产品的开发设计和工艺管理.ppt

1 第4章产品的开发设计和工艺管理 2 什么是新产品 新产品可分为哪几种 新产品开发的动力模式分几种 产品开发有哪几个基本步骤 说明新产品设计的程序和内容 说明标准化 系列化 通用化的内容 说明生产工艺管理的内容和程序 新产品试制的程序一般包括哪几个阶段 3 新产品开发面临的压力 1 新产品开发面临着费用高 风险大 成功率低 回报下降等压力 2 失败原因 无潜在需求 新产品与当前需求不匹配 营销不利 3 开发动力 技术推动 市场牵引 同行竞争 4 新产品开发的关键 找到需求 用技术实现需求 5 原则 技术与市场匹配 4 4 1新产品的开发4 1 1新产品的概念和发展方向 1 新产品的概念新产品应在产品性能 材料 和技术性能等方面 或仅一方面 具有先进性和独创性 或优于老产品 新产品分类 1 全新产品 2 改进新产品 3 换代新产品 4 本企业新产品 5 2 新产品的发展方向 1 多能化扩大同一产品的功能和使用范围 例如 手机 mp3和U盘组合 2 复合化把功能上相互有关联的不同单体产品发展为复合产品 例如 洗衣机和干燥机的一体化 组合音响 3 微型化缩小产品的体积例如 笔记本电脑 随声听 4 简化例如 隐形眼镜 6 4 1 2新产品开发的动力模式 1 技术推动型 是指按照被称为原始理论 seedtheory 的方式进行新产品开发 也就是说从最初的科学探索出发开发新产品 技术推动型的产品也被称为产品导向型 productionoriented 产品 是以 技术 生产 市场 的模式出现 即 将研究结果推向市场 7 技术推动型 一元型 投放市场 技术进步的推动 研究与发展 生产工程 营销 8 技术推动型的产品 即功能 效用方面的变革 它所对应的是产品核心层或有形层的变革 9 2 市场导向型 是按照所谓需求理论 needtheory 方式 从市场需求出发进行新产品开发 这种被称为市场导向型 salesoriented 产品 是以 市场 研究与开发 生产 市场 的模式出现 即 把市场需求带入研究 10 市场拉动型 一元型 投放市场 市场需求的拉动 研究与发展 生产工程 营销 11 市场导向型产品 即性能和质量并无显著变化 只因采用新的营销方式或产品进入新的市场域使用户得到新的满足的产品 它所对应的是产品无形层的变革 12 新需求社会与市场拉动新思想研究与发展原样 样品制造营销市场新技术技术发展的推动技术推动与市场拉动综合模型 二元型 技术创新的动力 13 4 1 3新产品开发策略 1 从消费者需求出发2 从挖掘产品功能出发3 从提高新产品竞争力出发 14 4 1 4新产品开发方式和开发步骤 1创意 2筛选 3产品概念形成和检验 4经营分析 5产品发展 7商业推广 1 创意 收集信息 思维 开发构想 经验思维 形象思维 逻辑思维 创造性思维 6试销 15 开发构想为创意的结果 新产品开发部门 实验室 企业管理人员 顾客 销售渠道成员 广告代理商 竞争对手 刊物 研究报告等 来源 16 2 筛选 将众多创意进行挑选的过程 创意是否符合企业的利润 销售 商誉目标 企业的人力 财力 技术 设备 能源是否支持 原则 17 3 产品概念的形成及检验 该步骤将创意后选定的几个方案变成具体的方案而后检验 1 初步设计 2 根据创意 制作模型 18 形成产品概念的方法 用设计图纸及文字说明方案 请各类消费者评价本产品是否有发展前途 检验的方法 转下一步经营分析 Y 放弃 N 19 4 经营分析 将方案进行评价比较 社会 经济 技术方面 当盈利水平高消费者满意则转下一步 产品发展 20 5 产品发展 本步将新产品方案转化为实体样品 需完成二内容 工程部 外型设计分析 材料选择与加工工艺分析 价值分析可参考价值工程 销售部 包装 厂牌 商标设计 颜色设计确定 21 试销 结果良好 全面上市 结果平平 再次试销 修改上市 停止上市 结果不佳 再次试销 修改再上市 6 试销 22 7 商业性投产 解决的问题 投产步骤 一次性投入 建多条生产线 分批投入 逐步扩大 投入时间 季节有影响 考虑好季节投放 代替旧产品 应以老产品库存确定 注意 不能无限等待 否则良机失去 投入地区 按逐步扩大的原则 先选一个成熟市场 23 4 2新产品的设计 4 2 1新产品设计的重要性产品的可靠性 控制成本 控制质量 24 产品开发的时间构成据统计 产品设计时间占产品开发时间的近55 60 如图 因此 为缩短产品上市时间 必须缩短产品设计时间 产品设计和工艺设计影响着产品的创新速度 产品开发时间100 设计时间55 制造22 装配23 25 产品成本的决定一般产品成本的70 以上由设计阶段决定 而这一阶段本身所占用的费用仅为产品成本的6 以下 如图 26 此外 产品制造效率的70 80 是在设计和工艺阶段决定的 所有质量问题的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成本 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55 60 的开发时间 决定了70 的成本 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 27 4 2 2新产品设计的程序和内容 设计的程序 编制设计任务书 技术设计和工作图设计 称为 三段设计 1 设计任务书又称 技术任务书 是设计的基础文件 编制设计任务书的主要任务是对新产品进行选型 确定最佳设计方案 28 2 技术设计主要任务是根据批准的设计任务书 确定新产品的具体结构 技术条件 技术经济指标和零部件结构 尺寸等 3 工作图设计主要任务是设计和绘制加工制造所需要的全套文件和使用的技术文件 29 4 2 3设计工作与标准化 系列化 通用化 1 标准化标准化是 指产品标准和零部件标准 产品标准是为某一类产品或某一种产品的型式 尺寸 主要性能参数 质量指标 检验方法以至包装 贮存 运输 使用 维修等方面所制订的标准 零部件标准是对通用程度高 或需要量大的零部件规定的标准 标准化系数 标准件 零件总数 30 2 系列化系列化是标准化的高级形式 它通过对同一类产品发展规律的分析研究 经过全面的技术经济比较 将产品的主要参数 型式 尺寸 基本结构等作出合理的安排与计划 系列化工作的内容有以下三个方面 了解 1 制订产品基本参数系列 选择主参数的基本参数 确定主参数和基本参数的上下限 31 确定参数系列 3种 a 等差数列Nn Nn 1 d式中Nn为数列中第n项的值 d为级数公差相对差 优点 是构成简单 便于分级 但主要缺点是相邻两项的相对差不均匀 32 b 阶梯式等差数列可把等差数列中各段的公差分成不同 c 几何级数 等比级数 几何级数的特点是任意相邻二项之比为一常数 即 又可证得 所以 即相对差 r 1 33 以为公比形成的等比数列 R5数系 以1 60为公比形成的数系 R10数系 以1 25为公比形成的数系 R20数系 以1 12为公比形成的数系 R40数系 以1 06为公比形成的数系 以上称为基本系列 R80数系 以d列 34 2 编制产品系列型谱 3 产品的系列设计 首先在系列内选择基型 对基型产品进行技术设计或施工设计 向横的方向扩展 设计全系列的各种规格 向纵的方向扩展 设计变型系列或变型产品 35 3 通用化通用化的含义所谓通用化是指同一类型不同规格或不同类型的产品和装备中 用途相同 结构相近似的零部件 经过统一以后 可以彼此互换的标准化形式 显然 通用化要以互换性为前提 互换性有两层含义 即尺寸互换性和功能互换性 通用化系数 36 ARJ21 700新支线飞机首飞前夕进行滑行试验 案例 完美飞天ARJ21700圆满完成蓝天首飞 37 地面上的ARJ 21支线客机 38 ARJ21的五个特性 适应性 舒适性 经济性 通用化和系列化 适应性 适应以中国西部高原高温机场起降和复杂航路越障为目标的营运要求 ARJ21飞机的设计是以未来西部交通枢纽昆明机场作为设计的临界条件 并用西部地区航线来检验飞机的航线适应性 以保证在实现经济效益的条件下满足西部的高原高温环境要求 舒适性 支线飞机中的宽 静机身 为旅客提供良好的乘机环境 ARJ21飞机的客舱宽度123英寸 比同类型飞机宽15 25英寸 其基本型和加长型分别拥有17立方米和20立方米的下货舱 货舱高度接近1米 能为旅客提供更多的行李空间 经济性 低于竞争飞机的直接使用成本和全寿命成本 该机型注重高可靠性 维修性设计 从而降低维护成本 采用低油耗先进涡扇发动机 提高了飞机的使用经济性 运用先进研发手段以及和国际接轨的生产管理和质保体系 在成本上 争取比同类飞机降低10 39 通用化 与150座主力机种的性能和使用特征有尽可能多的通用 保障无缝隙服务 ARJ21飞机的设计在驾驶舱人机界面 维护人机界面和相应操作程序方面尽量保持通用化 从而可降低航空公司飞行员换装培训成本 提高飞机调配使用的灵活性 系列化 将形成产品系列 ARJ21飞机有70座级的基本型 通过加长型 货运型和公务机型等系列化发展 逐步形成70 100座ARJ21飞机系列 以满足市场多元化 多方位的需求 40 4 2 4新产品设计方法及其选用 常用的设计方法 模块化设计这种方法是以企业的标准件 通用件和过去生产过的零部件为基础 用组合方式或称为堆积木方式来设计新产品 容易实现产品设计自动化 内插式设计 半经验性的设计 内插式设计主要用于新产品规格处于两种既有产品规格之间的产品设计上 在已知领域内设计新产品 41 案例 为神舟飞船等航天器提供数据中继和测控服务长征三号丙运载火箭 内插式设计 42 用于发射 天链一号01星 的长征三号丙运载火箭 长征三号丙运载火箭由三级液体火箭捆绑2个助推器组成 这种独特的 非全对称 火箭在 长征 系列里是唯一的 设计人员突破了 三通道交联结耦 等关键技术 通过电脑合成控制发动机喷管的摆动 从而确保火箭飞行稳定 首飞成功充分验证了设计的正确 长征三号丙运载能力为2600 3800公斤 介于2600公斤的长征三号甲和5100公斤的长征三号乙之间 它的投入使用 填补了我国高轨道运载能力的一个空白 真正形成火箭运载能力系列化 43 外推式设计外推式设计是将实践和技术知识外推 设计比它规格大的类似产品 是在未知领域内设计新产品 44 2 先进设计方法CAD ComputerAidedDesign 计算机辅助设计 CAM ComputerAidedManufacturing 计算机辅助制造 CAE ComputerAidedEngineering 计算机辅助工程 其中 CAD的主要机能是设计计算和制图 作为其附带机能 还可以用来制作管理零件一览表 进行成本估算等等 45 4 3生产工艺管理4 3 1生产工艺管理的内容及意义 1 生产工艺管理的内容 1 产品设计的工艺性分析与审查 2 工艺方案的制订 3 工艺规程的编制 4 质量控制计划的制订 5 工艺装备的设计与制造 6 产品的材料消耗定额和工时定额的审订 7 旧工艺的改进和新工艺的推广 8 工艺管理制度的制度和工艺管理方法的完善 9 新产品试制的管理 46 2 生产 加工 工艺的作用 基本工艺 形成产品主要功能平炉炼钢转炉炼钢电炉炼钢改性工艺 改变材料性能羊毛经改性处理后具有羊绒特性后处理工艺 改进使用效果服装的后处理 免烫 挺刮都可以使产品增值甚至产生高附加值 47 3 生产工艺选择的意义 生产 加工 工艺是技术范畴是工程技术人员考虑的事情工艺选择是技术选择也是效益选择甚至是战略选择有谁还会选择平炉炼钢工艺 总经理不能放弃工艺的选择 48 4 服务业中的生产工艺问题 零售业方式的变迁传统的店铺销售方式邮购连锁超市连锁仓储式销售连锁便利店BTOC电子商务新的方式具有明显低成本优势与便利特点 49 4 服务业中的生产工艺问题 银行贷款方式信贷员一揽子包干制项目审查贷款发放与回收一人负责滋生腐败呆帐坏帐多贷审分离制贷款员接受项目负责调查发放回收审查员查资料风险估风险互相监督降低风险呆帐坏帐少 50 农牧业中的生产工艺 如何养羊 沙尘暴原因 草原沙漠化 发菜 羊绒 羊肉少吃点发菜 羊肉 少穿点羊绒衫如何解决过度放牧 以养羊为例传统工艺 肉羊3 5年出栏 一年出一次栏 越冬保膘生长慢 枯草放牧 对草原破坏大 51 农牧业中的生产工艺 如何养羊 草原兴发提出新工艺 观念更新羔羊出栏 6个月宰杀新饲养方法4个月放牧 2个月圈养 同时种草 人工牧草结果出肉率相当于1 5 2年的成年羊 肉质嫩 牧民羊群变小 一年四季随时出栏 收入提高 草原兴发2008年的收入13 7亿 利润2 23亿 52 讨论 近年来电影业不景气 观众越来越少 常常出现1000来个座位的电影院 只有二三百人在看 有人认为是票价太高的原因 也有人认为是电视抢走了观众 经调查发现观众的消费习惯也发生了很大变化 例如 在一场电影正在放映时 一般总有一二百人进来转悠 但很少有购票的 经分析大部分是想进来消遣 看场电影 但不是因为电影刚开始 下场电影要等1小时以上而离去 就是因为自己想看的电影当天不放映而离去 经询问 消费者都是出来逛街的 路经电影院看到感兴趣的电影 才决定看场电影 如果只需等上半小时就能看下一场电影 他们是愿意等的 显然 人们看电影的消费习惯发生了变化 请考虑电影院怎样改革创新才能留住消费者 53 4 3 2生产工艺管理的原则和程序1 生产工艺管理的原则2 实施生产工艺管理的程序 1 产品图纸的工艺分析和审查要考虑工艺上的经济性和可能性 继承性系数 部件装配系数 54 2 工艺方案的制订工艺方案是工艺准备工作的总纲 其内容包括产品试制中的技术关键和解决方法 以及装配中的特殊要求 3 工艺规程的编制工艺规程的编制是工艺准备中的一个主要内容 是指导生产的重要工具 也是安排计划 进行调度 确定劳动组织 进行技术检查和材料供应等各项工作的主要技术依据 55 工艺编定以后 应将有关内容分别填入各种不同的卡片以便执行 各种卡片总称为工艺规程文件 工艺过程卡 这是一种最简单和最基本的工艺规程形式 它对零件制造全过程作出粗略的描述 工艺卡 一般是按零件的工艺阶段分车间 分零件编写 包括工艺过程卡的全部内容 更详细地说明了零件的加工步骤 工序卡 这是一种最详细的工艺规程 它是以指导工人操作为目的的进行编制的 一般按零件分工序编号 56 一般而言 单件小批生产的一般零件只编制工艺过程卡 内容比较简单 个别关键零件可编制工艺卡 成批生产的一般零件多采用工艺卡片 对关键零件则需编制工序卡片 在大批大量生产中的绝大多数零件 则要求有完整详细的工艺规程文件 往往需要为每一道工序编制工序卡片 57 4 工艺装备的设计和制造 工艺装备的概念工艺装备是指为实现工艺规程所需的各种刃具 夹具 量具 模具 辅具 工位器具等的总称 使用工艺装备的目的 有的是为了制造产品所必不可少的 有的是为了保证加工的质量 有的是为了提高劳动生产率 有的则是为了改善劳动条件 工艺装备按它的使用范围 有专用的和通用的两种 专用的由企业自己设计和制造 而通用的则由专业厂制造 58 专用工装的数量采用专用工装系数来计算确定 即 专用工装套数 专用工装系数 专用零件种数 专用零件种数 全部零件数 标准件数 继承件数 通用件数 59 4 3 3计算机辅助生产工艺管理 计算机辅助工艺过程设计 ComputerAidedProcessPlanning 缩写CAPP 1 CAPP的基本原理简单地说 计算机辅助工艺过程设计就是 在工艺过程设计中使用计算机 它是在工艺过程设计中应用计算机以帮助提高其标准化和自动化的一种技术 目的是将产品的设计信息和企业的生产数据归并到一个计算机系统中 使该系统能产生可用的工艺规程 60 CAPP的主要构成形式C