运营管理李淑霞产品设计.ppt

5新产品开发 1995年 海尔洗衣机的研发部门在做市场调研时发现一个奇怪的现象 每年6 10月的时间段是洗衣机生产的淡季 每到这段时间 很多厂家就把商场里的促销员撤回去了 难道天气越热出汗越多老百姓越不洗衣裳 原因何在 进一步调查发现 不是老百姓不洗衣裳 而是夏天里5kg的洗衣机不实用 既浪费水又浪费电 可见并不是人们不想用洗衣机 而是没有适合的产品 于是研发部门经过上百次的论证和200个日日夜夜的研发 1996年一类新型的小洗衣机走向市场 这就是小神童及小小神童等系列洗衣机 该系列洗衣机的关键技术是在最小的空间内将组件合理分装 把洗衣机的结构做得更紧凑 使洗衣机体积减小 很快 该产品成为夏季洗衣机市场的明星 上市45天销量就超过10万台 还挺进欧美 日本等发达国家市场 多年来一直雄居国内洗衣机的销量第一 小神童系列洗衣机的成功揭示了一个道理 只有淡季的思想 而没有淡季的市场 只有疲软的思想 而没有疲软的市场 用户的需求无处不在 产品的研发关键是如何及时抓住机会 推出具有市场竞争力的产品 企业的 卖点 恰恰就是用户的 买点 引例1 杜邦公司产品开发的败笔 引例2 提纲 产品和服务选择新产品开发产品创新方法质量功能配置 Need satisfyingofferingofanorganizationCustomersbuysatisfaction notpartsMaybeagoodoraservice VideoSnippetAMEXintroducesanewproduct 什么是产品 产品战略选择 产品差异化战略低成本快速响应 高质量服务最好的技术 开发新产品的原因 经济变革社会与人的变化技术的进步政治与法律的变化市场条件 专业标准 供应商和分销商等的改变 Warning 产品构成 产品生命周期 产品生命周期泛指产品在某种特征状态下经历的时间长度 按特征状态的不同 产品寿命周期可分为3种 1 自然寿命 2 技术寿命 3 市场寿命 产品生命周期 Sales Cost Profit Introduction Maturity Decline Growth CostofDevelopment Manufacture SalesRevenue Time Cashflow Loss Profit MarketIntroduction InvestingintheFuture 精细的调整研究产品开发过程变更和优化供应商开发 垄断竞争持续 创新吸引竞争 收益逐渐达到高峰然后下降 不能忽视长期竞争趋势 MarketGrowthStage ProfitsGoUpandDown 产品设计开始稳定需要能力的有效预测可能需要增加能力 Persuasive MoreCostlyPromotion BrandsAreMoreSimilar GreaterPriceCompetition PriceSensitivity MaturityMayLastaLongTime MarketMaturityStage SalesLevelOff ProfitsContinueDown 竞争者普遍存在需要大批量创新的生产改善成本控制 降低产品的可选性 减少生产线 SalesDecline ATimeofReplacement 除非产品具有特殊贡献 否则必须停止生产Harvard s4squaresofproductdevelopment 市场进入早的获利 产品生命周期越来越短 一时的风尚 产品生命周期长度的其他议题 各阶段产品的特性及管理重点 产品生命周期的其他形态 销售量 时间 a 成长 衰退 成熟型 销售量 时间 b 循环 再循环型 销售量 时间 c 扇型 首次循环 再循环 正常的生命周期形态 因为产品本身的创新 营销努力或者因为环境的变化 石油 像尼龙 其新的用途不断被发现 用于降落伞 袜子 衬衫和地毯 新产品开发策略 获取或开发新产品开发失败率高失败的原因各有不同 NikeacquiredConversein2003for 305million 讨论 成功案例谈谈你近来接触的新产品 你认为在不远的将来它将失败的原因何在 Why 提纲 产品和服务选择新产品开发产品创新方法质量功能配置 3Mwants25 ofitssalesfromproductslessthan5yearsold 新产品开发 来自新产品的销售额 0 500 1000 1500 2000 DevelopmentStage Number 1000 Marketrequirement Designreview Testing Introduction 25 Productspecification 100 Functionalspecifications Onesuccess 500 新产品开发的压力与动力模式 新产品开发面临的压力费用高成功率低风险大回报率下降 新产品开发动力模式 新产品开发动力模式 续 新产品开发绩效的主要指标 新产品开发的绩效评估 产品开发阶段 概念生成 Ideageneration 企业能力评估 Assessmentoffirm sabilitytocarryout 顾客需求 CustomerRequirements 功能规范 FunctionalSpecification 产品规范 ProductSpecifications 设计评审 DesignReview 市场测试 TestMarket 市场导入 IntroductiontoMarket 评价 Evaluation Scopeofproductdevelopmentteam Scopeofdesignformanufacturabilityandvalueengineeringteams 产品价值分析 将产品对企业的价值贡献按降序排列可帮助管理者识别产品的优先级并评价可行的策略 新产品开发的流程 新产品开发的一般过程 新产品开发的组织模式 WINNER 1988 定义 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方法 并行工程的定义 并行工程的本质特点 1 产品设计时就考虑产品生命周期所有的影响因素 因此DFX技术被广泛地应用于并行工程 2 产品开发个阶段的工作并行交叉进行 3 在组织上要求与产品生命周期有关的不同领域的各种人员全面参与和协同工作 4 并行工程强调系统集成与整体优化 以产品的整体竞争力为目标来安排整个产品开发活动 第一 并行工程是在CAD CAM CAPP等技术支持下 将原来分别进行的工作在时间和空间上进行交叉 重叠 充分利用了原有技术 并吸收了当前迅速发展的计算机技术 信息技术的优秀成果 第二 在并行工程中为了达到并行的目的 必须建立高度集成的主模型 通过它来实现不同部门人员的协同工作 为了达到产品的一次设计成功 减少反复 并行工程在许多部分应用了仿真技术 稳健设计 RobustDesign 产品质量的影响因素 可控因素 如几何尺寸 材料性能 加工精度等 不可控因素 噪声 如机器误差 工人操作熟练度 使用环境 材料老化等 有些产品只有在严格的制造和使用条件下才能实现设计功能 而另一些产品则能在较宽松的条件下实现设计功能 则称后者的稳健性高 一种产品或服务的稳健性越好 则对因环境变化发生故障的可能性就越低 因此 设计者在产品中引入的稳健性越多 产品的耐久性就越好 从而顾客的满意度就越高 田口方法就是以稳健设计为基础 因为设计一种在使用或制造中对环境因素变动不敏感的产品常常要比控制环境容易得多 田口方法的核心是三次设计 即系统设计 参数设计和容差设计 产品开发流程中的鲁棒设计和质量 系统设计阶段 是应用专业技术进行产品的功能设计和结构设计的阶段 是从定性角度考虑各参数对产品质量的综合影响 它是整个产品质量设计的基础 参数设计阶段 是稳健设计中最重要的阶段 力图通过调整可控因素 寻找一组最佳的设计参数组合 减小噪声因素对产品质量性能的干扰 达到提高产品质量的目的 容差也就是容许偏差 通过参数设计确定了系统各构件参数的最佳组合之后 需要进一步确定这些设计参数波动的容许范围 就是容差设计 计算机辅助设计 工艺设计和制造 CAD是指利用计算机作为工具 帮助人们进行设计的一切适用技术的总和 CAD一般包括两项内容 带有创造性的设计 如方案的构思 工作原理的拟定等 以及非创造性的工作如绘图 设计计算等 CAPP是指工艺设计人员利用计算机完成零件工艺规划设计的过程 它接受来自CAD系统的零件信息 包括几何信息和工艺信息 运工艺设计知识 设计合理的加工路线 选择优化的加工参数和加工设备 CAM的核心是计算机数值控制 简称数控 它是将计算机应用于制造生产过程的过程或系统 面向制造性设计 主要思想是在产品设计时不但要考虑功能和性能要求 而且要同时考虑制造的可能性 高效性和经济性 即产品的可制造性 或工艺性 目标是在保证功能和性能的前提下使制造成本最低 在这种设计与工艺同步考虑的情况下 很多隐含的工艺问题能够及早暴露出来 避免了很多设计返工 而且通过对不同的设计方案根据可制造性进行评估取舍 根据加工费用进行优化 能显著地降低成本 增强产品的竞争力 1 设计中要尽量减少零件的种类和个数 尽量使用标准件 2 产品中相似的特征尽量设计成统一的尺寸 3 避免内表面加工而采用外表面加工设计 4 避免使用单独的紧固件 5 在可能的条件下尽量采用成组设计方法 6 减少对零件的搬运次数等 DFM是CE的思想核心 设计与制造 是产品生命周期中最重要的两个环节 所谓并行工程 最重要的是产品设计与制造过程设计的并行 在设计阶段就能考虑可制造性是并行工程最基本的优势所在 DFM是CE的实现方法 要实现CE 设计和制造决不可能再保持传统的串行分离的方式 DFM方法所提倡的在设计中考虑制造工艺 根据加工能力来设计产品及其零件的方法必然是CE的设计方法 CE是DFM的推广和延伸 自从DFM的概念被提出以来 又相继出现了很多DFx的概念 比如DFQ DesignforQuality DFR DesignforReliability DFD DesignforDisassembly 等等 逐渐覆盖了产品从设计到制造 使用 回收的整个生命周期 这实际上已经在DFM的基础上拓展成为CE的思想 在设计阶段就考虑各后续阶段的整体效益 价值分析与价值工程 目标是以更低的成本获得同样至更好的性能 同时顾客需要的所有功能保持不变 价值工程的工作程序可以分以下四个阶段 信息阶段 InformationPhase 构思阶段 SpeculativePhase 分析阶段 AnalyticalPhase 提案阶段 ProposalPhase 提纲 产品和服务选择新产品开发产品创新方法质量功能配置 产品创新方法 1 发明问题解决理论TRIZ TRIZ TheoryofInventiveProblemSolving 是俄文中发明问题解决理论的词头 该理论是前苏联G S Altshuller及其领导的一批研究人员 自1946年开始 花费1500人 年的时间 在分析研究世界各国250万件专利的基础上所提出的发明问题解决理论 80年代中期前 该理论对其它国家保密 80年代中期 随一批科学家移居美国等西方国家 逐渐把该理论介绍给世界产品开发领域 对该领域已产生了重要的影响 2005年8月8日美国商业周刊 创新思维创新方法创新工具 创意的想象力创新力 创造力 时代特征 应对办法 当今世界已进入创新经济时代 创新经济时代 知识经济时代 2010 05 27苹果市值2221亿美元 超微软成全球最大科技公司 例 苹果成功的奥秘 2011 08 11苹果市值3372亿美元超越埃克森美孚 成为全球最有价值的上市公司 2012 08 20苹果的总市值上升到6230亿美元 打破了微软公司1999年创造的6205亿美元市值历史纪录 全球50家最具创新力公司苹果排名第一 iPodiPhoneiPad 乔布斯 苹果的核心优势就是知道如何让复杂的高科技为普通大众所理解 美观 傻瓜 现代经济中的 微笑曲线 研究开发 生产制造 销售服务 效益 21世纪创新经济 20世纪90年代知识经济 20世纪60 70年代工业经济 资源消耗 环境污染 资源消耗环境污染 生产经营环节 神奇无轮车 立体快吧入选 时代周刊 2010全球最佳发明 发明者宋有洲小学文化 拥有120多项专利 如风靡全球的礼宾花 全国推广的警用装备抓捕网等 创新 产生新思想 新举措 新事物并产生新价值的行为 创造 首创前所未有的事物 产生想法评价开拓实施丹尼斯 舍伍德 创新管理 创新的基本步骤 创新方法的分类 从方法来源分 创造学 管理学 TRIZ 创新思维创新思维就是反映事物本质属性和内 外在有机联系 并能引导与促进创新的心理活动 创新思维的目标锁定在 能够成为什么 怎样更好 思考 建筑垃圾能成为什么 激光能成为什么 用建筑垃圾做成的建筑材料 激光灭蚊器 前微软公司首席技术官内森麦沃尔德及其团队研制出激光灭蚊器 激光每秒可击毙50到100只蚊子 除了速度快之外 该激光器还很精准 它能区别蝴蝶和蚊子 也能分辨雌蚊子和雄蚊子 儿童滑板车 用于巡逻的电动踏板车 如何让大脑活起来 刻意求异积极联想横向思考反向求索钟情假如尽情发散 几种基本创新技法 1 六找法找缺点 找需求 找要素 找类比 找移植 找组合 找缺点思考 螺丝螺帽有什么缺点 空调有什么缺点 68 68 找需求思考 城市高楼有什么需求 找要素 形态分析 目的 欣赏音乐 录音 复读 催眠 噪音 动物叫声等地点 教堂 办公室 厕所 足球场 机场 商场等外形 钢笔 手表 耳饰 眼镜 手杖 日记本 纽扣 徽章等 总想法 N 6 6 8 288个 MP3的三大要素 兹维基用此法轻易破解德国巡航导弹的核心机密 思考 试寻找随身听的新产品构思 思考 如何使火腿肠易于食用 怎样减少海水对轮船的阻力 找类比 找移植 思考 摩托车还能完成什么功能 电击棍还能用在哪里 72 72 找组合 思考 手机和什么组合可以产生新的价值 提出一个问题往往比解决问题更重要 因为解决一个问题也许仅是一个数学上或实验上的问题 而提出新的问题 新的可能性 从新的角度去看旧的问题 需要有创造性的想像力 而且标志着科学的真正进步 爱因斯坦 2 设问法 检核表法检核表法是现代创造学的奠基人奥斯本创立的一种创造技法 几乎适用于一切领域的创造活动 被誉为创造技法之母 主要是按照提出的一系列问题去思考 思考 如何让幻灯机东山再起 3 智力激励法 头脑风暴法 a 奥斯本的智力激励法特点是召开特殊的专题会议 通过贯彻若干基本原则和规定来造成与会成员之间的智力互激和思维共振 以获取量大 面广 质高的新设想 b 默写式智力激励法 635法 联邦德国学者鲁尔巴赫根据德意志民族性格内向 惯于沉思的特点 改进了奥斯本的智力激励法中畅谈会的做法 形成了默写式头脑风暴法 什么是TRIZ 主要研究人类进行发明创造 解决技术难题过程中所遵循的科学原理和法则 TRIZ是俄文对应的拉丁文的首字母缩写 中文意为 发明问题的解决理论 英译 Theoryofinventiveploblemsolving TIPS TeoriyaResheniyaIzobreatatelskikhZadatch TRIZ 方法学 知识库 4 当今最先进的创新理论工具 TRIZ简介 前苏联的天才发明家和创造创新学家 根里奇 阿奇舒勒G S Altshuller 1926 1998 于1946年创立 一旦我们对大量的好的专利进行分析 提炼出问题的解决模式 我们就能够学习这些模式 从而创造性地解决问题 相同的问题和解决方案被反复使用 相同的问题和解决方案 40个创新原理 人们不断的用相同的方法来解决来自于不同领域的问题 创新的规律性 瞬间压力差原理的应用 迅速去除青椒籽蒂 1945年 钻石沿原裂纹切割 船用发动机冷却水过滤器清洁系统 1972年 1979年 1 创新设计所依据的科学原理往往属于其它领域2 在以往不同领域的发明和创新中所用到的原理方法并不多 不同时代的发明 不同领域的发明 应用的原理与方法被反复利用 3 技术系统进化的模式 规律 在不同的工程及科学领域反复出现 TRIZ规律性的结论 TRIZ理论源于 浓缩大量发明专利 迄今为止 TRIZ已分析了9 000 000专利 TRIZ方法的作用 从自己的大脑中寻求解决问题方案 从世界专利成果中寻求解决问题方案 从 困难的 任务 简单的 任务 经过60年的发展 TRIZ已成为世界公认的最具全面性 系统化的创造性解决问题理论 85 2001年 公司聘请25名前苏联的TRIZ专家对450名波音工程师进行2周培训 取得波音767空中加油机关键技术的突破 赢得15亿美元空中加油机定单 使波音战胜空客 TRIZ在美国 三星公司专利授权量的增长 TRIZ的理论体系与解题模式 发明问题解决算法 抽象问题抽象解答ax2 bx c 0 x b b2 4ac 2a特殊问题专门解答3x2 5x 2 0 x 1 2 3 头脑风暴法 TRIZ工程问题求解过程 TRIZ的主要求解工具 技术系统进化法则40条技术创新原理 原则 表用矛盾矩阵表解决技术矛盾用分离法解决物理矛盾物 场分析法与76种标准解科学效应和现象应用表 知识库 解决非标准发明问题的工具 ARIZ 技术系统进化法则 20世纪90年代美国Ideation公司将阿奇舒勒系统4个演化阶段和8条进化法则加以融合 完善定义为技术系统进化的8种法则1 技术系统的S曲线进化法则 2 提高理想化水平法则 3 子系统不均衡进化导致冲突法则 4 增加动态性与可控性法则 5 通过集成以增加系统功能法则 6 部件的匹配与不匹配交替出现法则 7 由宏观系统向微观系统进化法则 8 增加自动化程度减少人的介入法则 提高理想化水平法则 技术系统是沿着提高其理想度 向最理想系统的方向进化 最高理想化水平的技术系统 它既不消耗任何资源 但却能够实现所有必要的功能 作为物理实体它并不存在 提高理想度法则是所有进化法则的基础 其重要作用是删除低水平的课题 93 TRIZ创新方法与传统方法的比较 理想化案例 冰杯子 阿奇舒勒通过对250万份发明专利的研究发现 虽然发明有无穷多 但是 发明的原理是有限的 只有40条 当前 40个发明原理已经从传统的工程领域扩展到微电子 生物医学 管理 文化 教育等社会的各个领域问题 40个发明原理的广泛应用 导致不计其数新的专利发明的产生 40条技术创新原理 原则 思考 怎样使家具便于运输 分割原理 创新原理的表述形式 01 分割原理A 将一个对象分成多个相互独立的部分 B 将对象分成容易组装 或组合 和拆卸的部分 C 增加对象的分割程度 原理的编号 原理的名称 原理所包含的指导原则 40个创新原理及使用率排序 技术矛盾 两个参数之间的矛盾参数A改善 引起参数B的恶化 用矛盾矩阵解决技术矛盾 洗衣机省水 电 洗衣粉 衣服洗不干净坦克车的装甲厚度 灵活性 问题 技术矛盾有无穷多 如何对技术系统中出现的技术矛盾进行分类 使无穷的技术矛盾能用尽可能少的参数来表达 描述矛盾的通用工程参数 阿奇舒勒通过分析大量专利文献发现 利用39个通用技术参数 足以描述工程领域中出现的绝大部分技术矛盾 借助于通用工程参数可以将一个具体问题转化并表达为标准的TRIZ问题 从而得到解决 39个通用技术参数 01 运动对象的重量02 静止对象的重量03 运动对象的长度04 静止对象的长度05 运动对象的面积06 静止对象的面积07 运动对象的体积08 静止对象的体积09 速度10 力11 应力或压力12 形状13 稳定性 14 强度15 运动对象的作用时间16 静止对象的作用时间17 温度18 照度19 运动对象的能量消耗20 静止对象的能量消耗21 功率22 能量的无效损耗23 物质的无效损耗24 信息损失25 时间的无效损耗26 物质的量 27 可靠性28 测量的精确性29 制造精度30 作用于对象的有害因素31 对象产生的有害因素32 可制造性33 可操作性34 可维修性35 适应性及通用性36 对象的复杂性37 检测的复杂性38 自动化程度39 生产率 用矛盾矩阵解决技术矛盾在阿奇舒勒在研究了20万件专利后 发现有1500个技术矛盾可以通过依据基本原理设计的矛盾矩阵而容易地得到解决 你可以等待100年获得顿悟 也可以利用这些原理用15分钟解决问题 例 洗衣机的创新设计 设计项目 绿色 洗衣机用户需求 省水 省电 省洗衣剂技术矛盾 减少物质的浪费是否能达到原来的效果 即如何解决 物质的浪费 与 功率 之间的矛盾 创新原则 查矛盾矩阵表 28 18 38 25 13 3 矛盾矩阵表 方案合成 利用水电解与超声波振荡相结合的方式 取代原有电机拖动波轮或滚筒的系统 方案分析 该方案既可以避免衣物缠绕 也可降低甚至免用洗衣剂 而且洗衣水可以重复利用 达到环保与节能的功效 从大电流的电机驱动到电解与振荡装置的发展 符合技术系统的进化趋势 用分离法解决物理矛盾 物理矛盾 一个参数的矛盾技术系统要求某参数的性质为正 的同时又要求该参数的性质为负 高 低 物理矛盾 舰载机的机翼面积 汽油的燃烧速度 空间分离 分离方法 时间分离 整体与局部分离 条件分离 解决物理矛盾的方法 分离法 时间分离 在时间 轴 上 将相互矛盾的需求分离开 113 实例 机翼可折叠舰载机 效应知识库的应用 在TRIZ效应知识库中收集了物理 化学和几何学等多学科 多领域的各种知识 专利信息和科学原理等 能够帮助研发人员打破专业知识的局限 开拓视野 在综合分析和利用各类专业技术知识的基础上 提出可行的解决方案 提纲 产品和服务选择新产品开发产品创新方法质量功能展开 如何将顾客的需求与产品的技术相联系 质量功能展开 QFD即质量机能展开 产生于日本 是新产品开发的有力武器 据统计 日本本田公司和丰田公司应用QFD以后 成本消减50 开发时间缩短30 丰田向市场投放同等类型新产品的周期大概是美国汽车公司的一半 美国国防部DODD5000 51文件中 明确规定美军产品厂商必须采用QFD技术 近年来在我国的航空 汽车 电子等领域也取得了一定的成果 质量功能展开 QFD 质量功能展开 QFD 技术要求 对顾客的重要性 顾客要求 关系矩阵 关系矩阵 设计要求 特殊规格或目标值 顾客要求 竞争性评估 相关矩阵 质量屋 技术要求 对顾客的重要性 顾客要求 纸张不易撕碎 连续完成 防墨汁渗透度 打印清晰度 3 1 2 3 纸张宽度