生产与运作管理产品开发与技术选择

第四章产品开发和技术选择重点掌握本章内容：产品设计与开发的基本过程并行工程4.1引言4.2产品设计与开发过程4.3产品设计与开发的组织方法4.4生产流程设计与选择4.1引言增强竞争力；扩大市场份额；满足新需求；适应更新换代；背景特征重要性分类基础研究；应用研究；技术开发研究；竞争战略的变化；技术进步越来越快；用户需求多样化；研发难度越来越大；可持续发展的要求R&D20世纪90年代以来，企业所处的市场竞争环境日趋严峻，正面临着前所未有的压力：企业竞争越来越激烈。技术进步越来越快。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。产品研制开发的难度越来越大。可持续发展的呼声越来越高。排名企业研发投入总额（亿英镑）同比增长（%）1戴姆勒-克莱斯勒40.06+22辉瑞制药40.02+83福特38.52-14丰田38.38+115西门子35.84-86通用33.86+147微软32.21-218松下电工31.29+69IBM29.50+1210大众29.48+12005年排名企业研发投入总额（亿元）1华为47.52海尔45.73中兴通讯27.24联想21.02005年微软、IBM、英特尔、三星电子等电子信息产业领导型企业研发投入绝对额都超过50亿美元，其中微软接近60亿美元2005年据美国参议院对外商投资中国的一份报告分析，IT产业的利润分布如下图所示：60%研发、设计、技术标准和销售30%产品生产10%加工装配以上数据说明了什么？东风、上汽集团、一汽三家企业进入2011年度《财富》世界500强榜单。上榜的这三大企业2010年的研发投入总和为43.4亿元，仅为位列榜首的丰田汽车一年研发费用的十五分之一，后者全年研发费用为623.6亿元。从销售额的占比角度来看，我们的汽车巨头们也远远落后于跨国巨头们，其中大众、通用、本田全年研发投入比重均在5%以上；丰田、福特、标致2009年研发投入比重均在4%至5%之间。而中国入围的三家企业中，最高的比亚迪也仅为2.9%，东风次之，达到了2.3%，而上海汽车仅为1%。发达国家２％％左右世界500强强企业５％到到１０％如何从下面的的漫画理解研研发的重要性性？新产品开发的的重要性有利于增强企企业的市场竞竞争力；有利于扩大市市场份额；适应个性化定定制生产的需需要；产品更新换代代的需要观看视频：寻寻找增长长新动力从从制造到智造造案例：海尔产产品研发———不断创新，满满足消费者的的需求多年来，海尔尔洗衣机致力力于节水、节节能、环保洗洗衣机技术的的创新研发，，通过关注消消费者需求，，不断以创新新产品消除用用户的抱怨，，满足消费者者的潜在需求求。2003年，，海尔开发出出可以分公斤斤洗涤的自选选档滚筒洗衣衣机，实现按按照洗衣量多多少进行洗涤涤的突破；2004年，，海尔将自选选档技术升级级，开发出我我国首款具备备自主知识产产权的自动档档系列滚筒洗洗衣机，同年年，又开发出出不用洗衣粉粉的环保洗衣衣机；2005年，，海尔将自动动档再次升级级为自动档洗洗干一体机，，不仅通过了了国家权威的的6A检测，，还达到了国国际领先水平平。不仅如此，由由海尔发明的的世界第四种种洗衣机———双动力洗衣衣机也是一个个成功的案例例。双动力洗衣机机把波轮式、、滚筒式、搅搅拌式三种洗洗衣机的优点点集于一身，，创造了一种种全新的洗涤涤方式，满足足了人们健康康环保的现代代洗衣需求.这款洗衣机不不但获得了法法国列宾国际际唯一发明金金奖，而且成成功入围国际际IEC标准准提案，海尔尔也由此成为为我国第一个个也是唯一获获此世界荣誉誉的厂家。这一全新的洗洗衣机以旺盛盛的市场生命命力给世界洗洗衣机行业注注入了前所未未有的生机，，上市两年多多，销量突破破了100万万台。多年来，海尔尔正是把对社社会、对用户户的责任感深深深地融入节节能、环保产产品的创新研研发中，才使使海尔洗衣机机赢得了社会会的尊重和用用户的忠诚，，最终赢得了了市场回报。。据统计，2004年在洗洗衣机行业增增长不到4％％的大环境下下，海尔增幅幅高达57％％；2005年上上半年，海尔尔洗衣机市场场份额月月递递增，销售额额是第二、三三、四名加起起来的总和，，成为行业独独树一帜的领领跑者。基础研究技术开发研究将应用研究的成果经设计、试验而发展成为新产品、新系统和新工程的科研活动。认识客观事务本质、探索新的规律、创建基础性的知识应用研究将基础理论研究中开发的新知识、新理论应用于具体领域。基础研究应用研究试验发展对金属和非金属结构与性质的研究，其直接目的是探索金属和非金属结合的基本规律以及其结构与性质的关系，是认识现象、解释物质运动规律，虽有明确的应用前景,但不具有应用的目的，其成果主要是为探索金属和非金属复合材料提供理论依据而不是提供具体的途径和方法。在不同的温度压力条件下，研究各种金属和非金属复合的可能性以及所形成的复合物的物理化学性质，以便为获得高性能的金属、非金属复合材料提供科学依据和实验数据，为获得高性能的复合材料研究方法和途径。研制在600-800℃下可供实际应用的新型耐高温金属陶瓷复合材料，是运用已有的知识创造出新的材料。阅读资料：内资企业：研研发投入总量量大创新能能力仍较弱国家统计局的的一份报告显显示，目前我我国大多数企企业投入的研研发资金用于于新产品开发发的只有24%，用于基基础研究的费费用不到10%。而且，对于新新产品的研发发也更注重于于短期项目，，而对长期性性的、有市场场前瞻性的基基础研究则很很不够。另外，相当多多的企业用于于技术引进的的经费支出远远大于用于消消化吸收费用用支出，平均均比例达到6.5：1，，而二战后日日本的这一数数据是1：7二、新产品的的概念与分类类（一）新产品的概念念从生产技术角角度来看：采用新技术、、新材料，在技术、性能能、功能、结结构、材质等等一方面或几几方面具有先先进性或独创创性的产品。。显著提高性能能、扩大功能能从市场营销角角度来看：首首次投入市场场按新产品的新新颖程度：改进型产品换代产品创新产品按新产品的地地域特征：国际新产品国内新产品地区新产品（二）新产品品的分类三、新产品开开发面临的压压力新产品开发面面临着费用高高、成功率低低、风险大、、回报下降等等压力国外学者研究究：3000个原始想法法，只有1个个能成功新产品开发的的死亡率为98.2％你认为有哪些些因素会影响响新产品研发的的成败？据调查产品开开发失败的原原因，大致归归纳为以下几几点：市场调查不细细致，预测发发生错误。构思、设计和和制造方面的的问题。成本过高。产品开发时间间过长，失去去占领市场的的好时机。作业：腾讯创创新研究调查搜集有关关腾讯创新的的资料，写一一篇小论文，，要求：1、有图、有有数据、有观观点2、不少于1500字3、时间:2周之内完成成本章内容：4.1引言4.2产品设计与开发过程4.3产品设计与开发的组织方法4.4生产流程设计与选择4.2产品设设计与开发过过程一、产品构思思二、结构设计过程程三、工艺设计计过程四、产品设计的原原则和绩效评评价一般产品开发发过程由三个个阶段构成产品构思结构设计工艺设计需求分析结构设计协调工艺设计协调输入产品功能中间结果协调结果产品规格干预指令协调结果工艺计划中间结果中间结果干预指令图4－1：产产品设计过程程描述案例：飞机研研发的4个阶阶段方案论证阶段段：主要任务是明明确飞机的功功能需求和设设计要求，根根据飞机的设设计要求进行行全面的构思思，形成粗略略的飞机设计计方案的基本本概念。设计定型阶段段：包括初步设计计和详细设计计以及试飞验验证等内容。。生产定型阶段段：主要是确定飞飞机的详细制制造工艺和最最佳生产方式式。批量生产阶段段：主要是协调客客户需求与生生产制造以及及内部财务、、库存、采购购活动之间关关系。产品开发过程构思R&D对市场需求的的分析技术的推动竞争对手的产产品和服务来源于来源于开始图4－2:产产品构思来源源图一、产品构思思构思阶段的主主要工作创意筛选产品概念形成成和检验经营分析苹果10大概概念产品苹果一直都试试图通过其清清晰的设计、、创新的技术术解决方案以以及战略性的的产品发布活活动来推进其其产品的功用用极限。国外网站近日日刊载文章称称，苹果将在在2013年年推出iCycle、iSight、iRosol、iPets、iBrew、、iceCream、iceBox、iPlay、iQua、HiTops等产产品，给用户户带来许多便便利。无论你的骑车车风格是怎样样的——这种种自行车都能能自动转换模模式。拥有内内置的电池，，可以在你骑骑车的时候进进行充电，从从而允许你连连接iOS设设备，然后在在行进中为自自行车充电。。可在行进中中即时下载音音乐；支持WiFi上网网功能；蓝牙牙4.0。可变成自我调调整功能的太太阳眼镜，拥拥有1080p的高清分分辨率。功能能将会包括：：1000万像素的摄摄像头iSight；自自动对焦功功能；照片片面部识别功功能；高清清视频录制功功能这种喷雾器不不仅能进行任任何的色彩扫扫描工作（或或是你选择的的东西），而而且还能允许许你用铅笔或或是滚动油漆漆刷来画一条条粗线。这从从根本上来说说是一种新的的替代墨盒，，而且其耐用用性要比普通通的喷雾罐高高出一倍。这种未来产品品的功能将会会包括：可可与所有iOS设备进行行通信；与iTunes商店完全全整合，即时时下载“动物物技巧”；支支持Facetime功能，从而而能让用户通通过它们的眼眼睛来监控自自己的房子；；支持WiFi上网功功能；蓝牙iBrew能与与iHome或或iPhone的闹闹钟连连接到到一起起，自自动开开始给给你煮煮好早早晨的的咖啡啡。功功能将将会包包括：：与与iOS操操作系系统和和iCloud完全全支持持Wi-Fi功功能(802.11a/b/g/n)；；蓝蓝牙4.0。苹果iceCream中中不会会有任任何神神秘的的或是是彩色色的洗洗涤物物，只只会有有好闻闻的气气味和和低脂脂肪含含量。。这种未未来产产品的的功能能将会会包括括：与与iOS操作作系统统和iCloud完完全整整合；；与iTunes商商店完完全整整合，，可即即时下下载电电影或或是烹烹饪应应用；；内内置动动作传传感器器或和和Facetime；支支持持Wi-Fi功功能；；蓝蓝牙4.0。iPlay将让让你能能通过过iCloud与iOS设备备进行行简单单化的的通信信，允允许你你在家家里的的时候候，即即使走走到另另一个个房间间里去去也能能通过过控制制器来来在电电视上上玩游游戏；；或者者是当当你在在走路路的时时候，，也能能通过过任何何iOS设设备来来玩游游戏。。你玩玩游戏戏的体体验将将会是是连续续的，，能在在上看看任何何电视视剧和和电影影。水是生生命之之源，，而苹苹果开开发的的最新新过滤滤系统统能清清洁任任何被被污染染的水水。这这种未未来的的碳过过滤器器能清清除水水中99.9%的水水银。。此外外，这这种产产品还还能降降低氯氯含量量，让让水变变得干干净可可口。。这种种产品品将拥拥有便便携式式的设设计，，水能能在很很长时时间里里冷冻冻，因因此这这个过过滤器器作为为家里里、工工作时时或运运动时时的““水瓶瓶”来来说是是一种种很理理想的的产品品。HiTops这这种高高科技技的胶胶底运运动鞋鞋能让让你享享受自自动系系鞋带带的乐乐趣。。如果果有必必要的的话，，这种种产品品能与与Nike+整整合，，允许许你监监控脚脚步移移动的的次数数和消消耗掉掉的卡卡路里里，但但你也也可以以享受受这种种胶底底运动动鞋所所带来来的便便利和和欣赏赏它们们的外外观。。创意大大比拼拼产品结结构设设计过过程包包括从明确确设计计任务务开始始，到到确定定产品品的具具体结结构为为止的一系系列活活动。。设计阶阶段决决定了了产品品的性性能、、质量量、成成本本。产品设设计一一般分分为总总体设设计、、技术术设计计、工工作图图设计计三个个阶段段二、结构设设计过过程市场需需求分分析工作图图设计计结构设设计优化设设计三维几几何造造型计算机机绘图图有限元元设计计资料和和图形形库原型修修改总体设设计开始初步设设计原型产产品评估决决策NNYYCAD结构设设计过过程总体设设计通过市市场需需求分分析，，确定定产品的的性能能、设计原原则、技术参参数、概略略计算算产品品的技技术经经济指指标和和进行行产品品设计计方案案的经济效效果的的分析析。技术设设计将技术术任务务书中中确定定的基本结结构和和主要要参数数具体体化，根据据技术术任务务书所所规定定的原原则，，进一一步确确定产产品结结构和和技术术经济济指标标，以以总图、、系统统图、、明细细表、、说明明书等总括括形式式表现现出来来。地源热热泵系系统示示意图图工作图图设计计根据技技术设设计阶阶段确确定的的结构构布置置和主主要尺尺寸，，进一一步作作结构构的细细节设设计，，逐步步修改改和完完善，，绘制全全套工工作图图样和和编制制必要要的技技术文文件，为产产品制制造和和装配配提供供确定定的依依据。工艺过过程设设计工艺设设计是是指按按产品品设计计要求求，安安排或或规划划出从从原材材料加加工成成产品品所需需要的的一系系列加工过过程、、工时时消耗耗、设设备和和工艺艺装备备需求求等的说说明。。是结构构设计计过程程和制制造过过程之之间的的桥梁梁。工艺过过程的的结果果一方方面反反馈给给产品品设计计用以以改改进产产品设设计；；另一一方法法作为为生产产的依依据。。三、工工艺设设计过过程工艺过过程设设计的的程序序包括括：产品图图纸的的工艺艺分析析和审审查拟订工工艺方方案编制工工艺规规程工艺装装备的的设计计与制制造决定加加工毛毛坯（材料料和尺尺寸））选定加加工条条件计算加加工时时间制定加加工工艺艺选择机机床决定加加工工工序内的操操作顺顺序选择工工装零件图图产品设设计和和选择择应该该遵循循的原原则：：设计用用户需需要的的产品品（服服务））。设计可可制造造性（（Manufacturability）强的的产品品。设计鲁鲁棒性性（Robustness）强的的产品品。设计绿绿色产产品（（考虑虑环保保要求求）。。鲁棒性性就是是系统统的健健壮性性。它它是在在异常常和危危险情情况下下系统统生存存的关关键。。比如如说，，计算算机软软件在在输入入错误误、磁磁盘故故障、、网络络过载载或有有意攻攻击情情况下下，能能否不不死机机、不不崩溃溃，就就是该该软件件的鲁鲁棒性性。四、产品设设计的的原则则和绩绩效评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－市场份额利润率表4－－1：：产品品开发发绩效效评价价指标标本章内内容：：4.1引言言4.3产品品设计计与开开发的的组织织方法法4.4生产产流程程设计计与选选择4.2产品品设计计与开开发过过程一、串行的的产品品设计计方法法二、并行的的产品品设计计方法法三、并行工工程的的实施施和技技术4.3产品品设计计与开开发的的组织织方法法timetomarket新产品品的开开发周周期试生产产和生生产准准备期期成为为现代代时间间竞争争的主主要着着眼点点需求分分析结构设设计工艺设设计制造b)并并行过过程a)串串行过过程一、串行的的产品品设计计方法法串行的的产品品设计计方法法串行设设计：：从需需求分分析、、产品品结构构设计计、工工艺设设计一一直到到加工工制造造和装装配是是一步步步在在各部部门之之间顺顺序进进行。。产品开开发工工作流流程：：市场人人员提提产品构构想质量控控制人人员作作质量保保证计计划确定产产品总总费用和生生产周周期制造工工程师师确定定工艺工工程设计人人员完完成产品定定义思考一一下：：串行产产品开开发存存在什什么问问题？？需求分分析结构设设计工艺设设计制造各下游游开发发部门门所具具有的的知识识难以以加入入到早早期设设计。。各部门门目标标和评评价标标准的的差异异和矛矛盾降降低了了整体体效率率。部门之之间难难沟通通；设设计改改动量量大；；产品开开发周周期长长；产产品成成本高高。概而言言之：：以部部门为为基础础的组组织机机构严严重地地妨碍碍了产产品开开发的的速度度和质质量串行产产品开开发过过程存存在的的问题题：需求分分析结构设设计工艺设设计制造（一））并行行的产产品设设计方方法———并并行工工程并行工程程是一种种强调各各阶段领领域专家家共同参参加的系系统化产产品设计计方法；；其目的在在于将产产品的设设计和产产品的可可制造性性、可维维护性、、质量控控制等问问题同时时加以考考虑，以以减少产产品早期期设计阶阶段的盲盲目性，，尽可能能早地避避免不合合理因素素的影响响，缩短短研制周周期。二、并行的产产品设计计方法（二）并并行工程程的主要要思想1、设计计时同时时考虑产产品生命命周期的的所有因因素。2、设计计过程中中各活动动并行交交叉进行行。3、不同同领域技技术人员员的全面面参与和和协同工工作。4、高效效率的组组织机构构。并行设计计可制造性性可装配性性质量保证证顾客满意意可靠性环境保护护功能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设计时同同时考虑虑产品生生命周期期的所有有因素概念设计计初步设计计详细设计计产品详细方案工艺初步方案产品初步方案工艺详细方案结构概念方案工艺概念方案设计过程程中各活活动并行行交叉进进行开发小组组质量人员员环保人员员供应商顾客营销人员员设计人员员制造人员员不同领域域技术人人员全面面参与，，组建高高效率的的组织机机构；ARJ21飞机机尾段的的研制ARJ21飞机机尾段由由后机身身和垂尾尾、尾锥锥等组成成，连接接中后机机身、水水平尾翼翼和方向向舵，是是整个飞飞机结构构最复杂杂的部件件之一。。ARJ21飞飞机尾段段包括3000多项零零件，普普遍采用用新材料料、新技技术，加加工要求求高，研研制周期期紧迫。。为适应项项目管理理的需求求，一航航沈飞在在研制过过程中全全面实施施了并行行工程：：产品设设计与工工艺准备备高度并并行、工工艺准备备与生产产准备高高度并行行、生产产准备与与零件制制造高度度并行，，并依靠靠产品装装配来拉拉动零件件生产。。通过建立立严格的的项目计计划体系系和有效效的项目目风险控控制，使使实际研研制周期期比计划划缩短了了三分之之一，仅仅仅用了了14个个月就完完成了首首架研制制任务。。1、管理理方面组织形式式：采用用跨部门门、多专专业的团团队组织织管理方式式：采用用项目管管理和网网络计划划方法三、并行工程程的实施施和技术术设计部企业经理理财务部生产部营销部B产品组组A产品组组2技术术方面（1）采采用DFX技术术，如可可加工性性设计DFM、、可装配配性设计计DFA、可检检测性设设计DFT等（2）采采用CAX计算算机辅助助技术如如CAD、CAPP、CAE等（3）采采用统一一的产品品数据交交换标准准和建立立产品全全生命周周期的数数据库并行工程程技术虚拟技术术面向并行行工程的的DFx设计模模式体现现了开发发的集成成过程PDM发发展成为为CAD/CAPP/CAM系统的的集成平平台Internet使设设计集成成的范围围更加广广泛STEP标准作作为设计计开发集集成的标标准接口口产品数据据管理（（ProductDataManagement，PDM）产品系列列化、零零部件标标准化、、通用化化。成组技术术（GroupTechnology,GT）。减少变化化的方案案（VarietyReductionProgram，，VRP）在产品设设计不同同阶段所所采用的的不同技技术需求阶段段顾客参与与质量功功能部署署设计阶段段CAD/CAPP/VRP、、GT、、VE制造阶段段DFM,DFA营销阶段段价值分析析VA使用阶段段工业工程程IE终止阶段段绿色制造造3、企业业实施并并行工程程技术给给企业带带来的好好处：减少产品品设计中中出现的的错误的的概率。。节省了修修补失误误所消耗耗的时间间。降低了开开发周期期和成本本，提高高了响应应速度。。本章内容容：4.1引引言4.3产产品设计计与开发发的组织织方法4.4生生产流程程设计与与选择4.2产产品设计计与开发发过程4.4生生产流程程设计与与选择一、生产