产品开发和技术选择教材

第四章产品开发和技术选择小组成员：管治华马龙陈威君石全兵

4.1

引言4.2

产品设计与开发阶段4.3

生产流程设计与选择4.4

并行工程--产品开发组织

的新方法本章主要内容4.1引言4.1.1

产品设计的背景特征4.1.2新产品开发的重要性4.1.3现代企业的研究与开发4.1.1产品设计的背景特征20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：新产品/服务开发是实现企业竞争战略的需要。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。可持续发展的要求。5不创新，就死亡。

——艾柯卡日日创新。

——日本索尼公司

6一个新产品从构思、设计、试制到商业性投产新产品开发周期大大缩短40年左右20年左右5-10年3年或更短二次大战期间战后到60年代70年代以后现在70年左右19世纪70510152025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，革新换代越来越快。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。产品寿命周期的缩短8扩大市场份额个性化定制生产需要增强企业市场竞争力产品更新换代的需要4.1.2新产品开发的重要性设计阶段制造阶段材料采购其它阶段费用

产品成本的决定因素构成及实际成本消耗构成示意图70%6%20%36%7%40%3%18%成本的决定因素实际成本消耗此外：

（1）产品制造效率的70%—80%是在设计和工艺阶段决定的；（2）所有质量的40%可以归因于低劣的设计和工艺。结论：

企业的技术活动影响着产品的成本、质量和制造的效率。尤其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要求的瓶颈，是提高企业竞争力的关键。4.1.3现现代企业的的研究与开发发研究与开发（（ResearchandDevelopment，简称R&D）是指企业所做做的新产品和和产品生产技技术的研究和和开发。研究与开发的的三种类型1.基础研究究。进行的是探索索新的规律、、创建基础性性知识的工作作。（１）纯基础础研究。是以探索新的的自然规律、、创造学术性性知识为使命命，与特定的的应用、用途途无关。（２）目标基基础研究。是指为取得特特定的应用、、用途所需的的新知识或新新规律而运用用基础研究的的方法所进行行的研究。２.应用研究究。也称产业化研研究，是将基基础理论研究究中开发的新新知识、新理理论应用于具具体领域。3.技术开发发研究。又叫企业化研研究，是将应应用研究的成成果经设计、、试验而发展展为新产品、、新系统和新新工程的科研研活动。1、投入期R&D着重于改进产产品的功能和和特征从多种新型号号中筛选出最最好的，确定定产品的基型型设计2、成长期产品创新转向向工艺创新致力于产品的的标准化和工工艺的合理化化3、成熟期产品创新和工工艺创新减少少趋于稳定R&D集中在技术服服务和工艺改改进产品生命周期期各阶段的开开发策略低高销售收入现金流量投入期成长期成熟期衰退期开发和制造成成本二、新产品的的概念与分类类你觉得什么样样的产品才算算是新产品？？16三、新产品的的分类按产品的新颖颖程度可分为为四类仿制型产品改进型产品换代型产品全新型产品17仿制型产品指根据外来样样机或技术专专利制造的产产品。有时在仿制时时也可能有局局部的改进和和创新，但基基本原理和结结构是仿制的的。别看你们的样样子千差万别别，“心”都都是我的哦！！18改进型产品指在原有产品品基础上，根根据用户的需需要，局部改改进产品性能能，增加型号号、规格、花花色品种。在基本原理、、技术水平和和产品结构等等方面并无突突破性改变的的产品其开发难度不不很大，是企企业经常采用用的一种形式式。你信不，我不不但能洗衣服服，还能洗……，地瓜！19换代型产品指在原有产品品基础上，部部分采用新原原理、新技术术、新材料、、新结构，使使产品性能有有重大突破的的产品。其开发难度较较全新型产品品小，是企业业进行新产品品开发的重要要形式。MotoralaDynaTac8000Nokia6110SumSungSGHM10020Nokia6610SumSungSGH-V200HTCTouchAppleiPhone对于创新来说说，方法就是是新的世界，，最重要的不不是知识，而是思路。————郎加明《创新的奥秘》21全新型产品指采用科学技技术的新发明明所生产的产产品它具有新原理理、新结构、、新工艺、新新材料等特征征，有明显的的技术经济优优势其研制要有基基础研究和应应用研究的配配合，要花费费较长的时间间，较多的人人力、物力和和财力才能奏奏效。22新产品开发的的动力模式技术导向型从最初的科学学探索出发开开发新产品，，以供给的变变化带动需求求的产生和变变化晶体管、汽车车、飞机、电电视、计算机机、……市场导向型从市场需求出出发进行新产产品开发，““市场—研究开发——生产—市场场”日本汽车企业业：小型、耗耗油量低面临着费用高高、风险大、、成功率低、、回报下降等等压力。新产品开发的的关键：找到到需求,用技术实现需需求。原则:技术与市场匹匹配。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%产品开发的成成功曲线图阶段三、新产品开开发面临的压压力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。西方学者认为为，新品失败败的最根本原原因还在于没没有协调好新新品开发过程程内在的三大矛盾:1.产品的质质量与产品的的成本形成的的矛盾；2.产品的质质量与创新产产品的时间限限制形成的矛矛盾；3.产品成本本与有限时间间之间形成的的矛盾。如：铱星计划划的失败4.2产品设计与开开发阶段一般产品开发发过程由以下下阶段构成:产品构思结构设计（总总体设计、技技术设计、详详细设计）工艺设计产品设计过程程描述需求分析结构设计协调工艺设计协调需求产品功能中间结果产品规格干预指令反馈工艺计划中间结果中间结果干预指令产品构思产品开发过程程开始于产品品构思构思来源（1）对市场需求求的分析（2）技术的推动动（3）竞争对手的的产品和服务务在供应链管理理的环境下，，作为合作伙伙伴的供应商商或者零售商商正在成为重重要的产品构构思来源。结构设计过程程对不同企业有有不同内容（1）制造型企业业：从明确设设计任务开始始，到确定产产品的具体结结构为止的一一系列活动（2）服服务务型型企企业业：：服服务务内内容容和和服服务务过过程程设设计计产品品结结构构设设计计阶阶段段决决定定了了产产品品或或服服务务的的特特征征、、性性能能、、质质量量、、成成本本。。产品品设设计计一一般般分分为为总总体体设设计计、、技技术术设设计计、、工工作作图图设设计计三三个个阶阶段段结构构设设计计过过程程————三三个个阶阶段段总体体设设计计通过过市市场场需需求求分分析析，，确确定定产产品品的的性性能能、、设设计计原原则则、、技技术术参参数数、、概概略略计计算算产产品品的的技技术术经经济济指指标标、、进进行行产产品品设设计计方方案案的的经经济济效效果果的的分分析析。。技术术设设计计将技技术术任任务务书书中中确确定定的的基基本本结结构构和和主主要要参参数数具具体体化化，，根根据据技技术术任任务务书书所所规规定定的的原原则则，，进进一一步步确确定定产产品品结结构构和和技技术术经经济济指指标标，，以以总总图图、、系系统统图图、、明明细细表表、、说说明明书书等等总总括括形形式式表表现现出出来来。。工作作图图设设计计根据据技技术术设设计计阶阶段段确确定定的的结结构构布布置置和和主主要要尺尺寸寸，，进进一一步步作作结结构构的的细细节节设设计计，，逐逐步步修修改改和和完完善善，，绘绘制制全全套套工工作作图图样样和和编编制制必必要要的的技技术术文文件件，，为为产产品品制制造造和和装装配配提提供供确确定定的的依依据据。。产品品结结构构设设计计过过程程图图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NNYYCAD工艺艺设设计计过过程程工艺艺设设计计是是指指按按产产品品设设计计要要求求，，安安排排或或规规划划出出从从原原材材料料加加工工成成产产品品所所需需要要的的一一系系列列加加工工过过程程、、工工时时消消耗耗、、设设备备和和工工艺艺装装备备需需求求等等的的说说明明。。工艺艺设设计计过过程程是是结结构构设设计计过过程程和和制制造造过过程程之之间间的的桥桥梁梁。。工艺艺过过程程的的结结果果一一方方面面反反馈馈给给产产品品设设计计用用以以改改进进产产品品设设计计；；另另一一方方法法作作为为生生产产的的依依据据。。工艺艺过过程程设设计计————程程序序和产品品图图纸纸的的工工艺艺分分析析和和审审查查拟订订工工艺艺方方案案编制制工工艺艺规规程程工艺艺装装备备的的设设计计与与制制造造决定定加加工工毛毛坯坯（材材料料和和尺尺寸寸））选择择机机床床零件件图图选定定加加工工条条件件制定定加加工工工艺艺计算算加加工工时时间间决定定加加工工工工序序内的的操操作作顺顺序序选择择工工装装产品品设设计计的的原原则则和和绩绩效效评评价价产品品设设计计和和选选择择应应该该遵遵循循的的原原则则：：设计计用用户户需需要要的的产产品品（（服服务务））设计计可可制制造造性性（（Manufacturability））强强的的产产品品设计计鲁鲁棒棒性性（（Robustness））强强的的产产品品设计计绿绿色色产产品品（（考考虑虑环环保保要要求求））产品品开开发发绩绩效效评评价价指指标标4.3生生产流流程设设计与与选择择生产流流程分分类按产品品（product-focused）进进行的的生产产流程程，又又叫对对象专专业化化形式式。按加工工路线线（process-focused）进进行的的生产产流程程，又又叫工工艺专专业化化形式式。按项目目（project）进进行的的生产产流程程。。不同生生产流流程的的特征征比较较产品－－流程程矩阵阵广告、、咨询询、重重型机机器中型机机器、、食品品加工工汽车装装配、、快餐餐厅食糖、、面粉影响生生产流流程产品/服务务需求求性质质自制-外购购决策策生产柔柔性产品/服务务质量量水平平接触顾顾客的的程度度生产流流程选选择决决策品种-产量量变化化与生生产单单位形形式的的关系系批量对象专大量生产对象专专业化化形式式批量生生产成组生生产单单元工艺专专业化化形式式品种ABCD以图中中的数数字为为例，，生产产同一一种产产品的的对象象式系系统投投资额额为225万元元，成成组生生产单单元为为111万万元，，工艺艺式为为50万元元。当当产量量在10万万件以以下时时，选选择工工艺式式最经经济，，当产产量在在10万～～25万件件之间间时，，成组组生产产单元元最经经济，，当产产量在在25万件件以上上时，，对象象式最最经济济。当当然还还有一一种选选择，，如果果以上上几种种方案案都不不能得得到满满意的的投资资回报报时，，则应应放弃弃该产产品的的生产产。费用2250000111000050000100000250000产量工艺式式成组生生产单单元对象（（产品品）式式经营杠杠杆：反映映年总总费用用一定定的情情况下下和销销售收收入的的关系系，总总费用用在销销售收收入中中所占占比重重越高高，则则经营营杠杆杆的作作用越越大。。图中的的BE1点点是采采用成成组生生产单单元时时的总总收入入等于于总费费用的的产量量水平平（盈盈亏平平衡点点）。。BE1左左侧是是亏损损区，，BE1右右侧是是赢利利区。。经营营杠杆杆就是是成本本函数数和销销售收收入之之间的的夹角角。夹夹角小小，经经营杠杠杆的的作用用小，，利润润或亏亏损的的变化化率也也小；；夹角角大，，经营营杠杆杆的作作用大大，利利润或或亏损损的变变化率率也大大。费用销售收收入成组生生产单单元对象式产量BE1BE2EP经营杠杆在在选择生产产系统方式式时的作用用：产量达到一一定水平后后（如EP点），经经营杠杆作作用越大，，从生产系系统获得的的长期收益益越大。如果产量没没有达到盈盈亏平衡点点，经营杠杠杆作用越越大，则长长期损失越越大。经营杠杆作作用越大，，未来预期期利润的不不确定性也也越大。销售预测的的不确定性性越高，经经营杠杆作作用大的生生产系统产产生损失的的风险越高高。经营杠杆对对生产过程程设计的作作用：产品预测的的不确定性性大，选用用经营杠杆杆作用小的的生产过程程方式。4.4并并行工工程：产品品开发组织织的新方法法产品开发的的两种方式式串行过程需求结构设计工艺设计制造并行过程串行的产品品设计方法法串行设计：：从需求分分析、产品品结构设计计、工艺设设计一直到到加工制造造和装配是是一步步在在各部门之之间顺序进进行。产品开发工工作流程：：市场人员提提产品构想想设计人员完完成产品定定义制造工程师师确定工艺艺工程确定产品总总费用和生产周周期质量控制人人员作质量保证计计划串行产品开开发过程存存在的问题题存在的首要要问题是以以部门为基基础的组织织机构严重重地妨碍了了产品开发发的速度和和质量。存在的问题题主要有：：各下游开发发部门所具具有的知识识难以加入入早期设计计，加入设设计的阶段段越早，降降低费用的的机会越大大。各部门对对其他部门门的需求和和能力缺乏乏理解，目目标和评价价标准的差差异和矛盾盾降低了产产品整体开开发过程的的效率。并行的产品品设计方法法并行工程是是对产品及及其相关过过程，包括括制造过程程和支持过过程，进行行并行、一一体化设计计的一种系系统化方法法。该方法力图图使产品开开发者从一一开始就考考虑到产品品全生命周周期从概念念形成到产产品报废的的所有因素素，包括质质量、成本本、进度和和用户需求求。并行工程并行工程是是一种强调调各阶段领领域专家共共同参加的的系统化产产品设计方方法，其目目的在于将将产品的设设计和产品品的可制造造性、可维维护性、质质量控制等等问题同时时加以考虑虑，以减少少产品早期期设计阶段段的盲目性性，进可能能早地避免免不合理因因素的影响响，缩短研研制周期。。可制造性功能环境保护可靠性并行设计可装配性质量保证顾客满意并行工程的的主要思想想设计时同时时考虑产品品生命周期期的所有因因素。设计结果产产生产品设设计规格和和相应的制制造工艺和和生产准备备文件。设计过程中中各活动并并行交叉进进行。不同领域技技术人员的的全面参与与和协同工工作。高效率的组组织机构。。并行产品开开发流程特特点产品设计的的各阶段是是一个递阶阶渐进的连连续过程，，注意粒度度和清晰度度产品设计过过程和产品品信息模型型经历从定定性到定量量、从模糊糊到清晰的的演化产品设计过过程和工艺艺设计过程程是并行展展开，同时时进行。概念设计工艺概念方案结构概念方案初步设计计工艺初步方案产品初步方案详细设计