第三章企业的研究与开发

1、第二篇第二篇 生产运作系统的设计生产运作系统的设计第三章 企业的研究与开发（R&D）Research and Development 指企业的新产品和产品生产技术的研究开发。第一节第一节 研究与开发研究与开发一、现代企业中的研究与开发（一）R&D“对企业未来的投保”（二）R&D的分类和特征（1）基础研究（basic research, fundamental research）（2）应用研究（applied research）（3）开发研究（development research）?企业化研究：用途研究、新产品研究、工艺研究、改良研究（三）企业R&D的性质和主

2、要内容? 企业的R&D可以一般地理解为一种利用自然科学知识进行有特定目的的探索或创造行为，也可以将其理解为实现企业经营目标的经济行为。? 企业的R&D主要包括两大内容：新产品开发和新技术开发。新产品开发是企业生产运作战略和竞争策略的核心。产品开发和技术开发二者相辅相成，缺一不可。二、企业研究与开发中的基本决策问题及其管理?基本决策问题：基本决策问题：?R&D领域的选择、 R&D方式的选择、 R&D投资规模和费用范围的确定以及R&D评价；?管理：?R&D的组织、费用管理、人员、日程安排、专利等。（一）（一）R&D领域的选择领域的选择

3、?目的：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、决定对新产品、新事业的各种机会进行探索的基本方针。（1）现有技术、现有市场（2）新技术、现有市场（3）现有技术、新市场（4）新技术、新市场图3-1 R&D领域选择的类型市场风险增加现有市场新市场现有技术新技术技术风险增加（二）R&D方式的选择1.独立研究开发方式2.委托开发方式3.共同研究开发方式（三）R&D规模和费用范围的决定?R&D规模指投入R&D活动中的资源的数量或比率，资源主要指研究费用和研究人员（这里主要指费用）。投入资源需要从市场竞争的必要性和企业能力两方面考虑，再参照企业长期

4、经营目标、发展规划以及速率等来确定适当的费用规模。（1）定率法与销售总额的固定比率；（2）定额法（3）比较法与竞争对手相比较确定；（4）经济评价法预测R&D可能的全部收益来确定费用。（四）R&D的评价1.评价标准评价标准表3-1 R&D的评价标准标准类别具体内容技术评价成功的可能性、可靠性、操作性能、结构、技术的前向和后向联系生产评价合理的制造工艺、材料的有效利用、大规模生产的可能性、标准化的可能与限度财务评价研究和生产成本、潜在的发展、与R&D相关的投入资本和经济效益等市场评价产品的独创性和新颖性、价格、质量、性能、预期的市场规模与竞争、市场的稳定性等管理评价

5、产品的预期寿命、对企业经营目标的贡献度、所需的人才、设备等其它资源、整个R&D战略计划的平衡等2评价的实施方法评价的实施方法（1）R&D开始前的评价?事先估计项目对企业贡献及其成功率，以此为依据来判断是否有投入的价值和如何投入。（2）R&D过程中的评价?先评价实际成绩，然后对未来作出新的安排。（3）R&D结束时的评价?目的是检验和预测R&D的结果和效益。（4）跟踪评价?R&D结束后数年进行，以评价成果对企业经营发展、研究费用的回收以及研究人员的成长等所起的作用。（五）R&D的管理?R&D的计划和进度管理通常采用项目管理方式，以下介

6、绍费用、组织和专利的管理。1R&D费用的管理事前计划如何分配R&D费用？中间控制费用是否被有效利用了？事后分析R&D结果的经济性如何？图3-2 R&D费用的管理模式2R&D的组织? R&D组织机构的设置取决于企业的规模和管理体制，有集中、分散、纵向和横向组织的问题，还有一种灵活的研究组织“团队”（Team work）。3并行工程在R&D中的应用（Concurrent Engineering）（1）（2）（3）（4）（5）（b） 并行工程开发过程图3-3并行工程的概念示意图产品规划开发部门技术开发部门设计部门工艺、生产部门，外协企业营销部门

7、、服务部门（a） 历来的顺序开发过程（1）（2）（3）（4）（5）4专利管理专利管理1）目的：进行技术预测，避免重复研究和重复投资，防止专利纠纷。2）两个主要职能：（1）收集和管理专利情况（指与知识产权有关的各种情报）（2）使企业的R&D成果专利化? 目的是控制和垄断技术和产品市场，提高经济价值。a进行专利调查（技术调查和权利调查）b对新发明或实用新案的专利性进行评价和提出申请c对已申请注册的专利进行保护与管理d分析研究如何选择专利的使用方式?对无形资产不太可能用专利来保护，可以用商标来保护。三、新产品开发策略三、新产品开发策略（一）新产品的概念1新产品种类：?（1）全新产品 （2）改

8、进新产品 （3）换代新产品 （4）本企业新产品2新产品发展方向：?（1）多能化 （2）复合化 （3）小型化、轻便化 （4）智能化、知识化 （5）艺术化、品味化（二）新产品开发的动力模式1技术导向型：采用“技术 生产市场”的模式，将研究结果推向市场；2市场导向型：采用“市场 研究与开发 生产市场”的模式将市场需求带入研究。（三）新产品开发策略（1）从消费者需求出发（2）从挖掘产品功能出发（3）从提高新产品竞争力出发： 抢先策略，紧跟策略；低成本策略抢先策略，紧跟策略；低成本策略 。第二节 产品开发过程一、新产品开发过程一、新产品开发过程?新产品构想及方案的产生 方案选择 开发设计生产。（一）新产

9、品构想及方案的产生?构想来源可来自企业外部和内部。构想来源可来自企业外部和内部。（1）人的创造性?人的创造性的三个基本条件：知识和智力；想象力；进取心。（2）技术预测，常用“德尔菲法（Delphi）”?一般分四轮进行：?第一轮：发给专家的第一轮调查表不带任何框框，只提预测问题。预测领导小组对专家填写后寄回的调查表进行汇总整理，合并同类事件，排除次要事件。用准确术语提出一个事件一览表，并作为第二轮调查表发给每个专家。?第二轮：专家对第二轮调查表所列的每个事件作出评价，并阐明理由。领导小组对专家意见进行统计处理。?第三轮：根据第二轮统计材料，专家再一次进行判断和预测，并充分陈述理由。有些预测在第三

10、轮时仅要求持异端意见的专家充分陈述理由。这些依据往往对其他成员重新判断产生影响。?第四轮：在第三轮统计结果基础上，专家们再次进行预测。根据领导小组要求，有的成员要重新作出论证。?一般通过四轮反复，专家们意见就可以相当协调一致。?对专家判断结果进行分析和处理是德尔菲法预测的最后阶段，处理的方法取决于预测问题类型。?通过技术预测来预测未来产品会采用什么技术。（3）有组织的R&D工作（二）新产品的开发与设计?开发阶段：?产品构想及方案确定后，对新产品的原理、构造、材料、工艺过程以及新产品的性能指标、功能、用途等方面作仔细的研究，对其中关键技术进行研究和试制，进一步确认和修改技术构思。?设计阶

11、段：?确定新产品的基本结构、参数和技术经济指标，制定产品技术规格等，产品基本定型。（三）新产品的生产准备及生产（三）新产品的生产准备及生产?首先对开发设计阶段的结果进行评价，决定投产后开始进行生产准备，进行工艺设计、工夹具设计和技术文件准备等。必要时还应该进行样品试制或批量生产及市场试销然后进入生产了阶段。亦可以将新产品投放市场后对初期市场跟踪调查，并反馈调查结果，包括在新产品的开发程序内。二、产品与生产工艺技术的同时开发二、产品与生产工艺技术的同时开发?生产工艺技术是指生产产品的方法，其中包括加工路线、方法、决窃、工艺参数和质量标准等。?采用团队工作方式。三、产品开发与服务设计的同时重视三、

12、产品开发与服务设计的同时重视完整的产品=产品+必要的服务四、价值工程在新产品设计中的应用四、价值工程在新产品设计中的应用（一）价值工程概述1）价值工程定义价值工程（Value Engineering）是以最低的寿命周期费用，可靠地实现必要的功能着重于产品或作业功能分析的有组织的活动。（1）目标：提高价值?V=F/C?V价值?F功能（必要的：不多、不少）?C费用（寿命周期费用）（2）方法上的特征功能分析（3）活动领域上的特征 侧重于产品的研究设计阶段。图3-4 产品成本-功能关系图产品寿命周期调研设计制造使用生产费用C1使用费用C2寿命周期费用C成本 CF 功能CMinC1C2CF0FC=C1+

13、C2F0必要功能Cmin必要功能时成本若现实功能和费用分别为和，则A=成本可降低幅度；B=功能可提高幅度。FC?minCC ?FF?02）工作程序）工作程序对象的选择情报的收集功能分析试验方案评价与选择提改进方案提案审批、实施分析发现问题阶段解决问题阶段图3-5 价值工程工作程序（二）价值工程对象的选择（二）价值工程对象的选择?对国计民生影响大的产品；?需求量大的产品；?正在研制即将投入市场的新产品；?竞争激烈的产品；?用户意见大，急需改进的产品；?成本高、利润少的产品；?结构复杂、技术落后、工序繁多、工艺落后、原材料品种多、紧缺资源耗用量大的产品。（三）情报收集（三）情报收集要求准确、可靠、

14、及时、全面。（四）功能分析?找出实现所需功能的最优方案，达到保证必要功能，满足用户要求，提高产品价值的目的。1功能定义用简明准确的语言描述产品或零件的功能。2功能分类按相互关系分为上下位功能和并列功能，上位功能是目的、下位功能是手段。图3-6 平口虎钳功能组成夹紧工件压紧钳部施加力矩上（目的）下（手段）下（手段）上（目的）图3-7 车床功能组成车削工件夹紧工件旋转工件夹紧刀具送进刀具3功能分析系统技术方法功能分析系统技术方法? 按照用户对产品功能要求，排出基本功能，并把其中最基本的排列在左端，叫做最上位功能。? 逐个明确功能之间的关系（上、下位关系，并列关系）。? 画出功能系统图图3-8 功能

15、系统图根据功能系统图构思产品的结构和形状FFFFFFFFFFFFF（功能区1）（功能区2）（功能区3）（五）功能评价（五）功能评价? 在功能系统图的基础上用V=F/C这个公式计算出各个功能（或功能区）的价值系数（功能价值），进而选择出功能价值低，改善期望值大的功能（功能区）采取措施加以改善，以提高其价值。功能价值系数的确定功能价值系数的确定1功能评价系数的确定? 功能的功能评价系数， 功能的得分， 与功能并列的功能数。确定的方法：直接评分法，强制决定法， 0-4打分法等。2零件成本系数的计算。? 零件的成本系数， 零件的目前成本， 与 零件并列的零件数。3功能价值系数的确定。? 零件的功能价值

16、系数,=1 无需作为对象?1 具体分析?niiiiffFI1iFIifi?niiiiCCCI1iiiCIFIVI/?iniifICIiCiiiniVIiiVIiVIiVI（六）方案的制定1方案的创造?头脑分暴法、哥顿法、检核表示法（这个零件能不能取消？功能能不能合并或分开？机构或形状能不能改变？ 加工公差能否放宽？ 有无替代品或替代材料？）?将设想进行归纳整理。2方案的评价?技术平价、经济评价、社会评价、综合评价。第三节 服务业产品设计一、服务兰图和故障预防一、服务兰图和故障预防?服务过程设计工具流程图（服务兰图），其中用点划线区分服务中与顾客高度接触的方面和那些不为顾客所见的活动。?为保障实

17、际过程与设计相吻合，应用防故障程序（Poka-yokes，日语“避免错误”译音） 防止因必然错误导致服务欠缺的措施。大致分为警示方式、物理的或可见的接触方式。以及3T（Task, Treatment, Tangible features）的技术任务完成情况，对顾客的态度、服务设施的可接触特征或环境特点，最后服务业的 Poka-yokes经常用于对顾客和生产者（服务员）双重的故障预防。故障：未注意到顾客的到来故障：诊断错误Poka-yoke：用一条铃链提示 Poka-yoke：配备高科技检测表顾客的到来。如专家系统和诊断仪。故障：顾客忘了修理的要求。故障：顾客难于将毛病请清楚 。故障：帐单高度模

18、糊。Poka-yoke：给顾客送九五折优惠卡。 Poka yoke：设检修顾问，帮助顾客澄清毛病。 Poka yoke：复印或重新开一份清晰的账单给顾客。图3-9 典型汽车修理运作的服务兰图是顾 客 电话 预 约修理顾 客驱 车抵达顾 客详 述毛病顾 客同 意修理顾 客 等候 或 离开现场顾 客付款顾 客离开修 理 部安 排 预约接 待顾客获 得 车辆信息细 节 问题诊断费 用 和时 间 估计安 排 并进 行 必要工作检 查工作清 洗车辆通 知顾客准 备 顾客帐单等 候 完成 提 供服务取车顾客活动服 务人 员工作汽车修理厂里的修缮工作内部计算工作初 步 诊 断起 因 清 楚？否二、三种服务设

19、计的对比二、三种服务设计的对比? 三种可对比的现场服务方式：生产线（麦当劳），自助服务（自动取款机）和个体维护方式（诺德斯托姆百货公司）。（一）生产线（麦当劳）（二）自动服务方式?让顾客在服务生产中发挥较大作用来改善服务过程（自动收款机），这是服务系统设计矩阵中现场技术应用的典型例子。?在这种方式中，建立顾客信任；改善成本、速度和便利性；确保有关程序被有效地使用。?可在同一设施上提供完全服务和自助服务（汽油销售）。（三）个体维护方式?诺德斯托姆百货公司的服务过程相当松散，是非结构化的过程，依赖于个体销售人员和顾客之间的关系的发展（面对面的定制服务）。（四）设计良好服务系统的七大特点?（1）服务

20、系统的每个要素都与企业运行的核心相到致。?（2）系统对于用户是友好的。顾客容易与之交流。?（3）系统具有稳定性。能够有效地应付需求和可用资源的变化。?（4）系统具有结构化特点，保证服务人员和服务系统提供一致的服务。?（5）系统为后台和前台之间提供有效的联系方式，以确保其间没有遗漏的机会。?（6）系统对有关服务质量量的证据加以管理，以使顾客了解系统所提供服务的价值。?（7）系统所耗费的都是有效成本。在服务过程中，系统对时间和资源的浪费应达到最小。三、以服务承诺驱动设计优秀服务承诺的要素：?（1）无条件的服务（十分重要、不能忽视）；?（2）对顾客是有意义的；?（3）容易理解和交流（对雇员和顾客是一

21、样的）；?（4）积极主动地提供服务。第四节 生产运作技术的选择与管理生产运作技术是指把投入变换成产出的方法。生产运作技术是指把投入变换成产出的方法。一、生产运作技术的选择决策（一）技术的含义和分类（一）技术的含义和分类?“技术”是指创造一种产品或提供一项服务的系统知识，这种知识可能是一项产品或工艺的发明、一项外型设计、一种实用新型、一种动植物新品种，也可能是一种设计、布局、维修和管理的专门技能。?国际知识产权组织。1技术按功能划分技术按功能划分?（1）产品技术 指用来改变一项产品特性的技术。?（2）生产技术 指用于产品制造过程的技术。生产运作技术指将投入变换成产出的方法。?（3）管理技术 指组

22、织研究、开发、生产、销售和服务等全部活动的方法和过程。2按技术的体现形式分?（1）技术硬件 以产品、设备等有形的技术实体形式出现。?（2）技术软件 以计算机程序、设计图纸、工艺、操作或维护程序等书面形式出现。?（3）技术专家 在人的大脑中存在一些特殊的制造、操作或管理技能、专长或诀窍。（二）技术选择的三个方面1技术开发的选择?开发的指导思想与企业的生产战略保持一致，对企业的整体战略有较大贡献，还应是开发成功率最大的技术，否则就应该选择技术引进的方式。2技术引进（购买）的选择?技术引进是改变企业技术状况的捷径。3技术地位的选择?指追求技术领先地位或技术跟随地位。考虑因素：（1）企业核心能力企业的

23、技术体系、管理体系、企业人员的知识技能、价值观念和行为规范等。（2）率先创新优势企业的信誉优势、法规政策利用优势、学习曲线优势、经营资源优势等。（3）技术领先的持久性技术领先的持久性（三）生产运作技术选择的要点之一如何看待自动化1自动化程度高最佳决策2产量决定技术水平的一个重要变量。?产品产量时决定自动化水平及资本集约程度的一个主要考虑因素。3两种自动化技术与范围经济?刚性自动化 生产线或一群设备按固定的顺序，生产一种或少数几种固定产品。?柔性自动化 可通过改变其程序来加工，生产不同产品。?范围经济实现以较低成本同时生产多种产品的能和称为范围经济。（四）技术选择中的新技术评价和人的因素问题1新

24、技术评价（1）关于节省人力（2）对直接成本以外的其它影响如服务质量提高、交货时间缩短、库存降低以及柔性增加等。（3）既财务分析，又定性分析。?可以用第二章所述的分权加权法评价2人的因素?人的工作方式与所使用的技术有很大关系。必须考虑工作方式的重新设计、职工技能培训，职工激励等企业管理中的其它问题。二、制造业中的新技术选择与管理二、制造业中的新技术选择与管理（一）现代制造技术的发展趋势和特点（一）现代制造技术的发展趋势和特点1多学科、多种技术被制造技术综合吸收和应用。?制造“硬”技术和管理“软”技术相结合应用，正在从根本上改变制造系统、制造方式以及制造业企业的经营管理模式。2制造环节能集成与一体

25、化 打破传统的工艺、工序。（二）制造业中的新技术（二）制造业中的新技术 AMT（Advanced Manufacturing Technology）? 指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术一体所产生的技术、设备和系统的总称。1计算机辅助设计（CAD）。2计算机辅助制造（CAM）。（1）数控机床?NCCNCDNC（2）机器人（ robot）（3）自动物料储运系统（ AMH，Automated Materials Handling）?无人驾驶小车（ Automated Guide Vehicle）?自动化立体存储系统（ AS/RS, Automated Storage &am

26、p; Retrieval System）3集成制造?MC加工中心，制造单元?FMS 柔性制造系统（ Flexible Manufacturing System）?CIMS 计算机集成制造系统（ Computer Integrated Manufacturing System）（三）技术与管理的集成1技术与管理有机融合的意义CIMS、管理信息系统。2新技术的选择与生产系统、管理模式的革新相结合。? 针对新技术的特点不断调整组织结构、管理体制和工作方式，采用新的管理方法和管理系统：?以大量生产为基础的职能阶层型的组织 分散化、小型化、网络化的组织结构；?分工极细，界限分明的工作方式 超越原职能界限的“团队”工作方式；?MRPII、JIT、Lean Production、Agile manufacturing是新型管理模式和新型系统的重要发展。3 3追求企业制造资源的总体优化配置和综合效益的提高。追求企业制造资源的总体优化配置和综合效益的提高。?将企业管理尤其是生产运作管理的重要目标（质量、成本、时间）赋予新的内容，转变为追求企业资源的总体优化配置和综合效益的提高。企业资源的总体优化配置和综合效益的提高。?制造资源：材料、设备、资金