产品系统优化理论和方法.ppt

,浙江大学现代制造工程研究所顾新建祁国宁,现代工业系统工程导论第四章产品系统优化理论和方法,第五章,车间层的现代工业系统,第六章,企业层的现代工业系统,第七章,企业协同层的现代工业系统,第一章,现代工业系统概况,第二章现代工业系统的理论基础,第三章,现代工业系,统建模理论和方法,第四章,产品优化理论和方法,空间,优化,时间,优化,空间,优化,时间,优化,空间,优化,时间,优化,空间,优化,时间,优化,第八章,环境和谐层的现代工业系统,本章的主要内容和关系,第四章产品系统优化理论和方法,4.1产品系统优化概述4.1.1几则小故事4.1.2产品系统优化概述4.1.3产品系统优化模型4.1.4产品系统与制造系统的集成优化4.2产品系统的空间优化方法4.2.1系列产品和组合产品4.2.2系列产品的开发方法4.2.3组合产品的开发方法4.3产品系统的时间优化方法4.3.1客户订单分离点及其后移4.3.2基于PDM/ERP的过程优化4.3.3并行工程和DFX技术思考题,4.1产品系统优化概述(4.1.1几则小故事),1.堆垛机的快速设计和制造2004年，某叉车制造企业接受了一份生产堆垛机的订单。堆垛机的主要功能是把集装箱一个个摞起来，每个集装箱高2.44米，用户要求最高摞到7层。以前，该叉车制造企业从未生产过堆垛机，但利用三维CAD、CAE、PDM等“软装备”系统，先从PDM中挑选出符合条件的标准件，然后再对个别部件进行研发，仅用几个月时间就将产品交付给顾客，更重要的是在堆垛机设计制造过程中几乎没有发生错误，这在该叉车制造企业发展史上还是第一次。客观地说，该叉车制造企业所作的原始创新并不多，其创新主要是利用CAD、CAE、PDM等“软装备”，把成熟的叉车技术集成、融合在一起，推出满足客户需求的高附加值产品。,2.不同的设计理念,某企业生产的某液压元件用于不同压力、温度和介质的液压控制系统。通常的做法是根据不同压力、温度和介质要求，分别采用铸铁、铸铜、铸钢和不锈钢材料的壳体。同时，该液压元件有右侧和左侧两种安装位置。右侧和左侧两种规格的壳体除了5个孔的位置不同以外，其余尺寸完全一样。传统的做法是生产8种规格的壳体（铸铁、铸铜、铸钢和不锈钢，右侧和左侧）以满足各种不同的需要。但这对生产计划的制定、管理，库存的数量，维修备件的准备等都带来了很大的困难。简单的做法是：对所有压力、温度和介质要求，统一采用不锈钢材料的壳体（简化管理、降低维修备件的库存量）；右侧和左侧两种规格所需要的所有孔用NC加工中心一次加工完成（降低加工成本），在总装时将不需要的孔用螺塞堵上。采用这种方法，虽然材料成本有所增加，但是管理成本、维修备件的库存量（成本）等间接成本大大降低，大幅度降低了产品的全生命周期成本。,不同的设计理念一个降低产品全生命周期成本的例子,3.日本汽车和美国汽车微小差别的背后,价廉物美的日本汽车大举进军美国市场。为此，美国人对日本汽车及其生产模式做了大量的研究，确实发现了许多与众不同的地方。其中，底特律的一家汽车公司对日本汽车分解后发现，日本汽车在引擎盖上的三处地方，使用相同规格的螺栓以连接不同的部件，而美国汽车同样的装配，却使用了三种不同规格的螺栓，从而使汽车的组装较慢和成本较高。为什么美国公司要使用三种不同的螺栓呢？因为美国汽车公司的设计部门有三组工程师，每一组工程师只对自己的设计负责，而日本的汽车公司则由一位设计师负责整个引擎或范围更广的装配设计.,4.Boeing777飞机客舱舱门,Boeing777飞机的客舱共有8个舱门，虽然每个舱门的结构都不一样，但是其98%的机械零件都是通用的，采用这种方法，较好地解决了内部多样化与外部多样化之间的矛盾。,第四章产品系统优化理论和方法,4.1产品系统优化概述4.1.1几则小故事4.1.2产品系统优化概述4.1.3产品系统优化模型4.1.4产品系统与制造系统的集成优化4.2产品系统的空间优化方法4.2.1系列产品和组合产品4.2.2系列产品的开发方法4.2.3组合产品的开发方法4.3产品系统的时间优化方法4.3.1客户订单分离点及其后移4.3.2基于PDM/ERP的过程优化4.3.3并行工程和DFX技术思考题,4.1.2产品系统优化概述,产品系统的优化是在产品开发过程和产品设计过程中完成的。产品开发设计过程是产品全生命周期的核心组成部分，其对于产品生产周期、产品成本和产品质量等具有决定性的影响。产品开发设计过程中，在设计方法学和以CAD/PDM系统为代表信息技术的支持下进行产品系统的优化，可以有效缩短产品生产周期、降低产品成本和提高产品质量。,（1）开发设计对产品交货周期的影响,根据统计，由于订单生产型企业的产品必须按照顾客的特殊需求进行开发或设计，所以产品的开发设计周期很长，一些企业甚至超过整个产品交货期的60%。开发设计周期过长造成了两个严重的后果：一是产品交货期过长，从而使企业失去很多订单；二是如果必须保证定制产品在比较短的周期内交货，那么只能压缩产品的制造时间，从而影响了产品的质量，因为从某种程度上可以说，产品的质量是需要用时间来保证的。,产品形成过程在整个生产周期中所占的比重产品形成过程=产品开发和设计过程,0,20,40,60,80,100,产品形成过程,制造,时间百分比（%),（2）开发设计对产品总成本的影响,产品的开发设计阶段是降低产品总成本的重要环节。为了了解产品的开发设计、生产准备与加工、原材料与外购件的采购、管理和销售等工作的工时成本对产品总成本的影响，德国工程师协会（VDI）曾经对一些企业做过调查。调查结果表明：虽然产品的开发设计成本大约只占产品总成本的6%7%，但对产品总成本的影响却占了70%左右。汽车业内有这么一句话：“成本的90%是由设计决定的”.这是因为，产品的开发设计阶段决定了产品的工作原理、零部件的数量、结构尺寸和材料选用等对加工和产品使用有重大影响的因素，因而对产品的总成本造成了很大的影响。做好对产品开发设计的管理，是降低产品总成本的重要切入点；做好对产品开发设计的管理，就抓住了降低产品总成本的源头。,产品形成过程在成本上的重要性,开发设计,生产准备与,加工,原材料与外,购件的采购,管理和销售,0,10,20,30,40,50,60,70,开发设计,生产准备与,加工,原材料与外,购件的采购,管理和销售,对成本的影响,所需的工时成本,（3）开发设计对产品质量的影响,根据统计，产品的质量问题中有75%是由于产品开发设计阶段引起的，而80%质量问题的处理是在产品制造阶段或后续阶段完成的。处理质量问题的时间越是滞后，所引起的连带质量问题就越多，处理质量问题所需要的费用也就越高。如何尽可能少地发生质量问题，尽可能早地发现和处理问题，对产品系统的优化技术提出了更高的要求。,75%的错误是由产品形成阶段引起的80%的修改工作是在产品制造阶段或后续阶段完成的,0,10,20,30,40,50,60,产品定义,产品开发,工艺规划,制造,检验,应用,发生错误修改错误,75%,成本%,80%,产品形成过程在质量上的重要性,修改的成本,美元,概念设计,详细设计,生产准备,测试,生产,时间,100X,X,10X,X=3500美元/每次修改,0,10,20,30,40,50,60,产品定义,产品开发,工艺规划,制造,检验,应用,成本%,目标：避免错误或尽早修正错误,越晚修正错误，其造成的影响越大,尽早发现错误，尽快修正错误,采用产品系统优化技术的主要效益,2.产品系统的优化目标,产品系统优化的思路是：充分利用不同产品中的相似性，加快设计和制造速度，降低成本，提高质量，满足顾客多样化、个性化的需求。产品系统优化目标是：增加产品的新颖性、促进产品的增值、降低产品的成本。,按产品新颖性对产品的分类,产品的新颖性要求提供大量的多样化产品满足日益细分市场的需要，提供组合产品和不同变型的产品使顾客能从中选出其理想的产品，或者直接按照顾客的需要定制个性化的产品，适应顾客的多样化和个性化需要。人们不再满足根据企业已有的产品进行选择，需要在产品的设计与生产中不断融入顾客的个性化需要。而全新产品的开发无疑将开辟一个全新的市场。产品新颖性可以使企业进入“蓝海”，即蕴含庞大需求的新市场空间，使企业彻底甩脱竞争对手，并将新的市场需求释放出来。使企业将最先进的产品在竞争爆发之前就推向消费市场,通过更多的新品和高档的品牌定位获取比竞争对手高得多的利润.,“红海”和“蓝海”的比较,产品创新的案例,促进产品增值的主要方法,（1）向服务业拓展，提高企业的个性化服务能力。买方市场发展的一个结果是有形产品盈利水平的微利化。在这种情况下，制造企业发展的一个重要战略是从服务上拓宽生存和发展的空间。研究和调查表明：服务较好的企业商品价格比服务较差企业的商品价格要高9%；企业的市场占有率每年增加6%，而服务较差企业的市场占有率每年下降2%；服务质量最好的企业的产品销售利润率可以达到12%，而服务较差的企业仅仅只有1%。,促进产品增值的主要方法,（2）提高产品品质。在买方市场中，产品品质是企业的生命线。提高产品品质，可使企业在激烈的竞争中得到发展。（3）提高企业产品的形象和品牌知名度。面对买方市场中成千上万的产品，顾客不知如何从中选择，品牌的出现解决了这一问题。一个知名品牌能将产品本身的价格提高2040甚至更高。例如，在中高档服装市场中，没有品牌或是品牌知名度较低的企业面临着被市场淘汰的威胁。如何提高产品品牌、企业品牌和区域品牌的知名度，是现代企业品牌战略的核心。,产品总成本的构成,产品总成本=研发成本+设计成本+生产成本+采购成本+装配成本+库存成本+运输成本+过期损耗成本+销售成本+使用成本+质量成本+服务成本+报废后的回收成本+,产品全生命周期成本思想,使产品全生命周期成本最低，而不是单项成本最低,（1）将尽可能少的个性化零部件与尽可能多的标准化、通用化零部件进行组合，最大程度满足顾客的个性化需求，同时，减少产品设计和生产所需人力并提高制造的经济性。当然，必要时也需要生产特殊的零部件来增加产品的差异性。产品中的通用部分与不同个性化部分的比例要选得合适，使企业所获利益最大化。（2）企业通过专业化分工，发展自己的核心能力，将部分工作内容转移给更有竞争力的企业，在细分的市场找到自己的有利位置。（3）使过程合理化，既满足顾客的特殊需要，又尽可能采用大批量生产方式。,产品系统优化对企业员工的要求,（1）拓宽知识面。在传统的制造企业中，开发设计人员所负责的工作范围很窄，仅限于个别专业。例如在机床设计中，机械部分、液压部分或电气部分是严格地被加以区分的，分别由受过不同专业培训的开发设计人员负责。在产品系统优化中，为了适应项目组工作，开发设计人员必须是一个多面手，是一两个领域的专家，同时又熟悉其它领域的工作，这样才能有效地进行协同工作。,产品系统优化对企业员工的要求,（2）扩展考虑问题的思路。在产品系统优化中，要求开发设计人员将其考虑问题的范围从原先的产品开发设计扩大到生产技术准备、加工、销售、使用和产品用后处置，即产品的整个生命周期。（3）提高协同工作能力。产品系统优化强调项目组协同工作，而不是个人独立工作。在这种情况下，开发设计人员必须从原先的个人工作方式转变到团队工作方式。这也需要经过较长时间的培训，有一段很长的适应过程或项目组内部的磨合过程。在这个阶段中，项目组长起了十分重要的作用。,第四章产品系统优化理论和方法,4.1产品系统优化概述4.1.1几则小故事4.1.2产品系统优化概述4.1.3产品系统优化模型4.1.4产品系统与制造系统的集成优化4.2产品系统的空间优化方法4.2.1系列产品和组合产品4.2.2系列产品的开发方法4.2.3组合产品的开发方法4.3产品系统的时间优化方法4.3.1客户订单分离点及其后移4.3.2基于PDM/ERP的过程优化4.3.3并行工程和DFX技术思考题,4.1.3产品系统优化模型1.产品系统优化的社会-技术层次模型,2.产品系统的空间模型(1）零部件的分布模型),标准化和规范化,建立完善的编码体系识别码与分类码,ABC分析了解零件的分布,零件分类系统地进行零件的管理,零件名称分析建立数据字典,几何形状分析有效的变型设计,参数分析使零件批量增大,建立事物特性表建立可变型的积木块系统,建立完善的编码体系识别码与分类码,1.识别码识别码/物号OPITZ用于数据处理的顺序编号(例如：47110815)；对于所有对象和过程的唯一标识。2.分类码几何形状分类（DINFB14）标准号（国家标准、企业标准）事物特性码(如：DIN4000.2_1_1六角螺钉)视图编码（DINFB14）,视图编码,来源：JosefSchoettner,对编码系统的主要技术要求,1.应能分别进行识别和分类处理；2.编码系统应具有良好的开放性，以便在需要时进行扩充；3.应符合数据处理技术的要求，便于用计算机进行处理。4.编码系统应简洁明了，易于各类人员理解，编码长度一般不超过15位。影响编码系统的主要因素：产品的类型和产品的复杂性；生产的批量(如大量生产或单件、小批量生产)；生产类型(合同生产型，预测生产型)；编码的目的，编码的应用范围(如仅用于设计，用于设计和工艺，用于产品的整个生产过程)。,识别码和分类码,1.识别码根据特性标志能明确地、无二义地识别一个对象物，通常可以采用由计算机自动产生的顺序编号。2.分类码根据确定的概念能对各对象物或对象物的特定特性进行归类。注意，分类编码只能确定各对象物在指定特性方面的一致性，而不能说明对象物在各方面完全相同。,分类码事物特性码,事物特性码(事物特性表编码，SML码，Sach-Merkleisten-Code)：按照DIN4000的规定对产品对象组的事物特性和关系特性进行描述和排列的表格编号。,标准编号,两位数字，用来区分不同的标准，如：00DIN4000（GB10091）01DIN4001（GB/T15049）08，09备用1098企业标准99备用。,单纯式分图编号,例如：DIN4000第3部分第1分表第1分图环状垫片：,ABC零件分析,每一个产品和装置都是由A、B、C三类零件组成,A类件：专用件B类件：企业标准件C类件：标准件和外购件,100,80,60,40,20,20,40,60,80,100,0,A,B,C,数量百分比,成本百分比,了解零件的分布情况AB,BC,降低产品成本,目标,效益,来源：JosefSchoettner,零件分类基于SML零件分类的零件树,系统地进行零件管理,用层次结构来表达分类零件,缩短查找零件文档的时间,增加重复件的使用,目标,效益,基于SML技术的零件管理(DIN4000和DIN4001),零件名称分析,建立统一的、无冗余零件名称的数据字典,按照几何形状命名而不按功能命名,支持PDM系统的有效应用,目标,效益,六角螺钉沉头螺钉半元头螺钉十字头螺钉内六角螺钉.,来源：JosefSchoettner,几何形状分析,用尽量少的零件组成部件和产品,成本优化,检索功能相似的替代零件,效益,方案1,替代方案,方案6,方案5,方案4,方案3,方案2,来源：JosefSchoettner,参数分析,减少零件参数,减少工具夹具种类,通过增大批量降低成本,得到经过价值分析的零件,目标,效益,建立变型设计系统,来源：JosefSchoettner,建立事物特性表,建立能进行尺寸变型的积木块系统,确定尺寸变型,支持有效的检索系统,支持有效的变型设计系统,目标,效益,来源：JosefSchoettner,建立面向结构单元的产品模型,选择关系型CAD系统,基于已标准化和规范化的零部件，建立变型设计系统,借助于事物特性表（SML）技术，进行交互式部件建模,关系型CAD系统,用户自定义元素,尺寸关联,外部或内部表的参数驱动,可采用原始模型的变型方法,Id,1,2,3,A,B,C,D,A,B,D,C,来源：JosefSchoettner,2）产品的层次模型,3）零件的层次模型,零件功能特征的层次模型,零件形状特征的层次模型,零件形状特征值性质的层次模型,产品生命周期模型（IDEF0）,产品形成过程的集成,开发与设计过程中存在的主要问题,CAD系统仅仅被作为绘图工具，缺乏设计方法学的支持,没有可变型的产品模型，不能充分利用已有的零部件资源,对数据和文档缺乏完善的编码，特别是缺乏有效的分类系统,缺乏完善的数据管理和过程管理系统,零件种类的多样性,直径dmm,使用数量z,“慢过程”和“快过程”的关系,产品系统空间与时间的二维优化模型,“被动的”定制设计和面向大规模定制的设计,“被动的”定制设计,面向大规模定制设计,用尽可能少的零部件组合成尽可能多的产品,产品知识流模型,第四章产品系统优化理论和方法,4.1产品系统优化概述4.1.1几则小故事4.1.2产品系统优化概述4.1.3产品系统优化模型4.1.4产品系统与制造系统的集成优化4.2产品系统的空间优化方法4.2.1系列产品和组合产品4.2.2系列产品的开发方法4.2.3组合产品的开发方法4.3产品系统的时间优化方法4.3.1客户订单分离点及其后移4.3.2基于PDM/ERP的过程优化4.3.3并行工程和DFX技术思考题,4.1.4产品系统与制造系统的集成优化,产品系统优化与制造系统优化密切相关。产品系统优化促进了制造系统优化，而制造系统优化又为产品系统优化创造了必要的条件。,1产品系统优化促进了制造系统优化,机械制造的对象是机械产品。一个企业往往生产多种产品，一种机械产品通常由成千上万个不同的零部件组成。机械产品中的许多零件具有复杂的结构特征，其加工往往需要经过十几道甚至几十道工序。这是机械产品不同于电子产品的主要之处，电子产品的绝大部分元件是大批量生产的，并可以外购得到。正是产品系统的这种复杂性造成了机械制造系统的复杂性，使机械制造系统的自动化有较大的难度。,产品系统的复杂性直接导致了制造系统的复杂性,通过产品的模块化可以帮助实现制造系统的模块化，通过减少产品结构层次可以帮助压缩企业组织结构的层次，通过产品信息的条理化可以帮助实现企业流程的条理化。,产品的模块化、标准化的作用,2制造系统优化为产品系统优化创造必要的条件,产品系统优化需要相应的组织和过程保证。这种组织和过程的主要特征是：面向产品全生命周期、扁平化等。,案例,某企业在前10年开展CAD/CAM应用时，需要对产品进行特征建模。但当时企业的设计处和工艺处是两个不同的部门，位于两座办公楼里。企业买来了CAD/CAM软件，但应该由谁来负责该软件的实施，却成了一个难题。设计处的人认为他们只要完成产品设计就可以，零件的工艺和NC编程并不是他们的份内的工作；工艺处的人认为要他们来进行产品设计，建立产品特征模型，这实在太困难了，因为他们不懂得产品的设计。最后，由工艺处的一位富有经验的老工艺人员针对一个老产品的设计图纸，建立了产品特征模型，实现了CAD/CAM一体化。但是走通了技术路线后，还是没有办法在实际工作中应用该系统。显然，只有当企业将设计处和工艺处合二为一，共同对产品设计和工艺的全过程负责，对缩短产品开发设计周期和降低产品成本负责，该软件系统才有真正应用的可能。,3.产品系统与价值链过程的集成优化,（1）产品模块化导致新产品开发中的“以零部件厂为主导”的模式,多少年来，汽车新产品的开发都是以整车厂为主导。20世纪90年代，西方国家大型汽车零部件厂推行了一种利用电子技术和多领域的高新技术进行系统集成的模块化技术，简化汽车零部件产品的构成，不仅便于国际化采购，而且改变了传统的汽车零部件厂从属于整车厂的地位，出现了汽车新产品开发中的“以零部件厂为主导”的模式。在模块化生产方式下，汽车技术创新的重点转移到零部件的技术创新，零部件厂掌握了专业化产品核心技术，有能力实现与汽车整车的同步开发和超前开发，为整车厂推出的新车提供某一完整功能部件或子系统。在整车厂高水平的平台基础上，形成以汽车零部件厂为主导，以零部件为基础的新产品开发的新格局，使得零部件厂在与整车厂的“整零”支配权游戏中更具有主动性,（2）平台化战略促进整车厂的大联合化和大集团化,大众汽车公司的产品平台A,（3）产品模块化促使竞争模式的转变,过去，汽车行业是以企业间的竞争模式为主，企业“大而全”、“小而全”，什么都自己干。现在汽车行业的竞争向供应链间的竞争模式转变。在供应链间的竞争模式中，谁的供应链高效、敏捷、富有创新精神，谁就能在竞争中胜出。不仅需要供应链中的每一家企业都是最好的，并要求供应链中的各家企业的合作是最好的。显然，如果一家企业所提供的某种零部件能做到全球最好，全球整车企业都可能会与其合作，因此具有很高的规模经济效应。而大量的订单将使该企业成为生产该种零部件的巨人企业，具有很高的专业化水平和很大的规模。此外，产品模块化可以简化供应链中各企业的合作，按照模块的标准进行设计和制造，最后的装配就不会出现问题。,第四章产品系统优化理论和方法,4.1产品系统优化概述4.1.1几则小故事4.1.2产品系统优化概述4.1.3产品系统优化模型4.1.4产品系统与制造系统的集成优化4.2产品系统的空间优化方法4.2.1系列产品和组合产品4.2.2系列产品的开发方法4.2.3组合产品的开发方法4.3产品系统的时间优化方法4.3.1客户订单分离点及其后移4.3.2基于PDM/ERP的过程优化4.3.3并行工程和DFX技术思考题,4.2产品系统的空间优化方法,产品系统的空间优化方向是面向产品族，对整个产品族进行优化。所优化的产品族范围越大，效果就越明显。产品系统的空间优化方法的范围非常广泛，本节仅对其中两种方法，即系列产品和组合产品的开发方法进行简单讨论。,第四章产品系统优化理论和方法,4.1产品系统优化概述4.1.1几则小故事4.1.2产品系统优化概述4.1.3产品系统优化模型4.1.4产品系统与制造系统的集成优化4.2产品系统的空间优化方法4.2.1系列产品和组合产品4.2.2系列产品的开发方法4.2.3组合产品的开发方法4.3产品系统的时间优化方法4.3.1客户订单分离点及其后移4.3.2基于PDM/ERP的过程优化4.3.3并行工程和DFX技术思考题,4.2.1系列产品和组合产品,按照产品构成的情况，可以将产品开发过程分为系列产品开发过程和组合产品开发过程。产品系列化和组合化是产品系统空间优化的重要手段。,1.系列产品,所谓系列产品，是指在某个确定的应用范围内按照一定的规律划分其参数等级，用相同的方法实现相同功能的技术对象（整机、部件或零件），这些技术对象应该用尽可能相同的制造方法进行制造。由此可见，系列产品的特点是具有多种参数和性能指标，以满足不同用户的需要，这些参数和性能指标间具有一定的公比级差。而且系列产品具有相同的功能、工作原理和尽可能相同的制造方法。,2.组合产品,所谓组合产品，是指用不同的结构块（或称积木块）通过合理的组合而实现不同功能的技术对象（整机、部件或零件）。组合产品是系列产品的进一步细化。实际上，组合产品中的结构块也被划分成不同的参数等级，因而其结构块也是一个产品系列。与系列产品最大的区别是，组合产品是为了满足各种不同的功能需求（请注意，系列产品具有相同的功能！）而用确定的结构块组合而成的功能变型产品。工业汽轮机可以设计成组合产品，因为不同的用户有不同的需求，例如有的用户需要冷凝式且不带中间抽汽，有的用户又要求背压式且带中间抽汽，而且进汽和排汽参数各不相同。这种情况下，采用组合产品设计法是十分有利的。,第四章产品系统优化理论和方法,4.1产品系统优化概述4.1.1几则小故事4.1.2产品系统优化概述4.1.3产品系统优化模型4.1.4产品系统与制造系统的集成优化4.2产品系统的空间优化方法4.2.1系列产品和组合产品4.2.2系列产品的开发方法4.2.3组合产品的开发方法4.3产品系统的时间优化方法4.3.1客户订单分离点及其后移4.3.2基于PDM/ERP的过程优化4.3.3并行工程和DFX技术思考题,4.2.2系列产品的开发方法,基型设计；确定相似类型；确定参数和尺寸的级比；计算导出产品的参数和尺寸；调整理论计算所得的结果，确定结构尺寸和参数；编制主文档、设计主结构，制定各类技术文件。,第四章产品系统优化理论和方法,4.1产品系统优化概述4.1.1几则小故事4.1.2产品系统优化概述4.1.3产品系统优化模型4.1.4产品系统与制造系统的集成优化4.2产品系统的空间优化方法4.2.1系列产品和组合产品4.2.2系列产品的开发方法4.2.3组合产品的开发方法4.3产品系统的时间优化方法4.3.1客户订单分离点及其后移4.3.2基于PDM/ERP的过程优化4.3.3并行工程和DFX技术思考题,4.2.3组合产品的开发方法,组合产品系统由结构块（或称积木块）构成，结构块可拆或不可拆地组合成一体。结构块可以分成功能结构块和制造结构块两种类型。功能结构块是从功能的角度来确定的，因而它能独立地或通过与其它功能结构块的组合来实现某一功能。制造结构块则是按照制造技术观点加以确定的。为了对功能结构块进行分类，必须了解在组合产品系统中的各种功能种类，并对其加以定义，这些功能种类相互组合可以实现多种总功能。,功能种类和功能结构块的种类,组合产品的开发步骤,明确要求；划分功能结构；确定分功能的作用原理；方案的评价和选择；制定总体技术方案；编制主文档、设计主结构，制定各类技术文件。,模块化的工业汽轮机部件,模块化工业汽轮机汽缸组合原理图,利用不同模块组合而成的工业汽轮机汽缸,4.3产品系统的时间优化方法,产品系统的时间优化方向是面向产品全生命周期，提高响应速度和效率，减少无效环节。产品系统的时间优化方法主要是：（1）客户订单分离点后移，以便快速响应顾客的定制要求。（2）基于PDM/ERP的过程优化，以便对产品的开发设计过程或产品全生命周期的数据及过程进行有效的管理，从整体上提高企业的效率。（3）采用并行工程和DFX技术，以便缩短产品开发周期，提高产品设计的一次成功性，减少由于在设计后期发现错误而导致的返工。,第四章产品系统优化理论和方法,4.1产品系统优化概述4.1.1几则小故事4.1.2产品系统优化概述4.1.3产品系统优化模型4.1.4产品系统与制造系统的集成优化4.2产品系统的空间优化方法4.2.1系列产品和组合产品4.2.2系列产品的开发方法4.2.3组合产品的开发方法4.3产品系统的时间优化方法4.3.1客户订单分离点及其后移4.3.2基于PDM/ERP的过程优化4.3.3并行工程和DFX技术思考题,4.3.1客户订单分离点及其后移,不同生产方式的客户订单分离点,1）按订单销售的客户订单分离点后移,STO的过程合理化的案例,（1）颜料商店按照客户的要求调制颜料提供给客户过程。颜料生产企业不是先制备好各种颜料去满足客户的特殊需要，而是准备了通用的颜料和各种色素，存贮在颜料商店。商店用套色复制方法分析客户的颜料样本，决定能与之匹配的颜料和色素。这可以提供给客户无穷多的选择，同时显著降低了商店为满足各种客户需要的颜料的存储。（2）按照用户的身高定制裤子的长度。用户对裤子的长度有自己的要求，而商店不可能对每一类型裤子备齐所有长度的裤子。因为，一方面可能某些尺寸的裤子永远卖不掉，另一方面，库存将急剧增加。所以一般商店里卖的裤子的长度都不做死，由商店根据顾客身高确定裤子的长度。（3）手机的“随心换外壳”。将手机“外壳”包装工序分离到终端，世界各地不同的终端商采用标准化的内部组件，以很快的速度换上五花八门的形状、颜色、功能软件。,惠普公司DeskJet系列打印机,在工厂生产通用打印机后，直接发往各分销中心，由分销中心将打印机和当地语言的说明书、电源线装箱，发往消费者，这就大大降低了产品的库存量。打印机的定制点向后推移到当地的分销中心，而不是在工厂。,2）按订单装配的客户订单分离点后移,糖果,汽车,毛绒衫,计算机,软盘驱动器,ATO的过程合理化应尽量延迟最终产品的装配时间，也就是尽量延长产品的一般性，推迟其个性化实现的时间。这种方法是基于这样一个事实：一般情况下，随着预测点离需求发生点越接近，对需求量的预测就会越准确。这是因为随着时间的进展，可以获得更多关于实际需求的信息，从而降低不确定性，提高预测精度。,3）按订单制造的客户订单分离点后移,西服大批量定制系统,雅戈尔公司的专卖店，服务员用一种专用工具测量顾客的身材尺寸，当顾客选择西服的面料与款式以后，服务员通过网络将上述数据传送到服装厂。服装厂的工人接到这些信息以后，用服装变型设计系统进行变型设计，然后通过网络将变型设计的结果传送到数控裁剪