第4章新产品开发与技术选择

1、第第4 4章章 产品开发和技术选择产品开发和技术选择4.1 4.1 新产品研究与开发管理新产品研究与开发管理4.2 4.2 新产品新产品/ /服务开发技术服务开发技术4.3 4.3 生产流程设计与工艺选择生产流程设计与工艺选择4.1 4.1 新产品研究与开发管理新产品研究与开发管理引例：新超星涌现；引例：新超星涌现； 华立集团华立集团新品引入战略与新产品规划新品引入战略与新产品规划产品开发及过程产品开发及过程“超新星”的涌现 自信息革命以来，每隔一段时间都会诞生一颗自信息革命以来，每隔一段时间都会诞生一颗“超超新星新星”，如，如19711971年的英特尔、年的英特尔、19801980年的苹果、

2、年的苹果、19861986年的微软和年的微软和19951995年的网景，但年的网景，但GoogleGoogle是全球化和互是全球化和互联网时代到来后，第一家将巨大的创造力结合商业联网时代到来后，第一家将巨大的创造力结合商业成功的公司。让全球网民、投资者乃至同行目睹了成功的公司。让全球网民、投资者乃至同行目睹了它用它用6 6个月时间将股价超过个月时间将股价超过200200美元，在接下来美元，在接下来5 5个月个月内升至内升至300300美元，又用了另外美元，又用了另外4 4个月时间跃上了个月时间跃上了400400美美元的平台元的平台当通用电气为将股价拉动几美元而费当通用电气为将股价拉动几美元而费

3、尽苦心时，尽苦心时，GoogleGoogle的市值已经达到了的市值已经达到了12001200亿美元，亿美元，相当于雅虎与亚马逊、相当于雅虎与亚马逊、eBayeBay的市值总合，或者福特的市值总合，或者福特汽车汽车+ +通用汽车市值之和的通用汽车市值之和的4 4倍。倍。 “超新星”的涌现 “超新星”是如何诞生的？ 如何继续保持生命力？从华立的经营看：研发与技术创新在企业过程运营中的重要性华立 有一支来自世界各地的400多名科研开发人员组成的技术创新队伍，他们分布在美国、加拿大、泰国和我国的杭州、北京、上海、深圳等地。 华立每年的科研经费不低于年度销售收入的3%，这一数字在2005年提高到6%，新

4、产品的比例提高到33%。电能表 研发是研发是“华立华立”电表得以电表得以3030多年保持卓越的源泉。多年保持卓越的源泉。 机械表研究所、电子表研究所等七个不同级别的研机械表研究所、电子表研究所等七个不同级别的研究所，自主开发了数十项国家级、省级新产品，确究所，自主开发了数十项国家级、省级新产品，确保了保了“华立华立”牌电表技术上的领先优势。牌电表技术上的领先优势。 加强与国外公司的技术合作，与以色列著名的上市加强与国外公司的技术合作，与以色列著名的上市公司尼斯科公司合作成立浙江华立尼斯科电气有限公司尼斯科公司合作成立浙江华立尼斯科电气有限公司，合作开发高精密度、高技术含量的电子式电公司，合作开

5、发高精密度、高技术含量的电子式电表和电能计量管理系统，保持电能计量技术方面与表和电能计量管理系统，保持电能计量技术方面与国际的同步。国际的同步。信息电子产业 20012001年年1010月华立收购飞利浦在美国的月华立收购飞利浦在美国的CDMACDMA全球研发中心全球研发中心 华立是国内首家掌握华立是国内首家掌握ITIT核心技术的高科技核心技术的高科技企业，中国企业由此首次进入了企业，中国企业由此首次进入了CDMACDMA芯片芯片技术全球前三名的行列技术全球前三名的行列, ,通过设在美国、加通过设在美国、加拿大、中国三个基地的研发机构，引领华拿大、中国三个基地的研发机构，引领华立登上世界通讯产业

6、的高科技舞台。立登上世界通讯产业的高科技舞台。电力自动化 华立与北美著名的电力自动化技术集团华立与北美著名的电力自动化技术集团Lason GroupLason Group建立了全球领域的电力自动化建立了全球领域的电力自动化战略同盟战略同盟 北美的子公司北美的子公司-太平洋系统控制技术公司，太平洋系统控制技术公司，时刻关注国外本行业的新技术、新动态，将时刻关注国外本行业的新技术、新动态，将北美地区先进的电力自动化技术和产品引入北美地区先进的电力自动化技术和产品引入国内，以此实现华立的电力自动化产业在技国内，以此实现华立的电力自动化产业在技术上的世界级水准。术上的世界级水准。华立的产品研发 技术创

7、新是华立二十一世纪三大战略之一技术创新是华立二十一世纪三大战略之一 华立华立“以资本意志换取高端技术以资本意志换取高端技术”以增强以增强科技实力，使华立真正从一家传统的制造科技实力，使华立真正从一家传统的制造型企业转变为一家拥有核心技术的高科技型企业转变为一家拥有核心技术的高科技企业。企业。 产品研发需要战略支持产品研发需要战略支持什么是新产品？ 新产品是指在性能、结构、材质和技术特新产品是指在性能、结构、材质和技术特征等方面或多方面比老产品有显著改进和提征等方面或多方面比老产品有显著改进和提高、或独创的，具有使用价值和推广价值，高、或独创的，具有使用价值和推广价值，可产生明显经济效益的产品。

8、可产生明显经济效益的产品。 特征特征: : 新颖性、先进性、经济性、风险性。新颖性、先进性、经济性、风险性。新产品类型 派生产品: 对现有产品的功能的综合和改进。在产品设计与制造流程中稍作改动，投入资源少。可以保持市场份额，确保近期现金流。如当年推出的新款汽车。新产品类型 换代产品：用更新的解决方案，拓宽产品系列，保持市场活力，延长产品系列的生命周期，确保利润增长。如汽车新车型电脑芯片：i3、i5、i7新产品类型 创新产品（突破产品）：全新产品，市场先入，需要对产品设计或流程进行革命性的变动，有利于企业保持持续的竞争力。第一台个人电脑IBM5150、东芝1985推出的第一台笔记本电脑、摩托罗拉

9、1973年推出的第一部手机 产品生命周期 (PLC) 4 个阶段: 投入期, 成长期,成熟期和衰退期.时间时间投入期投入期成长期成熟期饱和期饱和期衰退期需求需求为什么需要新产品研发为什么需要新产品研发为什么需要新产品研发为什么需要新产品研发产品寿命周期各阶段的特点：产品寿命周期各阶段的特点： 投入期的特点：投入期的特点：废品多，市场需求少，广告费多，废品多，市场需求少，广告费多， 获利少获利少 成长期的特点：成长期的特点：销售额增大，需求增大，质量提销售额增大，需求增大，质量提 高，高， 成本下降，利高成本下降，利高 成熟期的特点：成熟期的特点：市场需求饱和，广告推销费大。利润市场需求饱和，广

10、告推销费大。利润 下降下降 衰退期的特点：衰退期的特点：技术老化，总销售额和利润都下降技术老化，总销售额和利润都下降 为什么需要新产品研发为什么需要新产品研发产品寿命周期的理论对生产经营管产品寿命周期的理论对生产经营管理的启发理的启发 缩短投入期缩短投入期 加长增长期加长增长期 改进成熟期改进成熟期 更换衰退期更换衰退期 产品生命周期解决方案: 研究与开发(R&D) 研发是提高科学知识水平和产品革新的有组织的活动，包括:基础研究 推动一门学科的知识水平，而没有任何商业应用目的.应用研究 实现商业应用. 开发 将应用研究的成果转化为有用的商业用途.为什么需要新产品研发为什么需要新产品研发

11、为什么需要新产品研发为什么需要新产品研发三种类型的研究比较三种类型的研究比较研究类型研究类型 目目 的的 内内 容容 成成 果果基础研究基础研究寻求真理寻求真理扩展知识扩展知识发现新事物新现发现新事物新现象象论文论文应用研究应用研究新知识应用的新知识应用的可能性可能性探求基础研究的探求基础研究的可能性可能性论文或专利论文或专利开发研究开发研究将研究成果应将研究成果应用于生产实践用于生产实践运用基础研究应运用基础研究应用研究成果从事用研究成果从事产品设计试制产品设计试制工艺的改造等工艺的改造等专利设计书图专利设计书图纸样品纸样品近年世界主要国家近年世界主要国家R&DR&D与与GD

12、PGDP的比较的比较n 产品寿命周期规律的必然反映n 科技进步和社会需求变化的要求n 企业生存和发展的基本要求为什么需要新产品研发为什么需要新产品研发新产品开发面临的压力新产品开发面临的压力新产品开发面临的压力新产品开发面临的压力据调查产品开发失败的原因，大致归纳为以下几点：据调查产品开发失败的原因，大致归纳为以下几点：1 1）市场调查不细致，预测发生错误。）市场调查不细致，预测发生错误。2 2）构思、设计和制造方面的问题。）构思、设计和制造方面的问题。3 3）成本过高。）成本过高。4 4）产品开发时间过长，失去占领市场的好时机）产品开发时间过长，失去占领市场的好时机。 更加重视以下方面更加重

13、视以下方面: :顾客满意度；顾客满意度；减少推出一项新产品或服务所需要的时间；减少推出一项新产品或服务所需要的时间；减少生产一种新产品或提供一项新服务所需的减少生产一种新产品或提供一项新服务所需的时间；时间；组织生产或交付产品的能力；组织生产或交付产品的能力；关注环境；关注环境；设计对用户方便的产品和服务；设计对用户方便的产品和服务；减少产品所用的材料。减少产品所用的材料。新产品研发的趋势新产品研发的趋势新产品的发展方向新产品的发展方向n 高效、多能化：即在提高产品的效率和精度的前提下扩大同一产品的功能和使用范围n 复合化：即把功能上相互关联的不同单体产品发展为复合产品。n 小型化、轻便化：即

14、改进产品结构，减少产品的零、部件，缩小产品的体积，减轻其重量，使之便于操作、携带、运输以及安装。n 智能化、知识化：即把一般人需要长期学习才能掌握的知识和技术转化到产品中去，使产品功能“傻瓜化”。这可使许多专业性产品发展成大众产品，从而大大扩大这些产品的市场。n 艺术化、个性化：即从产品的造型、色彩、质感和包装等方面使产品款式翻新，风格各异，体现独特的艺术品味。新产品新产品/ /服务开发的动力模式服务开发的动力模式n 技术推动型：是指按照被称为种子理论（Seed Theory）的方式进行新产品/服务开发。即从最初的科学探索出发开发新产品，以供给的变化带动需求的产生和变化。 增强高技术含量，靠技

15、术优势。n 市场牵引型：是按照所谓的需求理论（Need Theory）的方式进行新产品/服务开发。也就是说，首先通过市场调查来了解市场需要什么样的新产品，然后对其作为商品来说在生产技术、价格、性能等方面的特性进行研究，进而再通过该新产品/服务商品化后的销售预测来决定是否开发这种产品/服务。顾客需求-组织资源、工艺设计。n 互动观：既满足市场需求，又有一定的技术优势，靠跨部门小组的互动。新产品新产品/ /服务开发的动力模式服务开发的动力模式新产品开发过程 概念开发 系统层次设计 详细设计 测试、精致化 =进入生产轨道新产品开发过程产品构思产品构思产品和服务设计思想的来源 内部因素员工营销部门研发

16、部门 外部因素顾客 (质量功能展开-质量屋或顾客心声)竞争者供应商质量功能展开:将顾客呼声融入产品或服务开发流程的方法.结构设计过程结构设计过程结构设计过程结构设计过程1）总体设计 总体设计是指通过市场需求分析，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分析。结构设计过程结构设计过程2）技术设计 是指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。结构设计过程结构设计过程3)工作图设计 是指根据技术设计阶段确定的结构布置和主要尺寸，进一步

17、作结构的细节设计，逐步修改和完善，绘制全套工作图样，绘制必要的技术文件，为产品的制造和装配提供确定的依据。工艺设计过程 工艺设计 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。工艺设计过程的内容工艺设计过程的程序产品设计的原则和绩效评价 产品设计和选择应该遵循的原则：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）。设计用户需要的产品（服务）。设计可制造性（设计可制造性（ManufacturabilityManufacturability）强的产）强的产品。品。设计鲁棒性（设计鲁棒性（RobustnessRob

18、ustness）强的产品。）强的产品。设计绿色产品。设计绿色产品。产品设计的原则和绩效评价4.1 总结 什么是新产品？类型？ 为什么需要新产品开发？ 新产品研发的趋势及发展方向？ 产品开发的动力模式 产品的设计与开发规划 产品开发的过程 产品设计的原则和绩效评价4.2 新产品/服务开发技术 概念开发的漏斗技术 获得顾客心声的质量功能展开（QFD）技术 标准化设计与模块设计 降低成本的价值工程方法 田口方法-健壮设计 绿色设计 并行工程 互动式设计 全球异地设计 顾客及供应商参与的设计概念开发的漏斗技术概念开发的漏斗技术1.Concept screening Reduces the total

19、number of concepts to a manageable number without requiring detailed analysis of each idea. 2.Concept Scoring A finer selection process to determine best concepts. 3.Concept Testing Only the best concepts will be taken forward into a more detailed design phase. 质量功能展开质量功能展开 标准化 Vs. 定制 未来趋势: 大规模定制 标准

20、化 为什么? 低成本减少库存或制造的零件减少培训员工的时间和费用采购、处理和检查程序更加规范化可按照清单订购产品产品能长期并自动化生产所需零件的减少证明执行设计和改善质量控制程序时所花的费用是合算的产品和服务的标准化设计产品和服务的标准化设计 标准化 Vs. 定制 未来趋势: 大规模定制 定制 为什么? 特殊需求和高质量 大规模定制 为什么? 低成本和高质量生产或提供标准化产品或服务的方式, 但是它融合了一定程度的定制。延迟差异模块化设计最好的例子: 戴尔产品和服务模块设计产品和服务模块设计模块化设计以标准化组件为基础，通过变化组合方式创造多品种的产品/服务系列。其优点包括：易于故障的诊断和排

21、除易于修复和替换生产和安装更加简单便于大规模定制的实现例如：由于制造过程的波动性，用于投币电话的不同OP放大器生产商面临过量偏移电压的问题。高偏移电压会造成声音音质不好，特别是当电话远离中心站的时候。如下解决问题方法： （1）补偿消费者的损失。 （2）在生产线的最后筛选掉具有大量偏移电压的电子器件。 （3）加强生产线的过程控制，制定更严格的允许规格。 （4）修改关键电路的参数值，使电子器件的性能不受制造波动的影响。 健全/健壮设计(Robust Design)健壮策略尽可能地将问题定位于上游，为系统化的解决方法提供了决定性的方法学，使设计不受各种各样的变化原因所影响。 健壮策略可以用于产品设计

22、与工艺过程设计的优化。 健全/健壮设计(Robust Design) 健壮设计的焦点在于，提高产品或过程的基础功能，优化产品设计与过程设计，从设计阶段就防止问题的发生，有助于柔性设计和并行工程。 它是降低产品成本，提高质量，同时又缩短开发周期的强有力的方法与工具。 健全/健壮设计(Robust Design)健全设计的田口方法(Taguchi Approach ) 设计一种健全产品设计产品以使其在制造和使用过程中能更大程度地适应环境变化。 主要特征是参数设计 确定：能够和不能得到控制的因素产品相对的最优质量水平。绿色设计绿色设计-考虑产品全寿命周期考虑产品全寿命周期绿色设计绿色设计-注重环保注

23、重环保 产品原料来源(造成环境的破坏？耗尽稀有资源？)； 工艺过程使用的能量的数量与来源(耗能少？废弃热能的回收与利用？ )； 生产过程中产生的原材料浪费的数量与类型(废料的回收利用？废料的处理？对环境的影响？)； 产品自身的寿命(能耗情况)； 产品寿命的结束(报废处理对环境的友好?)。 技术 CAD & CAM计算机辅助设计 (CAD) 运用电脑图表进行产品设计.提高了设计者的生产率, 3 -10 倍建立了数据库能为制造部门提供产品规格详细说明允许设计者对已提出的设计进行工程和成本分析产品和服务设计产品和服务设计仿真与虚拟现实仿真与虚拟现实 产品原型 纸板模型 黏土模型 计算机模拟模

24、型 服务原型 计算机模拟模型 服务试运行 实物模拟 角色扮演 计算机模拟系统 虚拟现实：功能强大的三维设计工具并行工程并行工程 并行工程并行工程(Concurrent engineering)(Concurrent engineering) 可定义为工程设计功能的同时开发, 要求所有小组成员以共同的目标（减少产品开发周期、降低成本、提高质量与可靠性）、以开放和交互式的沟通参与。并行工程并行工程 多个职能部门必须采用并行开发模式，以缩短产品开发周期。运营系统产品开发部门营销部门顾客互动式设计互动式设计产品/服务设计:保证能被生产出来工艺过程设计:能生产运营系统所有可能要输出的产品/服务设计产品/

25、服务设计产品/服务的工艺过程产品服务设计决策与工艺过程设计决策相互影响!“隔墙”设计方法设计制造 新产品新产品产品设计生产工艺流程设计初步设计样品设计市场反馈测试结果设计修改最终设计初步生产工艺流程设计生产工艺研究生产工艺步骤生产设施研究设计修改最终设计最终产品设计最终生产工艺流程设计市场开发与新产品实施互动式设计互动式设计互动式设计 产品/服务的设计与工艺过程的设计的融合有时被称为互动式设计. 整个设计从概念到市场导入所使用的时间,称为设计的上市时间(Time to Market) 缩短产品与服务上市时间，增强企业竞争优势：并行工程及早解决设计冲突和不确定性建立基于项目的组织结构面向可制造可装配的设计面向可制造可装配的设计Design for Manufacturing and AssemblyDesign for Manufacturing and Assembly DFMA： 减少零部件数目以简化产品: 1. 产品使用中,该部件与已装配的其它部件间是否发生相对运动? 2. 该部件是否必须与已装配的其它部件使用不同的材料 ？是否必须与其隔离? 3. 为使产品拆卸方便调整与维修，该部件是否必须与其它部件分开?全球异地设计开发制造