第四章产品设计和技术选择

第四章产品设计和技术选择第四章

产品/服务设计和技术选择本章要点了解在当前环境下企业研发工作面临的挑战掌握产品研究与开发管理过程及主要内容掌握对生产流程进行设计和选择的方法了解并掌握并行工程的主要方法及技术了解现代计算机技术在产品设计中的运用4.1引言4.1引言信息爆炸的压力技术进步越来越快高新技术的使用范围越来越大市场和劳务竞争全球化产品研制开发的难度越来越大可持续发展的要求全球性技术支持和售后服务用户的要求越来越苛刻21世纪企业面临环境的主要特征4.1引言环境的变化导致了产品生产方式革命性的变化：由传统的“一对多”向满足顾客个性需求的“一对一”定制化生产和服务方式转变。与传统的规模化大批量生产相比，个性化定制生产的优点在于大大削减了库存，但对企业生产组织技术提出了更高要求，必须具有强有力的处理环境的变化和由此引起的不确定性的能力（即“柔性”flexibility），才能做到高质量、低成本、快速响应客户需求。4.1引言基础研究应用研究技术开发目的寻求真理,扩广知识探讨新知识应用的可能性将研究成果应用于生产实践性质探求发现新事物,新规律发明新事物完成新产品,新工艺,使之实用化,商品化内容发现新事物,新现象探求基础研究应用的可能性运用基础研究,应用研究成果从事产品设计,产品试制,工艺改进成果论文论文或专利专利设计书,图纸,样品成功成功率低成功率较高成功率大经费较少费用较大,控制松费用大,控制严人员理论水平高,基础雄厚的科学家创造能力强,应用能力强的发明家知识和经验丰富,动手能力强的技术专家管理原则尊重科学家意见,支持个人成果,采用同行评议尊重集体意见,支持研究组织在适当事作出评价尊重和支持团体合作计划自由度大,没有严格的指标和期限弹性,有战略方向,期限较长硬性,有明确目标,较短期限研究与开发的分类和特征4.1引言新产品开发面临着费用高、成功率低、风险大、回报下降等压力。格雷格A.史蒂文斯（GregA.Stevens）和詹姆斯·伯利（JamesBurley）调查统计后提出：3000个新产品的原始想法，只有1个能成功。阿尔巴拉（Albala）在总结以往研究的基础上，指出新产品开发的死亡率为98.2%。初期项目中只有2%可以进入市场新产品开发面临的压力4.1引言产品开发的成功曲线格雷格A.史蒂文斯、詹姆斯·伯利4.1引言新产品失败可归纳为三个关键原因：（1）没有潜在的用户和需求（2）新产品与当前的需求不匹配（3）营销工作不得力新产品开发的动力：（1）技术推动（2）市场牵引（3）同行竞争4.1引言了解和确定人们的需求，将这种需求用技术实现，提高产品在研究与开发过程中的管理水平，是新产品开发的关键。4.2产品研究与开发管理4.2产品研究与开发管理4.2.1产品开发过程

一般产品开发过程由以下阶段构成:

（1）需求分析（2）产品构思（3）可行性论证（4）结构设计（总体设计、技术设计、详细设计）（5）工艺设计4.2产品研究与开发管理4.2.2产品开发对生产过程成本的影响

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。根据管理学中ABC分类思想，企业技术活动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。4.2产品研究与开发管理4.2.3技术活动过程

技术活动包括新产品开发中产品设计阶段的结构设计和工艺设计活动。产品设计阶段的活动，是一个从产品的构思到产品结构、产品制造工艺的信息转换过程。它可以形象地描述为信息在顾客域、功能域、物理域之间连续的变换过程。4.2产品研究与开发管理需求环境功能需求设计参数结构设计过程工艺需求工艺变量工艺设计过程生产指令生产过程顾客域功能域物理域制造域生产活动技术活动技术活动过程分析4.2产品研究与开发管理4.2.4产品设计的原则和绩效评价

产品设计和选择应该遵循的原则：设计用户需要的产品（服务）设计可制造性（Manufacturability）强的产品设计鲁棒性（Robustness）强的产品设计绿色产品（考虑环保要求）4.2产品研究与开发管理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－市场份额利润率产品开发绩效评价指标4.3产品流程设计与选择4.3产品流程设计与选择流程设计的一个重要内容就是使生产系统的组织与市场需求相适应海斯和惠尔赖特提出了产品—生产流程矩阵，认为根据产品结构特征，沿对角线选择和配置生产流程可以达到最好的技术经济性。4.3产品流程设计与选择生产流程产品顾客化多品种品种较多标准化大量产品（低产量）（中低产量）（中批生产）（大量生产）高柔性单位成本低项目型生产单件生产成批生产大量生产连续生产航空航天工业装备机床工具特殊化工产品/药品电子电器汽车轮胎和橡胶钢铁产品普通化工产品/药品造纸容器制造酿酒石油钢铁

产品-生产流程矩阵4.3产品流程设计与选择产品/服务需求性质自制-外购决策生产柔性产品/服务质量水平接触顾客的程度影响生产流程设计的主要因素：4.4并行工程4.4并行工程需求结构设计工艺设计制造串行过程产品开发的两种方式并行过程4.4并行工程串行设计：从需求分析、产品结构设计、工艺设计一直到加工制造和装配是一步步在各部门之间顺序进行。产品开发工作流程：市场人员提产品构想质量控制人员作质量保证计划确定产品总费用和生产周期制造工程师确定工艺工程设计人员完成产品定义串行的产品设计方法4.4并行工程串行的产品开发过程存在的首要问题是以部门为基础的组织机构严重地妨碍了产品开发的速度和质量。存在的问题主要有：各下游开发部门所具有的知识难以加入早期设计，加入设计的阶段越早，降低费用的机会越大。各部门对其他部门的需求和能力缺乏理解，目标和评价标准的差异和矛盾降低了产品整体开发过程的效率。4.4并行工程

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。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4.4并行工程

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准备文件。设计过程中各活动并行交叉进行。不同领域技术人员的全面参与和协同工作。高效率的组织机构。并行工程的主要思想：波音公司实施并行工程实例：4.5计算机技术在产品设计中的运用CAD/CAPP系统计算机支撑技术（多媒体、网络与通信、分布式处理等）产品生命周期管理（productlifecyclemanagement，PLM）：对从产品设计、工艺制造、生产、使用、维护