第二章产品设计.ppt

第二章产品开发和技术选择,本章要求：了解产品和服务设计过程，生产工艺或服务流程设计过程，掌握生产流程设计及分类，生产流程选择，并行工程概念和组织。第一节引言第二节产品设计与开发阶段第三节生产流程设计与选择第四节并行工程,第一节引言,一、21世纪企业产品/服务设计的背景（一）新产品/服务开发是实现企业竞争战略的需要（二）技术进步越来越快（三）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（四）产品研制开发的难度越来越大（五）可持续发展的要求,返回首页,二、新产品/服务开发的重要性（一）有利于增强企业的市场竞争力（二）有利于扩大市场份额（三）适应个性化定制生产的需要（四）产品更新换代的需要,返回首页,0510152025,行业,化妆品,玩具,机床,食品,药品,50年前,现在,时间(年),产品寿命周期的缩短产品的寿命周期越来越短，更新换代越来越快。实践证明：若产品寿命周期为5年，产品开发时间每延长6个月，利润就损失1/3。,产品设计对产品成本和质量的影响:一般产品成本的70%以上由设计阶段决定,而这一阶段所占费用仅为产品成本的6%以下。而40%的质量问题归因于低劣的设计和工艺（波音）,70%,6%,20%,36%,7%,40%,3%,18%,设计阶段制造阶段材料采购其它阶段,费用,成本的决定因素实际成本消耗,产品开发对生产过程时间的影响产品开发的时间构成：产品设计时间占产品开发时间的近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%,三、现代企业的研究与开发（一）研究与开发的分类：基础研究应用研究技术开发研究各国对R&D的投入情况：趋势：加大力度总体：发达国家多；发展中国家少；我国偏低（二）新产品的分类：全新产品改进新产品换代新产品本企业新产品,返回首页,三、现代企业的研究与开发（三）新产品的发展方向：多功能复合化小型化、轻便化智能化、知识化艺术化、品位化,返回首页,(四)新产品开发面临的压力,3000原始想法,300提议,125小项目,9项开发,4项重大,1.7启动,1成功,1234567,*新产品开发的死亡率：98.2%，。在初期的项目中只有2%可以进入市场，其他都半途而废了。据统计：25%的工业新产品、30-35%的消费品与开发者的愿望相去甚远,返回首页,压力：费用高、风险大、成功率低、回报下降失败原因：无潜在需求、新产品与当前需求不匹配、营销不利。新产品开发的关键：找到需求,用技术实现需求.原则：技术与市场匹配.,第二节产品设计与开发阶段,一、产品构思二、结构设计过程三、工艺设计四、产品设计的原则和绩效评价,返回首页,1.来源:企业内部：公司经理、员工和研究开发部门。企业外部：供应商、经销商、产品许可经营者和发明者。2.构思模式：市场导向型（MarketDriven)技术推动型（TechnologyandInnovation)混合模式,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,来源于,来源于,开始,产品构思,产品结构设计过程包括从明确设计任务开始，到确定产品的具体结构为止的一系列活动。设计阶段决定了产品的性能、质量、成本。产品设计一般分为总体设计、技术设计。工作图设计三个阶段,二、产品结构设计,结构设计过程,市场需求分析,工作图设计,结构设计,优化设计,三维几何造型,计算机绘图,有限元设计,资料和图形库,原型修改,总体设计,开始,初步设计,原型产品,评估决策,N,N,Y,Y,CAD,二、产品结构设计,1.总体设计：确定产品的性能、设计原则、技术参数，产品的技术经济指标和设计方案的经济效果分析。2.技术设计：设计任务书基本结构和主要参数的具体化（总图、系统图、明细表、说明书）。3.工作图设计：结构细节设计,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。,三、工艺设计过程,三、工艺设计过程,零件图,决定加工毛坯,选择机床,制定加工工艺,选择加工条件,计算加工时间,选择工艺装备,决定加工工序内的操作顺序,四、产品设计的原则和绩效评价,（一）原则：设计用户需要的产品设计可制造性强的产品设计鲁棒性强的产品（服务）设计绿色产品（考虑环保要求）（二）绩效评价指标：上市时间、生产率、质量,产品设计的原则和绩效评价,一、生产流程分类（P109）（一）按产品进行的生产流程（对象专业化）（二）按加工路线进行的生产流程（工艺专业化）（三）按项目进行的生产流程（单项目组织生产）,第三节生产流程设计与选择,二、影响生产流程设计的因素,（一）产品/服务需求性质（最主要）从需求的品种、数量、季节波动性等方面考虑对生产能力的影响，从而决定选择哪种类型的生产流程。（二）自制外购决策只抓关键零件的生产和整机产品的装配。（三）生产柔性品种柔性是指生产系统从生产一种产品快速地转换为生产另一种产品的能力。产量柔性是指生产系统快速增加或减少所生产产品产量的能力。（四）产品/服务质量水平（五）接触顾客的程度顾客是生产流程的一个部分。,产品流程矩阵,产品结构,生产流程,单一项目,重型机器食品加工,自动装配流水线,化工、造纸制糖、面粉,高,低,损失应变能力,丧失高效率,三、生产流程选择决策,第四节并行工程一、串行的产品设计方法,返回首页,需求,结构设计,工艺设计,需求,制造,串行过程,并行过程,结构设计,工艺设计,制造,串行的产品开发过程存在的主要问题：,.各下游开发部门所具有的知识难以加入早期设计.各部门对其它部门的需求和努力缺乏理解，目标和评价标准的差异和矛盾降低了产品总体开发过程的效率。3.缺陷：重复、反复、效率低、质量差。,二、并行的产品设计方法,（一）并行工程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。（二）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，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装备文件。.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。,返回首页,并行的产品设计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。,产品设计的并行方法的特点：,.产品设计的各阶段是一个递阶渐进的连续过程、概念设计、初步设计、详细设计等设计阶段的划分只标志着产品和设计的粒度（考虑和处理问题要素的大小）和清晰度（确定性程度）.产品设计过程和产品信息模型经历着从定性到定量、从模糊到清晰渐进演化。.产品设计过程和工艺设计过程不是顺序进行而是并行展开，同时进行。,返回首页,三、并行工程的主要内容,（一）过程重构（二）组织重构（三）构建技术支持环境产品数据管理（ProductDataManagement）PDM。产品系列化、零部件标准化、通用化。成组技