第三章-产品开发与设计(生产计划与控制)

1、2021/3/10第三章 产品开发与设计1 第三章 产品开发与设计 一、要求 理解新产品的概念及种类； 了解新产品构思创意的来源； 掌握产品的寿命周期，及产品的开发策略； 了解产品设计的过程； 掌握工艺设计的内容。 二、重点 新产品的概念及其构思的来源； 产品的生命周期； 产品设计的过程。 2021/3/10第三章 产品开发与设计2 产品的概念及功能（补充内容） 一、企业产品的分类 按照产品组合优化的观点，可以对企业产品 进行如下的分类： 1、产品项目产品项目（product item) 是指企业所 生产与经营的具有不同功能、不同包装形状 与尺寸的各项产品。 2021/3/10第三章 产品开发

2、与设计3 2 2、产品线、产品线（product line）是指适应市场需 求而组成的相互关系接近的产品组。 3 3、产品组合、产品组合（product mix）是指企业所生 产与经营产品的结构方式，包括产品项目和 产品线。 2021/3/10第三章 产品开发与设计4 二、产品的整体概念 产品的整体概念有五个基本层次： 1 1、核心产品、核心产品 是指向顾客提供的产品的基本 效用或利益，从根本上说，每一种产品实质 上都是为解决问题而提供的服务。 2 2、形式产品、形式产品 指核心产品借以实现的形式由 五个特征所构成，即品质、式样、特征、商 标及包装。 2021/3/10第三章 产品开发与设计5

3、 3 3、期望产品、期望产品 指购买者在购买产品时期望得 到的与产品密切相关的一整套属性和条件。 4 4、延伸产品、延伸产品 指顾客购买形式产品和期望产 品时，附带获得的各种利益的总和，包括产 品说明书、保证、安装、维修、送货、技术 培训等。 2021/3/10第三章 产品开发与设计6 5 5、潜在产品、潜在产品 是指现有产品包括所有附加产 品在内的、可能发展成为未来最终产品的潜 在状态的产品。 2021/3/10第三章 产品开发与设计7 使用价值 品质 式 样 品牌 包 装 保证 维修 运 送 安 装 产品的形式层 产品的核心层 产品的延伸层 无形层 产产品品的的整整体体概概念念 2021/

4、3/10第三章 产品开发与设计8 三、产品的功能 从满足用户需求的观念出发，产品功能可以 划分为以下三个层次： 1 1、基本功能、基本功能 这是指产品满足用户需求的某 种使用价值或所包含的价值量。如品质、性 能、使用寿命、可靠性、安全性、经济性等。 它是决定产品竞争能力的主要因素。 2021/3/10第三章 产品开发与设计9 2 2、心理功能、心理功能 这是指产品满足用户心理需求 的功能，如新颖、高雅、独特、方便等。 3 3、附加功能、附加功能 这是指产品为用户提供的附加 服务，如包换保修、送货上门、咨询服务等。 注：以上为补充的学习内容，下面进行教材 内容的学习。 2021/3/10第三章

5、产品开发与设计10 产品开发与设计是企业根据其生产战略及市 场需求，研制新产品、进行产品设计和工艺 设计的活动，是企业生产活动的前提。产品 决定工艺，工艺决定技术装备，因而，企业 的研究开发实际上是围绕产品开发来进行的。 产品开发与设计工作的主要内容有（1）产品 开发决策；（2）产品设计、工艺设计与试制 鉴定。其主要内容如下图所示： 2021/3/10第三章 产品开发与设计11 2021/3/10第三章 产品开发与设计12 第一节 产品开发的决策 一、产品开发的概念 1、新产品的概念及种类 新产品：是指在原理、用途、性能、结构、材 料等方面具有新的改进的产品。 它包括全新产品、换代产品和改进新

6、产品。 2021/3/10第三章 产品开发与设计13 全新产品：全新产品：指采用新的原理开发的产品， 这种新产品是应用新理论、新技术、新 专利等研究成果研制的新产品。 2021/3/10第三章 产品开发与设计14 换代新产品：换代新产品：指设计原理基本不变，部 分地采用新技术、新结构或新材料，从 而使产品的功能、性能或经济指标有显 著改善的产品。 2021/3/10第三章 产品开发与设计15 改进新产品：改进新产品：指对老产品采用技术措施 改进开发的产品，其性能、结构、外观、 式样有一定改进和提高的产品。 新产品是一个相对的概念，它因时间、 地域的不同而不同。如一种新产品市场 上已经出现，但对

7、某个企业来讲，过去 没有开发生产过，现仍然需要开发生产， 也是该企业的新产品。 2021/3/10第三章 产品开发与设计16 2、产品开发的概念 产品开发就是企业在开发新产品、改进老产 品，采用新技术和改变生产组织时所进行的 一系列技术活动。 企业的研究开发分为产品开发（产品革新）、 生产方法开发（工艺革新）和生产手段开发 （生产设备、设施革新等）。 2021/3/10第三章 产品开发与设计17 3、新产品开发的方向： 多能化、多样化、复合化、微型化、智能化、 和艺术化。 2021/3/10第三章 产品开发与设计18 4、新产品/服务开发的重要性 （1）有利于增强企业的市场竞争力 （2）有利于

8、扩大市场份额 （3）适应个性化定制生产的需要 （4）产品更新换代的需要 2021/3/10第三章 产品开发与设计19 5、新产品开发面临的压力 当前，新产品开发面临着费用高、成功率低、 风险大、回报下降等压力。据国外的专家调 查后统计，3000个新产品的原始想法，只有 一个成功。 2021/3/10第三章 产品开发与设计20 产品开发成功的曲线产品开发成功的曲线 30003000原始想法原始想法 125125小项目小项目 9 9项开发项开发 1.71.7启动启动 1 1成功成功 1 2 3 4 5 6 71 2 3 4 5 6 7 * * *产品死亡率：产品死亡率：98.2%98.2% 202

9、1/3/10第三章 产品开发与设计21 新产品开发失败可归纳为如下原因: (1)没有潜在的用户和需求，新产品是按照设 计人员的想象开发出来的； （2）新产品与当前的需求不匹配，要么不能 满足需求，要么功能过剩； （3）在营销方面，特别是在将产品介绍给顾 客的相互沟通方面的工作不得力。 2021/3/10第三章 产品开发与设计22 6、产品开发对生产过程成本的影响 （1）产品开发的时间构成 据统计，产品设计时间占产品开发时间的近 60。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。 2021/3/10第三章 产品开发与设计23 产品开发时间构成图产品

10、开发时间构成图 产品开发时间产品开发时间 100%100% 设计时间设计时间 55%55% 制造制造 22%22% 装配装配 23%23% 2021/3/10第三章 产品开发与设计24 2、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，则产 品开发时间每延长6个月，利润就损失1/3。 日前，新产品的研制周期大大缩短。 2021/3/10第三章 产品开发与设计25 产品生命周期构成图产品生命周期构成图 0 5 10 15 20 25 0 5 10 15 20 25 化妆品化妆品 玩具玩具 机床机床 食品食品 药品药品 50年前 现在 2021/3

11、/10第三章 产品开发与设计26 3、产品成本的决定因素 一般产品成本的70%以上由设计阶段决定， 而这一阶段本身所占地费用仅为产品成本的 6%以下。 此外，产品效率的70%-80%是在设计和工艺 阶段决定的，所有质量问题的40%可归因于 低劣的工艺和设计。 2021/3/10第三章 产品开发与设计27 产品成本的决定因素和实际成本消耗产品成本的决定因素和实际成本消耗 2021/3/10第三章 产品开发与设计28 二、调查研究与预测分析 市场调查研究与预测分析：就是要了解国内 外市场对产品品种、规格、数量、价格和配 套等的需要，从而根据需要来开发新产品。 技术调查研究与预测分析：就是调查有关产

12、 品的技术现状与发展趋势，预测未来可能出 现的新技术，为制定新产品的技术方案提供 依据。 2021/3/10第三章 产品开发与设计29 三、产品开发的构思创意及其筛选 1、新产品构思创意的来源及其方法 构思创意的来源：用户、本企业职工、专业科研人 员。新产品构思创意的方法如表所示。 2021/3/10第三章 产品开发与设计30 2、新产品构思创意的模式 （1）技术推动型 它是根据科研人员的发明成果提出产品的构 思，并进而促使用户产生新的需求。 （2）需求拉动型 它主要是根据市场用户需求而引发出新产品 的设想。 2021/3/10第三章 产品开发与设计31 构思创意的模式：技术推动型和需求拉动型

13、。 2021/3/10第三章 产品开发与设计32 产品开发构思创意的筛选： 构思创意筛选就是从收集到的多个创意中选 择具备开发条件者，选择创意要兼顾企业长 远发展和当前市场需求。筛选方法可凭经验， 也可采用评价技术。 2021/3/10第三章 产品开发与设计33 四、产品寿命周期分析 1、产品寿命周期的阶段划分 产品寿命周期是指从产品研制成功投放市场 开始一直到最后被淘汰退出市场为止所经历 的时间，包括：引入期、成长期、成熟期和 衰退期。 2021/3/10第三章 产品开发与设计34 引入期引入期 是指企业的新产品刚刚进入市场时 期，用户对产品还不太了解，销售量小而且 增长缓慢，销售收入不足以

14、弥补生产成本和 销售费用，通常不能提供利润。这一阶段要 求企业采取增加广告宣传、改善工艺、提高 生产效率、降低成本、稳定和提高产品质量 等措施，使产品尽快进入成长期。 2021/3/10第三章 产品开发与设计35 成长期成长期 是指产品被消费者接受，销售量迅 速增长的阶段。这时产销量大幅度上升，成 本下降，利润也迅速增长。这一阶段企业要 进一步采取措施，提高生产效率，降低成本， 稳定和提高质量，促进产品高速增长并进入 成熟期。在正常情况下，这时期销售量的年 增长率可达10以上。 2021/3/10第三章 产品开发与设计36 成熟期成熟期 是产品的主要销售阶段，这时产品 已经享有声誉，占有一定市

15、场，企业为开发 新产品和营销所支付的投资已经全部收回， 产品所提供的利润达到最高水平，但与此同 时，竞争者会参加进来，竞争逐渐加剧。因 此，要注意对产品进行改进，发展新产品以 延长成熟期。 2021/3/10第三章 产品开发与设计37 衰退期衰退期 是产品不能适应市场需求的发展， 销售量锐减，直至被市场所淘汰，退出市场 为止。这时要果断抉择，用改型产品取代原 型产品，组织新产品投放市场。 2021/3/10第三章 产品开发与设计38 引入期引入期 成长期成长期 成熟期成熟期 衰退期衰退期 销售收入 利润 产品寿命周期曲线产品寿命周期曲线 2021/3/10第三章 产品开发与设计39 2、产品寿

16、命周期的曲线分析 产品寿命周期曲线揭示了大多数产品在市场 上的销售收入（利润）随着时间变化的一般 规律，它表明任何一种产品在市场上有兴旺 也有衰退的时候。产品寿命周期主要受四种 因素的影响，即技术进步的推动、消费者需 求和偏好的变化、市场竞争的压力和企业追 求经济利益的驱动。 企业应该：生产一代，试制二代，研制三代， 构思四代。 2021/3/10第三章 产品开发与设计40 五、产品开发的时机选择 1、寻找开发产品有利的方法 2、产品更新换代规律曲线分析 2021/3/10第三章 产品开发与设计41 2021/3/10第三章 产品开发与设计42 六、产品开发的策略选择 1、领先型开发策略 其特

17、点为追求产品技术水平的先进性和最终 用途的新颖性，把技术重大突破作为开发工 作的中心，在其它企业新产品开发尚未成功 或尚未上市前抢先开发投放市场，使企业在 竞争中处于强有力的领先地位，以争取技术 优势和垄断利润，有先声夺人的效果。 2021/3/10第三章 产品开发与设计43 2、追随型开发策略 这种策略是指企业并不抢先开发新产品，而 是当市场上出现成功的新产品后，立即进行 研究开发，对产品进行改进，并迅速推向市 场，与对手展开竞争。 2021/3/10第三章 产品开发与设计44 七、产品开发的方式选择 独立开发 这是有独创性的开发方式，企业自 行独立开发新产品，要求具备较强的科研能 力、雄厚

18、的技术力量和保持一定的技术储备。 采用领先型开发策略的企业一般采用这种开 发方式。 技术引进 一般是指企业利用国内外的先进技 术如直接购买专利、技术诀窍等来从事新产 品开发的方式。 2021/3/10第三章 产品开发与设计45 技术引进与独立开发相结合 这种方式是在充分消化吸收引进技术的基础 上，结合本企业的特点进行创新。这种开发 方式投资少，见效快，不仅能引进先进技术， 而且还能创造出具有本企业特色的新产品。 适用于企业已有一定的开发条件，外部又有 比较成熟的开发这类新产品的若干新技术可 以借鉴。采用追随型开发策略的企业一般采 用这种开发方式。 2021/3/10第三章 产品开发与设计46

19、联合开发 是指与有关大专院校、科研院所或其他 企业合作研究开发。采用这种方式的企业自身有一 定的研究开发条件和能力，但尚不具备独立开发的 能力，或基于对研究开发的费用高、风险大、联合 各方实现优势互补等因素的考虑。 委托开发 是指委托有关大专院校、科研院所或其 他生产企业进行产品开发。采用这种方式的企业自 身一般不具有研究开发资源条件和能力，或考虑到 研究开发费用太高、风险大等因素。 2021/3/10第三章 产品开发与设计47 八、服务产品的开发八、服务产品的开发 1、服务开发的涵义 服务开发是指在认真分析研究现有服务商品， 服务市场，服务体系的基础上，着力探索服 务商品的发展趋势，服务市场

20、的潜在需求以 及服务体系的现代化进程，不断开发和创造 新的服务商品，服务技术，服务手段，提高 服务质量，最大限度满足人们在物质，精神 等各方面的需要。 2021/3/10第三章 产品开发与设计48 2、服务商品的基本特征 服务：是指某一组织或个人根据其他组织或 个人的意志和要求进行的活动。 2021/3/10第三章 产品开发与设计49 服务商品的特点： （1）大多数商品服务的生产与消费通常 是同时进行的，即服务商品是边生产边 消费。如交通运输服务，餐饮服务，旅 游服务。 （2）服务商品通常是无形的，非实体 性的，多以活动的形式而非实物的形式 表现出来。 2021/3/10第三章 产品开发与设计

21、50 （3）服务商品的生产是按消费者的要 求进行的，而消费者的要求是多种多样 的，千差万别的，因此服务商品具有异 质性，即服务商品的品质，内容和效用 都是针对不同的消费者而生产的。 2021/3/10第三章 产品开发与设计51 （4）服务商品还有一个特点即在 服务过程中消费者的参与，这就使每次 服务过程各不 相同，而随着消费者的感 觉不同，对服务商品质量评价大相径庭， 因而服务商品很难实现标准化。 2021/3/10第三章 产品开发与设计52 3、服务开发的内容： 服务观念的开发 服务项目开发 服务技术开发 服务质量开发 2021/3/10第三章 产品开发与设计53 第二节 产品设计 一、产品

22、设计的要求 产品设计的一般要求： 技术上先进：包括产品的性能、质量、结构 工艺性、使用寿命、安全可靠等； 经济上合理：包括产品的成本、制造、装配、 操作、维修的效率。 2021/3/10第三章 产品开发与设计54 二、产品设计的程序 1、产品设计的内容 产品设计类型： 创新设计：创新设计： 也叫开发性设计，是按用户的使用要求进行 全新设计。 2021/3/10第三章 产品开发与设计55 改进设计：改进设计： 也叫适应性设计，是根据用户的使用要求， 对企业原有产品的设计进行改进或改型，即 只对结构或零件进行重新设计。 变形设计：变形设计： 也叫变参数设计，仅改变部分结构尺寸形成 系列产品 202

23、1/3/10第三章 产品开发与设计56 2、产品设计的程序 编制技术任务书技术任务书是产品设计的指导 文件，是在新产品方案论证基础上编制的。 方案设计这是产品设计的选型阶段，主要任 务是确定产品的基本功能、性能、结构和参数，一 般包括产品的功能和使用范围、产品的总体方案设 计和外观造型设计、产品的原理结构图、传动系统 图、电气系统图、产品型号、尺寸、性能参数标准 等等，对各个选型方案，计算其技术经济指标并进 行经济效果分析。 2021/3/10第三章 产品开发与设计57 技术设计这是产品设计的定型阶段，主要任 务是将方案设计中确定的基本结构和主要技术参数 进一步具体化，根据技术任务书中的要求，

24、进一步 确定产品结构和技术经济指标，以总图、系统图、 明细表等表现出来。技术设计的基本内容应视产品 类别而异。 工作图设计工作图设计的任务是将技术设计 进一步具体化，绘制全套工作图样和编写必要的技 术文件，为产品制造和装配提供依据。 2021/3/10第三章 产品开发与设计58 三、产品设计中的先进技术 1、价值工程 价值工程是运用集体的智慧和有组织的活动，通过对产品 (或服务)进行功能成本分析，用最低的寿命周期成本，实现 必要的功能。价值、功能和成本是价值工程的三个基本要素。 价值是产品功能与成本的综合反映，只有从提高功能和降低 成本两个角度同时努力，才能最大限度地提高产品的价值， 达到物美

25、价廉的目的。 价值工程的思路是用最低的寿命周期成本实现必要的功能其 核心是以功能分析或功能设计。主要过程是首先对产品各功 能逐项定义、分类和整理，然后对功能与成本的关系进行定 性与定量分析及评价，以及综合分析及评价，通过改变功能 实现的方式，求得功能与成本的最佳匹配。 2021/3/10第三章 产品开发与设计59 2、成组技术 成组技术是一种利用零件的相似性原理来组 织零件的设计、生产的方法。从设计属性和 工艺属性考虑，许多零件具有相似性，将相 似零件归并为一族，就可以采用相同或相近 的设计和工艺组织方法，从而减少重复工作， 节省时间，提高效率，改进工作质量和产品 质量。 2021/3/10第

26、三章 产品开发与设计60 3、三次设计 三次设计的核心思想是在产品设计阶段就进 行质量控制，试图用最低的制造价格制造出 满足顾客要求的、对社会造成损失最小的产 品，即将产品的设计分成三个阶段即系统设系统设 计、参数设计和公差设计。计、参数设计和公差设计。 2021/3/10第三章 产品开发与设计61 4、质量功能配置 质量功能配置（quality function deployment,QFD)是通过一定的市场调查方法 获取顾客需求，并采用矩阵图解法矩阵图解法将顾客需 求分解到产品开发的各个阶段和各职能部门 中，通过协调各部门的工作以保证最终产品 质量，使得设计和制造的产品能真正满足顾 客的需

27、求。 2021/3/10第三章 产品开发与设计62 2021/3/10第三章 产品开发与设计63 5、并行工程 （1）并行工程的特点 采用团队工作 设计过程的并行性 设计过程的系统性 2021/3/10第三章 产品开发与设计64 （2）并行过程的效果 缩短产品投放市场的时间 降低成本 有利于保证和提高产品质量 保证了功能的实用性 2021/3/10第三章 产品开发与设计65 四、设计方案的技术经济分析 1、产品结构工艺性分析 2、产品使用质量的技术经济分析 3、设计方案的综合技术经济评价 2021/3/10第三章 产品开发与设计66 五、产品设计工作组织 建立设计工作组织 建立技术经济责任制

28、建立技术文件和图纸的审查制度 并行工程在产品开发组织中的应用 2021/3/10第三章 产品开发与设计67 第三节 工艺设计 一、工艺设计的基本内容 产品图纸的工艺分析和审查 包括：产品的结构是否与生产类型相适应， 零部件标准化、通用化程度，图纸设计是否 利用已有的工艺标准，零件的形状尺寸和配 合是否合适，所选用的材料是否合适，产品 的制造与装配是否方便，零部件在企业现有 设备、技术力量等条件下的加工可能性。 2021/3/10第三章 产品开发与设计68 拟定工艺方案 工艺方案是工艺设计的总纲，规定了试制 新产品或改造老产品过程中，诸如关键件 的加工方法、工艺路线、工艺装备的原则 和系数，以及

29、装配要求等关键性问题，以 切实保证试制进度。 2021/3/10第三章 产品开发与设计69 编制工艺规程 （1）编制工艺规程的形式和内容 （2）编制工艺规程应达到的要求 （3）组织好会审、会签工作 2021/3/10第三章 产品开发与设计70 工艺装备的设计和制造 工艺装备是工具、夹具、量具、模具和工位 器具等的总称，简称工装。 （1）正确确定工装设计与制造的数量 （2）提高工装的继承性 （3）加强工装的标准化、通用化 （4）加强工装设计和制造计划 2021/3/10第三章 产品开发与设计71 二、工艺设计的组织工作 健全组织机构，建立各种责任制 加强新工艺的试验和研究工作 加强工艺文件的管理

30、 2021/3/10第三章 产品开发与设计72 第四节 新产品试制和鉴定 一、新产品试制的内容 新产品试制的内容取决于： 生产类型 产品结构复杂程度 设计方法 2021/3/10第三章 产品开发与设计73 新产品的试制和鉴定是批量生产和大量生产 的一项重要准备工作。任何一种新产品在完 成产品设计和工艺设计后，都必须进行试制 和鉴定，定型后，才能投入正式生产。 因为在产品设计和工艺设计阶段，不可能全 面考虑和设计到生产中可能产生的问题，即 使产品设计和工艺设计非常合理、仔细，常 常还会存在一些结构和工艺上的缺点和不足， 只有通过试制和鉴定，才能暴露出这些问题， 进一步修改原设计和工艺。 2021

31、/3/10第三章 产品开发与设计74 二、样品的试制和鉴定 样品试制的基本任务 样品试制的目的是通过一件或少数几件样 品的制造和实验来检验产品结构、性能和 主要工艺。 2021/3/10第三章 产品开发与设计75 样品试制的组织工作 （1）技术交底 （2）技术追随 样品鉴定 2021/3/10第三章 产品开发与设计76 三、小批量的试制和鉴定 小批量试制的基本任务 小批量试制的组织工作 小批量试制的鉴定工作 2021/3/10第三章 产品开发与设计77 第五节 计算机及信息技术在产品开 发中的应用 一、计算机辅助设计 1、计算机辅助设计的内容与发展 2、计算机辅助设计的特点 （1）设计手段的精

32、确化、模型化和虚拟化 （2）设计过程的并行化和高度集成化 2021/3/10第三章 产品开发与设计78 二、计算机辅助工艺设计 1、计算机辅助工艺设计的重要性 2、计算机辅助工艺设计的功能 3、计算机辅助工艺设计的应用 2021/3/10第三章 产品开发与设计79 三、拟实产品开发 1、拟实产品开发的含义 拟实产品开发（virtual-reality product development，VPD）是指以数字化方式在计 算机上完成包含产品设计、分析、实验和测 试各环节的开发过程，从而在实际原型制造 出来之前就能对产品各方面进行评价，减少 了对物理模型的依赖，加速了设计进程。 2021/3/10第三章 产品开发与设计80 2、虚拟现实系统的分类 （1）桌面虚拟现实系统 （2）临境虚拟现实系统 （3）分布式虚拟现实系统 3、虚拟现实技术的用途 2021/3/10第三章 产品开发与设计81 四、基于Internet网络的产品开发 1、 Internet网络产品开发的意义 2、 Internet网络产品开发的应用 2021/3/10第三章 产品开发与设计82 五、产品数据管理 产品数据管理（product data management,PDM） 是在数据库基础上发展起来的面向工程应用的信息 管理技术。它管理了所有与产品有关的信息和过程， 是支持企业重构、并行工程、虚