第三章产品服务设计和技术选择.ppt

第三章产品 服务设计和技术选择 一 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 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 个性化定制生产的出现正如大批量生产创造了20世纪的经济奇迹一样 个性化定制生产极可能成为21世纪经济发展的源泉 企业 产品生产任务的变动和产品性能的变化 例 芭比娃娃的创新 胸部丰满 案例 李维公司实现大规模定制 1 客户也可以成为设计师客户可以撕裂 上色 刺绣 缝上旗帜或和平符号 简单的技巧就可以使衣服独一无二 2 个性化生产方案积木原理 大规模定制需要成千上万预先设计好的元部件 这里 上万件的牛仔裤样式存储在电脑里 客户在展售架之外 根据需要选择出最合适的设计 二 新产品 服务开发的重要性 产品更新换代的需要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 二 产品开发对生产过程成本的影响产品生命周期越来越短产品中各成本的比例 设计阶段制造阶段材料采购其它阶段 成本 70 移动网络 三 现代企业的研究与开发基础研究 探索发现新事物 新规律应用研究 发明新事物技术开发研究 完成新产品 新工艺 使之实用化 商品化例 IBM每年拿出销售额的10 即50多亿美元作为研发经费美国电报电话公司每年17 160亿美元 粤企科研能力胜过本地高校技术创新能力冠全国最近连续3年 广东的R D 研发 投入 GDP都维持在1 34 的水平 低于全国的1 35 也低于北京 7 上海 2 29 从院士的数量上看 去年广东共有51位中国科学院和工程院院士 数量远低于北京 674人 上海 156人 但广东企业的整体技术创新能力全国第一 目前广东的高新技术产品多为企业主导 去年6463个高新技术产品中 企业主导开发的占70 以上 广东企业研究机构总数在国内居前位 特别是华为 中兴 TCL等大型企业研发实力居全国前列 华为的研发投入全国第一 其研发实力可与发达国家企业媲美 2005 10 11南方都市报 新产品的概念所谓新产品 是指在一定区域内过去从未生产过的 在结构 性能 材质 技术特征等方面与老产品比较具有一定新意的产品 新产品的分类与特征1 按地域特征分类 1 国际新产品 2 国家新产品 3 省 市 自治区新产品 2 按开发决策方式分类 1 企业自主开发的新产品 2 用户订货开发的新产品 3 按创新程度分 改进型产品 对老产品的改进与完善 创新程度最小的一类新产品 换代产品 产品基本原理不变 因部分采用新技术使产品性能有重大突破 创新产品 采用科学技术的新发明所开发的产品 它是创新程度最高的一类新产品 产品示意图 核心产品 产品实体 延伸产品 无形部分 无形部分 有形部分 三 产品生命周期与R D产品引入期 产品创新产品成长期 工艺创新产品成熟期 工艺改进产品衰退期 指产品在市场上行将被淘汰的时期 其主要特点如下 1 产品在技术上已经开始陈旧老化 更新换代产品已在市场上出现 并开始逐步取代老产品 2 产品销售量迅速下降 利润降到最低水平 甚至亏损 观察 应树立一种危机意识 与其让别人迫使自己的产品被淘汰 不如自己淘汰自己的产品 硅谷的太阳微系统公司的高性能工程 产品的换代周期一般是3 5年 而太阳微系统公司却为自己定下 每12个月使自己的工作站性能提高一倍 企业应树立这种进取的创新意识 时刻准备淘汰旧产品 推出自己的新产品 惟其如此 才能在竞争日趋激烈的环境中 提升竞争力 占据主动 四 新产品开发面临的压力1 难以预测新技术发展前景 1 潜在运用 2 配套技术的发明2 失败风险高新产品开发成功率仅2 投放市场后 其成功率也仅60 案例讨论A 铱星破产1991年 由77颗低轨道卫星组成移动通信网络 创造了高科技神话 2000年 铱星破产 技术选择失误 没有预见到GSM网会有今天的迅猛发展 技术的超前性并不代表市场的现实性 B 吉列公司的刀片革新一 一路领先 扶摇直上 早期发展吉列经过六年的敲敲打打 发明了一次性刮胡刀片 后取得专利权 于1901年创建公司 到1920年 全球2000多万人都在使用 吉列 刀片 二 路逢险境 遭遇重创 吉列中期受挫1926年 发明家盖斯曼询问吉列是否愿意购买他的新型改良式双面刮胡刀片的专利权 吉列不愿意购买 盖斯曼决定自己干 盖斯曼 经退火处理后的刀锋 其质量优于 吉列 1931年 盖斯曼收购吉列公司 吉列本人被迫放弃公司所有股票 黯然退出 问题与讨论 1 吉列公司为何在发展初期那么强劲 2 为何吉列会被一个小小的竞争者重创 创新者困境 C 耐克公司 创新而后来居上耐克公司是由世界级长跑健将奈特和他的教练于1972年创立的 耐克是希腊胜利之神的名字 一 勇于创新 大力开发新产品1975年 发明出鞋底上的小橡胶圆钉 比其它鞋底的弹性更强 大受运动员欢迎 其后 推出140多种运动鞋 许多都是最新颖和工艺最先进的 1972年公司销售额仅200万美元 1976年1400万 1981年70000万元 二 重视科研 加大产品科技含量雇用了近百名研究人员 具有生物力学 生理学 工程技术学 化学等学位 公司还成立了顾问委员会 其中有运动员 足病医生 整形大夫 设备经营人等 对运动中人体进行高速摄影分析 让300名运动员进行试验 不断开发改进 1981年研发投入400万美元 像鞋子这样普通的产品 可谓空前绝后了 问题与讨论 耐克是怎样脱颖而出的 说明了什么问题 第二节产品设计与开发阶段 企业技术系统的活动产品开发过程构想或方案的产生可行性研究产品设计工艺设计 需求分析 结构设计 协调 工艺设计 协调 输入 产品功能 中间结果 协调结果 产品规格干预指令 协调结果 工艺计划 协调结果 中间结果 中间结果 干预指令 图4 1 产品设计过程描述 一 产品构思 产品开发过程 构思 R D 对市场需求的分析技术的推动竞争对手的产品和服务 开始 图4 2 产品构思来源图 产品构思 续 二 结构设计过程 总体设计通过市场需求分析 确定产品的性能 设计原则 技术参数 概略计算产品的技术经济指标和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基本结构和主要参数具体化 根据技术任务书所规定的原则 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 三 工艺设计过程 工艺过程设计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 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馈给产品设计用以改进产品设计 另一方法作为生产的依据 工艺设计过程 续 工艺过程设计的程序包括 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 选定加工条件 计算加工时间 制定加工工艺 选择机床 决定加工工序内的操作顺序 选择工装 零件图 例 工艺创新一滴油的智慧 石油罐在传送带上移动至旋转台 焊接剂便自动落下 沿着盖子回转一圈 作业便结束 他每天如此 好几百次地注视这种作业 他发现 每个罐子焊接剂滴落39滴 38滴 每年为公司创造上亿美元的利润 后来成为掌控全美石油业95 的石油大王 洛克菲勒 四 产品设计的原则和绩效评价 产品设计和选择应该遵循的原则 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设计绿色产品 考虑环保要求 鲁棒性 robustness 就是系统的健壮性 它是在异常和危险情况下系统生存的关键 比如说 计算机软件在输入错误 网络过载或有意攻击情况下 能否不死机 不崩溃 就是该软件的鲁棒性 表示当一个控制系统中的参数发生变动时系统能否保持正常工作的特性 就像人在受到病菌的感染后 是否能够通过自身的免疫系统恢复健康一样 鲁棒控制理论的应用不仅在工业控制中 还被运用在经济控制 社会管理等领域 观察 创新 一个看似简单的创新 都能提升产品竞争力1 徐闻县龙塘镇是年产香蕉15万吨的香蕉之乡 近年来推广 索道收蕉 技术 即通过绳索空中吊挂移动 直接把香蕉从蕉园送至收购点 这样可以减少以前人工搬运时造成的磨损 2 粤西荔枝 龙眼常常发生 果贱伤农 广西北海一家企业目前已发明了一种设备 解决了荔枝机械化去皮脱核的难题 案例 长虹的科技兴企之路2002年 长虹彩电销量突破1100万台 位居中国第一 世界第二 2001年7月 由中国人自主开发 世界一流水平的精显背投在长虹诞生 成本下降一半 销量以平均每月300 的速度递增 提倡向顾客提供一种 零维修 的质量理念 思考 长虹精显背投的成功给我们哪些启示 经营理念和产品的创新才能使企业立于不败之地 第三节生产流程设计与选择 生产运作流程的基本概念 指企业组织内的某一个子系统 一个部门 一个车间 一条生产线等 的投入产出过程 而 生产运作系统 和 生产组织方式 通常指整个企业的投入产出过程 由一系列 流程 所构成 一 组织生产过程的原则工艺专业化 优点缺点 产品变化适应能力强可靠性高管理方便 运输次数多协作关系复杂只能使用通用机床在制品量大 二 产品专业化产品1产品2产品3优缺点与工艺专业化相反 A D B C E D A F E 案例北京开关厂是我国五大开关厂之一 产品总计为4个大类 37个系列 97个品种 1358个规格 不相容的品种 工艺 生产方式和生产与作业管理方式混同在一个生产系统中 1 造成在制品库存居高不下 2 质量问题层出不穷 3 生产周期缩不短 4 产品成本难以算清 5 生产作业计划十分复杂 6 生产调度负担过重等一系列问题 当时的生产过程是按工艺专业化原则组成的 组装 机加工 冲压 板金 喷漆 电镀 机修和试验等均为按工种设立的工艺专业化车间 板金 组装 机加工 冲压 试验 机修 喷漆 电镀 最后 企业下决心按不同的的细分市场和产品大类 将生产系统彻底划分成高压电器 中压电器 低压电器和高压成套装置四个相对封闭的生产子系统 一 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 第四节并行工程 一 串行的产品设计方法 续 关于串行产品开发过程存在的首要问题是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存在的问题主要有 各下游开发部门所具有的知识难以加入早期设计 加入设计的阶段越早 降低费用的机会越大 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 需求 结构设计 工艺设计 制造 b 并行过程 a 串行过程 图3 8 产品开发的两种方式 二 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 成本 进度和用户需求 从产品开发的初始阶段 就由开发设计人员 工艺技术人员 质量控制人员 生产制造人员 营销人员 有时甚至加上协作厂家 用户代表共同工作 各项工作同时并进 并行的产品设计方法 续 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 进可能早地避免不合理因素的影响 缩短研制周期 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 并行的产品设计方法 续 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 概念设计 初步设计 详细设计 产品