产品开发和技术选择资料

1、第四章产品开发和技术选择产品开发和技术选择小组成员：管治华 马龙 陈威君 石全兵 4.14.1 引言引言 4.24.2 产品设计与开发阶段产品设计与开发阶段 4.34.3 生产流程设计与选择生产流程设计与选择 4.44.4 并行工程并行工程-产品开发组织产品开发组织 的新方法的新方法本章主要内容4.1引言n 4.1.1 4.1.1 产品设计的背景特征产品设计的背景特征n 4.1.2 4.1.2 新产品开发的重要性新产品开发的重要性n 4.1.3 4.1.3 现代企业的研究与开发现代企业的研究与开发4.1.1 产品设计的背景特征2020世纪世纪9090年代以来，企业所处的市场竞争环境年代以来，企

2、业所处的市场竞争环境日趋严峻，正面临着前所未有的压力：日趋严峻，正面临着前所未有的压力：n新产品新产品/ /服务开发是实现企业竞争战略的需要。服务开发是实现企业竞争战略的需要。n技术进步越来越快。技术进步越来越快。n用户的要求越来越苛刻，用户需求呈现出多样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。化、个性化的特点。n产品研制开发的难度越来越大。产品研制开发的难度越来越大。n可持续发展的要求。可持续发展的要求。5不创新，就死亡。 艾柯卡日日创新。 日本索尼公司 6一个新产品从构思、设计、试制到商业性投产一个新产品从构思、设计、试制到商业性投产新产品开发周期大大缩短40年左右年左

3、右20年左右年左右5-10年年3年或更短年或更短二次大战期间二次大战期间战后到战后到60年代年代 70年代以后年代以后现在现在70年左右年左右19世纪世纪70 5 10 15 20 25行业化妆品玩具机床食品药品50年前现在时间(年)产品的寿命周期越来越短，革新换代越来越快。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。产品寿命周期的缩短产品寿命周期的缩短8扩大市场份额个性化定制生产需要增强企业市场竞争力产品更新换代的需要4.1.2 新产品开发的重要性新产品开发的重要性设计阶段制造阶段材料采购其它阶段费用 产品成本的决定因素构成及实际成本消耗构成示意图产品成本的决

4、定因素构成及实际成本消耗构成示意图70%6%20%36%7%40%3%18%成本的决定因素实际成本消耗此外： （1 1）产品制造效率的产品制造效率的70%70%80%80%是在设计和工艺阶段是在设计和工艺阶段 决定的；决定的； （2 2）所有质量的）所有质量的40%40%可以归因于低劣的设计和工艺。可以归因于低劣的设计和工艺。结论： 企业的技术活动影响着产品的成本、质量和制造的效率。尤其产品设计和工艺设计在产品开发中作用重大，它几乎占用了60%的开发时间，决定了70%的成本。因此，根据管理学中的ABC分类思想，企业技术活动，尤其是企业的产品设计和工艺设计是企业快速响应客户要求的瓶颈，是提高企业

5、竞争力的关键。4.1.3 4.1.3 现代企业的研究与开发现代企业的研究与开发研究与开发（Research andDevelopment，简称R&D）是指企业所做的新产品和产品生产技术的研究和开发。研究与开发的三种类型研究与开发的三种类型 1.1.基础研究。基础研究。进行的是探索新的规律、创建基础性知识的进行的是探索新的规律、创建基础性知识的工作。工作。（）纯基础研究。（）纯基础研究。是以探索新的自然规律、创造学术性知是以探索新的自然规律、创造学术性知识为使命，与特定的应用、用途无关。识为使命，与特定的应用、用途无关。（）目标基础研究。（）目标基础研究。是指为取得特定的应用、用途所需的

6、是指为取得特定的应用、用途所需的新知识或新规律而运用基础研究的方法所进行的研究。新知识或新规律而运用基础研究的方法所进行的研究。. .应用研究。应用研究。也称产业化研究，是将基础理论研究中开发也称产业化研究，是将基础理论研究中开发的新知识、新理论应用于具体领域。的新知识、新理论应用于具体领域。3.3.技术开发研究。技术开发研究。又叫企业化研究，是将应用研究的成果经又叫企业化研究，是将应用研究的成果经设计、试验而发展为新产品、新系统和新工程的科研活动。设计、试验而发展为新产品、新系统和新工程的科研活动。1 1、投入期、投入期nR&D着重于改进产品的功能和特征着重于改进产品的功能和特征n从

7、多种新型号中筛选出最好的，确定产品的从多种新型号中筛选出最好的，确定产品的基型设计基型设计2 2、成长期、成长期n产品创新转向工艺创新产品创新转向工艺创新n致力于产品的标准化和工艺的合理化致力于产品的标准化和工艺的合理化3 3、成熟期、成熟期n产品创新和工艺创新减少趋于稳定产品创新和工艺创新减少趋于稳定nR&D集中在技术服务和工艺改进集中在技术服务和工艺改进产品生命周期各阶段的开发策略产品生命周期各阶段的开发策略低高销售收入现金流量投入期成长期成熟期衰退期开发和制造成本二、新产品的概念与分类二、新产品的概念与分类你觉得什么样的产品你觉得什么样的产品才算是新产品？才算是新产品？16三、新

8、产品的分类按产品的新颖程度可分为四类n仿制型产品n改进型产品n换代型产品n全新型产品17仿制型产品n指根据外来样机或技术专利制造的产品。n有时在仿制时也可能有局部的改进和创新，但基本原理和结构是仿制的。别看你们的样子千差万别，“心”都是我的哦！18改进型产品n指在原有产品基础上，根据用户的需要，局部改进产品性能，增加型号、规格、花色品种。n在基本原理、技术水平和产品结构等方面并无突破性改变的产品n其开发难度不很大，是企业经常采用的一种形式。你信不，我不但能洗衣服，你信不，我不但能洗衣服，还能洗还能洗，地瓜！，地瓜！19换代型产品n指在原有产品基础上，部分采用新原理、新技术、新材料、新结构，使产

9、品性能有重大突破的产品。n其开发难度较全新型产品小，是企业进行新产品开发的重要形式。Motorala DynaTac 8000Nokia 6110 SumSung SGH M10020Nokia 6610 SumSung SGH-V200 HTC Touch Apple iPhone 对于创新来说，方法就是新的世界，最重要的不是知识，而是思路。 郎加明创新的奥秘21全新型产品n指采用科学技术的新发明所生产的产品n它具有新原理、新结构、新工艺、新材料等特征，有明显的技术经济优势n其研制要有基础研究和应用研究的配合，要花费较长的时间，较多的人力、物力和财力才能奏效。22新产品开发的动力模式技术导向

10、型n从最初的科学探索出发开发新产品，以供给的变化带动需求的产生和变化n晶体管、汽车、飞机、电视、计算机、市场导向型n从市场需求出发进行新产品开发， “市场研究开发生产市场”n日本汽车企业：小型、耗油量低面临着费用高、风险大、成功率低、回报下降等压力。面临着费用高、风险大、成功率低、回报下降等压力。新产品开发的关键：找到需求新产品开发的关键：找到需求, ,用技术实现需求。用技术实现需求。原则原则: :技术与市场匹配。技术与市场匹配。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1 2 3 4 5 6 7 产品死亡率：98.2%产品开发的成功曲线图阶段三、新产品开发面临的压

11、力三、新产品开发面临的压力你认为有哪些因素会影响你认为有哪些因素会影响新产品研发的成败？新产品研发的成败？据调查产品开发失败的原因，大致归纳据调查产品开发失败的原因，大致归纳为以下几点：为以下几点：1.市场调查不细致，预测发生错误。市场调查不细致，预测发生错误。2.构思、设计和制造方面的问题。构思、设计和制造方面的问题。3.成本过高。成本过高。4.产品开发时间过长，失去占领市场的好产品开发时间过长，失去占领市场的好时机。时机。 西方学者认为，新品失败的最根本原因还西方学者认为，新品失败的最根本原因还在于没有协调好新品开发过程内在的在于没有协调好新品开发过程内在的三三大矛盾大矛盾: :1.1.产

12、品的质量与产品的成本形成的矛盾；产品的质量与产品的成本形成的矛盾；2.2.产品的质量与创新产品的时间限制形成产品的质量与创新产品的时间限制形成的矛盾；的矛盾；3.3.产品成本与有限时间之间形成的矛盾。产品成本与有限时间之间形成的矛盾。 如：铱星计划的失败如：铱星计划的失败4.2 产品设计与开发阶段一般产品开发过程由以下阶段构成一般产品开发过程由以下阶段构成: : n产品构思 n结构设计（总体设计、技术设计、详细设计）n工艺设计产品设计过程描述产品设计过程描述需求分析结构设计协调工艺设计协调需求产品功能中间结果产品规格干预指令反馈工艺计划中间结果中间结果干预指令产品构思产品开发过程开始于产品构思

13、构思来源（1）对市场需求的分析（2）技术的推动（3）竞争对手的产品和服务在供应链管理的环境下，作为合作伙伴的供应商或者零售商正在成为重要的产品构思来源。结构设计过程对不同企业有不同内容（1）制造型企业：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（2）服务型企业：服务内容和服务过程设计产品结构设计阶段决定了产品或服务的特征、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结构设计过程三个阶段n总体设计总体设计 通过市场需求分析，确定产品的性能、设计原则、技术参数、概略计算产品的技术经济指标、进行产品设计方案的经济效果的分析。n技术设计技术设计 将技术任务书中

14、确定的基本结构和主要参数具体化，根据技术任务书所规定的原则，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、说明书等总括形式表现出来。n工作图设计工作图设计 根据技术设计阶段确定的结构布置和主要尺寸，进一步作结构的细节设计，逐步修改和完善，绘制全套工作图样和编制必要的技术文件，为产品制造和装配提供确定的依据。产品结构设计过程图产品结构设计过程图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NNYYCAD工艺设计过程n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

15、消耗、设备和工艺装备需求等的说明。n工艺设计过程是结构设计过程和制造过程之间的桥梁。n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。工艺过程设计程序和内容 n产品图纸的工艺分析和审查n拟订工艺方案n编制工艺规程n工艺装备的设计与制造决定加工毛坯（材料和尺寸）选择机床零件图选定加工条件制定加工工艺计算加工时间决定加工工序内的操作顺序选择工装产品设计的原则和绩效评价n 产品设计和选择应该遵循的原则：设计用户需要的产品（服务）设计可制造性（Manufacturability）强的产品设计鲁棒性（Robustness）强的产品设计绿色产品（考虑环保要求）产品开发绩效评价

16、指标 绩效指标绩效指标度量度量对竞争力的影响对竞争力的影响上市时间上市时间新产品引入频率从新产品构思到上市的时间构思数量和最终成功数量实际效果与计划效果的差异来自新产品的销售比例顾客/竞争对手的响应时间设计的质量接近市场的程度项目的频率模型的寿命生产率生产率每一个项目的研究发展周期每一个项目的材料及工具费用实际与计划的差异项目数量新产品设计与开发的频率项目的频率开发的经济性质量质量舒适度使用的可靠性设计质量绩效和用户的满意度生产质量工产和车间的反映信誉用户的忠诚度对用户的相对吸引力市场份额利润率4.3 生产流程设计与选择 生产流程分类 按产品（product-focused）进行的生产流程，又

17、叫对象专业化形式。按加工路线（process-focused）进行的生产流程，又叫工艺专业化形式。按项目（project）进行的生产流程 。不同生产流程的特征比较 特征标记特征标记对象专业化对象专业化工艺专业化工艺专业化项目型项目型产品产品 订货类型 产品流程 产品变化程度 市场类型 产量批量较大流水型 低大批量高成批生产跳跃型高顾客化生产中等单件、单项定制无很高单一化生产单件生产劳动者劳动者 技能要求 任务类型 工资低重复性低高没有固定形式高高没有固定形式高资本资本 投资 库存 设备高低专用设备中等高通用设备低中等通用设备目标目标 柔性 成本 质量 按期交货程度低低均匀一致高中等中等变化更多

18、中等高高变化更多低计划与控制计划与控制 生产控制 质量控制 库存控制容易容易容易困难困难困难困难困难困难产品流程矩阵生产流程产 品 顾客化 多品种 品种较多 标准化大量生（低产量） （中低产量） （中批生产） （大量生产）高 柔性， 单位 成本低单件生产成批生产大量生产连续生产 广告、咨询、重型机器中型机器、食品加工汽车装配、快餐厅食糖、面粉影响生产流程设计的主要因素 产品/服务需求性质 自制-外购决策 生产柔性 产品/服务质量水平 接触顾客的程度 生产流程选择决策品种-产量变化与生产单位形式的关系 批量对象专业化形式大量生产对象专业化形式批量生产成组生产单元工艺专业化形式品种ABCD以图中的

19、数字为例，生产同一种产品的对象式系统投资额为225万元，成组生产单元为111万元，工艺式为50万元。当产量在10万件以下时，选择工艺式最经济，当产量在10万25万件之间时，成组生产单元最经济，当产量在25万件以上时，对象式最经济。当然还有一种选择，如果以上几种方案都不能得到满意的投资回报时，则应放弃该产品的生产。费用2250000111000050000100000250000产量工艺式成组生产单元对象（产品）式经营杠杆经营杠杆：反映年总费用一定的情况下和销售收入的关系，总费用在销售收入中所占比重越高，则经营杠杆的作用越大。图中的BE1点是采用成组生产单元时的总收入等于总费用的产量水平（盈亏平

20、衡点）。BE1左侧是亏损区，BE1右侧是赢利区。经营杠杆就是成本函数和销售收入之间的夹角。夹角小，经营杠杆的作用小，利润或亏损的变化率也小；夹角大，经营杠杆的作用大，利润或亏损的变化率也大。费用销售收入成组生产单元对象式产量BE1BE2EPn经营杠杆在选择生产系统方式时的作用：产量达到一定水平后（如EP点），经营杠杆作用越大，从生产系统获得的长期收益越大。如果产量没有达到盈亏平衡点，经营杠杆作用越大，则长期损失越大。经营杠杆作用越大，未来预期利润的不确定性也越大。销售预测的不确定性越高，经营杠杆作用大的生产系统产生损失的风险越高。n经营杠杆对生产过程设计的作用：产品预测的不确定性大，选用经营杠

21、杆作用小的生产过程方式。4.4 并行工程：产品开发组织的新方法产品开发的两种方式产品开发的两种方式 串行过程需求结构设计 工艺设计 制造并行过程串行的产品设计方法n串行设计：从需求分析、产品结构设计、工艺设计一直到加工制造和装配是一步步在各部门之间顺序进行。n产品开发工作流程：市场人员提产品构想设计人员完成产品定义制造工程师确定工艺工程确定产品总费用和生产周期质量控制人员作质量保证计划串行产品开发过程存在的问题n 存在的首要问题是以部门为基础的组织机构严重地妨碍了产品开发的速度和质量。n 存在的问题主要有： 各下游开发部门所具有的知识难以加入早期设计，加入设计的阶段越早，降低费用的机会越大。

22、各部门 对其他部门的需求和能力缺乏理解，目标和评价标准的差异和矛盾降低了产品整体开发过程的效率。并行的产品设计方法n 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化方法。n 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。过程过程需求阶段设计阶段制造阶段营销阶段使用阶段终止阶段考虑考虑的因素的因素顾客需求产品功能减低成本提高效率易制造易装配竞争力（低成本、标新立异）可靠性可维护性，操作简便环境保护并行工程n 并行工程是一种强调各阶段领域专家共同参加的系统化产品设计方法，其目的在于将产品的设计和产品的可制造性、可维护性、质量控制等问题同时加以考虑，以减少产品早期设计阶段的盲目性，进可能早地避免不合理因素的影响，缩短研制周期。可制造性功能环境保护可靠性并行设计可装配性质量保证顾客满意并行工程的主要思想n 设计时同时考虑产品生命周期的所有因素。 设计结果产生产品设计规格和相应的制造工艺和生产准备文件。n 设计过程中各活动并行交叉进行。n 不同领域技术人员的全面参与