新产品开发和技术选择讲义

第三章新产品开发和技术选择

建立生产与运作系统必须首先在企业经营战略的指导下进行产品或服务的设计和选择、生产工艺的设计和选择，以及生产与运作管理系统的设计，要为生产与运作系统选址、设施布置、生产能力规划等。一、21世纪企业产品设计的背景特征1.新产品开发是实现企业竞争战略的需要2.技术进步越来越快3.用户的需求呈现出多样化、个性化的特点4.产品研制开发的难度越来越大5.可持续发展的需要第一节新产品开发概述二、新产品/服务开发的重要性1.有利于增强企业的市场竞争力2.有利于扩大市场分额3.适应个性化定制生产的需要4.产品更新换代的需要

1.产品开发的时间构成

据统计，产品设计时间占产品开发时间的近60%（如图）。因此，为缩短产品上市时间，必须缩短产品设计时间，产品设计和工艺设计影响着产品的创新速度。产品研发等技术活动影响着产品的成本、质量和制造的效率。产品开发时间100%设计时间55%制造22%装配23%三、产品开发对生产过程成本的影响0510152025行业化妆品玩具机床食品药品50年前现在时间(年)产品的寿命周期越来越短，更新换代越来越快（如图）。实践证明：若产品寿命周期为5年，产品开发时间每延长6个月，利润就损失1/3。AT&T:电话2年1年；HP公司：打印机4.5年22个月2.产品寿命周期的缩短一般产品成本的70%以上由设计阶段决定,而这一阶段本身所占用的费用仅为产品成本的6%以下(如图)。70%6%20%36%7%40%3%18%设计阶段制造阶段材料采购其它阶段费用成本的决定因素实际成本消耗3.产品成本的决定研究表明：（1）制造过程中生产效率的70%—80%是在产品设计和工艺阶段决定的；（2）所有质量问题的40%可以归因于低劣的设计和工艺。

企业的技术活动影响着产品的成本、质量和制造的效率。由此可见：产品设计和工艺设计在产品开发中作用重大，它几乎占用了60%的开发时间，决定了70%的成本。因此，根据管理学中的ABC分类思想，企业技术活动，尤其是企业的产品设计和工艺设计是企业快速响应客户需求的瓶颈，是提高企业竞争力的关键。4.结论：四、新产品开发面临的压力

新产品开发面临着费用高、风险大、成功率低、回报下降等压力。新产品开发的关键:找到需求,用技术实现需求。原则:技术与市场匹配。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1234567

产品死亡率：98.2%产品开发的成功曲线图阶段新品开发失败的原因

新品失败的真正原因在于内部：新品缺乏市场需求，所以没有销路；新品没有达到用户要求，如功能、款式和好处不足，所以无人青睐。其它原因包括某些外部因素，如对手竞争过于激烈，政府管制过于严厉，经济形势严重滑坡等。西方学者认为，新品失败的最根本原因还在于没有协调好新产品开发过程内在的三大矛盾:1.产品的质量与产品的成本形成的矛盾；2.产品的质量与创新产品的时间限制形成的矛盾；3.产品成本与有限时间之间形成的矛盾。如：铱星计划的失败

新产品开发原理四条渠道找难题；四条标准筛难题；根据难题定功能；按照功能寻技术；完善产品定价格。A.顾客难题的的来源顾客难题，，必须是顾顾客自己实实实在在感感受到和认认识到的消消费难题，，因此只能能来自四条条渠道。一线报告顾顾客抱怨怨政府通报媒媒体炒热热B.顾客难题的的筛选一线报告的的政府通告的的顾客投诉的的难题媒体炒热的的从中选出最严峻的最迫切的难难题最广泛的最持久的创新要克服服的难题顾客C.支撑技术的的获取顾客难题克服功能技术支撑高质量低成本快速度一线报告的的政府通告的的顾客投诉的的难题媒体炒热的的四最难题案例:惠普的打印印机、王老老吉功能定定位D.解决方案的的确定最严峻的顾顾客难题最迫切最广泛最持久顾客价值：：顾客看中中什么顾客成本：：顾客愿出出多少顾客方便：：顾客要如如何消费技术的质量量高技术的成本本低技术的速度度快案例:三鹿奶粉案案例案例:IBM的兼容机开开发要领案例：九阳阳豆浆机我国企业常常见错误之之一难题找得准准，方案定定得好，技技术无支撑撑案例：三株口服液液我国企业常常见错误之之二技术（或资资源）握在在手，找不不到难题，，做不出方方案案例：洗碗机开发发失败五、研究与与开发的内内涵及分类类研究与开发发（ResearchandDevelopment，简称R&D）是指企业所所做的新产产品和产品品生产技术术的研究和和开发。(一）研究与与开发的分分类研究与开发发的三种类类型1.基础研究。。进行的是探探索新的规规律、创建建基础性知知识的工作作。（１）纯基基础研究。。是以探索新新的自然规规律、创造造学术性知知识为使命命，与特定定的应用、、用途无关关。（２）目标标基础研究究。是指为取得得特定的应应用、用途途所需的新新知识或新新规律而运运用基础研研究的方法法所进行的的研究。２.应用研究。。也称产业化化研究，是是将基础理理论研究中中开发的新新知识、新新理论应用用于具体领领域。3.技术开发研研究。又叫企业化化研究，是是将应用研研究的成果果经设计、、试验而发发展为新产产品、新系系统和新工工程的科研研活动。（二）新产产品的分类类企业的产品品开发就是是指开发新新产品。新新产品是指指在技术、、性能、功功能、结构构、材质、、用途等一一方面或几几方面具有有先进性或或独创性的的产品。新产品的分分类：（1）改进型产产品（2）换代产品品（3）创新产品品案例：英特特尔变副业业为主业的的决策六、新产品品研发的一一般原则1.从满足顾客客需要出发发2.充分发挥企企业优势3.与企业中长长期发展战战略规划协协调一致4.把技术上的的先进性、、经济上的的合理性与与实现的可可能性，以以及适用性性相结合5.提高通用化化、标准化化、系列化化水平6.便于使用和和制造七、新产品品研发的方方向1.高能化与多多能化2.微型化3.简化4.多样化5.个性化6.绿色化7.美观化八、新产品品研发的动动力模式１.静态模式新产品研发发的静态模模式及其途途径类型模式途径技术推动型(顾客导向型)将研究成果推行市场,开发潜在需求基础理论研究-概念与设想形成-可行性筛选-商业分析-产品研发-市场(技术-生产-市场)市场导向型将市场需求带入研究市场调查-研究开发-生产-市场创新率第一阶段第二阶段第三阶段不协调的工工艺技术集成的工艺艺技术功能最大化化成本最小化化产品创新曲曲线需求刺激工艺技术创创新曲线产出率刺激激技术刺激成本刺激2.动态模式第一阶段:强调产品功功能最大化化。产品创创新率很高高，产品多多样化。生生产与运作作系统可能能是工艺专专业化。第二阶段：：生产系统设设计强调成成本最小化化。资本在在工艺技术术中更加密密集，工艺艺技术创新新占优势。。第三阶段：：强调成本最最小化战略略，资本在在工艺技术术中进一步步密集，生生产与运作作系统变成成产品专业业化。案例分析：：圣雅伦的的指甲钳第二节产产品结构及及其选择产品结构是是指企业能能向市场提提供的产品品的种类和和各种产品品所包含的的品种数量量所构成的的组合，产产品结构用用产品线来来衡量。产品线是指指企业能够够生产不同同品种产品品的数量。。产品线的的多寡称为为产品线的的宽度；每每条产品线线包含的系系列产品的的数量称为为产品线的的深度。企业拥有的的产品线越越宽，经营营失败的风风险越小，，但产品线线越宽，资资源的使用用越分散，，经营利润润率就越低低。一、产品结结构的概念念产品线越宽宽资源越分分散，经营营利润率就就越低。例如，某企企业产品线线宽度为2，分别占企企业资源为为40%和60%，利润率分分别为15%和20%，则企业平平均利润率率为：15%×40%+20%×60%=18%如企业为3条产品线，，分别占资资源为30%，30%，40%，利润率分分别为15%，20%，10%，则企业平平均利润率率为：15%×30%+20%×30%+10%×40%=14.5%因此，应减减少产品线线宽度，将将资源集中中用于1、2个最盈利的的产品上，，有利于企企业在短期期内获利。。增加产品线线的深度，，可以加大大企业的市市场覆盖面面。例如，某家家电企业电电冰箱的深深度有150升和180升，可满足足60%消费者；再再增加100升、120升、200升、220升、240升，可满足足90%的消费者。。现假设竞争争对手推出出了一种新新型电冰箱箱有30%的消费者不不再购买传传统冰箱，，则对深度度为7的产品品线仍仍然占占有:（90%-30%）=60%的市场场；对深度度为2的产品品线失失去一一半的的市场场。2.产品生生命周周期的的分布布二、产品结结构选选择应应考虑虑的因因素（一））产品品线宽宽度选选择应应考虑虑的因因素3.市场竞竞争的的激烈烈程度度人均收收入增增加的的速度度5.供应商商推陈陈出新新的速速度企业应应变能能力的的大小小1.产品生生命周周期的的长短短4.6.2.加深产产品线线增加加的投投入与与增加加的收收入比比较☺（二））产品品线深深度应应考虑虑的因因素3.产品线线深度度的延延伸方方向企业应应变能能力的的大小小1.目标市市场的的消费费层次次☺二、产产品结结构选选择应应考虑虑的因因素收入差差距大大，产产品线线可深深一些些例：产品规格销量比列（%）普及型20标准型30豪华型35超豪华型15则4种产品品规格格都应应保留留。产品规格销量比列（%）普及型20标准型45豪华型33超豪华型2则超豪豪华型型不批批量生生产而而是接接受订订单，，产品品线深深度为为3。增量成成本与与增量量收入入比较较决定定是否否加深深产品品线例：某数码码照相相机厂厂商的的一条条相机机产品品线拟拟增加加一个个型号号，则则须在在2年内增增加的的固定定成本本如下下表：：成本金额（元）模具费用550000人员工资120000试制费用400000其他费用350000固定成本合计1420000每台相相机的的变动动成本本为40元，售售价100元，估估计年年销量量为6000台，该该型号号相机机的生生命周周期为为2年，问问是否否应增增加这这个型型号的的相机机？解：2年内需需增加加固定定成本本为：：FC=14200002年内边边际贡贡献：：MC=(100-40)××6000××2=720000可获利利润：：P=MC-FC=-700000(元）不不应增增加这这个型型号第三节节产产品设设计与与开发发过程程一、产产品设设计与与制造造工艺艺设计计的结结合（（DFM)DFM(designformanufacturing)又称为为面向向可制制造性性设计计。DFM的基本本概念念是把把产品品设计计作为为产品品制造造工艺艺设计计的第第一步步，产产品设设计必必须从从“易易于制制造””和““经济济地制制造””的角角度出出发，，对于于零件件设计计必须须考虑虑“易易于装装配””。DFM的主要要方法法工具具包括括以下下几个个部分分：使产品品的零零件数数量尽尽量少少；进行模模块化化设计计；尽量使使一种种零件件有多多种用用途；；尽量使使用标标准件件；尽量使使操作作简单单化；；使零件件具有有可替替代性性；尽量使使装配配流程程简单单化；；使用可可重复复、易易懂的的工艺艺流程程。1.DFM的基本本原则则DFA可以用用来减减少产产品装装配所所需的的零件件数量量，评评价装装配方方法和和决定定装配配顺序序。DFA提供了了一种种根据据装配配方法法和所所需装装配时时间分分类的的通用用零件件产品品目录录。2.装配设设计（（designforassembly,DFA)FTA用来分分析产产品设设计试试制样样品中中发现现了问问题或或缺陷陷，它用树树状图图来表表示产产品的的缺陷陷，引引起缺缺陷的的原因因及采采取的的措施施。月月牙形形表示示“或或”3.缺陷树树分析析（faulttreeanalysis,FTA)薯片易易碎薯片太太脆薯片太太薄增加湿度减少拱度改变流程增加厚度减少尺寸××××××××××改变油温改变时间长长度解决解决解决4.价值工工程（（valueAnalysis,VA)价值工工程是是通过过功能能/成本分分析，，以最最低的的生命命周期期成本本实现现产品品的必必要功功能，，提交交其附附加价价值的的管理理技术术。生命周周期成成本包括产产品从从开发发、设设计、、制造造、使使用、、维护护直至至报废废为止止的整整个生生命周周期所所发生生的费费用。。产品生生命周周期成成本=生产成成本+使用成成本即：成本F*必要功功能C生命周周期成成本C生产成成本C1使用成成本C2成本与与功能能之间间的关关系产出/投入=效用/费用=功能/成本=价值即：输输出/输入=效率二、产产品设设计新产品品研发发的一一般流流程图图（如下下图））方案收收集概念设设计/机理研研究、、方案案筛选选、总总体构构思方案评评选、、可行行性研研究员工、、供应应商、、顾客客产品研研发策略、、中长长期经营营目标标样机或或模拟拟产品品设计计/工艺设设计样机或或模拟拟产品品试制制/试验与与测试试市场销销售试试验、、鉴定定定型型工艺文文件制制定小批量量试制制市场投投入准准备批量试试产、、销售售使用用技术预预测与与市场场预测测试制计计划工作图图设计计工艺装装备制制造工艺装装备设设计设计试试制阶段生产技技术准准备阶阶段市场调调查构构思研研发阶阶段投产销销售阶段段反馈反馈1.市场调调查、、构思思与研研发阶阶段(1）方案案收集集阶段段:对产品品的国国内外外技术术、市市场、、经济济情况况调查查分析析，制制定长长远发发展规规划。。（2）总体构思阶阶段：根据市场和经经济情报及技技术分析情况况，提出满足足需要的一些些设想。这种种设想称为““概念产品””或“概念设设计”。对新新方案中设计计的新结构、、新技术、新新工艺、新材材料、新计算算方法等进行行实验、试验验、模拟以获获取数据等，，称为机理研研究。提出新新产品研发的的结构、性能能、可靠性和和经济性方面面的总体构思思。（3）方案评审与与评选：通过技术经济济分析，对方方案进行综合合性评审，选选取最优方案案。下达技术术任务书。产品设计２.设计试制阶段段（１）试制计计划：包括产品设计计、试制和鉴鉴定的日程安安排、时间进进度、人员配配备、物质条条件等。（２）产品技技术设计：组织设计人员员根据确定的的总体方案进进行产品的具具体结构设计计和技术设计计。（３）产品试试制：是一个反复进进行设计－试试制－试验的的循环过程。。（４）产品的的技术鉴定：确认是否满足足技术任务书书要求和有关关标准、设计计资料是否齐齐全、技术经经济指标是否否先进。３.生产技术准备备阶段（１）工作图图设计：绘制全套工作作图样和编写写技术文件。。（２）工艺文文件制定：进行产品图纸纸的工艺分析析与审查，拟拟定工艺流程程方案，编制制工艺规程，，编制自制零零件的工艺过过程卡、工艺艺卡和工序卡卡。（３）工艺装装备的设计与与制造：工艺装备是工工具、夹具、、量具、摸具具和工位器具具等。（４）小批量量生产鉴定阶阶段：除包括样品试试制鉴定外，，还要鉴定工工艺文件是否否齐全、工装装是否齐全、、质量是否符符合生产要求求。４.投产销售阶段段（１）批量生生产：在进行批量生生产前还需补补充设计和制制造部分工艺艺装满足批量量生产，并在在批量生产中中发现的问题题反馈到控制制环节。（２）销售使使用：做好销售服务务工作，对产产品使用情况况跟踪调查，，反馈用户信信息，为产品品的改进设计计提供依据。。5.产品开发绩效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和最终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/竞争对手的响应时间设计的质量—接近市场的程度项目的频率—模型寿命生产率每一个项目的研究发展周期每一个项目的材料及工具费用实际与计划的差异项目数量—新产品设计与开发的频率项目的频率—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相对吸引力—市场份额利润率产品开发绩效效评价指标三、工艺设计计工艺设计是指指按产品设计计要求，安排排或规划出从从原材料加工工成产品的一一系列加工过过程、工时消消耗、设备和和工艺装备需需求等的说明明。工艺过程是结结构设计过程程和制造过程程之间的桥梁梁，它把产品品的结构数据据转换为面向向制造的指令令性数据。工艺设计的主主要任务就是是按产品设计计要求，安排排或规划出由由原材料加工工成产品所需需要的一系列列加工步骤和和设备、工装装需求的过程程。决定加工毛坯坯（材料和尺寸寸）选择机床制定加工工艺艺选定加工条件件计算加工时间间选择工装决定加工工序序内的操作顺序序零件图工艺过程设计计的内容示意意图工艺过程设计计的程序1.产品图纸的工工艺分析和审审查2.拟订工艺方案案3.编制工艺规程程4.工艺装备的设设计与制造第四节新产产品的设计方方法1.产品结构模块块化设计它是将产品部部件按功能特特征分解成相相对独立的功功能单元，并并使他们的接接口（结合要要素形状、尺尺寸）标准化化，它们成为为可以互换、、按不同用途途加以选用组组合的标准模模块。给产品品的设计、制制造、使用和和维修等带来来显著的经济济效益。2.电子计算机辅辅助设计(CAD)在设计过程中中，利用计算算机作为工具具，帮助工程程师进行设计计的一切实用用技术的总和和称为计算机机辅助设计（（ComputerAidedDesign,CAD)，包括：概念念设计、优化化设计、有限限元设计、计计算机仿真、、计算机辅助助绘图、计算算机辅助设计计过程管理等等。目前CAD技术正朝着人人工智能和知知识工程方向向发展，即ICAD(Intelligent)。1988年美国国防防分析研究所所提出的并行行工程的定义义：“并行工程是是对产品及其其相关过程（（包括制造过过程和支持过过程）进行并并行、一体化化设计的一种种系统化的工工作模式。这种种工工作作模模式式力力图图使使开开发发者者们们从从一一开开始始就就考考虑虑到到产产品品全全生生命命周周期期（（从从概概念念形形成成到到产产品品报报废废））中中的的所所有有因因素素，，包包括括质质量量、、成成本本、、进进度度和和用用户户需需求求””。。第五五节节产品品设设计计与与开开发发的的组组织织方方法法1.并行行工工程程（（CE)传统统的的产产品品开开发发模模式式1、功功能能部部门门制制，，信信息息共共享享存存在在障障碍碍；；2、串串行行的的流流程程，，设设计计早早期期不不能能全全面面考考虑虑产产品品生生命命周周期期中中的的各各种种因因素素；；3、基基于于图图纸纸的的手手工工设设计计为为主主，，缺缺少少先先进进的的计计算算机机平平台台，，不不足足以以支支持持协协同同化化产产品品开开发发。。并行行工工程程模模式式1、采采用用多多学学科科团团队队和和并并行行过过程程的的集集成成化化产产品品开开发发模模式式。。2、把把传传统统的的制制造造技技术术与与计计算算机机技技术术、、系系统统工工程程技技术术和和自自动动化化技技术术相相结结合合，，3、在在产产品品开开发发的的早早期期阶阶段段全全面面考考虑虑产产品品生生命命周周期期中中的的各各种种因因素素，，力力争争使使产产品品开开发发能能够够一一次次获获得得成成功功。。并行行工工程程圆桌桌设备备财务务用户户设计计工艺艺生产产供应应销售售…具体体做做法法:并行行方方法法—并行行工工程程并行行工工程程是是对对产产品品及及其其相相关关过过程程，，包包括括制制造造过过程程和和支支持持过过程程，，进进行行并并行行、、一一体体化化设设计计的的一一种种系系统统化化方方法法。。该该方方法法力力图图使使产产品品开开发发者者从从一一开开始始就就考考虑虑到到产产品品全全生生命命周周期期从从概概念念形形成成到到产产品品报报废废的的所所有有因因素素，，包包括括质质量量、、成成本本、、进进度度和和用用户户需需求求。。过程需求阶段设计阶段制造阶段营销阶段使用阶段终止阶段考虑因素顾客需求产品功能减低成本提高效率易制造易装配竞争力，低成本、差异化可靠性可维护性，操作简便环境保护图1传统统的的串串行行设设计计方方法法图2并行行设设计计方方法法概念念设设计计详细细设设计计工艺艺设设计计原形形制制造造及及测测试试生产产制制造造概念念设设计计详细细设设计计工艺艺设设计计原形形制制造造及及测测试试生产产制制造造对结结构构和和功