企业管理生产与运作管理

4 产品开发和技术选择,4.1 概述：新产品开发与企业R&D4.2 产品设计与开发组织4.3 生产流程设计与选择4.4 并行工程产品开发组织的新方法,4.1 新产品开发与企业R&D,个性化定制生产,3C,生产方式的变化,顾客Customer竞争Competition变化Change,规模化大批量生产 （“一对多” ） 个性化定制生产（“一对一” ）,企业面临的的变化产品生产任务的变化产品性能的变化,柔性,Flexibility：处理环境的变化和由环境引起的不确定性的能力,一、21世纪企业产品/服务设计的背景特征,技术进步越来越快,技术进步快产品更新换代速度加快产品生命周期缩短,用户的要求越来约苛刻用户需求呈现多样化、个性化的特点,产品的品种规格、花色品种、需求数量产品的功能、质量和可靠性要求产品的价格,产品研制开发的难度越来越大,可持续发展的要求,二、新产品/服务开发的重要性,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,三、现代企业的研究与开发,研究与开发的分类和特征基础研究应用研究技术开发研究R&D投入：R&D/GDP国内生产总值（GDP）：一个国家或地区范围内的所有常住单位，在一定时期内生产最终产品和提供劳务价值的总和China 1,70万亿US-Dollar（13亿人口)人均 1300 US-DollarUSA 11,5万亿US-Dollar （2.8亿人口）人均 41000 US-DollarGermany 2,1万亿Euro（ 82百万人口）人均 25000 Euro,我国R&D经费支出特征的国际比较,世界经济合作与发展组织（OECD）出版的主要科学技术指标（ 2006/1）公布了各国R&D投入的最新数据R&D投入的最新数据包括OECD 30个成员国和中国、俄罗斯、阿根廷、南非、以色列、新加坡、罗马尼亚、斯洛文尼亚等8个非OECD国家38个国家的R&D经费占世界R&D经费总额的90%以上 ，因此，通过这些国家的数据大致看出我国在世界研发体系中的位置和特征。我国2005年R&D经费支出的规模、结构及其发展变化特征与其他国家进行比较分析。R&D经费支出总额十年间年均增长率超过百分之二十，继续保持世界第六位R&D经费占世界的比重超过3%，在世界研发体系中的地位进一步增强 R&D经费投入强度居发展中国家首位，与发达国家的水平还有较大差距 企业是R&D经费的主要来源和R&D活动的主要执行者基础研究经费在R&D经费中的份额仍需进一步提高,R&D经费支出总额十年间年均增长率超过百分之二十,2005年，我国的R&D经费支出总额继续保持世界第六位。第一至第五位分别是美国、日本、德国、法国和英国从增长速度来看，19952005的10年间，我国的R&D经费支出额以年均22%的速度增长。这使我国的R&D经费支出总额从1995年世界第14位上升到2005年的世界第6位。,表4-1 部分国家R&D经费及年均增长率（前8位）,在世界研发体系中的地位进一步增强,2005年，我国R&D经费支出额占38个国家R&D经费支出总额的3.7%，比上年增加0.7个百分点。美国和日本分别占38.9%和18.2%的比重；德、法两国分别占8.5%和5.5%。如果按地缘特征进行简单归类，可以发现美国加拿大、欧盟15国、日本韩国构成世界R&D经费支出的三极，三方分别占R&D经费支出总额的41%、28%和21%。非常明显，中国在除三极之外的国家中占据着最重要的地位。,图4-1 主要国家和地区R&D经费支出占38个国家总额的比重,R&D经费投入强度居发展中国家首位,1999年以后我国R&D/GDP开始迅速提高，2005年，我国的R&D经费强度为1.34%，在发展中国家中处于首位。与世界发达国家的水平还有较大差距。绝大多数发达国家的R&D经费强度都在2%以上。高水平的R&D投入强度是这些国家具有较高创新能力的重要保障。,图4-2 部分国家R&D经费支出总额与GDP的比值（单位：%）,企业是R&D经费的主要来源和R&D活动的主要执行者,2005年，我国的R&D经费支出总额中来自企业的资金占67.0%，来自政府的资金占26.3%，其他方面的资金占6.6%，企业是我国R&D活动的资金投入主体。企业不但是我国R&D经费的最大来源，同时也是R&D活动的主要执行部门，其在我国R&D活动中的主体地位已经确立。大多数发达国家企业R&D经费占全部R&D经费的比重都在60%以上，最高的韩国和日本分别达到76.7%和75.2%；美国为70.1%；加拿大、意大利这一比重在50%左右；而阿根廷、波兰等发展中国家这一比重较低。以企业资金为主是发达国家R&D活动的普遍特征。同时我们发现，在一些国家中，如英国、澳大利亚和加拿大，政府仍是R&D经费的重要来源。在澳大利亚，来自政府的资金占全国R&D经费支出总额的比重甚至达到了44.4%。说明这些国家的政府对本国R&D活动的支持力度很大。,图4-3 部分国家R&D经费支出按经费来源分布,基础研究经费在R&D经费中的份额仍需进一步提高,2005年，我国R&D经费支出总额中用于基础研究的经费为16.0亿美元，比上年增长了1.8亿美元，在公布数据的17个国家中属中等水平，高于以色列、俄罗斯。但仅为美国的2.7%，日本的9.3%及法国的17%；韩国、西班牙的基础研究经费也分别是我国的1.9倍和1.3倍。我国2004年基础研究经费在全国R&D经费支出总额中的比重为5.36%，在公布数据的17个国家中处于最低水平。发达国家这一比重大多在20%左右，相对较低的日本也在10%以上；甚至阿根廷、罗马尼亚等发展中国家也超过了20%。从历史发展来看，我国这一比重长期稳定在5%左右的局面没有改变。,图4-4部分国家基础研究经费及其占本国R&D经费支出总额的百分比,注：中国为2005年， 澳大利亚为2002年，法国为2003年，其他国家为2004年数据,产品生命周期与R&D,基型设计灵活的组织形式,产品标准化和工艺合理化部门间的合作与协调,技术服务和工艺改进组织的稳定,新产品开发面临的压力,费用高成功率低（1/3000，98.2%，2%）风险大回报下降,新产品的分类,改进型产品更新换代产品创新产品,4.2 产品设计与开发组织,企业技术系统的活动产品开发过程产品构思（需求分析、R&D）结构设计（总体设计、技术设计、工作图设计）工艺设计（工艺分析和审查、工艺方案、工艺规程、工艺设备）,需求分析,结构设计,协调,协调,工艺设计,干预指令,产品功能,输入,中间结果,中间结果,中间结果,工艺计划,协调结果,协调结果,产品规格干预指令,图44 产品设计过程描述,产品开发时间构成设计55%制造22%装配23%对成本的影响设计和工艺实际成本消耗成本的决定因素70%,产品开发对生产过程成本的影响,技术活动的过程,功能需求设计参数工艺过程变量,工艺过程设计的基本内容,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）,选择机床,制定加工工艺,选定加工条件,计算加工时间,选择工装,决定加工工序内的操作顺序,零件图,图46 工艺过程设计的内容,产品设计的原则和绩效评价,产品设计的原则用户需要可制造性鲁棒性（Robustness，控制系统在一定（结构，大小）的参数摄动下，维持某些性能的特性）绿色环保性产品设计的绩效评价时间效率质量绿色环保,例1 某企业销售额预测lz1,lz1,4.3 生产流程设计与选择,一、生产流程分类按产品按加工路线按项目,（一）工艺专业化原则,（一）工艺专业化原则,优点：1、对产品品种变化的适应能力强 2、生产系统的可靠性较高 3、工艺及设备管理较方便缺点： 1、运输次数多，运输路线长 2、协作关系复杂，协调任务重 3、只能使用通用工艺设备，生产效率低下 4、在制品量大，生产周期长,（二）对象专业化原则,优点： 运输次数少，运输路线短 协作关系简单 可使用专用高效设备和工艺设备 在制品量少，生产周期短,缺点： 对产品品种变化的适应性差；生产系统的可靠性较差；工艺及设备管理较复杂,不同生产流程特征比较,二、产品流程矩阵,三、影响生产流程设计的主要因素需求性质自制外购决策柔性质量水平接触顾客的程度,四、生产流程选择决策,品种产量变化与生产单位形式的关系不同生产过程方案的费用变化经营杠杆,图4-10不同生产过程方案的费用变化,图411 不同生产流程方案的经营杠杆,4.4 并行工程,一、串行的产品设计方法,1.各下游开发部门所具有的知识难以加入早期设计。2.各部门对其它部门的需求和能力缺乏理解。,二、并行的产品设计方法,并行工程的产生,表4- 产品设计时要考虑的因素,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（可靠性、可制造性），作为设计结果，同时产生产品设计规格和相应的制造工艺和生产准备文件。产品设计过程中各活动并行交叉进行。与产品生命周期有关的不同领域技术人员的全面参与和协同工作，实现生命周期中所有因素在设计阶段的集成，实现技术、资源、过程在设计中的集成。高效率的组织结构,并行工程的产品开发及其特点,产品设计的各阶段是一个递阶渐进的连续过程产品设计过程和产品信息模