产品开发与项目管理

产品开发与工程管理1本章目标学习完本章后，你应当了解：产品寿命周期的概念及其各阶段的特点产品选择要经过的各个阶段产品开发系统价值工程的概念工程的可行性研究技术经济分析的方法大型工程管理的3个阶段PERT和CPM的分析计算2§1新产品开发与企业的R&D一、产品开发的原因产品开发对一个组织能够实现其目标的程度有战略性的作用。它是影响顾客满意度、产品质量及生产本钱的主要因素。组织开发产品或效劳的原因：通过提供新产品或效劳加强竞争力；增加营业额和提高利润；增加工作岗位。3二、现代企业的研究与开发〔R&D〕主要包括：根底研究其目的是推动一门学科的知识水平，而没有任何商业应用目的。应用研究目的是实现商业应用。技术开发研究目的是将成果转化为有用的商业用途。

三、产品生命周期与R&D在产品生命周期的不同阶段，R&D的内容、重点及数量都有不同变化。4四、新产品开发面临的压力估计每开发25个产品只有1个成功，而原始设想可能有2000多个。〔图1〕开发失败的原因：没有潜在的用户和需求不能满足需求或功能过剩营销策略不当20001500

1000500100设想市场需求功能特性产品特性市场评价和市场开发成功的产品或服务·1750·1000·

500·100·25·1图1产品开发中只有少数获得成功5§2产品开发一、企业技术系统活动1、产品开发过程与开发方法创意市场需求分析功能说明产品说明设计审查市场测试引入成功吗？产品开发小组的职责可生产性设计与价值工程小组的职责范围创意来源：技术革新，人口/社会/文化，经济变迁，政治变动，顾客，供应商、分销商，修理工等（为了符合市场要求，这种方法是必不可少的）（产品是如何发挥作用的）（如何制造的）如何经济的生产产品，并保证其质量稳定可靠（该产品是否符合市场要求？）（交付使用）（评估）

图3-2产品开发各阶段62、企业技术系统的构成企业技术系统是承担技术开发任务的子系统，属R&D中的技术开发范畴。“Y〞模型中右边是工程链和左边是管理链。产品开发过程主要表达在“Y〞模型中的工程链的前段。订货控制成本估计主生产计划物料管理能力需求计划能力调整任务投放MRP

Ⅱ

JITOPT生产控制工况数据收集库存控制生产数量、时间及成本检查作业分派NC、CNC和DNC机床及机器人控制传送控制装配控制设备维修质量保证产品构思产品设计工艺设计NC编程CADCAPPCAQ计划与控制的管理职能设计与制造的工程职能计划执行计划执行数据库图3企业系统结构模型CAM7二、产品开发对生产过程本钱的影响产品生命周期的缩短、研制周期的稍长〔图2〕产品开发时间的构成及其优化〔图3〕图2产品的开发周期与生命周期周期时间（年）产品平均生命周期产品平均开发周期年份7980828486889092945432120%13%22%5%（33%）（22%）（37%）（8%）并行模型

图3设计优化对产品上市的影响节约40%27%55%15%3%概念设计详细设计修改和反复产量的提升8产品本钱的决定因素构成及实际本钱消耗构成〔图4〕结论：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%的本钱。100806040200

概念设计检验工艺规划生产

图4产品寿命周期的各个阶段成本确定的时间消耗成本决策成本9三、产品设计原那么〔不同方式〕考虑产品的寿命周期，设计用户需要的产品制造设计：面向可制造性的设计与装配〔DFM/DFA〕再循环设计〔DFR〕再制造：指拆卸下旧产品中的某些部件，在新产品中再度使用。20世纪工业的标志是装配线，21世工业的标志可能是拆卸线。稳健性设计——田口方法：指那些由于生产或装配的小变化不会严重影响产品质量的设计；或是由于产品使用环境的变化而故障率很低的设计。并行工程〔CE〕计算机辅助设计〔CAD〕模块化设计10四、效劳设计1、效劳设计与产品设计的区别效劳设计更重视不触摸因素〔如思维的清醒程度、气氛〕。效劳的创造与传递很多是同时的，这时抢在顾客之前发现和改正效劳中的错误更难。因此，员工培训、流程设计及与顾客的关系显得特别重要。效劳不能有存货，这限制了它的柔性，并使生产能力设计显得非常重要。效劳的高度可见性，给流程设计增加了额外要求。有些效劳业进退阻力小，这给效劳设计增加了额外压力，必须进行创新并考虑本钱效果。便利性是效劳设计的一个主要因素，因此选址对效劳设计很重要。112、效劳设计法那么效劳策略决定效劳的性质和重点及目标市场，也决定了效劳设计。效劳设计者应根据组织提供效劳的能力、目标市场顾客的要求和期望等信息设计效劳传递系统〔即工具、流程、提供效劳所需的全体人员。遵循一条简单、统一的主题如便利性或速度，有助于全体人员共同协作。确定系统能够处理效劳要求中的任何预期变化。要有设计特征，进行检查确保效劳是可靠和始终优质的。系统设计要方便用户，这对自我效劳系统更有用。12效劳要求的变化程度；与顾客接触并卷入传递系统的程度。它们会影响到效劳的标准化或必须定制的程度。高中低无网络购买无电话定购低零售店买中定购高与顾客接触程度服务要求的变化性高度标准化高度定制效劳设计的两个关键点：表113QFD是将顾客的要求融入产品或效劳开发流程的一种结构性方法。把顾客的要求〔是什么〕转化为与产品或效劳有关的技术指标〔如何解决〕形成一个矩阵〔图5〕。在主体矩阵上增加附加特征〔如重要性衡量或竞争性评估等〕以拓宽分析范围，这就形成了质量屋〔图6〕五、质量功能展开〔QFD〕

对顾客的技术要求顾客重要性要求关系矩阵图5QFD主体矩阵设计要求关系矩阵特殊规格或目标值竞争性评估顾客要求

相关矩阵图6质量屋14六、可靠性提高可靠性的方法：改善零件设计提高生产和/或装配技术增加检测利用备用部件改善防护维修程序提高用户受教育程度改善系统设计

可靠性是衡量在一系列给定条件下，一种产品、零件或系统执行目标功能的能力。它与故障常常联在一起。15在产品和效劳设计领域的运作战略中，有4点最有助于提高竞争力：加大R&D的投资将某些侧重点从短期行为转向长期行为致力于连续的提高，而不是采用“大爆炸〞的方法。好比努力缩短产品开发周期“龟兔赛跑〞16§3工艺〔生产流程〕设计工艺选择是一个组织用来生产产品和提供效劳的方法。它在生产系统设计中的作用〔图7〕。一个组织如何进行工艺选择取决于该组织的工艺战略，其关键点有：自制或外购的选择资本的密集度工艺柔性预测工艺选择生产能力计划设施和装备布置工作设计产品和服务设计技术变化图7工艺选择与系统设计17一、自制或外购这是工艺方案的第一步。一般需要考虑以下因素：已有生产能力专业技能质量。专业工厂提供的产品经常比一个公司自制的质量要高。当对质量有特殊要求或对质量进行更直接的控制时，通常企业决定自己生产部件或提供效劳。需求特性。产品需求较高且稳定，自制更适合。本钱18二、运作类型运作类型反映了“资本的密集程度〞，即组织用以加工产品或提供效劳的机器和劳动的组合。连续和半连续〔重复性〕加工。产出的高标准化导致了生产方式和设备的高标准化。一般来说，这种类型系统生产的产品是应存货需要而非顾客订单生产的。间歇式加工。其典型特征是：满足多种加工需求的通用设备、技术高或技术一般的操作工人以及比多数连续加工更窄的管理跨度。有两种类型：批量生产工艺专业化生产19定制产品和服务半标准化产品和服务标准化产品和服务高度标准化产品和服务低产量工艺专业化（项目型单件生产）中等产量批量（小批量生产）高产量重复性组装（批量生产）极高产量连续流（大量流水生产）表产品-工艺矩阵〔PPM〕品种差异性低物流连续性高工艺选择的一个核心概念就是使产品需要和工艺能力相匹配。20三、自动化自动化是拥有传感器和控制设备，能够实现自动操作的机器。工艺设计中的一个关键问题是：是否要实现自动化，实现多大程度的自动化。自动化特点优点：保证质量，降低变动本钱，减少人为因素的影响。缺点：固定本钱高，需要高产量来分摊高本钱；缺乏柔性；工人害怕自动化会使他们失业，因而给生产率和士气带来负面影响。212、自动化的3种类型固定型。其刚性最强，低本钱和高质量是其主要优势，产品缺少丰富性以及产品、工艺的较大改变需要很高的本钱是其只要缺陷。可编程型。采用包含作业顺序和没一作业具体细节的计算机程序所控制的高本钱通用型设备。改变作业的难易程度由计算机程序改变的难易程度决定，程序改变时需要一段停工期。它能够经济地小批量生产较大范围低产量产品。数控机床和工业机器人是这类自动化的应用。柔性自动化。由可编程自动化转变而来，所用装备的通用程度比前者低，但其换产时间更少，几乎能允许设备持续运转和产品灵活变化，而无需生产批量性要求。22柔性自动化的几种不同形式：制造单元。由一台或数台数控机床组成，能够生产一组相似的部件，这些机器常由自动物料递送装置连接在一起。柔性制造系统〔FMS〕。由一组包括计算机监控装置〔CPM/CPC〕，自动物料递送装置〔AGV〕，机器人〔Robot〕以及其它自动化加工设备在内的机器组成。计算机集成制造〔CIM〕。是一个运用集成的计算机系统将众多生产加工活动，包括工程设计、FMS和产品方案与设计联系在一起的系统。23四、工艺选择与运作战略工艺选择需要一定的工程专业知识。从长远来看，要雇用和选拔有管理和技术双重知识的人来从事生产经理的职位。而从短期来看，经理要与技术专家协作，搞清复杂的工艺设备和技术的优缺点，最终自己作出决策。自动化程度增加的一个重要结果是其对企业本钱结构的影响。经理做决策时要谨慎。柔性在工艺选择中并不总是最好的选择。柔性的系统和装备通常更昂贵，而生产效率不如柔性低的装备。在某种情况下，由于产品处于成熟期，设计变动少，产量稳定，过分的柔性是不必要的。决策者选择柔性系统有两条理由：需求多变或者需求存在着不确定性，两条都可以通过提高预测的准确性来消除。24§4工程管理对于大型复杂产品，其生产方式一般采用固定位置布置组织生产。相应的方案主要是进度方案，即满足规定的交货期，而数量方案是次要的。控制主要是对进度、本钱和质量等要素的控制。本节要点：工程的根本概念工程的方案方法网络方案的优化和修改251、工程和工程管理的概念及特点工程定义：工程是为完成某一独特的产品和效劳所做的一次性努力。工程特点：一次性——工程有明确的开始时间和结束时间。当工程目标已经实现，或因工程目标不能实现而工程被终止时，就意味着工程的结束。独特性——工程所创造的产品或效劳与已有的相似产品或效劳相比较，在有些方面有明显的差异。工程要完成的是以前未曾作过的工作，所以它是独特的。一、根本概念262、工程根本属性：过程的一次性运作的独特性目标确实定性组织的临时性和开放性成果的不可挽回性27工程管理定义：工程管理是在工程活动中运用知识、技能、工具和技术，以满足和超过工程干系人对工程的需求和期望。——工程管理就是把各种资源应用于工程，以实现工程的目标。资源:一切具有现实和潜在价值的东西自然资源和人造资源，内部资源和外部资源，有形资源和无形资源人力和人才(man)、材料(material)、机械(machine)、资金(money)、信息(message)、科学技术(methodofS&T)及市场(market)等.<7M>工程管理作为方法和手段，也是资源。28二、工程方案方法工程方案的甘特图方法工程方案的网络方案方法29网络方案技术的概念和特点概念：是以工序所需时间为时间因素，用描述工序之间相互联系的网络和网络时间的计算，反映整个工程或任务的全貌，并在规定条件下，全面筹划、统一安排，来寻求到达目标的最优方案的方案技术。30特点：直观性强，可形象反映工程全貌；主次、缓急清楚，便于抓住主要矛盾；可利用非关键路线上的工作潜力，加速关键作业进程，因而可缩短工期，降低工程本钱；可估计各项作业所需时间和资源；便于修改；可运用电子计算机运算和画图，缩短方案编制时间。31实例：家务工程夫妇两人安排家务，要求在上午九点开始，至十一点半以前结束，然后出门开会具体家务所需时间为：洗衣3小时，烧饭1小时，吃饭半小时。现表示如下：项目工时代号洗衣3.00A烧饭1.00B吃饭0.50C32几种安排方法：串联方法并联方法分段并联方法ABC310.5AC30.5B1A1B11CA2A30.511T=4.5T=3.5T=2.5网络方案技术的根本思想并不奥秘！33实例小结：从科学的观点分析，家务劳动也是一项工程，称家务工程。洗衣、烧饭、吃饭为各道工序。总目标是从上午9:00到11:30，要完成洗衣等三道工序活动。关键工序是洗衣作业〔3小时〕，已超过方案容许的时间限度，应想方法挖潜、革新，研究时差，利用机动时间，保证缩短关键工序时间，使全部活动按时完成。进行技术革新：①买一台洗衣机，从手工洗衣改为用机器洗衣，②从用肥皂洗衣改为用皂粉洗衣。342、网络图的组成〔1〕工序〔作业、活动〕〔2〕事项〔事件、结点〕〔3〕路线35〔1〕工序〔作业、活动〕定义：指一项有具体内容的、需要人力、物力、财力、占用一定空间和时间才能完成的活动过程。虚活动〔作业〕：只表示作业之间相互依存、相互制约、相互衔接的关系，但不需人力、物力、空间和时间的虚设的活动。例如1：例如2：先行活动、后续活动和并行活动B12ADCB146352产品设计A自制零部件B1外购零部件B2装配C样品鉴定D45503515536〔2〕事项〔事件、结点〕定义：工程〔方案〕的始点、终点〔完成点〕或其各项作业的连接点〔交接瞬间〕。表示方法：ii〔结点编号〕：①表示事项时间大致顺序自左向右自上向下排列②一般以正整数表示③一个结点只有一个编号④各结点不允许重复使用一个编号37〔3〕路线

定义：从网络图始点开始，顺着箭头方向前进，连续不断地 到达终点的一条通道称为网络图的一条路线。各条路线所需的周期为对应的作业时间之和。

关键路线和关键工序：

概念：网络图中所需工时最长的路线称为关键路线。关键路线上的工序称为关键工序

表示方法：关键路线及工序常用双线表示

注意：①关键路线的完成时间决定整个工程的完工时间；

②关键路线不只一条。关键路线越多，组织工作 越好，安排越紧凑；

③关键路线与非关键路线可以转化。38网络图是有方向的，不允许出现回路直接连接两个相邻结点之间的活动只能有一个一个作业不能在两处出现箭线首尾必有结点，不能从箭线中间引出另一条箭线网络图必须只有一个网络始点和一个终点各项活动之间的衔接必须按逻辑关系进行3、网络图的绘制原那么39网络图是有方向的，不允许出现回路

12345BACDE错40直接连接两个相邻结点之间的活动只

能有一个3543453’’3’DCBADCBA错对41箭线首尾必有结点，不能从箭线中间引出另一条箭线

14131211131211配砂造型造型配砂2配砂1对错42网络图必须只有一个网络始点和一个终点

23543’145321错对434、网络图的绘制步骤1〕定义各项作业〔工作〕恰当地确定各项工作范围，以使网络图复杂程度适中2〕编制工作表〔例如〕〔1〕列出各项作业清单〔2〕确定或估计各项作业时间〔3〕说明各项作业之间的逻辑关系3〕画网络图〔1〕确定各项作业层次：无紧前作业的层次为1；其它各作业层次数=紧前作业层次中最大者+1〔2〕画草图〔3〕画正图〔4〕进行结点编号44工作表编制某新产品推销工作方案表45网络草图图1图3图2ABKAICJHGEDCBIHGEDCBA46网络正图

143568927026261519120202256102915190228151221226212500221212151521919111187612615811746151115711B62IHDGECA22KLJ74103434475、网络时间计算〔1〕作业时间确定〔2〕结点时间参数〔3〕作业时间参数〔4〕时差48〔1〕作业时间确定

单一时间估计法三点时间估计法：乐观时间a：顺利情况所需最短时间最大可能时间m：正常条件下所需时间悲观时间b：不正常条件所需最长时间

a+4m+b6b-a6作业平均时间t=

作业时间标准差

=标在网络图中49结点最早开始时间结点最迟结束时间〔2〕结点时间参数计算50概念：保证该结点先行作业能够完成的前提下，从该结点开始的各项作业最早开始时间。表示方法：ES(i)：作业“i-j〞箭尾结点最早开始时间 ES(j)：作业“i-j〞箭头结点最早开始时间计算规那么：由始点开始，由左至右计算ES(1)=0ES(j)=max[ES(i)+t(i,j)]

图上表示法：10i

结点最早开始时间

i<jES〔结点号码〕51结点最迟结束时间概念：即保证该结点后续作业都不延误的前提下，该结点前边的先行作业最迟结束时间。表示方法： LF(i)：作业“i-j〞箭尾结点最迟结束时间 LF(j)：作业“i-j〞箭头结点最迟结束时间计算规那么：由终点开始，自右至左计算LF〔终点〕=ES〔终点〕LF(i)=min[LF(j)-t(i,j)]图上表示法：i15

i<jLF〔结点号码〕52〔3〕作业时间参数的计算作业最早开始时间

ES(i,j)=ES(i)；作业最早结束时间

EF(i,j)=ES(i)+t

(i,j)

；作业最迟结束时间

LF(i,j)=LF(j)；

作业最迟开始时间

LS(i,j)=LF(j)-t

(i,j)

；A12A1212A12A53〔4〕时差概念：结点或作业在不影响总工期的前提下，可以推迟的最 大延误时间。结点时差：S(i)=LF(i)－ES(i)

作业时差：总时差：在不影响总工期，即不影响其紧后作业最迟开始时间的前 提下，作业可推迟开始的一段时间。

S(i,j)=LS(i,j)

－ES(i,j)

=LF(i,j)

－EF(i,j)

=LF(j)

－ES(i)

－t

(i,j)

单时差：在不影响紧后作业最早开始时间前提下，可推迟的时间。

Sf

(i,j)=ES(j)

－ES(i)

－t

(i,j)

546、关键路线确定作业时间之和最长的路线结点时差为0的结点联结的路线关键作业〔时差为0的作业〕组成的路线对于随机型网络图，其关键路线是在规定工期内按期完工概率最小的路线557、计算完工期及其概率完工期平均值T=t关键作业完工期均方差T2=2关键作业T=2关键作业设预定工期为D，按预定工期完成的概率P〔TD〕=

D－T

T56完工期及其概率计算例如 T=19：T=C2+J2+K2+L2=0.332+2.672+1.332+02=3假设D=17：P〔T17〕=17-19=〔-0.67〕=1－〔0.67〕=25.14%3

假设D=20：P〔T20〕=20-19=〔0.33〕=62.93%3

假设D=21：P〔T21〕=21-19=〔0.67〕=74.86% 3假设D=19：P〔T19〕=50%57次关键路线对完工期的影响不仅注意关键路线的完成，而且要注意如期完成概率小的次要关键路线例如：处理方法T关键路线T次要关键路线或大局部工作为共同工作时，以关键路线为重点控制对象。假设不具备上述条件：采用蒙特卡洛模拟方法根据每个作业时间分布，随机选取作业时间，每计算一次得到一个关键路线、T和上述过程重复上千次某作业的关键度=

成为关键作业的次数总模拟次数路线TiD(规定工期)

P（T

D）

关键路线次要关键路线100周94周108周108周103878.81%64.43%58三、网络方案优化网络方案的优化，就是在满足一定条件下，利用时差来平衡时间、资源与费用三者的关系，寻求工期最短、费用最低、资源利用最好的网络方案过程。通常有：时间优化时间—费用优化时间—资源优化时间优化就是不考虑人力、物力、财力资源的限制，寻求最短工期。这种情况通常发生在任务紧急、资源有保障的情况。如前实例。591、时间—费用优化时间—费用优化就是寻找使工程总费用最低时的工程周期。工程总费用=直接费用+间接费用直接费用CD：能够直接计入本钱计算对象的费用。如原材料费、直接人工工资等。直接费用随工期的缩短而增加。间接费用CI：是与整个工程有关的、不能或不宜直接分摊给某一活动的费用，包括工程管理费、拖欠工期罚款、占用资金应付的利息等。间接费用与工期成正比关系。60tg

tzcgcz活动时间费用直接费用与活动时间的关系图直接费用变化率eT*工期费用总费用CTCICD费用和工期的关系图61例：设有某项方案，共有7项作业，根本资料如下表。该项方案的间接费用为每周1000元，