产品设计课件

第二章产品开发和技术选择本章要求：了解产品和服务设计过程，生产工艺或服务流程设计过程，掌握生产流程设计及分类，生产流程选择，并行工程概念和组织。第一节引言第二节产品设计与开发阶段第三节生产流程设计与选择第四节并行工程

2022/12/171第二章产品开发和技术选择本章要求：了解产品和服务设计过程，第一节引言

一、21世纪企业产品/服务设计的背景（一）新产品/服务开发是实现企业竞争战略的需要（二）技术进步越来越快（三）用户的要求越来越苛刻，用户需求呈现出多样化、个性化的特点（四）产品研制开发的难度越来越大（五）可持续发展的要求返回首页2022/12/172第一节引言一、21世纪企业产品/服务设计的背景返回首页

二、新产品/服务开发的重要性

（一）有利于增强企业的市场竞争力（二）有利于扩大市场份额（三）适应个性化定制生产的需要（四）产品更新换代的需要

返回首页2022/12/173二、新产品/服务开发的重要性返回首页2022/12/0510152025行业化妆品玩具机床食品药品50年前现在时间(年)

产品寿命周期的缩短产品的寿命周期越来越短，更新换代越来越快。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。2022/12/1740510

产品设计对产品成本和质量的影响:

一般产品成本的70%以上由设计阶段决定,而这一阶段所占费用仅为产品成本的6%以下。而40%的质量问题归因于低劣的设计和工艺（波音）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2022/12/175产品设计对产品成本和质量的影响:70%6%20%36%7

产品开发对生产过程时间的影响

产品开发的时间构成：

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。产品开发时间100%设计时间55%制造22%装配23%2022/12/176产品开发对生产过程时间的影响产品开发时间

三、现代企业的研究与开发（一）研究与开发的分类：①基础研究②应用研究③技术开发研究

各国对R&D的投入情况：趋势：加大力度总体：发达国家多；发展中国家少；我国偏低（二）新产品的分类：①全新产品②改进新产品③换代新产品④本企业新产品返回首页2022/12/177三、现代企业的研究与开发返回首页2022/12/147

三、现代企业的研究与开发（三）新产品的发展方向：①多功能②复合化③小型化、轻便化④智能化、知识化⑤艺术化、品位化

返回首页2022/12/178三、现代企业的研究与开发返回首页2022/12/148(四)新产品开发面临的压力

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

**新产品开发的死亡率：98.2%，。在初期的项目中只有2%可以进入市场，其他都半途而废了。据统计：25%的工业新产品、30-35%的消费品与开发者的愿望相去甚远2022/12/179(四)新产品开发面临的压力返回首页压力：费用高、风险大、成功率低、回报下降失败原因：无潜在需求、新产品与当前需求不匹配、营销不利。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.2022/12/1710返回首页压力：费用高、风险大、成功率低、回报下降2022/1第二节产品设计与开发阶段

一、产品构思二、结构设计过程三、工艺设计四、产品设计的原则和绩效评价

返回首页2022/12/1711第二节产品设计与开发阶段返回首页2022/12/141

1.来源:

企业内部：公司经理、员工和研究开发部门。企业外部：供应商、经销商、产品许可经营者和发明者。2.构思模式：市场导向型（MarketDriven)技术推动型（TechnologyandInnovation)

混合模式

一、产品构思2022/12/17121.来源:一、产品构思2022/12/1412产品开发过程构思R&D对市场需求的分析技术的推动竞争对手的产品和服务来源于来源于开始产品构思2022/12/1713产品开构R&D对市场需求来源于来源于开始产品构思2022/1产品结构设计过程包括从明确设计任务开始，到确定产品的具体结构为止的一系列活动。设计阶段决定了产品的性能、质量、成本。产品设计一般分为总体设计、技术设计。工作图设计三个阶段二、产品结构设计2022/12/1714产品结构设计过程包括从明确设计任务开始，到确定产品的具体结结构设计过程市场需求分析工作图设计结构设计优化设计三维几何造型计算机绘图有限元设计资料和图形库原型修改总体设计开始初步设计原型产品评估决策NNYYCAD2022/12/1715结构设计过程市场需求分析工作图设计结构设计优化设计三维几何造二、产品结构设计

1.总体设计：确定产品的性能、设计原则、技术参数，产品的技术经济指标和设计方案的经济效果分析。2.技术设计：设计任务书基本结构和主要参数的具体化（总图、系统图、明细表、说明书）。3.工作图设计：结构细节设计2022/12/1716二、产品结构设计1.总体设计：确定产品的性能、设计原则、技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。是结构设计过程和制造过程之间的桥梁。工艺过程的结果一方面反馈给产品设计用以改进产品设计；另一方法作为生产的依据。三、工艺设计过程2022/12/1717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三、工艺设计过程零件图决定加工毛坯选择机床制定加工工艺选择加工条件计算加工时间选择工艺装备决定加工工序内的操作顺序2022/12/1718三、工艺设计过程零件图决定加工毛坯选择机床制定加工工艺选择加四、产品设计的原则和绩效评价（一）原则：设计用户需要的产品设计可制造性强的产品设计鲁棒性强的产品（服务）设计绿色产品（考虑环保要求）（二）绩效评价指标：上市时间、生产率、质量2022/12/1719四、产品设计的原则和绩效评价（一）原则：2022/12/14产品设计的原则和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的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－模型的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－工产和车间的反映信誉－用户的忠诚度对用户的相对吸引力－市场份额利润率2022/12/1720产品设计的原则和绩效评价绩效指标度量对竞争力的影响上市新产品一、生产流程分类（P109）

（一）按产品进行的生产流程（对象专业化）（二）按加工路线进行的生产流程（工艺专业化）（三）按项目进行的生产流程（单项目组织生产）第三节生产流程设计与选择2022/12/1721一、生产流程分类（P109）第三节生产流程设计与选择20二、影响生产流程设计的因素（一）产品/服务需求性质（最主要）从需求的品种、数量、季节波动性等方面考虑对生产能力的影响，从而决定选择哪种类型的生产流程。（二）自制—外购决策只抓关键零件的生产和整机产品的装配。（三）生产柔性品种柔性是指生产系统从生产一种产品快速地转换为生产另一种产品的能力。产量柔性是指生产系统快速增加或减少所生产产品产量的能力。（四）产品/服务质量水平（五）接触顾客的程度顾客是生产流程的一个部分。2022/12/1722二、影响生产流程设计的因素（一）产品/服务需求性质（最主要）产品—流程矩阵单件非标准化（Ⅰ）多品种小批量（Ⅱ）有限品种大批（Ⅲ）大批量标准化（Ⅳ）柔性单位成本单件生产成批生产大量生产连续生产产品结构生产流程单一项目重型机器食品加工自动装配流水线化工、造纸制糖、面粉高低损失应变能力丧失高效率三、生产流程选择决策2022/12/1723产品—流程矩阵单件非标准化（Ⅰ）多品种小批量（Ⅱ）有限品种大第四节并行工程

一、串行的产品设计方法返回首页需求结构设计工艺设计需求制造串行过程并行过程结构设计工艺设计制造2022/12/1724第四节并行工程

一、串行的产品设计方法返回首页需求结构串行的产品开发过程存在的主要问题：１.各下游开发部门所具有的知识难以加入早期设计２.各部门对其它部门的需求和努力缺乏理解，目标和评价标准的差异和矛盾降低了产品总体开发过程的效率。3.缺陷：重复、反复、效率低、质量差。

2022/12/1725串行的产品开发过程存在的主要问题：１.各下游开发部门所具有的二、并行的产品设计方法（一）并行工程对产品及其相关过程，包括制造过程和支持过程，进行并行、一体化设计的一种系统化方法。（二）并行工程的主要思想１.设计时同时考虑产品生命周期的所有因素，作为设计结果，同时产生产品设计规格和相应的制造工艺和生产装备文件。２.产品设计过程中各活动并行交叉进行。３.与产品生命周期有关的不同领域技术人员的全面参与和协同工作，实现生命周期中所有因素在设计阶段的集成，实现技术、资源、过程在设计中的集成。返回首页2022/12/1726二、并行的产品设计方法（一）并行工程返回首页2022/12/并行的产品设计方法

该方法力图使产品开发者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的所有因素，包括质量、成本、进度和用户需求。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的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、标新立异）可靠性可维护性，操作简便环境保护2022/12/1727并行的产品设计方法过程需求设计制造营销使用终止考虑顾客需求减产品设计的并行方法的特点：１.产品设计的各阶段是一个递阶渐进的连续过程、概念设计、初步设计、详细设计等设计阶段的划分只标志着产品和设计的粒度（考虑和处理问题要素的大小）和清晰度（确定性程度）２.产品设计过程和产品信息模型经历着从定性到定量、从模糊到清晰渐进演化。３.产品设计过程和工艺设计过程不是顺序进行而是并行展开，同时进行。返回首页2022/12/1728产品设计的并行方法的特点：１.产品设计的各阶段是一个递阶渐进三、并行工程的主要内容（一）过程重构（二）组织重构（三）构建技术支持环境产品数据管理（ProductDataManagement）PDM。产品系列化、零部件标准化、通用化。成组技术（GroupTechnology,GT）。减少变化的方案（VarietyReductionProgram，VRP）并行工程在汽车、航空航天等制造业备受关注并得到具体应用。返回首页2022/12/1729三、并行工程的主要内容（一）过程重构返回首页2022/12/四、并行工程的人员构成返回首页开发小组开发小组质量人员制造人员设计人员环保人员供应商营销人员顾客2022/12/1730四、并行工程的人员构成返回首页开发小组开发小组质量人员制造人THEEND2022/12/1731THEEND2022/12/1431演讲完毕，谢谢观看！演讲完毕，谢谢观看！第二章产品开发和技术选择本章要求：了解产品和服务设计过程，生产工艺或服务流程设计过程，掌握生产流程设计及分类，生产流程选择，并行工程概念和组织。第一节引言第二节产品设计与开发阶段第三节生产流程设计与选择第四节并行工程

2022/12/1733第二章产品开发和技术选择本章要求：了解产品和服务设计过程，第一节引言

一、21世纪企业产品/服务设计的背景（一）新产品/服务开发是实现企业竞争战略的需要（二）技术进步越来越快（三）用户的要求越来越苛刻，用户需求呈现出多样化、个性化的特点（四）产品研制开发的难度越来越大（五）可持续发展的要求返回首页2022/12/1734第一节引言一、21世纪企业产品/服务设计的背景返回首页

二、新产品/服务开发的重要性

（一）有利于增强企业的市场竞争力（二）有利于扩大市场份额（三）适应个性化定制生产的需要（四）产品更新换代的需要

返回首页2022/12/1735二、新产品/服务开发的重要性返回首页2022/12/0510152025行业化妆品玩具机床食品药品50年前现在时间(年)

产品寿命周期的缩短产品的寿命周期越来越短，更新换代越来越快。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。2022/12/17360510

产品设计对产品成本和质量的影响:

一般产品成本的70%以上由设计阶段决定,而这一阶段所占费用仅为产品成本的6%以下。而40%的质量问题归因于低劣的设计和工艺（波音）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2022/12/1737产品设计对产品成本和质量的影响:70%6%20%36%7

产品开发对生产过程时间的影响

产品开发的时间构成：

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。产品开发时间100%设计时间55%制造22%装配23%2022/12/1738产品开发对生产过程时间的影响产品开发时间

三、现代企业的研究与开发（一）研究与开发的分类：①基础研究②应用研究③技术开发研究

各国对R&D的投入情况：趋势：加大力度总体：发达国家多；发展中国家少；我国偏低（二）新产品的分类：①全新产品②改进新产品③换代新产品④本企业新产品返回首页2022/12/1739三、现代企业的研究与开发返回首页2022/12/147

三、现代企业的研究与开发（三）新产品的发展方向：①多功能②复合化③小型化、轻便化④智能化、知识化⑤艺术化、品位化

返回首页2022/12/1740三、现代企业的研究与开发返回首页2022/12/148(四)新产品开发面临的压力

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

**新产品开发的死亡率：98.2%，。在初期的项目中只有2%可以进入市场，其他都半途而废了。据统计：25%的工业新产品、30-35%的消费品与开发者的愿望相去甚远2022/12/1741(四)新产品开发面临的压力返回首页压力：费用高、风险大、成功率低、回报下降失败原因：无潜在需求、新产品与当前需求不匹配、营销不利。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.2022/12/1742返回首页压力：费用高、风险大、成功率低、回报下降2022/1第二节产品设计与开发阶段

一、产品构思二、结构设计过程三、工艺设计四、产品设计的原则和绩效评价

返回首页2022/12/1743第二节产品设计与开发阶段返回首页2022/12/141

1.来源:

企业内部：公司经理、员工和研究开发部门。企业外部：供应商、经销商、产品许可经营者和发明者。2.构思模式：市场导向型（MarketDriven)技术推动型（TechnologyandInnovation)

混合模式

一、产品构思2022/12/17441.来源:一、产品构思2022/12/1412产品开发过程构思R&D对市场需求的分析技术的推动竞争对手的产品和服务来源于来源于开始产品构思2022/12/1745产品开构R&D对市场需求来源于来源于开始产品构思2022/1产品结构设计过程包括从明确设计任务开始，到确定产品的具体结构为止的一系列活动。设计阶段决定了产品的性能、质量、成本。产品设计一般分为总体设计、技术设计。工作图设计三个阶段二、产品结构设计2022/12/1746产品结构设计过程包括从明确设计任务开始，到确定产品的具体结结构设计过程市场需求分析工作图设计结构设计优化设计三维几何造型计算机绘图有限元设计资料和图形库原型修改总体设计开始初步设计原型产品评估决策NNYYCAD2022/12/1747结构设计过程市场需求分析工作图设计结构设计优化设计三维几何造二、产品结构设计

1.总体设计：确定产品的性能、设计原则、技术参数，产品的技术经济指标和设计方案的经济效果分析。2.技术设计：设计任务书基本结构和主要参数的具体化（总图、系统图、明细表、说明书）。3.工作图设计：结构细节设计2022/12/1748二、产品结构设计1.总体设计：确定产品的性能、设计原则、技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。是结构设计过程和制造过程之间的桥梁。工艺过程的结果一方面反馈给产品设计用以改进产品设计；另一方法作为生产的依据。三、工艺设计过程2022/12/1749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三、工艺设计过程零件图决定加工毛坯选择机床制定加工工艺选择加工条件计算加工时间选择工艺装备决定加工工序内的操作顺序2022/12/1750三、工艺设计过程零件图决定加工毛坯选择机床制定加工工艺选择加四、产品设计的原则和绩效评价（一）原则：设计用户需要的产品设计可制造性强的产品设计鲁棒性强的产品（服务）设计绿色产品（考虑环保要求）（二）绩效评价指标：上市时间、生产率、质量2022/12/1751四、产品设计的原则和绩效评价（一）原则：2022/12/14产品设计的原则和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的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－模型的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－工产和车间的反映信誉－用户的忠诚度对用户的相对吸引力－市场份额利润率2022/12/1752产品设计的原则和绩效评价绩效指标度量对竞争力的影响上市新产品一、生产流程分类（P109）

（一）按产品进行的生产流程（对象专业化）（二）按加工路线进行的生产流程（工艺专业化）（三）按项目进行的生产流程（单项目组织生产）第三节生产流程设计与选择2022/12/1753一、生产流程分类（P109）第三节生产流程设计与选择20二、影响生产流程设计的因素（一）产品/服务需求性质（最主要）从需求的品种、数量、季节波动性等方面考虑对生产能力的影响，从而决定选择哪种类型的生产流程。（二）自制—外购决策只抓关键零件的生产和整机产品的装配。（三）生产柔性品种柔性是指生产系统从生产一种产品快速地转换为生产另一种产品的能力。产量柔性是指生产系统快速增加或减少所生产产品产量的能力。（四）产品/服务质量水平（五）接触顾客的程度顾客是生产流程的一个部分。2022/12/1754二、影响生产流程设计的因素（一）产品/服务需求性质（最主要）产品—流程矩阵单件非标准化（Ⅰ）多品种小批量（Ⅱ）有限品种大批（Ⅲ）大批量标准化（Ⅳ）柔性单位成本单件生产成批生产大量生产连续生产产品结构生产流程单一项目重型机器食品加工自动装配流水线化工、造纸制糖、面粉高低损失应变能力丧失高效率三、生产流程选择决策2022/12/1755产品—流程矩阵单件非标准化（Ⅰ）多品种小批量（Ⅱ）有限品种大第四节并行工程

一、串行的产品设计方法返回首页需求结构设计工艺设计需求制造串行过程并行过程结构设计工艺设计制造2022/12/1756第四节并行工程

一、串行的产品设计方法返回首页需求结构串行的产品开发过程存在的主要问题：１.各下游开发部门所具有的知识难以加入早期设计２.各部门对其它部门的需求和努力缺乏理解，目标和评价标准的差异和矛盾降低了产品总体开发过程的效率。3.缺陷：重复、反复、效率低、质量差。

2022/12/1757串行的产品开发过程存在的主要问题：１.各下游开发部门所具有的二、并行的产品设计方法（一）并行工程对产品及其