性和可維護(hù)性較差，從而導(dǎo)致設(shè)計改動量大、產(chǎn)品開發(fā)周期長、產(chǎn)品成本高和產(chǎn)品質(zhì)量難以保證，甚

2、至有大量的設(shè)計無法投入生產(chǎn)，從而造成了人力和物力的巨大浪費。 7/29/2022第3頁，共52頁。 預(yù)先研究或產(chǎn)品選擇階段設(shè)計性試制階段生產(chǎn)性試制階段試生產(chǎn)圖3-1(a) 串行工程預(yù)先研究或產(chǎn)品選擇階段設(shè)計性試制階段生產(chǎn)性試制階段試生產(chǎn)圖3-1(b) 并行工程7/29/2022第4頁，共52頁。7/29/2022第5頁，共52頁。 2、并行工程（CE， concurrent engineering） 并行工程是指集成地、并行地設(shè)計產(chǎn)品和其零部件及相關(guān)過程的一種系統(tǒng)方法。這種方法要求產(chǎn)品設(shè)計人員與其他人員一起工作，在產(chǎn)品設(shè)計開始就考慮產(chǎn)品整個生命周期中從概念形成到設(shè)計、制造和使用全過程的所有因素

3、，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計劃和用戶要求等。 并行工程實際上是一種團(tuán)隊工作方式，強(qiáng)調(diào)設(shè)計過程的系統(tǒng)性、平行性。并行工程大大縮短了產(chǎn)品開發(fā)和準(zhǔn)備時間，有利于降低成本、提高質(zhì)量、增強(qiáng)企業(yè)的競爭力。見圖3-1(b)。7/29/2022第6頁，共52頁。 并行設(shè)計產(chǎn)品功能環(huán)境保護(hù)可靠性顧客滿意質(zhì)量保證可裝配性可制造性圖3-2 并行設(shè)計要考慮的因素7/29/2022第7頁，共52頁。 并行工程的特點： （1）分布式的組織結(jié)構(gòu)，將組織結(jié)構(gòu)從層次式轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫媸?基本組織結(jié)構(gòu)：產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊 （2）集成化的產(chǎn)品設(shè)計、制造、經(jīng)銷過程 既注重企業(yè)內(nèi)部的集成，又知識與外部供應(yīng)商、用戶、經(jīng)銷商等的集成。 （3）強(qiáng)調(diào)人的作用

4、的管理體制 并行工程實質(zhì)上是合作、協(xié)同的過程，人的相互合作與協(xié)同是最重要的。7/29/2022第8頁，共52頁。 開發(fā)小組質(zhì)量人員環(huán)保人員供應(yīng)商顧客 營銷員設(shè)計人員制造人員圖3-3 集成產(chǎn)品設(shè)計團(tuán)隊7/29/2022第9頁，共52頁。 三、DFX （designing for x)技術(shù) 產(chǎn)品設(shè)計是企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)的重要環(huán)節(jié)。產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)遵循以下原則： 設(shè)計顧客需要的產(chǎn)品； 設(shè)計可制造性強(qiáng)的產(chǎn)品； 設(shè)計綠色產(chǎn)品 根據(jù)這些原則，目前產(chǎn)品設(shè)計的新思路有：面向顧客的設(shè)計、面向可制造的設(shè)計、面向環(huán)境的設(shè)計，簡稱DFX（designing for X）技術(shù)。 DFC系列方法的提出為企業(yè)降低生產(chǎn)成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)

5、周期，提高企業(yè)效益提供了一條可行之路。 7/29/2022第10頁，共52頁。 1、面向顧客的設(shè)計(DFC, designing for customers) （1）質(zhì)量功能配置（QFD, quality function deployment ） 運用這種方法，可以將顧客的要求轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品設(shè)計和工程設(shè)計特征，并配置到產(chǎn)品制造過程的各工序和生產(chǎn)計劃中，從而保證最終產(chǎn)品最大限度地滿足用戶的要求。 經(jīng)驗表明，運用此法可使成本消減50%，開發(fā)時間縮短30%。 7/29/2022第11頁，共52頁。 質(zhì)量功能配置（QFD）的基本思想是傾聽用戶的意見和要求，用一種邏輯的體系去確定如何最好的通過可能的渠道實

6、現(xiàn)這些要求。這個邏輯體系就是質(zhì)量屋的傳遞過程。 7/29/2022第12頁，共52頁。 圖3-2 質(zhì)量功能展開的結(jié)構(gòu)7/29/2022第13頁，共52頁。 圖3-3 質(zhì)量屋的傳遞過程7/29/2022第14頁，共52頁。顧客要求易于關(guān)閉山坡上能停住易于打開不漏雨隔音效果好重要程度技術(shù)性能6363452762775332XXXXX相關(guān):強(qiáng)烈正相關(guān)正相關(guān)負(fù)相關(guān)強(qiáng)烈負(fù)相關(guān)X*競爭性評估X = 我們A = 競爭者 AB = 競爭者 B(5分最好) 1 2 3 4 5XABX ABXABA X BX AB重要度:強(qiáng)烈 = 9中等= 3小 = 1目標(biāo)值技術(shù)評估（5最好）54321BAXBAXBAXBXAB

7、XABAX對顧客的需要防水性能降低能量等級到7.5 ft/lb保持現(xiàn)有等級將力量減小到9lb降低能量等級到7.5ft/lb保持現(xiàn)有等級保持現(xiàn)有等級圖3-4 轎車門的質(zhì)量質(zhì)量矩陣-質(zhì)量屋隔音性開門用力水平止動力門條密封性關(guān)門用力7/29/2022第15頁，共52頁。 （2）價值工程（VE, value engineering） 價值工程(VE)是通過對產(chǎn)品功能和費用的系統(tǒng)分析，尋求功能與成本之間的合理匹配，以最低的壽命周期成本，可靠地實現(xiàn)產(chǎn)品必要功能，最大限度提高產(chǎn)品價值的有組織的活動。 在產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)用價值工程，可以將產(chǎn)品的過剩功能和不必要的成本費用及時地消除在產(chǎn)品設(shè)計階段，從而取得最佳的產(chǎn)品

8、設(shè)計效果。價值工程的基本關(guān)系是： F 價值V= C 式中， V價值 F產(chǎn)品功能 C壽命周期成本 價值是指某一事物（產(chǎn)品、零件、工序、服務(wù)）的功能（或效用）與獲得此種功能所支付的成本（或耗費）之間的比例。 功能是指某一事物（產(chǎn)品、零件、工序、服務(wù)）的具體用途和作用。成本是指為獲得功能所支付的總費用，它包括產(chǎn)品壽命周期的全部費用，即生產(chǎn)費用與使用費用之和。7/29/2022第16頁，共52頁。提高產(chǎn)品價值的途徑： 功能不變，降低成本 F ， C V 成本不變，提高功能 C，F(xiàn) V 提高功能，降低成本 C，F(xiàn) V 成本略有提高而功能有較大改善 C，F(xiàn) V 功能稍有下降而成本大幅度下降 C ，F(xiàn) V7

9、/29/2022第17頁，共52頁。 價值工程的特點 1、以提高產(chǎn)品價值為目的 2、以功能分析為核心 3、是一種有組織有領(lǐng)導(dǎo)的活動 7/29/2022第18頁，共52頁。 價值工程的一般程序如下： 1、選擇價值工程的對象； 2、收集對象的有關(guān)資料； 3、功能分析； 4、成本分析； 5、價值分析； 6、提出改進(jìn)的方案，并實施改進(jìn)措施。7/29/2022第19頁，共52頁。價值工程的工作程序價值工程工作階段設(shè)計程序工作步驟價值工程對應(yīng)問題基本步驟詳細(xì)步驟準(zhǔn)備階段制定工作計劃確定目標(biāo)1.對象選擇1.這是什么?2.信息搜集分析階段規(guī)定評價(功能要求事項實現(xiàn)程度的)標(biāo)準(zhǔn)功能分析3.功能定義2.這是干什么

10、用的?4.功能整理功能評價5.功能成本分析3.它的成本是多少?6.功能評價4.它的價值是多少?7. 確定改進(jìn)范圍創(chuàng)新階段初步設(shè)計(提出各種設(shè)計方案)制定改進(jìn)方案 8.方案創(chuàng)造5.有其它方法實現(xiàn)這一功能嗎?評價各設(shè)計方案，對方案進(jìn)行改進(jìn)、選優(yōu)9.概略評價6.新方案的成本是多少?10.調(diào)整完善11.詳細(xì)評價書面化12.提出提案7.新方案能滿足功能要求嗎?實施階段檢查實施情況并評價活動成果實施評價成果13.審批8.偏離目標(biāo)了嗎?14.實施與檢查15.成果鑒定7/29/2022第20頁，共52頁。VE對象選擇1.選擇產(chǎn)品作為VE對象的一般原則主要是根據(jù)本企業(yè)的發(fā)展方向，經(jīng)營目的，存在的問題，薄弱環(huán)節(jié)，

11、以提高生產(chǎn)率，提高質(zhì)量，降低成本，提高價值和提高經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)。市場方面：選擇用戶意見大、退貨索賠多、競爭力差、銷售量下降或市場占有率低的產(chǎn)品。設(shè)計方面：選擇結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造型不好、性能差、技術(shù)落后、設(shè)計存在嚴(yán)重缺陷的產(chǎn)品。生產(chǎn)制造方面：選擇產(chǎn)量大、工序煩瑣、工藝復(fù)雜、工裝落后、廢品率高的產(chǎn)品。成本方面：選擇成本高、利潤低的產(chǎn)品或在成本構(gòu)成中比重大的產(chǎn)品。7/29/2022第21頁，共52頁。2. 選擇零部件作為VE對象的方法（1）A.B.C.分析法基本原理：處理任何事情都要分清主次輕重，區(qū)別關(guān)鍵的少數(shù)和次要的多數(shù)，根據(jù)不同情況進(jìn)行分析。是應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計分析方法來選擇對象，即按局部成本在總成本中所占

12、比重的大小來選擇對象。通過成本分析發(fā)現(xiàn)：占零件數(shù)10%左右的零件，其成本往往占整個產(chǎn)品的6070%，這類零件歸入A類；占零件數(shù)20%左右的零件，其成本也占整個產(chǎn)品的20%，這類零件歸入B類；占零件數(shù)70%左右的零件，其成本僅占整個產(chǎn)品的1020%，這類零件歸入C類。占零件總數(shù)（%）0 20 40 60 80 100占總成本（%）20 40 60 80 100ABC70%90%7/29/2022第22頁，共52頁?！纠恐行彤惒诫妱訖C(jī)成本ABC分類計算序號零部件名稱件數(shù)累計零部件成本累計分類件數(shù)%金額（元）%1定子線圈112.27556.00556.0021.85A類2轉(zhuǎn)子沖片124.55548

13、.871104.8743.423定子沖片136.82521.781626.6563.934端 蓋149.09196.941823.5971.675機(jī) 座1511.36174.841998.4378.54B類16定子壓圈11636.36502417.9695.0517軸承內(nèi)蓋11738.64202437.9695.82C類44M12墊圈1441000.022544.421007/29/2022第23頁，共52頁。ABC分析曲線ABC成本累計（%）零件數(shù)累計（%）71.6795.051009.09 36.36 100步驟：a. 將零部件按成本大小依此排隊b.根據(jù)零件排隊的累計件數(shù)，求出占全部零件總

14、數(shù)的百分比c.根據(jù)零件累計成本，求出占總成本的百分比d.將全部零件劃分為ABC三類e.首先以A類，其次再以B類為VE對象7/29/2022第24頁，共52頁。（2）強(qiáng)制確定法 (FD法，F(xiàn)orced decision method)又稱價值系數(shù)判別法基本思想產(chǎn)品的每一個零部件成本應(yīng)該與該零部件功能的重要性相稱FD法相關(guān)的系數(shù)7/29/2022第25頁，共52頁。步驟a.求出每個零件的功能評價系數(shù)b.求出每個零件的成本系數(shù)c.求出每個零件的價值系數(shù)d.將價值系數(shù)1或價值系數(shù)1或價值系數(shù)1的零部件列為VE的對象7/29/2022第30頁，共52頁。功能分析是價值工程的核心，是對VE對象的總體及其組

15、成部分的功能進(jìn)行系統(tǒng)地分析，通過功能與成本的匹配關(guān)系計算對象價值大小，確定改進(jìn)對象的過程。功能分析一般包括：功能定義、功能整理、功能評價功能分類 （1） 基本功能和輔助功能（按重要程度分） （2）使用功能和美學(xué)功能（按功能性質(zhì)分） （3）上位功能和下位功能（目的功能和手段功能）（承擔(dān)任務(wù)） （4）總體功能和局部功能（按范圍） （5）必要功能和不必要功能（按用戶要求）價值工程的核心內(nèi)容即著重功能分析，需要專業(yè)技術(shù)人員。 功能分析與評價7/29/2022第31頁，共52頁。 功能的分類： 功能 是指產(chǎn)品的具體用途和作用。 按照功能的重要程度可劃分為： 1、基本功能 是產(chǎn)品的主要功能，是實現(xiàn)產(chǎn)品使用

16、價值必不可少的功能。如手表的基本功能是顯示時間。 2、輔助功能 是對實現(xiàn)基本功能起輔助作用的功能，常表現(xiàn)為實現(xiàn)基本功能的某些手段。如手表除顯示時間外，還有防水、防磁、防震等輔助功能。 按照功能的特點可劃分為： 1、使用功能 是指產(chǎn)品在使用過程中所具備的功能，即指產(chǎn)品的實際用途和使用價值。 2、外觀功能 是指為滿足用戶的美學(xué)欣賞，外觀要求而使之樂于購買的功能。 有的產(chǎn)品只有使用功能，如地下管道。有的則主要是外觀功能，如工藝品。一般的產(chǎn)品則二者兼而有之。 7/29/2022第32頁，共52頁。 上述幾種功能中，基本功能和使用功能是必要的功能，而輔助功能和外觀功能，則有的屬于必要功能，有的屬于不必要

17、功能。 區(qū)分哪些是必要功能，哪些是不必要功能，消除不必要功能，即可以是用戶避免支付不必要的費用，就可以增強(qiáng)產(chǎn)品的競爭力。7/29/2022第33頁，共52頁。一、功能定義功能定義： 就是指出產(chǎn)品或零部件的本質(zhì)屬性，也就是說把對象或產(chǎn)品所具有的效用，逐一加以區(qū)分和限定。功能定義的目的：準(zhǔn)確把握產(chǎn)品功能的本質(zhì)，滿足用戶的需要。功能是設(shè)計的依據(jù)開拓設(shè)計思想便于功能評價 功能分析與評價作用：7/29/2022第34頁，共52頁。功能定義的方法用動詞和名詞把功能簡潔地表達(dá)出來 定義對象功 能主語(名詞)謂語(動詞)賓語(名詞)手表杯子電線傳動軸機(jī)床日光燈指示盛傳遞傳遞切削照時間水電流扭矩工件明7/29/

18、2022第35頁，共52頁?！纠勘仄苛慵墓δ芏x序號零件名稱功能定義1底 托支承容器底部 減振2三 眼容納支承件 調(diào)節(jié)支承位置3瓶 底支承支承構(gòu)件 形成外觀 保護(hù)容器 方便裝配4筒 襯方便裝配5鉚 釘固定構(gòu)件6提 把方便使用 形成外觀7鐵 筒保護(hù)容器 連接支承構(gòu)件 形成外觀8瓶 膽貯水 防止熱對流 防止熱傳導(dǎo) 防止熱輻射9瓶 肩保護(hù)容器 容納支承構(gòu)件 支承防塵罩 方便裝配 形成外觀10瓶 蓋防塵 形成外觀11口 圈支承容器頸部 12瓶 嘴容納支承件 形成外觀 保護(hù)容器 減振13瓶 塞防塵 防止熱對流 防止熱傳導(dǎo)7/29/2022第36頁，共52頁。二、功能整理功能整理 就是按照一定的邏輯

19、體系，把各個構(gòu)成要素的功能相互連接起來，繪制功能系統(tǒng)圖，從局部功能和整體功能的相互關(guān)系上分析研究問題，以便掌握必要功能，發(fā)現(xiàn)和消除不必要功能，明確功能改善區(qū)域。功能整理的目的掌握必要的功能發(fā)現(xiàn)和消除不必要的功能審查功能定義的正確性明確功能區(qū)域明確變革的著手點7/29/2022第37頁，共52頁。 螺旋千斤頂： 搬力桿、升降絲杠、支承座 7/29/2022第38頁，共52頁。 頂起重物升降絲杠旋轉(zhuǎn)絲杠施加搬力目的（上位功能）手段目的（上位功能）手段目的（上位功能）手段（下位功能）螺旋千斤頂功能系統(tǒng)圖7/29/2022第39頁，共52頁?！澳康氖侄巍钡年P(guān)系繪制功能系統(tǒng)圖： F11 F1 F12 (

20、功能區(qū)域1) F13F0 F21 F2 (功能區(qū)域2) F22目的 手段 目的 手段上位功能是目的，下位功能是手段。7/29/2022第40頁，共52頁。 功能評價功能評價：就是對已明確的具體功能和功能領(lǐng)域進(jìn)行數(shù)量化，定量地評價功能價值，進(jìn)一步確定功能改善的具體目標(biāo)。它的價值是多少?功能成本分析.它的成本是多少? 功能評價選擇對象區(qū)域功能評價7/29/2022第41頁，共52頁。功能評價步驟確定功能值F確定成本值C計算價值V確定目標(biāo)成本并計算功能費用改善期望值C-F；選擇V低，C-F大的功能或功能區(qū)域，作為VE對象。功能評價的目的制訂目標(biāo)成本選擇低價值功能區(qū)7/29/2022第42頁，共52頁

21、。功能評價系數(shù)法 主要特點是：用功能系數(shù)度量功能大小，用成本系數(shù)度量成本大小。由于功能與成本都用相對數(shù)表示，故稱為相對值法。7/29/2022第43頁，共52頁。三種情況V=1，實現(xiàn)功能的現(xiàn)實成本與目標(biāo)成本相符合，理想情況；V1，先檢查功能是否恰當(dāng)，再檢查成本低的原因，如由功能不足造成，應(yīng)提高功能。7/29/2022第44頁，共52頁。零部件功能重要性系數(shù)現(xiàn)實成本成本系數(shù)價值系數(shù)=/ ABCDE0.270.180.180.3707.04.02.01.80.2合計1.0015.0價值系數(shù)計算表0.470.270.130.120.011.000.570.671.383.0807/29/2022第45頁，共52頁。價值評價：V=1或1，表明功能比重與成本比重相平衡，匹配合理，一般無需改進(jìn)；V1，表明功能比重大于成本比重。其原因可能有：（1）現(xiàn)有成本太低，應(yīng)適當(dāng)增加成本，使V1；（2）存在過剩功能，應(yīng)剔除多余功能。7/29/2022第46頁，共52頁。2、面向可制造可裝配性的產(chǎn)品設(shè)計(DFMA) 產(chǎn)品設(shè)計除了考慮顧客的需求外，還要考慮企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)制造條件是否能實現(xiàn)設(shè)計要求、是否可制造、加工是否方便與可行、能否裝配等問題。這些問題就是面向制造設(shè)計（DFM，designing for manufacturing）和面向裝配設(shè)計（DFA, des