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第四章 产品开发 与技术选择,第一节 引言 第二节 产品设计与开发阶段 第三节 生产流程设计与选择 第四节 并行工程,本章主要内容,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。,研究与开发的费用不再是一项费用，而认为是对企业未来的一项投资，是“对企业未来的投保”,新产品开发的重要性,有利于增强企业的市场竞争力； 有利于扩大市场份额； 适应个性化定制生产的需要； 产品更新换代的需要（产品生命周期）,产品生命周期,产品的市场生命不等于使用寿命 产品的生命周期性是客观必然的 三个力的联合作用使产品的市场生命周期客观存在。 科学技术进步的推力； 需求变化的拉力； 企业间为了攫取竞争优势的内在驱动力； 产品常新，企业长青,新产品的概念,你觉得什么样的产品才算是新产品？,新产品是指在技术、性能，功能、结构、材质等一方面或几方面具有先进性或独创性的产品。 从市场营销角度来看：首次投入市场的产品 按新产品与现有产品相比的创新程度分： （1）改进型产品 （2）换代产品 （3）创新产品,新产品开发面临的压力,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 国外学者研究：3000个原始想法，只有1个能成功 新产品开发的死亡率为98.2,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。 成本过高。 产品开发时间过长，失去占领市场的好时机,第二节 产品设计 与开发阶段,新产品开发程序,一、寻找创意 二、筛选创意 三、产品概念形成和检验 四、经营分析 五、产品设计与试制 六、市场试销 七、商业性投产,产品构思,产品设计,工艺设计,在新产品开发过程中应考虑到产品质量问题 如何认识产品质量？ 产品质量=设计质量+作业质量+服务质量 ISO9000质量管理体系 设计质量=技术质量+认知质量,产品设计的原则和绩效评价 设计用户需要的产品（服务） 设计可制造性强的产品 设计鲁棒性强的产品（服务） 设计绿色产品（考虑环保要求）,表41：产品开发绩效评价指标,第三节 生产流程设计与选择,一、生产流程分类,生产过程设计（Production Process Design），或称生产流程设计。就是根据产品或服务的特点，详细描述生产过程的具体步骤。 根据生产类型的不同，生产流程有三种基本类型： 按产品进行的生产流程 按加工路线进行的生产流程 按项目进行的生产流程,按产品进行的生产流程 按产品/服务形成过程的要求组织设备，形成流水般的连续过程，又称为流水线（Flow Line）。这种形式适用于大量大批生产类型。 按工艺特点的生产流程 面对多品种产品或服务，只能将完成相同工艺的设备组织到一起。又称作工艺专业化形式，适用于多品种中小批量或单件生产类型。 按项目进行的生产流程 项目是一次性的，且不重复。所有的工序或作业环节都按一定秩序依次进行，有些工序可以并行作业，有些工序又必须顺序作业。,按产品布置 （Product Layout） 按对象专业化原则布置有关机器和设备，常见的如流水生产线或产品装配线。如图所示。,加工设备,加工设备,按产品（对象）布置的示意图,按工艺过程布置（Process Layout） 又称工艺专业化布置。即按照工艺专业化原则将同类机器集中在一起，完成相同工艺加工任务。,L,L,L,D,D,D,D,G,G,接收和转运,L,D,G,车床组,镗床组,磨床组,磨床,钻床,车床,按工艺过程布置示意图,按成组制造单元布置（Layouts Based on Group Technology）,L,D,D,G,G,L,G,G,L,L,原 材 料,成 品 库,单元1,单元2,单元3,G,D,L,车床,钻床,磨床,成组生产单元布置示意图,产品流程矩阵,使生产系统的组织与市场需求相适应,影响生产流程设计的主要因素,产品/服务需求性质：从需求的数量、品种、季节波动性等方面考虑对生产系统能力的影响，从而决定选择哪种类型的生产流程； 自制外购决策：本企业的生产流程主要受自制件的影响。 生产柔性：品种柔性和产量柔性 产品/服务质量水平：不同的质量水平决定了采用什么样的生产设备。 接触顾客的程度：顾客对生产的参与程度影响生产流程的设计。,生产流程选择决策,在选择生产单位形式时，影响最大的是品种数的多少和每种产品产量的大小。,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形式,工艺专业化形式,批量,品种,A,B,C,D,不同生产过程方案的费用变化,费用,工艺式,成组生产单元,对象（产品）式,225,111,50,0,10,25,产量,不同生产过程方案的经营杠杆,费用,销售收入,成组生产单元的成本曲线,对象专业化形式成本曲线,O,BE1,EP,产量,BE2,第四节 并行工程 产品开发组织的新方法,串行的产品设计方法 并行的产品设计方法 并行工程的实施和技术,串行的产品设计方法,需求分析,结构设计,工艺设计,制造,b)并行过程,a)串行过程,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,思考一下： 串行产品开发存在什么问题？,各下游开发部门所具有的知识难以加入到早期设计。 各部门目标和评价标准的差异和矛盾降低了整体效率。 部门之间难沟通；设计改动量大； 产品开发周期长；产品成本高。 概而言之：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,串行产品开发过程存在的问题：,并行的产品设计方法,一、并行的产品设计方法并行工程 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，尽可能早地避免不合理因素的影响，缩短研制周期。,二、并行工程的主要思想 1、设计时同时考虑产品生命周期的所有因素。 2、设计过程中各活动并行交叉进行。 3、不同领域技术人员的全面参与和协同工作。 4、高效率的组织机构。,并行设计,可制造性,可装配性,质量保证,顾客满意,可靠性,环境保护,功能,设计时同时考虑产品生命周期的所有因素,概念设计,初步设计,详细设计,产品详 细方案,工艺初 步方案,产品初 步方案,工艺详 细方案,结构概 念方案,工艺概 念方案,设计过程中各活动并行交叉进行,开发小组,质量人员,环保人员,供应商,顾客,营销人员,设计人员,制造人员,不同领域技术人员全面参与，组建高效率的组织机构；,三、并行工程的实施和技术,1、管理方面 组织形式：采用跨部门、多专业的团队组织 管理方式：采用项目管理和网络计划方法,设计部,企业经理,财务部,生产部,营销部,B产品组,A产品组,2 技术方面 （1）采用DFX技术，如可加工性设计DFM、可装配性设计DFA、可检测性设计DFT等 （2）采用CAX计算机辅助技术 如CAD、CAPP、CAE等 （3）采用统一的产品数据交换标准和建立产品全生命周期的数据库,并行工程技术,虚拟技术 面向并行工程的DFx设计模式体现了开发的集成过程 PDM发展成为CAD/CAPP/CAM系统的集成平台 Internet使设计集成的范围更加广泛 STEP标准作为设计开发集成的标准接口 产品数据管理（Product Data Management，PDM ） 产品系列化、零部件标准化、通用化。 成组技术（Group Technology, GT）。 减少变化的方案（Variety Reduction Program，VRP）,在产品