生产运营管理第三章新产品研发与设计管理

第三章新产品研发与设计管理新产品研发背景1.1新产品设计管理1.2工艺流程决策1.32023/1/33.1新产品研发背景新产品研发能力已成为决定企业生存和发展的重要条件。科技的发展也加速了产品的更新换代，促使企业在产品研发方面投入更多的资源，确保不断地开发出满足用户需求的产品，以赢得竞争。越来越多的企业认识到新产品研发对提升企业市场竞争力、创造经济效益的重要性，不惜投入大量的资源用于新产品研发。个性化定制生产的优点在于大大消减了库存，降低了市场风险，但个性化定制生产要求企业有更强的新产品研发能力。2023/1/33.1新产品研发背景产品生命周期及其特点

2新产品的特征4新产品研发的意义

1新产品的概念及分类

3新产品研发程序和内容

5新产品研发策略

6新产品研发策略

72023/1/33.1.1新产品研发的意义实现利润目标保证和提高市场地位持续的新产品研发企业新产品研发的理想状态时：当一代产品处于成熟期时，下一代新产品已开始推向市场；当一代产品开始衰退时，另一代产品则进入快速成长期。2023/1/33.1.2产品生命周期及其特点产品从投放市场到最后被市场淘汰，一般遵循着一个生命周期发展规律。典型的产品生命周期一般可以分成四个阶段，即介引入期、成长期、成熟期和衰退期。所谓的生命周期，实际上是指产品的市场寿命周期。投入期成长期成熟期衰退期产品生命周期的四阶段：2023/1/33.1.2产品生命周期及其特点时间利润额销售额产销量投入期成长期成熟期衰退期设计和工艺未完善，质量不稳定，产销量规模小，制造成本高生产效率和质量稳定性提高成本下降市场需求趋于饱和，产品销量增速放缓甚至下降新技术、新产品和替代品出现或消费时尚、习惯改变，产销量和利润迅速下降2023/1/33.1.3新产品的概念及分类具有新的原理、结构、构思或设计扩大了产品的适用范围采用了新材料，使产品的性能有较大幅度的提高产品结构或外形有明显的改进特点一特点三特点二特点四新产品新出品：是指在原理、性能、结构、外形、材料、用途、技术指标等方面比老产品有显著改进、提高或独创的产品。2023/1/3新产品的分类新产品新颖程度完全新产品换代新产品改良新产品新产品研发方式独立研发联合研发技术引进独立研发与引进结合仿制式研发2023/1/33.1.4新产品的特征新产品往往具有新的原理、新的构思和设计，有新材料和新元器件构成，具有新的性能、用途等创新或改进内容新产品必须在技术上先进，性能、质量、能耗等技术经济指标要比老产品有明显的提高。新产品的“新”是相对的概念，在地域性、时间性、结构性、功能性等方面相对新的概念。大多数新产品都是在以往知识积累的基础上孕育产生的。创新性先进性相对性继承性2023/1/33.1.5新产品研发程序和内容新产品研发投入大、周期长、不确定因素多、风险大、为了减少风险，新产品研发就必须按照科学的程序来进行。对新产品研发过程进行科学的组织和管理，对新产品研发过程进行层层评价、筛选把关，以尽量减小失败的风险。新产品研发的七个阶段：图3–2新产品开发的程序产品创意产品概念形成与检验创意筛选市场分析样品试制市场试销批量上市2022/12/25产品创意、产品概念形成与检验、样品试制和批量上市等四个阶段，构成了设想-设计-实体-商品几个主要节点，由一个节点必须通过评价、筛选、市场分析和市场试销等主要环节，以最大限度地避免风险。新产品研发发的程序产品创意新产品的诞生始于创意，而创意取决于创造性的思维能力。创意筛选在征集到足够的创意之后，需要对各种创意的可行性进行评价和筛选。产品概念形成与检验产品概念形成于检验就是把创意变成一个具体的产品方案，进行生产可行性分析和接受市场检验。2022/12/25市场分析市场分析贯穿于新产品的研发全过程。产品研发和试制前，必须对产品市场前景进行分析。市场试销对新产品进行小批量生产和市场试销，小批量生产主要是检验与确定工艺设计和设备是否满足量产条件。样品试制对于市场分析认为有前途的产品，要将其转化为实体样品，即进行样品试制。批量上市批量上市是指新产品正式投产并投放市场。新产品正式投放市场必须选择最佳的时间、地点、渠道、推广方式，良好的营销策略能使新产品的市场导入期大大缩短。2022/12/25新新产产品品研研发发策策略略合理的研发策略是新产品研发获得成功的前提条件之一。在制定新产品研发策略时，应借鉴以往新产品面试的历史经验，分析、预测技术的发展趋势和市场需求的变化，掌握本企业的技术力量、生产能力、销售能力、资金能力以及本企业的经营目标和战略，还需了解竞争对手的响应情况。技术术领领先先策策略略紧随随领领先先者者策策略略技术术仿仿制制策策略略部分分市市场场策策略略挖掘掘产产品品新新功功能能策策略略可供供企企业业选选择择的的新新产产品品研研发发策策略略有有：：2022/12/25可供供企企业业选选择择的的新新产产品品研研发发策策略略

1.技术领先策略目的是赶在所有竞争者之前，率先采用新技术并使新产品最早进入市场。3.技术仿制策略通过仿制，使产品以较低的成本开拓市场。

4.部分市场策略集中企业的技术资源，专门为部分特定需求实施定制化服务的策略。2.

紧随领先者策略通过迅速地仿用领先者的产品技术，在产品成长期的初期将新产品投入市场

5.挖掘产品新功能策略赋予老产品以新的功能、新的用途。2022/12/25案例例:1、铱星星破破产产1991年，，由由77颗低低轨轨道道卫卫星星组组成成移移动动通通信信网网络络，，创创造造了了高高科科技技神神话话。。2000年，，铱铱星星破破产产，，技技术术选选择择失失误误，，没没有有预预见见到到GSM网会会有有今今天天的的迅迅猛猛发发展展———技术术的的超超前前性性并并不不代代表表市市场场的的现现实实性性2022/12/252、吉吉列列公公司司的的刀刀片片革革新新一、、一一路路领领先先、、扶扶摇摇直直上上———早期期发发展展吉列列经经过过六六年年的的敲敲敲敲打打打打，，发发明明了了一一次次性性刮刮胡胡刀刀片片，，后后取取得得专专利利权权。。于于1901年创创建建公公司司。。到到1920年，，全全球球2000多万万人人都都在在使使用用““吉吉列列””刀刀片片。。二、、路路逢逢险险境境，，遭遭遇遇重重创创———吉列列中中期期受受挫挫1926年，，发发明明家家盖盖斯斯曼曼询询问问吉吉列列是是否否愿愿意意购购买买他他的的新新型型改改良良式式双双面面刮刮胡胡刀刀片片的的专专利利权权。。吉吉列列不不愿愿意意购购买买，，盖盖斯斯曼曼决决定定自自己己干干。。““盖盖斯斯曼曼””经经退退火火处处理理后后的的刀刀锋锋，，其其质质量量优优于于““吉吉列列””。。2022/12/251931年，盖斯斯曼收购购吉列公公司，吉吉列本人被迫放放弃公司司所有股股票，黯黯然退出出。问题：1、吉列公公司为何何在发展展初期那那么强劲劲？2、为何吉吉列会被被一个小小小的竞竞争者重重创？2022/12/253、耐克公司司——创新而后后来居上上耐克公司司是由世世界级长长跑健将将奈特和和他的教教练于1972年创立的的。耐克克是希腊腊胜利之之神的名名字。一、勇于于创新，，大力开开发新产产品1975年，发明明出鞋底底上的小小橡胶圆圆钉，比比其它鞋鞋底的弹弹性更强强。大受受运动员员欢迎。。其后，推推出140多种运动动鞋，许许多都是是最新颖颖和工艺艺最先进进的。1972年公司销销售额仅仅200万美元，，1976年1400万，1981年70000万元。2022/12/25二、重视视科研，，加大产产品科技技含量雇用了近近百名研研究人员员，具有有生物力力学、生生理学、、工程技技术学、、化学等等学位。。公司还还成立了了顾问委委员会，，其中有有运动员员、足病病医生、、整形大大夫，设设备经营营人等。。对运动中中人体进进行高速速摄影分分析，让让300名运动员员进行试试验，不不断开发发改进。。1981年研发投投入400万美元，，像鞋子子这样普普通的产产品，可可谓空前前绝后了了。问题：耐耐克是怎怎样脱颖颖而出的的？说明明了什么么问题？？2022/12/25新新产品研研发方案案评价评价新产产品研发发方案的的方法有有：定性分析析和定量量分析定性分析析方法：：较对地应应用于产产品构思思的筛选选阶段，，它从产产品的功功能、研研发的可可能性、、市场销销售前景景等方面面，对各各种产品品构思作作出判断断，通常常列出构构思方案案的优缺缺点，或或对每一一个方面面作出好好、较好好、中等等或差的的等级评评价，通通过比较较，决定定对构思思方案的的优缺点点。2022/12/25新新产品研研发方案案评价定量分析析方法：：通过对指指标数据据的计算算和比较较，将其其作为方方案决策策的依据据，其中中综合评评分法和和经济评评价法为为两类常常用的方方法。1.综合合评价法法

（1）直接接评分法法：对产产品方案案从各个个方面进进行综合合评价，，每一个个方面可可列为一一个评价价项目。。2022/12/25评分项目评价等级评分标准/分方案A/分方案B/分方案C/分产品功能1、能完全满足用户需求2、基本上满足用户需求3、能部分满足用户需求20155201520产品销路1、销路大2、销路中等3、销路小20155201515利润率1、30%以上2、20%~30%3、15%~20%302015202015研发能力1、现有条件就能成批生产2、需少量投资就能成批生产3、需多投资和较长时间才能投产20155152015环境污染1、无污染或污染容易消除2、污染只能控制在规定范围内1051055总计35~1008575702022/12/25（2））加权权平均均法由于各各个评评价指指标的的重要要性不不同，，可对对个评评价指指标规规定一一个权权重系系数，，每项项评分分乘以以权重重系数数得到到加权权分，，把个个指标标的加加权分分相加加，得得出加加权总总分，，加权权总分分值最最大的的方案案即为为最优优方案案。2022/12/252.经经济评评价法法是计算该新产品研发的投资回收期，据此进行决策的方法，也是考察新产品设想对投资的偿付能力的方法。投资回收期法也称投资回收率、资金利润率等。平均收益率是用税后年平均利润与总投资之比来计算的。其计算公式如下：平均收益率法2022/12/252.经经济评评价法法资金现值法：是指把未来若干年可得到的收益折算成现在的价值。现值大小、时间长短、贴现率高低的影响。将来收益一定的条件下，时间越长，贴现率越高，则现值越小；反之亦然。其计算公式如下：式中：2022/12/2560年代和90年代的生产系统主要特点对比盈亏平平衡分分析法法：是是评价价新产产品研研发方方案的的一种种分析析方法法。其计算算公式式如下下：2022/12/25盈亏平平衡分分析法法可以以判断断产品品研发发方案案在经经济上上是否否可行行。把盈亏亏平衡衡点销销售量量与市市场预预测销销售量量进行行比较较，预预测销销售量大大于盈盈亏平平衡点点销售售量越越多，，则盈盈利越越大；；反之之，预预测销售售量小小鱼盈盈亏平平衡点点销售售量越越多，，则亏亏损越越多。。例3-1：某产品研发方案有A、B、C三个，方案A年固定成本为300万元，产品变动成本为100元/件；方案B年固定成本为500万元，产品变动成本为80元/件；方案C年固定成本为800万元，产品变动成本为60元/件，设该产品市场售价为140元/件，试确定最优方案。2022/12/25解：三种方案的年总成本计算公式如下：2022/12/25OCQCAB图3-3盈盈亏亏平衡衡分析析法用用语多多方案案比较较OCQCAB图3-3盈盈亏亏平衡衡分析析法用用语多多方案案比较较画图各各方案案年度度总成成本线线，如如图图3-3所所示。。由图3-3可见见，方方案A和方方案B相较较于一一点，，在该该点上上由结果果销售售量小小于10万万件，，则选选择方方案A；年年销售售量在在10~15万万件时时，应应选择择方案案B；；年销销售量量大于于15万件件时，，怎选选择方方案C较优优。2022/12/25设计阶段决定了产品的生产成本、使用成本。如果在产品性能、结构、材料等方面设计不合理，则可能导致生产效率低、制造成本高、使用成本高等一系列问题。3.2新新产品设设计管理理新新产品设设计的重重要性设计阶段决定了产品满足市场用户需求的程度。产品的性能、质量和可靠性主要取决于设计，能否通过高水平的产品设计满足市场用户的需求，决定了新产品研发的成败。新产品设计的重要性体现在以下三个方面

产品质量取决于设计、制造和使用三个阶段，其中设计是最为重要的一环。设计阶段决定了产品的先天质量，设计质量有问题，将给后续过程带来一系列难以解决的困难和问题，甚至带来重大损失。2022/12/25面面向可制制造和可可装配的的产品设设计传统的设计部门及其人员在设计过程中很少与生产部门、销售部门以及用户沟通，由于设计上考虑不周往往导致一系列的制造、使用和维护问题。这种情况要么使设计方案仿佛修改而延长产品的研发周期，要么由于新产品性能缺陷而失去市场。面向可制造和可装配的产品设计，就是在产品设计阶段就充分考虑产品制造工艺技术的可行性和效率问题。以及产品装配过程和使用维护的效率问题。2022/12/25面面向可制制造和可可装配的的产品设设计面向可制造和可装配的产品设计（DFMA）方法要求组成设计、制造、销售及采购等跨部门的综合设计团队，使各部门之间更有效地协同工作，从可制造和可装配的角度考虑产品的设计，确保设计出的产品结构和性能良好，能高效地进行制造、装配和维护。为了尽量减少无效的设计返工，在产品设计的早期阶段就应考虑与产品制造、装配有关的约束和要求，拟定多个可行的设计与工艺方案，从成本、效率和可行性的角度，对各设计和工艺方案进行评估。2022/12/25Textinhere实现DFMA的的关键在在于坚持持以下设设计原则则多功能零件。一个机件多项功能设计，以降低零件数量，减少装配工序。3坚持系列化、通用化、标准化设计。减少种类，扩大批量，降低成本。

1结构对称。可减少装夹、定位的种类，降低生产难度，简化生产过程

2零部件的合理归并。简化零件的种类和制造工艺，减少材料采购的费用。

45有利于高效率制造、装配及易于维护和维修。即要有利于简化工艺流程，易损零件能够独立更换、容易更换；有利于采用通用制造工具，将产品设计成带有自检和远程诊断的能力等。2022/12/253.2.3面向向顾客的的产品设设计求：基本本型、期期望型和和兴奋型型。图3-4卡诺模型示意图期望型需求特性兴奋型需求特性顾客满意程度产品特性基本型需求特性卡诺模型：可以按照顾客的满意度将产品设计特性概念化。它将产品性能实现度和顾客满意度之间的关系归纳为三种类型：基本型、期望性和兴奋型。基本型需求特性是指顾客认为产品应该有的基本性能。期望型需求特性是指顾客预期的产品性能。兴奋型需求是指出乎顾客意料之外的产品性能。2022/12/25根据卡诺模型的分析，进行产品设计时，首先应明确顾客对产品需求的类型，以确保设计的产品特性符合顾客的需要并为其带来惊喜。

一般来说，产品的性能水平与产品成本是紧密相关的，设计过程应尽量以最小的代价实现顾客所需的功能，以取得满意的结果。随着时间的推移，兴奋型需求会向期望型需求和额基本型需求转变，因为产品设计决策也应及时调整。卡诺模型2022/12/25质量功能展展开法（QFD）质量功能展展开法（QFD）是是一种将顾顾客的心声声引入产品品设计规范范的方法。。接着按顾客客要求将公公司产品与与竞争者产产品逐项进进行比较，，以明确本本企业产品品所处竞争争位置；构造质量屋屋的第一步步是明确顾顾客的要求求，并确定定出其重要要性权重；；然后分析并并列出与顾顾客要求直直接相关的的产品技术术性能参数数，按满足足顾客要求求度对本企企业和竞争争对手的产产品技术特特性进行评评价比较，，进而明确确本企业新新产品的优优势和不足足，据此确确定新产品品设计或改改进的重点点。2022/12/252022/12/25价价值工工程法价值工程（VE）法是以某事物为研究对象，通过功能与成本分析、方案创造与实施，以最低的生命周期成本可靠地实现用户要求的功能，提高对象价值的一种技术和管理方法。VE法中的的价值V=F/C（（F=对象象的功能；；C=实现现功能的成成本）提高对象的的价值一般般有如下途途径和形式式：2022/12/25阶段实施步骤VE提问分析发现问题基本步骤详细步骤一、功能与成本分析1、选择对象2、收集情报3、功能定义4、功能整理5、功能评价1.这是什么？2.功能是什么？3.功能成本是多少？4.它的价值是多少？5.有无更好的方案？解决问题二、方案创造6、制定方案6、新方案的成本是多少？三、方案评价与实施7、方案初步评价8、方案具体化，调整验证9、详细评价10、制定改进方案7、新方案能满足功能要求吗？表3-2价价值值工程实施施过程2022/12/25价值工程具具体步骤（2）收集情报资料（1）选择VE对象具体步骤（3）功能分析与评价（4）成本分析（5）对象价值评价（6）方案创造和评价2022/12/253.2.5并行行工程法

并行工程（ConcurrentEngineering,CE）也称同步工程，是通过相对传统的“串行工程”而提出的产品研发组织模式，它能够集成设计、制造、市场、服务等资源，对产品及其相关过程，包括制造过程和支持过程，进行并行、一体化的系统设计。为了实施并行工程，需将研发设计、制造工程等跨部门人员组成综合研发团队，确保研发过程各环节的有效沟通、协调和配合，为同步进行产品和生产流程的研发和设计提供组织支持。现在，这个概念已扩展为包括松散联合的制造群体、市场营销和采购人员这样夸职能团队，甚至供应商和顾客代表也成为参与者，目的是确保产品设计既能反映顾客需求又能与制造能力和条件相匹配。2022/12/25并行工程要要求产品开开发人员在在设计一开开始就考虑虑从概念形形成到产品品报废处理理整个产品生生命周期所有因素，，包括生产产工艺、产产品质量、、成本、用用户要求，，如表3-3所示。。表3-3产产品设计计时要考虑虑的因素表表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的功能降低成本、提高效率易制造、易装配竞争力（高性能、低成本、新颖性）可靠性、易维护、易操作、经济性环境保护2022/12/25

实施并行工程的目的在于将产品的设计和可制造性、可维护性和质量控制等问题同时加以考虑，以减少产品早期设计阶段的盲目性，尽可能早地避免产品设计问题对产品生命周期后续阶段的影响，缩短研制周期，如图3-6所示。EnterpriseSolution产品功能可制造性环境保护可靠性可装配性质量保证并行设计顾客满意图3-6并行设计时要考虑的因素2022/12/253.3工工艺艺流流程程决决策策影响响工工艺艺流流程程设设计计的的因因素素自制制或或外外购购决决策策生产产柔柔性性水水平平产品品质质量量水水平平产品品的的需需求求性性质质2022/12/25新新工工艺艺流流程程的的选选择择工艺过程的选择是指企业选择生产产品的方法，它涉及工艺技术、设备及组织模式的选择，并对企业的生产能力计划、设施选址与设备布置、工作系统设计都有重要的影响。高柔性及单位成本低连续生产大量生产

成批生产单件生产标准化产品(大量生产)品种较多(中批生产)多品种(中低产量)顾客化(低产量)生产流程石油炼钢楼房建筑定制服装定制校服食物加工汽车装配电视机2022/12/25新新产产品品工工艺艺方方案案决决策策工艺方案决策是指决定产品制造过程的工艺方法和流程模式。工艺方案决策对产品生产过程的效率、质量、成本具有重要影响，而工艺方法和流程模式取决于市场需求特征、产品技术要求等要素。例3-2企业生产的产品需要某种零件，有三种工艺可供选择：方案一，以每件200元的价格购买；方案二，在数控半自动机床加工，每件75元；方案三，在加工中心上加工，每件15元。采用购买方案，则固定成本可忽略不计；数控半自动机床价值8万元；加工中心的成本20万元。试进行方案决策。2022/12/25解：设可变成本与产量之间呈线性关系，如图3-8所示。20000015000010000500000500100015002000BA方案一方案二方案三成本/元产量/件图3-8替代工艺盈亏平衡图2022/12/25结果果表表明明：：预测测年年需需求求量量超超过过2000件件时时，，采采用用加加工工中中心心方方案案最最优优。。预测测年年需需求求量量在在640~2000件件时时，，采采用用数数控控半半自自动动机机床床最最优优；；预测测年年需需求求量量小小于于640件件，，选选择择外外购购最最优优。。9、静夜夜四无无邻，，荒居居旧业业贫。。。12月月-2212月月-22Sunday,December25,202210、雨中中黄叶叶树，，灯下下白头头人。。。10:24:4110:24:4110:2412/25/202210:24:41AM11、以我独沈沈久，愧君君相见频。。。12月-2210:24:4110:24Dec-2225-Dec-2212、故人江海海别，几度度隔山川。。。10:24:4110:24:4110:24Sunday,December25,202213、乍见翻翻疑梦，，相悲各各问年。。。12月-2212月-2210:24:4110:24:41December25,202214、他乡生白发发，旧国见青青山。。25十二月月202210:24:41上午午10:24:4112月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月2210:24上上午12月-2210:24December25,202216、行动动出成成果，，工作作出财财富。。。2022/12/2510:24:4110:24:4125December202217、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。10:24:41上上午午10:24上上午午10:24:4112月月-229、没没有有失失败败，，只只有有暂暂时时停停止止成成功功！！。。12月月-2212月月-22Sunday,December25,202210、很多事事情努力力了未必必有结果果，但是是不努力力却什么么改变也也没有。。。10:24:4110:24:4110:2412/25/202210:24:41AM11、成功功就是是日复复一日日那一一点点点小小小努力力的积积累。。。12月月-2210:24:4110:24Dec-2225-Dec-2212、世间间成事事，不不求其其绝对对圆满满，留留一份份不足足，可可得无无限完完美。。。10:24:4110:24:4110:24Sunday,December25,202213、不不知知香香积积寺寺，，数数里里入入云云峰峰。。。。12月月-2212月月-2210:24:4110:24:41December25,2022