张群生产与运作管理第三版chp新产品研究与开发

1、生产与运作管理课程课件(2014下) 湖南工程学院管理学院 生产与运作管理生产与运作管理课程组课程组23 143 37 3 693 83 5310生产与运作管理课程目录生产与运作管理课程目录1112313主要参考书目o 教材：张群 主编，生产与运作管理生产与运作管理 （第三版），机械工业出版社，2014o 参考书：o 现代生产管理学（潘家轺 曹德弼）o 现代生产与运作管理（陈志祥）o 生产与运作管理（冯根尧）o 生产与运作管理（刘丽文）o MBA运作管理（孔庆善等）o 生产与运作管理制造与服务（蔡斯等）o 运营管理（第三版）（麦克莱恩等）o 生产运作管理生产运作管理，陈荣秋，马士华编著机械工业

2、出版社 2009o 运营管理学习指南与习题集运营管理学习指南与习题集:原书第原书第 2 版版(美)约瑟夫 G. 蒙克斯著机械工业出版社 2005.1o 生产与运作管理，（美）威廉J史蒂文森，机械工业出版社o 运营管理运营管理(美) 理查德 B.蔡斯, F.罗伯特雅各布斯, 尼古拉斯 J.阿奎拉诺著机械工业出版社 2007o 生产与运作管理核心理论及习题集生产与运作管理核心理论及习题集王晶编著机械工业出版社 2007 第二章 新产品研究与开发什么是创新？oThere is always a better solution.穷则变，变则通，通则久。穷则变，变则通，通则久。 周易周易 人才进行工作，

3、而天才进行创造。人才进行工作，而天才进行创造。 舒曼舒曼竞争优势的秘密是创新，这在现在比历史上的任何时候都更是如此。创造力对于创新是必要的，竞争优势的秘密是创新，这在现在比历史上的任何时候都更是如此。创造力对于创新是必要的，公司文化应该提倡创造力，然后将其转变成创新，而这种创新将导致竞争的成功。公司文化应该提倡创造力，然后将其转变成创新，而这种创新将导致竞争的成功。 美国美国未来学家未来学家知道事物应该是什么样，说明你是聪明的人；知道事物实际是什么样，说明你是有经验的人；知知道事物应该是什么样，说明你是聪明的人；知道事物实际是什么样，说明你是有经验的人；知道怎样使事物变得更好，说明你是有才能的

4、人。道怎样使事物变得更好，说明你是有才能的人。 狄德罗狄德罗 亨利亨利福特福特 Henry ford 美国美国 1863-1947卡尔卡尔本茨本茨Karl Benz 德国德国 1844-1929 在本茨之后，汽车价钱昂贵和产量偏低已经成为限制汽车业发展的在本茨之后，汽车价钱昂贵和产量偏低已经成为限制汽车业发展的桎梏，而在大洋的另一端，汽车史上另一位划时代人物亨利桎梏，而在大洋的另一端，汽车史上另一位划时代人物亨利福特登场福特登场了。了。 例：福特流水线-奔驰发展的汽车工业o 奔驰旗下品牌：n梅塞德斯-奔驰Mercedes-Benz n迈巴赫 Maybachn吉普JEEP n克莱斯勒Chrysl

5、er n精灵Smart n道奇 Dodgeo 福特旗下品牌：n福特Fordn林肯Lincolnn水星Mercuryn阿斯顿.马丁Aston Martinn捷豹Jaguarn马自达Mazdan沃尔沃Volvon陆虎Land Rover世界十大汽车生产厂商o 1、通用汽车（美国） n 别克、凯迪拉克、雪弗兰、悍马o 2、戴姆勒-克莱斯勒（美国/德国）n 梅塞德斯-奔驰、迈巴赫、吉普、克莱斯勒、精灵、道奇。 o 3、丰田（日本）n 丰田、凌志o 4、福特（美国） n 阿斯顿马丁、福特、捷豹、路虎、林肯、马自达、水星、沃尔沃o 5、大众（德国） n 大众、奥迪、宾利、兰博基尼、斯柯达、甲壳虫、高尔夫世

6、界十大汽车生产厂商o 6、本田（日本） n 本田、阿酷拉o 7、日产（日本） n 日产、千里马、新型阳光、蓝鸟 o 8、标致-雪铁龙（法国） n 标致、雪铁龙o 9、宝马（德国） n 宝马、劳斯莱斯、迷你Coopero 10、菲亚特（意大利） n 菲亚特、法拉利o 大幅度地降低汽车成本n T型车刚出现的1908年，价格是$850，1926年为$290o 社会需求的猛增，又进一步刺激了汽车工业的飞速发展n 1903年第一年生产汽车产量1700辆n 1914年装配线满负荷时猛增到30万辆 n 1923年本国总产量达190万辆，占世界汽车总产量 44o 劳动生产率大幅度提高n 1908年514分钟（

7、8.56小时）/车 n 1913年2.3分钟/车n 1914年流水生产线1.19分钟/车o 推动了世界汽车工业的进步n 汽车全面普及，成为必不可少的生活用品评论o 管理创新的重要性不亚于技术创新o 创新无止境o 理念 - 方法 - 机会 一种正确的思维方式现代企业中的R&D o R&D (Research & Development)对企业未来的投资 n R&D，一种投资(关注长期收益)o 企业R&D的性质和主要内容n 主要内容：新产品开发，新技术开发n 性质：企业是追求利润的，更加关注开发研究o 题外话：兰德(Rand)公司的由来nRand公司被誉为“美国最大、最有影响力的综合性战略思想库”

8、、“美国首席智库”，国人称其为“美国版诸葛亮”。有着深厚的军方背景n二战期间，美国一批科学家和工程师把OR运用于作战方面，成绩显著n1944.11，陆军航空队司令Henry Arnold上将提出战后和下次大战时美国研究与发展计划备忘录，建议将这批人员集中起来，成立一个“介于官方、民间之间的独立研究机构”，“以避免未来的国家灾难，并赢得下次大战的胜利”n1945年底，陆军航空队与Douglas公司签订一项1000万美金的“Research and Development Plan”合同，即著名的“RAND Plan”n1948年5月，Arnold接受Ford基金会的100万美元捐助，使得RAND

9、脱离Douglas公司，独立为Rand Corp.n令RAND声名大噪的案例：o 朝鲜战争之前，RAND预测“中国将出兵朝鲜”，并基于此精确言中战争发展与结局，未受到五角大楼重视；o 1957年，美苏冷战，“星球大战计划”，详细推断苏联发射第一颗人造卫星的时间（与实际只相差两周）。五角大楼震惊。o 成功预测：中美建交、古巴导弹危机、美国经济大萧条、德国统一n谑称：Research and No Developmentn“未雨绸缪”，“危机意识”：这一方面美国做得更好。n中国也有智囊团，但分散于各研究机构里，在有需要时集中研讨。 R&D 现状o60年代，USAn电气、机械、通信、电子、飞机等10

10、个行业，用于R&D的平均费用达到其年销售额的4以上n其中，飞机、通信和电子都超过10 o国际共识n高新技术企业R&D经费占销售额比例o 3%以下：很难生存；3-5%：可以维持；5%以上：方能发展o R&D经费 : R&D转化资金 : 批量生产资金应达到1：10：100，才能使R&D成果较好地产业化。o 我国情况1：0.7：100R&D现状oR&D经费总投入，及其占GDP比重n中国：2005年，2450亿元，1.34%；2006年，3000亿，1.4%nOECD（经济合作组织发展组织）成员国这一比重均在2%以上。 o注：教育经费R&D经费n2004年，教育经费占GDP2.79%；预计“十一五”提

11、高到4%o 教育规划纲要解读：教育经费何时达到4%？ 教育经费4%始提出于1993年。当时颁布的中国教育改革和发展纲要中明确写道：“逐步提高国家财政性教育经费支出占国民生产总值的比例，在本世纪末(即20世纪末)达到4%” 。n2000年，美国7%国家日本美国法国英国韩国中国巴西印度比值2.7-2.92.6-2.72.422.082.00.5-0.71.10.9近年来各国近年来各国R&D/GDP比值（比值（%）R&D与新产品开发(NPD)o 新产品开发的地位n 产品开发时间构成： 设计时间55%，制造时间22%，装配时间23%n产品设计费用 福特：产品设计费用仅占产品费用6%，影响总费用的70%

12、波音：产品成本的83%在产品设计阶段决定，该阶段费用仅占7%以下SUN：生产率的70%-80%是在产品设计阶段决定的n产品质量 所有质量问题的40%可归因于低劣的设计和工艺o NPD通常面临的压力n 费用高、成功率低、风险大、回报率下降n Stevens, G.A. & Burley, J. (1997). 3000 raw ideas equals 1 commercial success! Res. Tech. Mng, 40(3): 16-27.n Albala研究指出: NPD失败率98.2%3000原始想法300提议125小项目9项开发4项重大1.7启动1成功1 2 3 4 5 6

13、7 *产品死亡率：98.2%o NPD失败原因（1）n 潜在需求不足（包括因市场定位不准确，定价不合理）H2i Simply Touch Optical Bar，一款光学触摸，一款光学触摸板，类似给你的电脑增加了很多快捷键，通过板，类似给你的电脑增加了很多快捷键，通过扫描你手指的位置来激活程序。不过它的实用扫描你手指的位置来激活程序。不过它的实用性太低了，而且据说对光线的要求还比较高。性太低了，而且据说对光线的要求还比较高。 o NPD失败原因（2）n 与市场需求不匹配：功能不足，功能过剩Oakley Thump，眼镜，眼镜MP3。额外功能带来高售。额外功能带来高售价价($350)，性价比问题

14、，性价比问题 EVD（DVD的升级换代）的失的升级换代）的失败。达不到高清要求，文件格败。达不到高清要求，文件格式与计算机兼容性不好，配套式与计算机兼容性不好，配套资源（如资源（如EVD光盘）成本高，光盘）成本高，价格偏高。需求大打折扣价格偏高。需求大打折扣o NPD失败原因（3）n 产品推介力度不够，客户了解不够。（产品生命周期的宣传期）。数码相机数码相机Toshiba T20，虽然产品设计的先进时，虽然产品设计的先进时尚，但是在推出时，广告、促销等方面没有跟尚，但是在推出时，广告、促销等方面没有跟上脚步，导致消费者对其一无所知上脚步，导致消费者对其一无所知o 虽然NPD压力巨大，但在当今大

15、规模个性化定制(Mass Customization) 生产日趋主流的形势下，企业必须实施n NPD或有一线生机，否则必死无疑n “创新是发展的灵魂”即敏捷制造即敏捷制造(Agile Manufacturing)，往，往往是建立在直销模式下，以往是建立在直销模式下，以DELL最最具代表性具代表性Transitional Page第一节第一节 新产品研究与开发的必要性新产品研究与开发的必要性第二节第二节 产品开发的路线与动力模式产品开发的路线与动力模式第四节第四节 几种常见的产品设计技术几种常见的产品设计技术第第五五节节 服务设计的基本概念与方法服务设计的基本概念与方法第三节第三节 新产品及其研

16、究与开发的工作程序新产品及其研究与开发的工作程序一、新产品的概念、分类及发展方向一、新产品的概念、分类及发展方向 1.1.新产品的概念新产品的概念 新产品新产品指在产品特性、材料性能和技术性能指在产品特性、材料性能和技术性能等方面（或仅一方面）具有先进性或独创性等方面（或仅一方面）具有先进性或独创性的产品。的产品。 新产品是一个相对的概念新产品是一个相对的概念 新产品的特征：新产品的特征：独创性独创性、先进性先进性 2. 新产品的分类：新产品的分类：（1）改进型产品）改进型产品（2）换代产品）换代产品（3）全新产品）全新产品n 全新产品n 改进新产品n 换代新产品n 本企业新产品具有新原理、新

17、技术、新结构、新功能、新材料等具有新原理、新技术、新结构、新功能、新材料等特征，与现有任何产品毫无共同之处特征，与现有任何产品毫无共同之处 提高辅助功能：对现有产品改进性能，提高质量，或求得规格提高辅助功能：对现有产品改进性能，提高质量，或求得规格型号的扩展、款式外观的变化而产生的新品种（笔记本普遍增型号的扩展、款式外观的变化而产生的新品种（笔记本普遍增加加BlueTooth, SD Reader, 指纹识别身份验证等）指纹识别身份验证等） 提高核心功能：适合新用途、满足新需要。在原有产品的基提高核心功能：适合新用途、满足新需要。在原有产品的基础上，部分采用新技术、新材料、新元件而制造出来的产

18、品。础上，部分采用新技术、新材料、新元件而制造出来的产品。整机：整机：8086286386486586 (MMX)6X86Pentium IPIIPIIIPIVOS：win3.xwin95win98/NTwin2000winXPVista 对本企业新，对市场不新，但企业不会完全仿照本市场已有产品，而对本企业新，对市场不新，但企业不会完全仿照本市场已有产品，而是在造型、外观、零部件等方面作改动后推向市场。是在造型、外观、零部件等方面作改动后推向市场。 3. 3. 新产品研发的方向新产品研发的方向高能化与多能化高能化与多能化小型化、轻便化小型化、轻便化复合化复合化智能化、知识化智能化、知识化艺术化

19、、品味化艺术化、品味化二、新产品开发的必要性二、新产品开发的必要性v产品寿命周期规律的必然反映产品寿命周期规律的必然反映v科技发展和社会需求变化的要求科技发展和社会需求变化的要求v企业生存和发展的基本要求企业生存和发展的基本要求 时间时间成长期成长期需求需求投入期投入期衰退期衰退期成熟期成熟期图3.1 产品寿命周期曲线图3.1 产品寿命周期曲线产品生命周期曲线产品生命周期曲线产品生命周期各阶段的特点 投入期投入期： 废品多废品多, ,市场需求少市场需求少, ,广告费多广告费多, ,获利较少。获利较少。 成长期：成长期： 销售额增大销售额增大, ,需求增大需求增大, ,质量提高质量提高, ,成本

20、下降成本下降, ,利润高。利润高。 成熟期：成熟期： 市场需求饱和市场需求饱和, ,广告推销费大。成本增加，利润下降。广告推销费大。成本增加，利润下降。 衰退期：衰退期： 技术老化技术老化, ,新产品已替代新产品已替代, ,总销售额和利润都下降。总销售额和利润都下降。 产品的生命周期与研发战略 不同时期开发策略不同时期开发策略 : :o ：产品创新：产品创新 o ：工艺创新：工艺创新 o ：服务创新：服务创新 o ：产品退出决策：产品退出决策 Transitional Page第一节第一节 新产品研究与开发的必要性新产品研究与开发的必要性第二节第二节 产品开发的路线与动力模式产品开发的路线与动

21、力模式第四节第四节 几种常见的产品设计技术几种常见的产品设计技术第第五五节节 服务设计的基本概念与方法服务设计的基本概念与方法第三节第三节 新产品及其研究与开发的工作程序新产品及其研究与开发的工作程序根据公司根据公司使命和经使命和经营目标制营目标制定公司战定公司战略略根据公司根据公司战略制定战略制定产品开发产品开发战略战略预期年收预期年收益益2000万元万元引入五项引入五项核心技术核心技术产品小型产品小型化与智能化与智能化化产品差异产品差异化战略化战略发布产品发布产品创造价值创造价值根据产品根据产品开发理念开发理念实施产品实施产品开发开发根据产品根据产品开发战略开发战略确定产品确定产品开发理念

22、开发理念致力于满致力于满足顾客个足顾客个性化需求性化需求描述示例 图3-2 产品开发的路线图产品开发的路线图 产品开发的路线产品开发的路线o 一般来讲，一个完整的新产品开发过程包括产一般来讲，一个完整的新产品开发过程包括产品创意、产品设计、工艺设计与流程选择，以品创意、产品设计、工艺设计与流程选择，以及市场导入等一系列活动。及市场导入等一系列活动。o 产品设计过程包括产品的需求分析、产品构思、产品设计过程包括产品的需求分析、产品构思、可行性论证、结构设计。可行性论证、结构设计。o 工艺设计按产品设计要求，安排或规划出从原工艺设计按产品设计要求，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

23、程、工材料加工成产品所需要的一系列加工过程、工时消耗、设备和工艺装备要求等的说明。时消耗、设备和工艺装备要求等的说明。o 市场导入是将所开发的产品引入市场。市场导入是将所开发的产品引入市场。o NPD的动力o 技术推动：从科技成果出发开发新产品，以供给推动需求的产生和变化。主动，抢占先机，触发需求n 美国West House发明晶体管，日本Sony购买晶体管，开创了全球大市场；在晶体管发明之前，市场根本不知道晶体管，这种需求是潜在的。n 成功的技术推动型企业：Intel(芯片), DuPont(化工), P&G(日用化工), Sony(电子) n需求拉动：从市场需求出发进行新产品开发。被动，带

24、动技术革新o 市场R&D生产市场o Case: 恒基伟业，炒股手机。前提：大盘形势好，大批散户入市，需求强劲。 n同行竞争：因竞争压力，为寻求竞争优势，推动NPD。强调先手优势案例研讨：奥普浴霸o 成功案例： 浴霸n 发明人：方胜康，奥普电器创始人n 防水红外线灯换气扇取暖、红外线理疗、浴室换气、日常照明、装饰。n 开启光暖时代n 培育出了一个年需求量超过400万台的庞大的浴霸市场。奥普的销售额连续数年以30%的增幅递增。到2002年，其在中国内地市场的销售额已超3亿，用户接近400万。 n 奥普的遗憾：错失行业标准壁垒对奥普浴霸案例的思考o 一流企业做标准；二流企业做品牌；三流企业做产品o

25、一流企业做文化；二流企业做资本；三流企业做项目o 外加一条：不入流的企业拼价格o 中国无标准之困受制于人n 无线标准之争：WAPI与Wi-Fi之争n 阿里巴巴软件工程师认证：从产品、品牌到标准o NPD过程：n 概念设计(Concept Design)n 产品设计(Product Design)n 流程设计(Process Design)NPD排程排程示意示意图图NPD绩效评价绩效指标度量对竞争力的影响上市时间新产品引入频率从新产品构思到上市时间构思数量与成功数量实际效果与计划效果的差异来自新产品的销售比例顾客/竞争对手的相应时间设计的质量接近市场的程度项目的频率模型的寿命生产率每个项目的研发

26、周期每个项目的材料及工具费用实际与计划的差异项目数量NPD的频率项目频率开发的经济性质量舒适度使用的可靠性设计质量绩效和用户的满意度生产质量工厂和车间的反映信誉用户的忠诚度对用户的吸引力市场份额利润率案例研讨：影像柯达的产品开发o1877年，一位银行职员外出旅行，他带着使用湿板的照相器材，装满了一马车，他为此很生气，开始积极研究把湿板变为干板，之后他制造出了小型照相机，与胶卷一起出售，同时开始冲洗显像服务。这位使照相机风行世界的发明家，就是美国柯达公司的创始人乔治伊斯特曼。o从柯达创立至今，一个世纪过去了。在照相技术上，这家公司一直走在前面，即使就第二次世界大战之后的摄影历史来看，柯达在彩色、

27、黑白胶卷方面，都是遥遥领先。还有，从人类首次成功登上月球的阿波罗计划开始，有关美国开发太空的记录，没有柯达产品是无法想象的。o从创立那一天起，柯达便坚持“创造好产品”这一方针。即使如此，它也并非一帆风顺。80年代初期，由于美元强势，导致柯达在海外盈余大幅度削减，而且让竞争者有机可乘，以削价渗透进入市场。胶卷的第二名牌富士便一度瓜分走了由柯达独占的美国市场的十分之一。o柯达将以往的功能式组织重新组为24个事业单位，每一个事业单位都独立核算，成立了10个投资单位从事新产品的开发工作。o如今，公司的决策开始下放给较低层，新产品上市的速度也快多了。其中的一个投资事业尖端科技，便开发出柯达的新产品锂电池

28、，并成长为3亿至5亿美元的市场。这项新产品在两年内便上了商品陈列架，以往通常要花5至7年的时间。o柯达的方针使自己渡过难关，保持在竞争中的不败地位。1987年，名列美国50家最大工业公司第25位，营业额133亿美元，利润11.78亿美元。同年，名列美国50家最大出口公司的第25位，出口额22.55亿美元。为了适应开发创新的需要，1985年，柯达把组织形态改为营业线结构，以适应国际市场各种不同的需求，以及全球各地互异的生产方式。柯达的每一条营业线，都是一个独立的组织。负责某项产品的研究开发、生产、行销等业务。另外，营业线也必须为自己的决策以及成败负责。o 营业线的建立，使该公司向质量管理国际化迈

29、进一大步，而营业线的实质意义是赋予各个营业线经理决策权，以快速反应市场变化。o 对营业线而言，是把符合市场需求的产品，自研究开发到推出的时间减半。如底片冲洗部改良一项产品，既提高这项产品的服务品质，又使照相馆冲洗底片的时间减半。如果是在旧有的组织下，至少需要7年才能完成。然而在营业线组织结构下，只花了两年的时间，便把改良后的产品推出上市。o1988年汉城奥运会筹备委员会在1986年才决定由柯达负责奥运会影像纪录设备。柯达公司的电子摄影部，迅速展开桌上型彩色录像带印刷机的开发工作，并于18个月后推出上市，比汉城奥运会揭幕的时间早了约6个月。o消费产品部意识到市场需求的变化，于是着手开发两款35毫

30、米的单镜头相机，并于2年后推出上市。正好赶上对低成本的35毫米单镜头相机的热潮o电影与视觉效果产品部于1987年推出的两款35毫米电影胶片，获得美国电影艺术与科学学院的技术成就奖。这是上述两院成立60年来，首次在一年内颁发两项技术成就奖给同一家公司。o几年前，当瑞迪穆林就任柯达公司专业摄影部经理时，他决定直接收集市场对柯达产品的反应，于是亲自拜访客户，在陪同一位新闻摄影记者进行采访工作时，他注意到摄影记者无法一手拿相机，一手打开柯达胶卷盒。迪穆林回到公司，立刻决定开发一种单手易开的胶卷盒，这项开发工作不仅要投下大笔资金，重新铸模和更换生产设备，同时也不可能在短期内回收，然而柯达还是展开研究开发

31、工作。结果开发出来的成果，深受新闻摄影从业人员的喜爱。o 1987年10月，柯达各部门的研究开发负责人成立专家小组，试图通过协调，寻求一项产品开发最有效、最快速的办法。o 小组成员首先比较柯达与其他公司产品开发有何不同；其次再检讨柯达最近3项新产品的开发过程，以确认柯达产品开发的优劣点；然后专案小组开始扩大规模，行销与生产部门一起加入研讨。o 柯达加速开发新产品的成功做法是：o（l）根据市场需求，将产品功能明确化，将无形的市场信息，归结出产品可具备的功能，是一件困难的工作，但却也是增加企业竞争力的关键所在。不过，收集方法必须正确，否则，不但会导致开发出来的产品无人问津，更浪费公司宝贵的资源。柯

32、达为了确保市场信息的正确，特别订立了一套作业流程，包括收集市场信息、消化信息，直到用之以开发产品。o（2）将产品开发过程明确化。专题小组制订一套产品开发作业系统，不但详细列出各项开发步骤，同时详列检查步骤，以确保开发工作顺利进行。这套产品开发作业系统，适用于柯达每条营业线、部门，而这套系统被定名为“制造能力确保系统。”o（3）以专题管理的方式，成立专题小组，来从事各项产品的开发工作。柯达认为任何一项产品的开发，都必须先成立专题小组。而专题小组的成员则包括研究开发、生产、行销等部门的有关人员。不过，小组的成员与组长，将随着产品开发工作的进行而有所改变。o （4）鼓励在各部门间流通。柯达特别成立一

33、个委员会，以加薪与奖金的方式鼓励在公司内部转换工作，以确保各部门的活力，并充分运用人力资源。o （5）充分利用时间。柯达在刚开始成立营业线时，授权各营业线自行购买所需设备，结果设备重复的情况层出不穷。现在柯达要求各营业线共同使用部分设备，而营业线应确保自己使用设备的时间与其他营业线不产生冲突，这样就必须事先规划整个工作流程并利用等待设备的空闲时间训练职工，或从事新产品测试工作。o （6）建立小量生产的生产线。柯达的开发工作接近尾声时，事先小量生产，以测试市场反应，作为改良的依据。尽管建立小量生产的生产线，必须花下大笔投资，不过却可以免除暂停一条生产线的浪费。o 这几条措施使柯达的新产品开发适度

34、加快，从而占据了有利竞争位置。o 思考：为什么柯达的经验有助于新产品开发的成功？大型案例布置o 讨论百度、阿里巴巴、腾讯或其他网络企业（如搜狐、CCTV网、盛大）谁能一统江湖，重点从新产品开发角度来谈。Transitional Page第一节第一节 新产品研究与开发的必要性新产品研究与开发的必要性第二节第二节 产品开发的路线与动力模式产品开发的路线与动力模式第四节第四节 几种常见的产品设计技术几种常见的产品设计技术第第五五节节 服务设计的基本概念与方法服务设计的基本概念与方法第三节第三节 新产品及其研究与开发的工作程序新产品及其研究与开发的工作程序一、新产品构想及方案的产生一、新产品构想及方案

35、的产生 (1 (1）方案收集阶段）方案收集阶段: :对产品的国内外技术、市场、经对产品的国内外技术、市场、经济情况调查分析，制定长远发展规划。济情况调查分析，制定长远发展规划。 （2 2）总体构思阶段：）总体构思阶段：根据市场和经济情报及技术分根据市场和经济情报及技术分析情况，提出满足需要的一些设想。这种设想称为析情况，提出满足需要的一些设想。这种设想称为“概念产品概念产品”或或“概念设计概念设计”。对新方案中设计的。对新方案中设计的新结构、新技术、新工艺、新材料、新计算方法等新结构、新技术、新工艺、新材料、新计算方法等进行实验、试验、模拟以获取数据等，称为机理研进行实验、试验、模拟以获取数据

36、等，称为机理研究。提出新产品研发的结构、性能、可靠性和经济究。提出新产品研发的结构、性能、可靠性和经济性方面的总体构思。性方面的总体构思。（3 3）方案评审与评选：）方案评审与评选：通过技术经济分析，对方案进行综合性评审，通过技术经济分析，对方案进行综合性评审，选取最优方案。下达技术任务书。选取最优方案。下达技术任务书。二、新产品的开发与设计二、新产品的开发与设计 1.产品设计与制造工艺设计的结合（产品设计与制造工艺设计的结合（DFM) DFM(design for manufacturing)又称为面又称为面向可制造性设计。向可制造性设计。 DFM的基本概念是把产品设计作为产品制的基本概念是

37、把产品设计作为产品制造工艺设计的第一步，产品设计必须从造工艺设计的第一步，产品设计必须从“易易于制造于制造”和和“经济地制造经济地制造”的角度出发，对的角度出发，对于零件设计必须考虑于零件设计必须考虑“易于装配易于装配”。 l使产品的零件数量尽量少；使产品的零件数量尽量少；l进行模块化设计；进行模块化设计；l尽量使一种零件有多种用途；尽量使一种零件有多种用途；l尽量使用标准件；尽量使用标准件；l尽量使操作简单化；尽量使操作简单化；l使零件具有可替代性；使零件具有可替代性；l尽量使装配流程简单化；尽量使装配流程简单化；l使用可重复、易懂的工艺流程。使用可重复、易懂的工艺流程。DFMDFM的基本原

38、则的基本原则lDFADFA可以用来减少产品装配所需的零件可以用来减少产品装配所需的零件数量，评价装配方法和决定装配顺序。数量，评价装配方法和决定装配顺序。lDFADFA提供了一种根据装配方法和所需装提供了一种根据装配方法和所需装配时间分类的通用零件产品目录。配时间分类的通用零件产品目录。装配设计（装配设计（design forassembly,DFA) 它用树它用树状图来状图来表示产表示产品的缺品的缺陷，引陷，引起缺陷起缺陷的原因的原因及采取及采取的措施。的措施。月牙形月牙形表示表示“或或”缺陷树分析（缺陷树分析（fault tree analysis,FTA)薯片易碎薯片易碎薯片太脆薯片太脆

39、薯片太薄薯片太薄增加增加湿度湿度减少减少拱度拱度改变改变流程流程增加增加厚度厚度减少减少尺寸尺寸 改变改变油温油温改变改变时间长度时间长度解决解决解决解决解决解决2. 产品设计试制产品设计试制（）试制计划：包括产品设计、试制和鉴定的日（）试制计划：包括产品设计、试制和鉴定的日程安排、时间进度、人员配备、物质条件等。程安排、时间进度、人员配备、物质条件等。（）产品技术设计：组织设计人员根据确定的总（）产品技术设计：组织设计人员根据确定的总体方案进行产品的具体结构设计和技术设计。体方案进行产品的具体结构设计和技术设计。（）产品试制：是一个反复进行设计试制试（）产品试制：是一个反复进行设计试制试验的

40、循环过程。验的循环过程。（）产品的技术鉴定：确认是否满足技术任务书（）产品的技术鉴定：确认是否满足技术任务书要求和有关标准、设计资料是否齐全、技术经要求和有关标准、设计资料是否齐全、技术经济指标是否先进。济指标是否先进。3.工艺设计工艺设计 工艺设计是指按产品设计要求，安排或规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的一系列加工过程、划出从原材料加工成产品的一系列加工过程、工时消耗、设备和工艺装备需求等的说明。工时消耗、设备和工艺装备需求等的说明。 工艺过程是结构设计过程和制造过程之间工艺过程是结构设计过程和制造过程之间的桥梁，它把产品的结构数据转换为面向制造的桥梁，它把产品

41、的结构数据转换为面向制造的指令性数据。的指令性数据。 工艺设计的主要任务就是按产品设计要求，工艺设计的主要任务就是按产品设计要求，安排或规划出由原材料加工成产品所需要的一安排或规划出由原材料加工成产品所需要的一系列加工步骤和设备、工装需求的过程。系列加工步骤和设备、工装需求的过程。决定加工毛坯决定加工毛坯（材料和尺寸）（材料和尺寸）选择机床选择机床制定加工工艺制定加工工艺选定加工条件选定加工条件计算加工时间计算加工时间选择工装选择工装决定加工工序决定加工工序内的操作顺序内的操作顺序零件图零件图工艺过程设计的内容示意图工艺过程设计的内容示意图工艺过程设计的程序工艺过程设计的程序1.1.产品图纸的

42、工艺分析和审查产品图纸的工艺分析和审查2.2.拟订工艺方案拟订工艺方案3.3.编制工艺规程编制工艺规程4.4.工艺装备的设计与制造工艺装备的设计与制造运营典范运营典范 福特汽车公司新产品设计流程再造革命，制订了福特汽车公司新产品设计流程再造革命，制订了全球一体化的产品计划，为了改进质量和降低成本，基全球一体化的产品计划，为了改进质量和降低成本，基本车辆底盘的种类减少了本车辆底盘的种类减少了50%50%，同时顾客可以得到更多，同时顾客可以得到更多类型和更加个性化的车辆类型和更加个性化的车辆每种底盘的模型种类增加了每种底盘的模型种类增加了45%45%。利用计算机仿真设计和测试，开发新产品所花时。利

43、用计算机仿真设计和测试，开发新产品所花时间减少了间减少了27%27%，从，从3333个月减少到个月减少到2424个月。在计算机辅助个月。在计算机辅助设计下设计制图和生产工程使产品质量进一步提高了，设计下设计制图和生产工程使产品质量进一步提高了，并且每年可节省并且每年可节省50005000万美元和节约更多的时间及材料。万美元和节约更多的时间及材料。总之，最新的总之，最新的“五年产品开发计划五年产品开发计划”增加了速度更高、增加了速度更高、性能更好的新车型，而且可节省资金投入性能更好的新车型，而且可节省资金投入110110亿美元。亿美元。三、新产品的生产准备及生产三、新产品的生产准备及生产（）工作

44、图设计：绘制全套工作图样和编写技术文件。（）工作图设计：绘制全套工作图样和编写技术文件。（）工艺文件制定：进行产品图纸的工艺分析与审查，拟（）工艺文件制定：进行产品图纸的工艺分析与审查，拟定工艺流程方案，编制工艺规程，编制自制零件的工艺过定工艺流程方案，编制工艺规程，编制自制零件的工艺过程卡、工艺卡和工序卡。程卡、工艺卡和工序卡。（）工艺装备的设计与制造：工艺装备是工具、夹具、量（）工艺装备的设计与制造：工艺装备是工具、夹具、量具、摸具和工位器具等。具、摸具和工位器具等。（）小批量生产鉴定阶段：除包括样品试制鉴定外，还要（）小批量生产鉴定阶段：除包括样品试制鉴定外，还要鉴定工艺文件是否齐全、工

45、装是否齐全、质量是否符合生鉴定工艺文件是否齐全、工装是否齐全、质量是否符合生产要求。产要求。Transitional Page第一节第一节 新产品研究与开发的必要性新产品研究与开发的必要性第二节第二节 产品开发的路线与动力模式产品开发的路线与动力模式第四节第四节 几种常见的产品设计技术几种常见的产品设计技术第五节第五节 服务设计的基本概念与方法服务设计的基本概念与方法第三节第三节 新产品及其研究与开发的工作程序新产品及其研究与开发的工作程序一、稳健设计一、稳健设计 恶劣环境下能实现其设计功能恶劣环境下能实现其设计功能 产品的设计越稳健，其耐久性就越好产品的设计越稳健，其耐久性就越好 田口方法就

46、是基于稳健设计的方法。田口方法就是基于稳健设计的方法。二、并行工程二、并行工程 19881988年，美国国防分析研究所提出的并行年，美国国防分析研究所提出的并行工程的定义：工程的定义：“并行工程是对产品及其相关过并行工程是对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行、一程（包括制造过程和支持过程）进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。这种工作体化设计的一种系统化的工作模式。这种工作模式力图使开发者们从一开始就考虑到产品全模式力图使开发者们从一开始就考虑到产品全生命周期（从概念形成到产品报废）中的所有生命周期（从概念形成到产品报废）中的所有因素，包括质量、成本、进度和用户需求因素，

47、包括质量、成本、进度和用户需求”。传统的产品开发模式传统的产品开发模式 1 1、功能部门制，信息共、功能部门制，信息共享存在障碍；享存在障碍； 2 2、串行的流程，设计早、串行的流程，设计早期不能全面考虑产品生期不能全面考虑产品生命周期中的各种因素；命周期中的各种因素； 3 3、基于图纸的手工设计、基于图纸的手工设计为主，缺少先进的计算为主，缺少先进的计算机平台，不足以支持协机平台，不足以支持协同化产品开发。同化产品开发。并行工程模式并行工程模式 1 1、采用多学科团队和并行过、采用多学科团队和并行过程的集成化产品开发模式。程的集成化产品开发模式。 2 2、把传统的制造技术与计算、把传统的制造

48、技术与计算机技术、系统工程技术和自动机技术、系统工程技术和自动化技术相结合，化技术相结合， 3 3、在产品开发的早期阶段全、在产品开发的早期阶段全面考虑产品生命周期中的各种面考虑产品生命周期中的各种因素，力争使产品开发能够一因素，力争使产品开发能够一次获得成功。次获得成功。并行工程并行工程圆桌圆桌设备设备财务财务用户用户设计设计工艺工艺生产生产供应供应销售销售具体做法具体做法: :图图1 1 传统的串行设计方法传统的串行设计方法图图2 2 并行设计方法并行设计方法概念设计概念设计详细设计详细设计工艺设计工艺设计原形制造及测试原形制造及测试生产制造生产制造概念设计概念设计详细设计详细设计工艺设计

49、工艺设计原形制造及测试原形制造及测试生产制造生产制造对结构和功能的改进意见对结构和功能的改进意见产品结构配置产品结构配置功能规范功能规范几何特征精度几何特征精度可加工性、经济、质量可加工性、经济、质量评估评估定位装夹可行性定位装夹可行性减少反复次数减少反复次数并行工程的组织方式并行工程的组织方式三、计算机辅助设计三、计算机辅助设计计算机辅助设计（计算机辅助设计（CADCAD）是指借助于计算机这种特殊的工具，）是指借助于计算机这种特殊的工具，来实现高效率、高精度产品设计的方法。来实现高效率、高精度产品设计的方法。最新的最新的CADCAD系统可提供的功能：系统可提供的功能：设计参数的计算，用计算机

50、来进行机械设计等基于工程和设计参数的计算，用计算机来进行机械设计等基于工程和科学规律的计算，并对相关参数进行优化。科学规律的计算，并对相关参数进行优化。计算机制图，通过人机对话图形处理系统来实现。计算机制图，通过人机对话图形处理系统来实现。工程和成本分析工程和成本分析生成生成NCNC数据数据波音波音777的的“无纸化无纸化”设计设计 世界上最大的双引擎客机之一、波音公司世界上最大的双引擎客机之一、波音公司21世纪的主力产品世纪的主力产品波音波音777型飞机的设计，从头到尾没有图纸，全部在计算机网络平台下完成的。型飞机的设计，从头到尾没有图纸，全部在计算机网络平台下完成的。该公司在美国国内和日本

51、等国设立该公司在美国国内和日本等国设立1700个个CAD工作站，把用户、原材料和工作站，把用户、原材料和零部件供应商的意见都收集起来，有关设计和生产部门通过网络交流反馈合零部件供应商的意见都收集起来，有关设计和生产部门通过网络交流反馈合作完成各项设计，形成整体设计方案。从作完成各项设计，形成整体设计方案。从1990年开始，包括美国联合航空年开始，包括美国联合航空公司、香港国泰航空公司、日本航空公司、全日空等多家订户全程参与了飞公司、香港国泰航空公司、日本航空公司、全日空等多家订户全程参与了飞机的设计过程，提出机的设计过程，提出1000多条意见，大到机身宽度，小到操作按钮的尺寸，多条意见，大到机

52、身宽度，小到操作按钮的尺寸，许多意见被采用。波音公司还改变了整个设计流程，打破以往各部门单独设许多意见被采用。波音公司还改变了整个设计流程，打破以往各部门单独设计的传统，把各方面的专家组合成一个个综合设计组，不再画图纸，直接在计的传统，把各方面的专家组合成一个个综合设计组，不再画图纸，直接在计算机上完成各种部件的设计、修改、组装、模拟操作试验等工作，这样相计算机上完成各种部件的设计、修改、组装、模拟操作试验等工作，这样相关部门可以通过网络在关部门可以通过网络在1700个工作站之间及时传递进展情况，反馈意见，个工作站之间及时传递进展情况，反馈意见，既保证设计的合理可靠性，也大大加快了设计进程，波

53、音既保证设计的合理可靠性，也大大加快了设计进程，波音777型飞机成为波型飞机成为波音公司历史上从设计到生产用时最短的飞机，设计制造周期由原计划的音公司历史上从设计到生产用时最短的飞机，设计制造周期由原计划的8年年缩短到缩短到5年。整个设计、生产过程基本实现了年。整个设计、生产过程基本实现了“无纸化无纸化”，就连最后交给客，就连最后交给客户的飞机操作保养手册，户的飞机操作保养手册，3万多页的内容，也存在一张光盘里。无纸化设计万多页的内容，也存在一张光盘里。无纸化设计和电脑模拟调试还大大节省了设计费用，仅电脑模拟组合调试就节省常规测和电脑模拟调试还大大节省了设计费用，仅电脑模拟组合调试就节省常规测

54、试费用试费用2000多万美元，也提高了部件的安全可靠性。据估计，如果采用传多万美元，也提高了部件的安全可靠性。据估计，如果采用传统的图纸，光纸张就要消耗数十吨，加上中途修改消耗的，要上百吨纸张，统的图纸，光纸张就要消耗数十吨，加上中途修改消耗的，要上百吨纸张，相当于地球上又少了数百棵大树。相当于地球上又少了数百棵大树。四、模块化设计四、模块化设计 一汽大众的高尔夫轿车的模块化设计一汽大众的高尔夫轿车的模块化设计 高尔夫轿车是德国大众经典的车型，全球累计销量高尔夫轿车是德国大众经典的车型，全球累计销量1500万万辆以上，性能稳定、耐用，有辆以上，性能稳定、耐用，有“小钢炮小钢炮”之称。一汽大众引

55、进之称。一汽大众引进该车型后，可按用户的个性化需求组装产品，提供性能和价格该车型后，可按用户的个性化需求组装产品，提供性能和价格有一定差异的轿车。高尔夫提供可选择的主要模块有：发动机有一定差异的轿车。高尔夫提供可选择的主要模块有：发动机：1.6、1.8、1.8T、2.0等等4种；变速箱：种；变速箱：5档手动、档手动、4档自动、手档自动、手自一体等自一体等3种；内饰与附加功能：标准型、舒适性、豪华型等种；内饰与附加功能：标准型、舒适性、豪华型等3种；天窗：可选车体颜色：蓝系列、红系列、灰系列、白系列种；天窗：可选车体颜色：蓝系列、红系列、灰系列、白系列等等。用户可按自己的喜好在上述模块中选择，确

56、定自己个性等等。用户可按自己的喜好在上述模块中选择，确定自己个性化需求的轿车。化需求的轿车。 五、质量功能展开五、质量功能展开QFD是一种将用户需求和产品功能紧密联系起来的产品设计是一种将用户需求和产品功能紧密联系起来的产品设计方法，在产品开发和实施过程中它要求始终围绕用户的要求方法，在产品开发和实施过程中它要求始终围绕用户的要求。QFD运作的四个阶段：运作的四个阶段：见图见图 产品功能特性产品功能特性 零部件功能特性零部件功能特性 工艺流程特性工艺流程特性 工艺控制特性工艺控制特性特性特性目标值目标值关系值关系值需求需求产品功能特产品功能特性性特性特性目标值目标值关系值关系值需求需求零部件特

57、性零部件特性特性特性目标值目标值关系值关系值需求需求工艺流程特工艺流程特性性特性特性目标值目标值关系值关系值需求需求工艺控制特工艺控制特性性QFD核心思想o 注重产品从开始的可行性分析研究到产品的注重产品从开始的可行性分析研究到产品的生产都是以市场顾客的需求为驱动，强调将生产都是以市场顾客的需求为驱动，强调将市场顾客的需求明确地转变为产品开发的管市场顾客的需求明确地转变为产品开发的管理者、设计者、制造工艺部门以及生产计划理者、设计者、制造工艺部门以及生产计划部门等有关人员均能理解执行的各种具体信部门等有关人员均能理解执行的各种具体信息，从而来保证企业最终能生产出符合市场息，从而来保证企业最终能

58、生产出符合市场顾客需求的产品。顾客需求的产品。 o 质量屋的结构：质量屋的结构：见图见图n用户需求用户需求n用户需求的重要程度用户需求的重要程度n计划矩阵计划矩阵n产品质量功能特性产品质量功能特性n质量屋中心矩阵质量屋中心矩阵n技术的重要程度技术的重要程度n特性之间的相互影响特性之间的相互影响n功能特性的目标值功能特性的目标值5. 主体矩阵，主体矩阵，反映用户与产品功能特性反映用户与产品功能特性之间的关系之间的关系1.用户用户需求需求2用户需求的重要程度用户需求的重要程度3. 计划计划矩阵矩阵6. 技术的重要程度技术的重要程度8. 功能特性的目标值功能特性的目标值4. 产品质量功能特性产品质量

59、功能特性7. 特性之间的相互影响特性之间的相互影响 =9=3=1质量屋的实例分析质量屋的实例分析 竞争力度：竞争力度：一般：一般：1.0中等：中等：1.2剧烈：剧烈：1.5改进率未来值改进率未来值/现在值现在值Transitional Page第一节第一节 新产品研究与开发的必要性新产品研究与开发的必要性第二节第二节 产品开发的路线与动力模式产品开发的路线与动力模式第四节第四节 几种常见的产品设计技术几种常见的产品设计技术第第五五节节 服务设计的基本概念与方法服务设计的基本概念与方法第三节第三节 新产品及其研究与开发的工作程序新产品及其研究与开发的工作程序一、产品设计和服务设计的区别一、产品设计和服务设计的区别 1顾客对产品仅仅强调结果，对服务既强调结果也顾客对产品仅仅强调结果，对服务既强调结果也重视过程。重视过程。2评价产品质量的标准客观，而服务质量标准常常评价产品质量的标准客观，而服务质量标准常常难以统一。难以统一。3产品可