产品开发与工艺选择

产品开发与工艺选择第1页/共50页第三章产品开发与工艺选择ProductDesignandProcessSelection引言第一节产品设计与开发第二节生产流程设计与选择第三节并行工程第四节第2页/共50页1、21世纪企业产品/服务设计的背景特征2、新产品/服务开发的重要性3、现代企业中的研究与开发第3页/共50页1、21世纪企业产品/服务设计的背景特征（1）新产品/服务开发是实现企业竞争战略的需要（2）技术进步越来越快（3）用户的要求是越来越苛刻，用户需求呈现出多样化、个性化的特点（4）产品研制开发的难度越来越大（5）可持续发展的要求第4页/共50页2、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）有利于扩大市场份额（3）适应个性化定制生产的需要（4）产品更新换代的需要第5页/共50页3、现代企业中的研究与开发R&D(1)R&D——对企业未来的投保近年来各国R&D／GDP比较值国家日本美国法国英国韩国中国巴西印度R&D/GDP2.7~2.92.6~2.72.422.082.00.5~第6页/共50页产品技术开发部潍坊第7页/共50页华为产品技术开发中心第8页/共50页英国自动编制公司在海外的研发机构第9页/共50页(2)R&D的分类与特征A:基础研究：指探索新的规律、创建基础性知识的工作。※纯基础研究：以探索新的规律，创造学术性知识为使命，与特定的应用、用途无关。如物理、化学等方面的研究※目的基础研究：指为取得特定的应用、用途所需的新知识或新规律而运用基础研究的方法所进行的研究。如机械学、电工学、纳米材料等研究

C:技术开发研究：指将应用研究的成果经设计、试验而发展为新产品、新系统和新工程的科研活动。如产品开发设计等

B:应用研究：指将基础理论研究中开发的新知识、新理论应用于具体领域的科研工作，即运用通过基础研究所获得的知识，为创造新产品、新技术、新材料的技术基础而进行的研究。如制造工艺、基因工程、生产过程组织等研究第10页/共50页(3)三者区别应用研究：目的是探索新知识应用的可能性，进而发明新事物（如纳米技术、新材料的发明），成功率较高，这种研究在计划上有弹性，有战略方向，但期限较长。技术开发研究：将研究成果用于实践，完成新产品、新工艺，使之实用化、商品花，成功率高，计划是硬性的，有明确的目标。基础研究：目的就是寻求真理、扩展知识；成功率一般很低。所以自由度大，没有严格的指标限制。第11页/共50页内容：新产品开发、新技术开发新产品开发：作为对未来竞争的一种投保，是运营管理和竞争策略的核心。企业战略应从“制造产品”到“创造产品”，随产品寿命周期的缩短。产品开发决定着企业经营的基本特征。新技术开发：新产品的竞争力除了产品本身的功能外，还需要有优异的质量和低廉的价格来保证，而后者与生产工艺技术密切相关。技术的寿命周期也在缩短。两者相辅相成。(4)企业R&D主要内容第12页/共50页产品生命周期与R&D开发期成长期成熟期退出期销售量着重于改进产品的功能和特征，从多种新型号中选择产品标准化、工艺合理化，从产品创新向技术创新过渡；集中在工艺改进和技术服务方面第13页/共50页(5)新产品的概念A:新产品:一般地说，新产品应在性能、材料和技术等方面（或仅一方面）具有先进性或独创性，或优于老产品。－先进性：由新技术、新材料产生的先进性，或由已有技术、经验技术和改进技术综合产生的先进性。－独创性：由于采用新技术、新材料或引进技术所产生的全新产品或在某一市场范围内属于全新产品。B:新产品发展的方向

1.多能复合化

2.微型化3.简化4.多样化5.标准化6.节能化7.美化8.环保化第14页/共50页c:新产品类型创新产品Breakthrough、改进型产品derivative、换代产品Next-generationP103D:新产品开发的动力模式1、技术导向型：即从最初的科学探索出发开发新产品，以供给的变化带动需求的产生和变化。2、市场导向型（需求拉动型）：是从市场需求出发进行新产品开发。即通过市场调查来了解市场需要什么样的新产品，然后对其作为商品来说在生产技术、价格、性能等方面的特性进行研究，进而再通过该新产品商品化后的销售预测来决定是否开发。市场导向型产品是以“市场—研究开发—生产—市场”的模式出现的，即把市场需求代入研究。顾客心声第15页/共50页市场导向型（MarketDriven)MarketR&DproductionMarket技术导向型（TechnologyandInnovationDriven)TechnologyProductionMarket第16页/共50页E:新产品的开发方式自行研制技术引进自行研制与技术引进相结合F:新产品开发面临的压力

1）费用高2）成功率低3）风险大4）回报下降第17页/共50页产品设计与开发第二节2、产品开发过程描述1、产品开发过程中涉及到的主要企业经营功能3、产品设计原则4、产品设计的成功要素第18页/共50页01020304050月数产品周期开发缩短的趋势突破性产品新产品线主要产品改进次要产品改进平均开发时间1991年1996年第19页/共50页随着产品生命周期的越来越短，企业要想获得成功就必须：把这些新产品概念转化为顾客需要的可靠的功能设计不断地推出新产品概念保证这些功能的可生产性选择与顾客需求相匹配的流程第20页/共50页产品开发过程中涉及到的主要企业经营功能客户市场系统营销销售先进的研究产品设计工艺规划生产客户市场系统需要客户订单催款促销新产品观念产品规格技术概念生产通知单产品市场管理营销与销售产品开发生产制造从图中可以看出，产品开发是以市场为始点，又以市场为终点。从市场需求中产生出新产品的概念，称为概念产品。产品开发是一个从产生概念产品开始到制造出成品为止的完整过程。上图描绘了产品开发全过程，它包括(市场管理)概念产品形成阶段、（产品开发）产品设计阶段和加工制造阶段。第21页/共50页市场需求详细分析产品概念设计（构思）先行开发阶段总体设计技术设计细部（工作图）设计设计阶段提出产品构思方案:原理、构造、材料、性能、功能、用途等设想；构思方案的评价、筛选；制定开发安排对有关关键技术进行研究和试制，进一步确认和修改构思方案确定产品的性能、功能、设计原则、技术参数，概略计算技术经济指标和经济效果分析进一步确定产品的具体结构和形式，及技术经济指标。包括绘制产品总图，零件装配图，工艺技术选择等；提供详细的设计说明书绘制产品试制、生产所需的全套图纸，提供生产工艺所需的全部技术文件。开始产品设计过程产品构思结构设计过程TheProductDesignProcess工艺设计第22页/共50页第23页/共50页第24页/共50页一个完整的新产品开发包括产品创意、产品设计、工艺设计与流程选择，以及市场导入等一系列活动产品设计过程包括产品的需求分析、产品构思、可行性论证、结构设计。工艺设计是指按照产品设计要求，安排或规划出从原材料加工成产品需要一系列加工过程、工时消耗、设备和工艺装备要求等过程。第25页/共50页进度表阶段概念的形成产品结构概念设计目标市场产品规划市场建设小规模试验投资/金融产品/流程工艺详细的产品设计与工具/设备建造/试验原型试生产/加速发展证明可进行大量生产工厂开工产量增加达到商业目标项目投放市场前的投放开始月份市场

36271890概念项目得到批准设计/规划第一个完整的原型产品生产过程启动定案设计工作试生产

投放市场加速发展生产开发过程的几个典型阶段第26页/共50页（1）设计用户需要的产品3、产品设计原则（2）设计可制造性强的产品（3）设计强壮的产品（4）设计绿色产品第27页/共50页4、产品设计的成功要素由内到外的设计。把顾客对产品的使用需求作为所有产品开发的重心。密切合作。在设计流程早期即让所有相关职能部门（如营销、采购与制造等）参与进来，共同定义新产品（通常称为并行工程）广泛合作。随着虚拟企业的出现，组织的边界现在越来越模糊。因此设计者必须与内外的所有利益攸关者合作。首要设计产品。把正确的产品放入正确的市场，首要设计分析会尽早较少错误的概念。快速成型。通过原型将产品概念可视化，以尽快从顾客那里获得反馈意见。可制造性的设计。通常的设计符合预设质量、成本与运输标准。可制造性的问题如人性化、美观、功能等对产品成功开发一样重要。让用户惊喜。通常提供一些额外设计会给顾客惊喜。这一点可以创造顾客忠诚，也增加了产品热销的可能性。第28页/共50页第三节生产流程设计与选择生产流程设计与选择要解决的问题就是如何把在图纸上设计好的产品真正的生产出来。如何把投入变成产出。“平面”产品真正产品第29页/共50页第三节生产流程设计与选择一、生产流程的分类二、产品—流程矩阵（product-processmatrix,PPM）三、影响生产流程设计的主要因素四、生产流程选择第30页/共50页1、按产品进行的生产流程对象专业化生产2、按加工路线进行的生产流程工艺专业化3、按项目进行的生产流程项目生产项目型离散加工型流水线工艺专业化装配线生产批量生产流程式生产产出量低高流程类型单件成批大量连续柔性第31页/共50页IV.ContinuousFlowIII.AssemblyLineII.BatchI.JobShopLowVolumeOneofaKindMultipleProducts,LowVolumeFewMajorProducts,HigherVolumeHighVolume,HighStandard-izationCommercialPrinterFrenchRestaurantHeavyEquipmentCoffeeShopAutomobileAssemblyBurgerKingSugarRefineryFlexibility(High)UnitCost(High)Flexibility(Low)UnitCost(Low)Source:ModifiedfromRobertHayesandStevenWheelwright,RestoringOurCompetitiveEdge:CompetingthroughManufacturing(NewYork:JohnWiley&Sons,1984).p.209.13Product-ProcessMatrix第32页/共50页资料来源：根据罗伯特·海斯与史蒂文·韦尔莱特合蓍的名为《恢复我们的竞争优势：通过制造参与竞争》(纽约：JohnWiley&Sons1984)第209页内容修改而来。产品—流程矩阵IV.连续流程连续生产III.装配流水线大量生产II.批量车间成批生产I.加工车间单件生产低产量顾客化多品种中低产量品种较多中批生产标准化产品大量生产广告电影制片厂重型机器食品加工汽车组装电视机石化企业精炼

柔性、灵活性(高)柔性、灵活性(低)生产流程第33页/共50页1、产品或服务需求性质2、自制－外购决策3、生产柔性是指生产系统对用户需求变化的响应速度，是对生产系统适应市场变化能力的一种度量。品种柔性和产量柔性

4、产品或服务质量水平5、接触顾客的程度三、影响生产流程设计的主要因素第34页/共50页四、生产流程选择批量品种O对象专业化形式，大量生产对象专业化形式，批量生产成组生产单元和工艺专业化混合生产工艺专业化形式abcd第35页/共50页费用（万元）产量（万件）2251115001025工艺式成组生产单元对象式不同生产流程的费用变化第36页/共50页第四节并行工程现代产品设计的新思路、现代产品开发组织的新方法并行工程（Concurrentengineering)产品设计与工艺设计的结合（DFM）计算机辅助设计（CAD）成组技术（GroupTechnology）

产品的质量远不是制造出来的，而更重要的是设计决定了产品的性能，产品的质量是设计出来的！第37页/共50页需求结构设计工艺设计制造（a）串行过程2、串行设计的弊端1、串行开发流程（4）产品设计阶段，工艺、制造人员不能加入，不能及早发现缺陷，费用高（1）部门之间缺乏协调、互相不理解。（2）时间长。（3）设计的产品不能满足顾客需求，制造性、装配性差。一、串行的产品设计方法第38页/共50页二、并行的产品设计方法（b）并行过程1、并行工程的定义并行工程是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。并行过程见图b：第39页/共50页2、产品设计时要考虑的因素并行工程力图从一开始就考虑到从概念形成到产品报废的所有因素。各因素见下表：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应考虑的因素顾客需求降低成本易制造竞争力（低成本、标新立异）可靠性环境保护可维护性产品功能提高效率易装配操作简便第40页/共50页3、并行工程的主要思想（1）设计的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及生产准备文件。（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。（4）高效率的组织结构。产品开发过程是涉及所有职能部门的活动，通过建立跨职能开发小组，能够打破产品间的壁垒，降低产品开发过程中各职能部门之间的协调难度。第41页/共50页4、并行的产品开发流程概念设计结构概念方案工艺概念方案初步设计产品初步方案工艺初步方案详细设计产品详细方案工艺详细方案第42页/共50页5、并行