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/效劳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。可持续开展的要求。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行业化装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：假设产品寿命周期为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本钱、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%的本钱。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现代企业的研究与开发研究与开发〔ResearchandDevelopment，简称R&D〕是指企业所做的新产品和产品生产技术的研究和开发。研究与开发的三种类型1.根底研究。进行的是探索新的规律、创立根底性知识的工作。〔１〕纯根底研究。是以探索新的自然规律、创造学术性知识为使命，与特定的应用、用途无关。〔２〕目标根底研究。是指为取得特定的应用、用途所需的新知识或新规律而运用根底研究的方法所进行的研究。２.应用研究。也称产业化研究，是将根底理论研究中开发的新知识、新理论应用于具体领域。3.技术开发研究。又叫企业化研究，是将应用研究的成果经设计、试验而开展为新产品、新系统和新工程的科研活动。1、投入期R&D着重于改进产品的功能和特征从多种新型号中筛选出最好的，确定产品的基型设计2、成长期产品创新转向工艺创新致力于产品的标准化和工艺的合理化3、成熟期产品创新和工艺创新减少趋于稳定R&D集中在技术效劳和工艺改进产品生命周期各阶段的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本钱二、新产品的概念与分类你觉得什么样的产品才算是新产品？16三、新产品的分类按产品的新颖程度可分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机或技术专利制造的产品。有时在仿制时也可能有局部的改进和创新，但根本原理和结构是仿制的。别看你们的样子千差万别，“心〞都是我的哦！18改进型产品指在原有产品根底上，根据用户的需要，局部改进产品性能，增加型号、规格、花色品种。在根本原理、技术水平和产品结构等方面并无突破性改变的产品其开发难度不很大，是企业经常采用的一种形式。你信不，我不但能洗衣服，还能洗……，地瓜！19换代型产品指在原有产品根底上，局部采用新原理、新技术、新材料、新结构，使产品性能有重大突破的产品。其开发难度较全新型产品小，是企业进行新产品开发的重要形式。MotoralaDynaTac8000Nokia6110

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对于创新来说，方法就是新的世界，最重要的不是知识，而是思路。————郎加明?创新的奥秘?21全新型产品指采用科学技术的新创造所生产的产品它具有新原理、新结构、新工艺、新材料等特征，有明显的技术经济优势其研制要有根底研究和应用研究的配合，要花费较长的时间，较多的人力、物力和财力才能奏效。22新产品开发的动力模式技术导向型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晶体管、汽车、飞机、电视、计算机、……市场导向型从市场需求出发进行新产品开发，“市场—研究开发—生产—市场〞日本汽车企业：小型、耗油量低面临着费用高、风险大、成功率低、回报下降等压力。新产品开发的关键：找到需求,用技术实现需求。原那么:技术与市场匹配。3000原始想法300提议125小工程9项开发4项重大1.7启动1成功1234567产品死亡率：98.2%产品开发的成功曲线图阶段三、新产品开发面临的压力你认为有哪些因素会影响新产品研发的成败？据调查产品开发失败的原因，大致归纳为以下几点：市场调查不细致，预测发生错误。构思、设计和制造方面的问题。本钱过高。产品开发时间过长，失去占领市场的好时机。西方学者认为，新品失败的最根本原因还在于没有协调好新品开发过程内在的三大矛盾:1.产品的质量与产品的本钱形成的矛盾；2.产品的质量与创新产品的时间限制形成的矛盾；3.产品本钱与有限时间之间形成的矛盾。如：铱星方案的失败4.2产品设计与开发阶段一般产品开发过程由以下阶段构成:产品构思结构设计〔总体设计、技术设计、详细设计〕工艺设计产品设计过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开始于产品构思构思来源

〔1〕对市场需求的分析

〔2〕技术的推动

〔3〕竞争对手的产品和效劳在供给链管理的环境下，作为合作伙伴的供给商或者零售商正在成为重要的产品构思来源。结构设计过程对不同企业有不同内容

〔1〕制造型企业：从明确设计任务开始，到确定产品的具体结构为止的一系列活动

〔2〕效劳型企业：效劳内容和效劳过程设计产品结构设计阶段决定了产品或效劳的特征、性能、质量、本钱。产品设计一般分为总体设计、技术设计、工作图设计三个阶段结构设计过程——三个阶段总体设计通过市场需求分析，确定产品的性能、设计原那么、技术参数、概略计算产品的技术经济指标、进行产品设计方案的经济效果的分析。技术设计将技术任务书中确定的根本结构和主要参数具体化，根据技术任务书所规定的原那么，进一步确定产品结构和技术经济指标，以总图、系统图、明细表、说明书等总括形式表现出来。工作图设计根据技术设计阶段确定的结构布置和主要尺寸，进一步作结构的细节设计，逐步修改和完善，绘制全套工作图样和编制必要的技术文件，为产品制造和装配提供确定的依据。产品结构设计过程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工艺设计过程工艺设计是指按产品设计要求，安排或规划出从原材料加工成产品所需要的一系列加工过程、工时消耗、设备和工艺装备需求等的说明。工艺设计过程是结构设计过程和制造过程之间的桥梁。工艺过程的结果一方面反响给产品设计用以改进产品设计；另一方法作为生产的依据。工艺过程设计——程序和内容

产品图纸的工艺分析和审查拟订工艺方案编制工艺规程工艺装备的设计与制造决定加工毛坯〔材料和尺寸〕选择机床零件图选定加工条件制定加工工艺计算加工时间决定加工工序内的操作顺序选择工装产品设计的原那么和绩效评价产品设计和选择应该遵循的原那么：设计用户需要的产品〔效劳〕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〕产品开发绩效评价指标4.3生产流程设计与选择

生产流程分类按产品〔product-focused〕进行的生产流程，又叫对象专业化形式。按加工路线〔process-focused〕进行的生产流程，又叫工艺专业化形式。按工程〔project〕进行的生产流程。不同生产流程的特征比较产品－流程矩阵广告、咨询、重型机器中型机器、食品加工汽车装配、快餐厅食糖、面粉影响生产流程设计的主要因素

产品/效劳需求性质自制-外购决策生产柔性产品/效劳质量水平接触顾客的程度生产流程选择决策品种-产量变化与生产单位形式的关系

批量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工艺专业化形式品种ABCD以图中的数字为例，生产同一种产品的对象式系统投资额为225万元，成组生产单元为111万元，工艺式为50万元。当产量在10万件以下时，选择工艺式最经济，当产量在10万～25万件之间时，成组生产单元最经济，当产量在25万件以上时，对象式最经济。当然还有一种选择，如果以上几种方案都不能得到满意的投资回报时，那么应放弃该产品的生产。费用2250000111000050000100000250000产量工艺式成组生产单元对象〔产品〕式经营杠杆：反映年总费用一定的情况下和销售收入的关系，总费用在销售收入中所占比重越高，那么经营杠杆的作用越大。图中的BE1点是采用成组生产单元时的总收入等于总费用的产量水平〔盈亏平衡点〕。BE1左侧是亏损区，BE1右侧是赢利区。经营杠杆就是本钱函数和销售收入之间的夹角。夹角小，经营杠杆的作用小，利润或亏损的变化率也小；夹角大，经营杠杆的作用大，利润或亏损的变化率也大。费用销售收入成组生产单元对象式产量BE1BE2EP经营杠杆在选择生产系统方式时的作用：产量到达一定水平后〔如EP点〕，经营杠杆作用越大，从生产系统获得的长期收益越大。如果产量没有到达盈亏平衡点，经营杠杆作用越大，那么长期损失越大。经营杠杆作用越大，未来预期利润的不确定性也越大。销售预测的不确定性越高，经营杠杆作用大的生产系统产生损失的风险越高。经营杠杆对生产过程设计的作用：产品预测的不确定性大，选用经营杠杆作用小的生产过程方式。4.4并行工程：产品开发组织的新方法产品开发的两种方式

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设计方法串行设计：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：市场人员提产品设想设计人员完成产品定义制造工程师确定工艺工程确定产品总费用和生产周期质量控制人员作质量保证方案串行产品开发过程存在的问题存在的首要问题是以部门为根底的组织机构严重地阻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参加早期设计，参加设计的阶段越早，降低费用的时机越大。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。并行的产品设计方法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、本钱、进度和用户需求。并行工程并行工程是一种强调各阶段领域专家共同参加的系统化产品设计方法，其目的在于将产品的设计和产品的可制造性、可维护性、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，进可能早地防止不合理因素的影响，缩短研制周期。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主要思想

设计时同时考虑产品生命周期的所有因素。设计结果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。并行产品开发流程特点

产品设计的各阶段是一个递阶渐进的连续过程，注意粒度和清晰度产品设计过程和产品信息模型经历从定性到定量、从模糊到清晰的演化产品设计过程和工艺设计过程是并行展开，同时进行。概念设计工艺概念方案结构概念方案初步设计工艺初步方案产品初步方案详细设计工艺详细方案产品详细方案并行