运营管理课件第五章新产品开发

1、生产与运作管理生产与运作管理 Operations Management 主讲: 周清华 工业工程系 桂林电子科技大学 商学院 第五章第五章 新产品开发新产品开发 一、引言 二、新产品开发的流程 三、新产品开发方法 四、新产品开发绩效评估 ?新产品是指在产品特性、材料性能和技术性能等方 面(或仅一方面)具有先进性或独创性的产品。所谓 先进性，是指由于采用了新技术、新材料产生的先 进性，或由原有技术、经验技术和改进技术综合产 生的先进性。所谓独创性，是指产品由于采用新技 术、新材料或引进技术所产生的全新产品。 ?根据对产品的改进程度，可把新产品分为创新产品 (breakthrough produ

2、ct) 、换代新产品(next-generation product)、改进新产品(derivative product) 三类。 1 1、新产品的概念与分类 一、引言 2 2、新产品开发的意义、新产品开发的意义 ?有利于企业保持长期的竞争优势 ?有利于开发企业新的生长点、扩大市场份额 ?产品更新换代的需要 ?实现结构调整的微观基础 企业保持长期的竞争优势企业保持长期的竞争优势 ?康巴斯的兴与衰 80年代康巴斯开发石英钟，把老牌钟厂 上海中国钟厂推上绝路 90年代不思进取，故步自封，企业重新陷入 困境 ?乡企美的的长盛不衰 92年华南理工一名制冷专业博士生找遍华南 没有一家空调厂对他的专利感兴

3、趣，最后在美 的受到热情欢迎，从此新产品不断， 2000年空 调销量上升到第一 开发企业新的生长点、扩大市场份额开发企业新的生长点、扩大市场份额 ?海尔的目标：2006年世界500强 ?海尔的措施：1984年 电冰箱 1992年空调机 1994年 洗衣机、冰柜 1995年 电视机、小家电 1996年 全面进入IT产业 2001年 保险业 ?海尔的年收入 2000年 400亿，2001年604亿 ，2002年 720亿， 2003年800亿 12/13 2004年 1008亿 开发企业新的生长点、扩大市场份额开发企业新的生长点、扩大市场份额 0% 10% 20% 30% 40% 50% Posi

4、tion of Firm in Its Industry Industry Leader Top Third Middle Third Bottom Third Percent of Sales From New Product The Impact of Speed to Market on Sales 产品更新换代的需要产品更新换代的需要 Products in Various Stages of Life Cycle Growth Decline Time Sales Virtual Reality Roller Blades Jet Ski Boeing 727 Introductio

5、n Maturity 各阶段产品的特性及管理重点 投入期成长期成熟期衰退期 营业收入低快速增长缓慢增长下降 目标市场 “ 前卫” 者 一般顾客普通顾客保守者 竞争对手数量极少开始增加相对稳定开始减少 定制化程度很高标准化主流产品日用品 订单赢得要素产品新颖配套服务价格低廉无 管理重点 市场定位 产品推介 确保质量 扩大批量 降低成本 更新换代 终止生产 推陈出新 产品更新换代的需要产品更新换代的需要 产品开发时间占总开发时间的近 60%，决定了 70%的成本。为缩短新产品上市准备时间，必须 缩短产品设计时间! 3 3、新产品开发的压力与动力模式、新产品开发的压力与动力模式 Few Succes

6、ses 0 500 1000 1500 2000 Development Stage Number 1000 Market requirement Design review, Testing, Introduction 25 Ideas 1750 Product specification 100 Functional specifications One success! 500 新产品开发面临的压力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 类 型描 述鲜明特征举 例 市场导向型从市场机会出发 开发合适的产品 以满足顾客的需

7、求。 一般性过程包括 计划、概念开发、 系统设计、细节 设计、测试和完 善，最后是投入 生产。 体育用品、家具、 设备 技术导向型从新技术出发， 寻找合适的市场。 计划阶段包括技 术和市场的匹配， 概念开发阶段采 用现有的技术。 采用塑性涂料的 雨衣、聚乙烯信 封 平台产品假定新产品将建 立在已有的技术 系统上。 概念开发建立在 给定的技术平台 上。 消费型电子产品、 电脑，打印机 工艺集中型产品 这类产品的特征 是产品生产过程 的高度集中。 一开始就要明确 规定生产过程， 产品和流程的设 计在初始阶段就 要同时进行。 点心食品、早餐 谷类食品、化学 药品、半导体 新产品开发动力模式（续）新产

8、品开发动力模式（续） 类 型描 述鲜明特征举 例 面向顾客的产品 新产品是对现有 产品的小改动。 产品的相似性允 许用同一条流水 线和高度集成的 开发过程。 发动机、手表、 电池、集装箱 高风险产品技术或市场的不 确定性导致失败 的不确定性。 在早期就发现风 险并在过程中解 决。尽可能早地 采取分析和测试 活动。 医药品、航空系 统 速成品模型和原型的快 速建立，加快设 计制造测试 的循环。 重复细节设计和 测试直到产品完 成或时间和预算 用完。 软件、手机、电 话系统 复杂系统系统必须分解成 几个子系统和许 多部件。 子系统和部件的 开发是依靠许多 开发团队同时工 作，然后进行系 统整合与测

9、试。 飞机、喷气式发 动机、汽车 二、新产品开发的流程二、新产品开发的流程 研究与开发 竞争者 顾客 供应商 产品创意 可行性研究 初步产品设计 市场导入 工艺过程设计 最终产品设计 测试和试制 原型设计 产品设计 概念开发 产品概念 概念产品 新 产 品 开 发 的 一 般 过 程 新产品开发的组织模式 串行工程 逆向工程 并行工程 协同产品商务 三、新产品开发方法三、新产品开发方法 1、发明问题解决理论 TRIZ TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving ）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

10、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。 发明问题的基本原理是客观存在的，这些原理 不仅能被确认也能被整理而形成一种理论，掌握 该理论的人不仅能提高发明的成功率、缩短发明 的周期，也使发明问题具有可预见性。 核心是技术系统进化理论。 技术系统一直处于进化之中；解决冲突是其进化 的推动力，进化速度随技术系统一般冲突的解决而 降低，使其产生突变的唯一方法

11、是解决阻碍其进化 的深层次冲突；解决问题的发明是分等级的，按照 产生发明所需要的反复尝试的次数把发明分为五个 等级（5级发明等级最高，一般都是基于新的科学发 现，1级发明最低，只是对产品的一般改进），在技 术发展的不同阶段产生的发明级别是不同的。 Altshuller依据世界上著名的发明，研究了消除 冲突的方法，提出了消除冲突的发明原理，建立了 消除冲突的基于知识的逻辑方法，这些方法包括发 明原理（Inventive Principles）、发明问题解决算法 （ARIZ，Algorithm for Inventive Problem Solving ） 及标准解（TRIZ Standard T

12、echniques ）。 TRIZ中的 一般问题 工程中的 特定问题 TRIZ中的 普适解 特定问题 的领域解 TRIZ解决问题的一般过程 问题分析 *功能分析 *理想解 *可用资源 *确定冲突区域 选择工具 如何做存在冲突 需要改进 原理进化效应 解的评价 *理想解,*QFD,*特性 实施 解导致新问题 图 应用TRIZ中一些工具和方法的流程图 如何将顾客的需求与产品的技术相联系？ 质量功能展开质量功能展开QFD （Quality Function Deployment） 2、质量功能展开 运用QFD方法，产品开发周期可缩短三分之一，成本可减 少二分之一，质量大幅度提高，产量成倍增加。质量功

13、能 展开在美国民用工业和国防工业已达到十分普及的程度， 不仅应用于具体产品开发和质量改进，还被各大公司用作 质量方针展开和工程管理目标的展开等。 2000版ISO 9000系列标准要求“以顾客为关注焦点”,“ 确 保顾客的要求得到确定并予以满足”，作为分析展开顾客 需求的质量功能展开方法必将在2000版ISO 9000系列标准 的贯彻实施中获得广泛的应用。 质量功能展开 （QFD） QFD是将顾客呼声融入产品或服务开发 流程的一种结构性方法。其目的是确保 整个流程的每个方面都考虑顾客的要求 。倾听和理解顾客的要求是 QFD的核心 特征。 质量功能展开 （QFD） ?1972年首创于三菱公司的神

14、户造船厂 ?丰田公司进一步发展完善 ?初衷：解决产品设计过程中从一个部 门到另一个部门中的转手问题 ?QFD已经成为国外运营管理教科书的 内容 ?国内已经引起足够重视 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 纸 张 厚 度 卷 曲 度 涂 料 厚 度 抗 张 强 度 纸 张 颜 色 目标值 3273636279 W 毫 米 1 毫 米 1 毫 米 c 微 米 5 磅 在许 可范 围内 1

15、 2 3 4 5 竞争性评估 XA B A X B B A X XAB 强正相关 正相关 负相关 强负相关 关系 X=自己 A=竞争者A B=竞争者B （5分最优） 强=9 中=3 弱=1 5 4 3 2 1 技术评估 B X A A X B B A X A X B A B X X A B 示例 以激光头制造厂设计、制造为例 确认所提供的产品或服务 组织性质：激光头制造厂 提供产品：DVD、CD激光头 确认客户及客户范围 客户分外部客户和内部客户，一般以外部客户为 主，某些支持性部门如后勤部门一般为内部客户。 外部客户为：下游机芯、 CD-ROM、DVD-ROM 及DVD-PLAYER制造厂商

16、。 获得VOC 好用且耐用 读碟能力强 高档碟可以读 普通碟可以读 轻微划伤或脏污的 碟也可以读 兼容性好 可与SONY饲服板相配 可与三星饲服板相配 轻巧 重量轻 厚度薄 体积小 能适应恶劣环境 在高温或低温环境下 仍可正常工作 在轻微震动环境下可 正常工作 在潮湿环境下可正常 工作 使用寿命长 正常使用5年以上 维修简单 制作VOC展开表 经过整理的VOC分层次进行展开。 一次展开2 次展开3 次展开 高档碟可读 读碟能力强普通碟可读 轻微划花或脏污的碟可读 可与SO N Y 伺服机匹配 可与三星伺服机匹配 重量轻 轻巧厚度薄 体积小 在高低温下仍可正常工作 能适应恶劣环境在潮湿环境下可正

17、常工作 在轻微振动时可正常工作 使用寿命长正常使用5年以上，维修简单 兼容性好 好用且耐用 VCDVCD产品的产品的VOCVOC 列出VOC对应的CTQS 每个VOC都对应着一个或数个产品的 技术要求，即CTQS，根据上面的VOC 展开，对应如下图： CTQS 一次展开一次展开 2次展开3次展开 关联活动关联活动 高档碟可读高档碟可读光路设计、结构设计光路设计、结构设计 读碟能力强读碟能力强普通碟可读普通碟可读光路设计、光学元件选择光路设计、光学元件选择 轻微划花或脏污的碟可读轻微划花或脏污的碟可读 光路设计、光头电路设计光路设计、光头电路设计 可与可与SONYSONY伺服机匹配伺服机匹配接口

18、设计、元件选择接口设计、元件选择 可与三星伺服机匹配可与三星伺服机匹配接口设计、结构设计接口设计、结构设计 重量轻重量轻结构件材质结构件材质 轻巧轻巧厚度薄厚度薄光路设计、光学元件选择光路设计、光学元件选择 体积小体积小光路设计、结构设计光路设计、结构设计 在高低温下仍可正常工作在高低温下仍可正常工作材料膨胀比、粘结材料选择材料膨胀比、粘结材料选择 能适应恶劣环境能适应恶劣环境 在潮湿环境下可正常工作在潮湿环境下可正常工作 光学元件选择、结构设计光学元件选择、结构设计 在轻微振动时可正常工作在轻微振动时可正常工作 粘结材料选择、结构设计粘结材料选择、结构设计 正常使用正常使用5 5年以上年以上

19、激光管选择、光电管选择激光管选择、光电管选择 维修简单维修简单结构设计、粘结材料选择结构设计、粘结材料选择 兼容性好兼容性好 VCDVCD产品的产品的VOCVOC 好用且耐用好用且耐用 使用寿命长使用寿命长 建立VOC-CTQS矩阵 在列出VOC展开表和VOC对应的 CTQS后，可将VOC展开表与CTQS相 对应建立VOC-CTQS矩阵。 光路 设计 结构 设计 接口 设计 电路 设计 光学 元件 质量 元件 兼容 性 关键 元件 质量 粘接 材料 选择 结构 件材 质 粘接 工艺 装配 环境 一次展开2次展开3次展开 高档碟可读 读碟能力强普通碟可读 轻微划花或脏污的碟可读 可与SONY伺服

20、机匹配 可与三星伺服机匹配 重量轻 轻巧厚度薄 体积小 在高低温下仍可正常工作 能适应恶劣环境在潮湿环境下可正常工作 在轻微振动时可正常工作 正常使用5年以上 维修简单 CTQS 设计元件选择制造过程 技术性能 兼容性好 VCD产品的VOC 好用且耐用 使用寿命长 确认VOC的重要度 与客户价值相关的活动如此众多，在 某一特定时期，对客户价值最为关键的 技术是什么？ 对于客户VOC，根据客户认为的重要 程度进行评分，按从重要到不重要的分 为5挡进行评分。 方法：市场调研方法和AHP方法 VOC重要度 高档碟可读1 普通碟可读5 轻微划花或脏污的碟可读5 可与SONY伺服机匹配1 可与三星伺服机

21、匹配1 重量轻2 厚度薄1 体积小1 在高低温下仍可正常工作5 在潮湿环境下可正常工作4 在轻微振动时可正常工作5 正常使用5年以上3 维修简单1 确认CTQS的重要度 CTQS的重要度是技术上实现的难易 度，按由难到易分三档进行评分。分别 为9，3，1。 确定方法：按技术难易程度和QFD之 相关矩阵法。 CTQCTQS S重要度重要度 光路设计9 9 结构设计3 3 接口设计1 1 电路设计1 光学元件品质3 3 元件兼容性3 关键元件质量3 3 粘结材料选择9 9 结构材质1 1 粘结工艺9 9 装配环境3 确定VOC与CTQS的关系 VOC与CTQS的相关关系可在VOC- CTQS矩阵中

22、确定，其相关关系可分三 级，从相关性强到相关性弱分别为9，3， 1。=9，=3，=1 对CTQS进行综合评估 排序1 12 29 9116 67 75 53 38 84 410 综合评分 525 321401810372195 3152924324 CTQS 光路 设计 结构 设计 接口 设计 电路 设计 光学 元件 质量 元件 兼容 性性 关键 元件 质量 粘接 材料 选择 结构 件材 质质 粘接 工艺 装配 环境 CTQS 重要度 9 93 31 11 13 33 33 39 91 19 93 3 VOC重要度 高档碟可读1 普通碟可读5 轻微划花或脏污的碟可读5 可与SONY伺服机匹配1

23、 可与三星伺服机匹配1 重量轻2 厚度薄1 体积小1 在高低温下仍可正常工作5 在潮湿环境下可正常工作5 在轻微振动时可正常工作4 正常使用5年以上3 维修简单1 VOC （9+1 ）*3=30 CTQS CTQS重要度 9分数 VOC重要度 高档碟可读1 30 普通碟可读5 42 轻微划花或脏污的碟可读5 可与SONY伺服机匹配1 可与三星伺服机匹配1 重量轻2 99 厚度薄1 90 体积小1 90 在高低温下仍可正常工作5 42 在潮湿环境下可正常工作5 42 在轻微振动时可正常工作4 正常使用5年以上3 维修简单1 90 合计525 VOC 光路设计光路设计 按优先级选定项目 根据CTQ

24、S的优先级别来选定要实施 的项目。本例的项目应该为：“光路设 计”、“结构设计”、“粘接材料选择” 3、稳健设计 ?产品的总体质量一般可分为用户质量(外部质量)和技 术质量(内部质量)。前者是指用户所能感受到、见到、 触到或听到的体现产品好坏的一些质量特性，而后者 是指产品在优良的设计和制造质量下达到理想功能的 稳健性。 ?产品的质量首先是设计出来的，应把产品的质量由以 往靠产品检验和生产过程控制(被动的和防御的)来保证 发展到从产品质量设计(主动的)入手，以从根本上确立 产品的优良品质。 ?稳健设计就是一种有效的保证产品高质量的工程方法。 稳健设计的基本问题就是如何利用干扰因稳健设计的基本问

25、题就是如何利用干扰因 素与产品质量间的非线性效应，通过调整素与产品质量间的非线性效应，通过调整 设计变量及控制其容差，使产品或系统的设计变量及控制其容差，使产品或系统的 功能函数具有较好的稳定性功能函数具有较好的稳定性 (不灵敏性 不灵敏性)， 即具有较强的抗各种噪声的能力。即具有较强的抗各种噪声的能力。 ?传统的稳健设计方法（田口的三次设传统的稳健设计方法（田口的三次设 计法） ?近代的稳健设计方法 4、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

26、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。 5、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