生产运作管理-产品服务设计和技术选择

1、第三章 产品/服务设计和技术选择第三章第三章 产品产品/ /服务设计和技术选择服务设计和技术选择学习目标学习目标:n了解了解21世纪企业面临环境的主要世纪企业面临环境的主要特征和现代企业新产品开发面临的特征和现代企业新产品开发面临的压力；压力；n掌握产品开发过程、技术活动过程掌握产品开发过程、技术活动过程以及结构设计过程的含义和特点；以及结构设计过程的含义和特点；了解产品设计的原则和绩效评价方了解产品设计的原则和绩效评价方法；法；n掌握生产流程的类型；掌握影响生掌握生产流程的类型；掌握影响生产流程设计的主要因素和生产流程产流程设计的主要因素和生产流程选择决策方法；选择决策方法；n掌握并行串行的

2、产品设计方法的含掌握并行串行的产品设计方法的含义和特征；重点掌握并行工程技术义和特征；重点掌握并行工程技术的基本概念、方法和技术，以及并的基本概念、方法和技术，以及并行工程的人员构成；行工程的人员构成；n了解计算机技术在产品设计中的运了解计算机技术在产品设计中的运用。用。 学习内容学习内容:n第一节第一节 引言引言n第二节第二节 产品研究与开发产品研究与开发管理管理 n第三节第三节 生产流程设计与生产流程设计与选择选择 n第四节第四节 并行工程并行工程 第三章第三章 产品产品/ /服务设计和技术选择服务设计和技术选择n案例：案例：柯达的新产品开发战略柯达的新产品开发战略n从从19世纪世纪80年

3、代到年代到20世纪世纪80年代，柯达公司在世界照相领年代，柯达公司在世界照相领域中的霸主地位一直没有动摇。域中的霸主地位一直没有动摇。“创新技术、突破生活创新技术、突破生活”是是柯达公司传统的座右铭，也是柯达的成功之本。柯达公司传统的座右铭，也是柯达的成功之本。n柯达的创始人乔治柯达的创始人乔治伊士曼伊士曼20岁时，就对照相机感兴趣，虽岁时，就对照相机感兴趣，虽然没有积蓄，他却开始着手研究照相干板。为了实现这一梦然没有积蓄，他却开始着手研究照相干板。为了实现这一梦想，想，1881年年1月，他把自己极端珍视的月，他把自己极端珍视的5500美元的积蓄作美元的积蓄作为准备资金，在罗契斯特创立了照相干

4、板制造公司。干板的为准备资金，在罗契斯特创立了照相干板制造公司。干板的制造，比原来的湿板更困难。但从玻璃板的干板到软件，就制造，比原来的湿板更困难。但从玻璃板的干板到软件，就一步一步接近照片的大众化。这个公司便是伊士曼一步一步接近照片的大众化。这个公司便是伊士曼柯达的柯达的前身，当年乔治前身，当年乔治伊士曼伊士曼27岁。乔治一边制造照相干板，一岁。乔治一边制造照相干板，一边对照相机的全部构造及性能进行仔细研究，他一直想制造边对照相机的全部构造及性能进行仔细研究，他一直想制造出一种操作简单的照相机。经过出一种操作简单的照相机。经过7年的苦苦研究，终于研制年的苦苦研究，终于研制出一种小型口袋式照相

5、机，命名为出一种小型口袋式照相机，命名为“柯达第一号柯达第一号”。n 此后，柯达公司还连续推出此后，柯达公司还连续推出“袖珍型全自动照相机袖珍型全自动照相机”和和“立即显像摄影机立即显像摄影机”,可以说是在世界照相史上具可以说是在世界照相史上具有划时代意义的两次突破。有划时代意义的两次突破。n柯达公司认识到，某种类型照相机若能长期销售就可柯达公司认识到，某种类型照相机若能长期销售就可盈利累累，但同时又要顾及业余摄影爱好者玩腻某型盈利累累，但同时又要顾及业余摄影爱好者玩腻某型照相机之后就减少购买软件的倾向。因此，柯达的策照相机之后就减少购买软件的倾向。因此，柯达的策略就是每隔一段时间就推陈出新，

6、让新一代的青年接略就是每隔一段时间就推陈出新，让新一代的青年接触到新型的柯达相机。于是，触到新型的柯达相机。于是，1969年柯达公司就想年柯达公司就想秘密设计一种秘密设计一种“立即显像摄影机立即显像摄影机”。当时，这种相机。当时，这种相机已经问世，著名的已经问世，著名的“拍立得拍立得”公司已经制造出即时显公司已经制造出即时显像的相机像的相机SX-70，只是最初，只是最初SX-70在使用时须将保护在使用时须将保护乳剂的保险纸撕开丢掉，这等于制造垃圾，但乳剂的保险纸撕开丢掉，这等于制造垃圾，但“拍立拍立得得”也着手改良这种相机。在这样激烈的竞争中，柯也着手改良这种相机。在这样激烈的竞争中，柯达公司

7、的首脑们并不过分紧张，在位于罗契斯特的柯达公司的首脑们并不过分紧张，在位于罗契斯特的柯达总部，主管们显得异常沉稳和镇定，他们总是善于达总部，主管们显得异常沉稳和镇定，他们总是善于控制业务变动的步伐，从容地开发与发展多种新产品，控制业务变动的步伐，从容地开发与发展多种新产品，掌握每一种产品的寿命以获得最大的利润。这也是柯掌握每一种产品的寿命以获得最大的利润。这也是柯达一贯的管理领导艺术。达一贯的管理领导艺术。n根据它稳步求胜的战略，根据它稳步求胜的战略，“即显相机即显相机”经历经历了周密的研制过程。公司先确定这种相机与了周密的研制过程。公司先确定这种相机与软件大致具备的优势，然后考虑用户的潜在软

8、件大致具备的优势，然后考虑用户的潜在需求，在克服需求，在克服“用户不满意用户不满意”上下功夫。所上下功夫。所以，新产品务必要廉价。其次，必须容易操以，新产品务必要廉价。其次，必须容易操作，以消除用户因技术欠佳难以驾驽相机的作，以消除用户因技术欠佳难以驾驽相机的恐惧心理。最后，必须保证质量，不能让用恐惧心理。最后，必须保证质量，不能让用户在摄影效果上失望。正如即显部主任麦克户在摄影效果上失望。正如即显部主任麦克尼斯所说：尼斯所说：“用户真正关心的是这部相机是用户真正关心的是这部相机是否能比较容易地照出色彩艳丽的摄影佳作。否能比较容易地照出色彩艳丽的摄影佳作。”根据这些要求，成立了特别小组，从工艺

9、方根据这些要求，成立了特别小组，从工艺方面研究解决这些问题。到面研究解决这些问题。到1971年初夏，研究年初夏，研究人员提出了人员提出了3种软件设计的方案，供管理部门种软件设计的方案，供管理部门选择，同时，也附呈每一种方式所需的开发选择，同时，也附呈每一种方式所需的开发费用。费用。n决策部门批准了最佳方案，分别在英国、法国、美国开始推行。决策部门批准了最佳方案，分别在英国、法国、美国开始推行。执行小组的成员包括生产、推销与研究三方面的专家，他们的执行小组的成员包括生产、推销与研究三方面的专家，他们的工作十分艰巨。例如，为了解决聚焦问题，执行小组决定柯达工作十分艰巨。例如，为了解决聚焦问题，执行

10、小组决定柯达即显照相机的镜头应该很小，这会产生背景深远的效果。可是即显照相机的镜头应该很小，这会产生背景深远的效果。可是镜头圆径一小，通过的光也较少，执行小组只好决定采用较目镜头圆径一小，通过的光也较少，执行小组只好决定采用较目前软片快前软片快4倍的高速乳剂胶卷。但这种胶卷的研制需要耗费大倍的高速乳剂胶卷。但这种胶卷的研制需要耗费大量的资金。于是柯达公司组织量的资金。于是柯达公司组织1000多位研究人员，在美国与多位研究人员，在美国与西欧从事此胶卷的开发。直到西欧从事此胶卷的开发。直到1972年初，塞格领导的特别执年初，塞格领导的特别执行小组，从行小组，从3种化学软片中选定了可以产生瑰丽色彩的

11、一种，种化学软片中选定了可以产生瑰丽色彩的一种，一个月以后，小组终于找出了能大量产生性能特快的快速感光一个月以后，小组终于找出了能大量产生性能特快的快速感光乳剂的方法。最后，感光乳剂在美国试制，经柯达总部罗契斯乳剂的方法。最后，感光乳剂在美国试制，经柯达总部罗契斯特实验室的加工，而后又获得法国控制乳剂专家的协作使其更特实验室的加工，而后又获得法国控制乳剂专家的协作使其更加完美。加完美。n n（1）柯达公司值得我国企业借鉴的地方有哪些？）柯达公司值得我国企业借鉴的地方有哪些？n（2）柯达公司稳步求胜的战略与公司注重创新的战略是怎样）柯达公司稳步求胜的战略与公司注重创新的战略是怎样有机结合在一起的

12、？有机结合在一起的？n一、一、21世纪企业面临环境的主要特征世纪企业面临环境的主要特征n（一）企业面临环境的主要特点（一）企业面临环境的主要特点n1.信息爆炸的压力信息爆炸的压力n2.技术进步越来越快技术进步越来越快n3.高新技术的使用范围越来越大高新技术的使用范围越来越大n4.市场和劳务竞争全球化市场和劳务竞争全球化n5.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n6.可持续发展的要求可持续发展的要求n7.全球性技术支持和售后服务全球性技术支持和售后服务n8.用户的要求越来越苛刻用户的要求越来越苛刻n （二）企业面临环境的变化对产品生产（二）企业面临环境的变化对产品生产方式方式(服

13、务提供方式服务提供方式)的影响的影响n1.生产方式必须从传统模式转向现代模式生产方式必须从传统模式转向现代模式n传统生产模式：传统生产模式：“一对多一对多”，即开发一种，即开发一种产品，规模化大批量生产产品，规模化大批量生产n现代生产模式：现代生产模式：“一对一一对一”，即个性化定，即个性化定制生产或服务制生产或服务n2.现代生产模式对企业产品研发的要求现代生产模式对企业产品研发的要求n更强的新产品研发能力（品种、响应速度）更强的新产品研发能力（品种、响应速度）n二、现代企业的研究与开发二、现代企业的研究与开发n（一）研究与开发的分类和特征（一）研究与开发的分类和特征n1.研究与开发（研究与开

14、发（R&D）通常分为三类）通常分为三类n基础研究：探索新的规律，创建基础性知识。基础研究：探索新的规律，创建基础性知识。n应用研究：将基础理论研究中开发的新知识、新应用研究：将基础理论研究中开发的新知识、新理论应用于具体领域。理论应用于具体领域。n技术开发：将应用研究的成果经设计、试验而发技术开发：将应用研究的成果经设计、试验而发展成为新产品、新系统和新工程。展成为新产品、新系统和新工程。n2.三种类型的科研比较（教材三种类型的科研比较（教材P69）n（二）新产品开发面临的压力（二）新产品开发面临的压力n1.新产品开发面临的压力：费用高、成功率低、风险大、新产品开发面临的压力：费用高、

15、成功率低、风险大、回报下降等回报下降等n格雷格格雷格A.史蒂文斯和詹姆斯史蒂文斯和詹姆斯.伯利的调查结果：伯利的调查结果：3000个新个新产品的原始想法只有一个能成功；产品的原始想法只有一个能成功；n阿尔巴拉的结论：新产品开发的死亡率为阿尔巴拉的结论：新产品开发的死亡率为98.2%n2.新产品开发失败的原因：新产品开发失败的原因：n没有潜在的用户和需求，新产品是按设计人员的想象开发没有潜在的用户和需求，新产品是按设计人员的想象开发出来的；新产品与当前的需求不匹配，功能不能满足需求出来的；新产品与当前的需求不匹配，功能不能满足需求或过剩；在将新产品介绍给顾客的相互沟通方面的工作不或过剩；在将新产

16、品介绍给顾客的相互沟通方面的工作不得力。得力。n3.新产品开发的动力：市场牵引、技术推动、同行竞争新产品开发的动力：市场牵引、技术推动、同行竞争n成功的企业都非常重视市场的需求。海尔集团主张成功的企业都非常重视市场的需求。海尔集团主张以以“SST(即索酬、索赔和跳闸即索酬、索赔和跳闸)”市场链为纽带，市场链为纽带，使企业人人都面对市场，为市场提供最好的产品。使企业人人都面对市场，为市场提供最好的产品。1996年，在其他地方声誉向来非常好的海尔洗衣年，在其他地方声誉向来非常好的海尔洗衣机却在四川市场遭到很多人的投诉，海尔总部派人机却在四川市场遭到很多人的投诉，海尔总部派人调研发现，原来许多客户用

17、洗衣机洗红薯，淤积的调研发现，原来许多客户用洗衣机洗红薯，淤积的泥沙影响了洗衣机的正常运转。这本来属于不正当泥沙影响了洗衣机的正常运转。这本来属于不正当使用的范畴，但海尔却不这样想。他们认为这是客使用的范畴，但海尔却不这样想。他们认为这是客户需要洗衣机有这种功能。于是，他们进行技术改户需要洗衣机有这种功能。于是，他们进行技术改进，在销往该地区的洗衣机的涡轮上做了改动，这进，在销往该地区的洗衣机的涡轮上做了改动，这样洗衣机就不但能够洗衣服还能够洗红薯。市场的样洗衣机就不但能够洗衣服还能够洗红薯。市场的拉动作用使得拉动作用使得“海尔海尔”洗衣机在该地区大受欢迎，洗衣机在该地区大受欢迎，赢得了丰厚的

18、利润。赢得了丰厚的利润。 n技术推动型，即开始于技术创新和变革，并确技术推动型，即开始于技术创新和变革，并确定可以使技术和市场相匹配的产品开发方案。定可以使技术和市场相匹配的产品开发方案。持续不断的技术创新和变革能力使微软公司始持续不断的技术创新和变革能力使微软公司始终站在全球电脑市场的最前沿，并保持着微软终站在全球电脑市场的最前沿，并保持着微软品牌特有的活力。微软公司的研发中心不断为品牌特有的活力。微软公司的研发中心不断为其注入来自全球市场的新观念、新影响，使公其注入来自全球市场的新观念、新影响，使公司的技术创新和变革始终充满活力，不仅引领司的技术创新和变革始终充满活力，不仅引领着整个行业的

19、发展，而且也适应了各个市场的着整个行业的发展，而且也适应了各个市场的不同需求。不同需求。 n一、产品开发过程一、产品开发过程n产品开发过程：包括需求分析、产品构思、产产品开发过程：包括需求分析、产品构思、产品设计、工艺设计、新产品试制（制造、装配）品设计、工艺设计、新产品试制（制造、装配）等一系列活动。等一系列活动。n产品设计过程可以包括：新产品的需求分析、产品设计过程可以包括：新产品的需求分析、产品构思（确定产品功能）、可行性论证、结产品构思（确定产品功能）、可行性论证、结构设计（总体设计、技术设计、详细设计构设计（总体设计、技术设计、详细设计/工工作图设计）、以及工艺设计过程。作图设计）、

20、以及工艺设计过程。n产品设计是指从确定产品设计是指从确定产品设计任务书产品设计任务书起到确定起到确定产品结构产品结构为止为止的一系列技术工作的准备和管理，是产品开发的重要环节，的一系列技术工作的准备和管理，是产品开发的重要环节，是是产品生产过程产品生产过程的开始，必须严格遵循的开始，必须严格遵循“三段设计三段设计”程序。程序。n初步设计阶段。这一阶段的主要工作就是编制设计任务书。初步设计阶段。这一阶段的主要工作就是编制设计任务书。n技术设计阶段。它是在初步设计的基础上完成设计过程中技术设计阶段。它是在初步设计的基础上完成设计过程中必须的试验研究（新原理结构、材料元件工艺的功能或模具必须的试验研

21、究（新原理结构、材料元件工艺的功能或模具试验），并写出试验研究大纲和研究试验报告；画出产品总试验），并写出试验研究大纲和研究试验报告；画出产品总体尺寸图、产品主要零部件图，并校准。体尺寸图、产品主要零部件图，并校准。n工作图设计阶段。工作图设计的目的，是在技术设计的基工作图设计阶段。工作图设计的目的，是在技术设计的基础上完成供试制（生产）及随机出厂用的全部工作图样和设础上完成供试制（生产）及随机出厂用的全部工作图样和设计文件。设计者必须严格遵守有关标准规程和指导性文件的计文件。设计者必须严格遵守有关标准规程和指导性文件的规定，设计绘制各项产品工作图。规定，设计绘制各项产品工作图。n二、产品开发

22、对生产过程成本、质量和制造效率二、产品开发对生产过程成本、质量和制造效率的影响的影响n（一）缩短产品设计和工艺设计时间是缩短新产（一）缩短产品设计和工艺设计时间是缩短新产品上市时间的关键品上市时间的关键n统计结果：产品设计和工艺设计时间占产品开发统计结果：产品设计和工艺设计时间占产品开发总时间的总时间的55%；而制造和装配分别占；而制造和装配分别占22%和和23%。n产品的生命周期越来越短，客观上要求缩短新产产品的生命周期越来越短，客观上要求缩短新产品的开发周期。品的开发周期。n（二）产品开发影响着产品的成本、质量和制造效率（二）产品开发影响着产品的成本、质量和制造效率n相关的统计和研究成果：

23、相关的统计和研究成果：n布思罗伊德（福特汽车）：设计阶段费用只占整个产品费用布思罗伊德（福特汽车）：设计阶段费用只占整个产品费用的的6%，确影响总费用的，确影响总费用的70%；制造阶段的比例为；制造阶段的比例为20%、36%；采购阶段的比例为；采购阶段的比例为7%、40%；其他阶段：；其他阶段：3%、18%。n索勒纽斯（波音）：产品设计阶段费用占产品全部成本的索勒纽斯（波音）：产品设计阶段费用占产品全部成本的7%以下，却决定了产品成本的以下，却决定了产品成本的83%。n制造过程中生产率的制造过程中生产率的70-80%是在设计阶段决定的。是在设计阶段决定的。n总之，产品设计和工艺设计占用了总之，

24、产品设计和工艺设计占用了60%的时间，决定了的时间，决定了70%的成本。的成本。n三、企业技术活动过程三、企业技术活动过程n（一）业务流程再造（企业流程重构：（一）业务流程再造（企业流程重构：BPR）n企业提供产品或服务的一切活动可以归纳为一系列的流程。企业提供产品或服务的一切活动可以归纳为一系列的流程。流程是一组有界的、相互之间紧密联系的活动集合。每个流程是一组有界的、相互之间紧密联系的活动集合。每个活动都有明确的输入和输出。企业的任何流程都是一个转活动都有明确的输入和输出。企业的任何流程都是一个转换过程。主要有：换过程。主要有：n物理转换：物料的转换，如原材料到产品；物理转换：物料的转换，

25、如原材料到产品；n位置转换位置转换: 空间位置上的移动；空间位置上的移动；n交易转换：与资金有关的交易，如物资采购、产品销售；交易转换：与资金有关的交易，如物资采购、产品销售；n信息转换：信息的处理、修改和生成过程。，如产品设计、信息转换：信息的处理、修改和生成过程。，如产品设计、计划制定等计划制定等n（二）产品设计是一个信息转换过程（二）产品设计是一个信息转换过程n产品设计和工艺设计是信息在顾客域、功能产品设计和工艺设计是信息在顾客域、功能域、物理域、制造域之间的连续转换过程，域、物理域、制造域之间的连续转换过程，每一次转换都是一个决策过程，即从设计方每一次转换都是一个决策过程，即从设计方案

26、中选出满足功能和企业资源约束的满意方案中选出满足功能和企业资源约束的满意方案的过程。案的过程。n四、结构设计过程四、结构设计过程n产品结构设计过程包括从明确设计任务开始，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。到确定产品的具体结构为止的一系列活动。结构设计一般有三个阶段结构设计一般有三个阶段: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，概略计算产品性能、设计原则、技术参数，概略计算产品的技术经济指标，以及产品设计方案的经济的技术经济指标，以及产品设计方案的经济效果的分析。效果的分析。n技术设计：技

27、术设计：将技术任务书中确定的基本结构和将技术任务书中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、说明书等形式表现出总图、系统图、明细表、说明书等形式表现出来。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根据技术设计阶段确定的结构布置和主要尺寸，进一步进行结构的细节设计，置和主要尺寸，进一步进行结构的细节设计，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要

28、的技术文件，为产品制造和装配提供确定的依据。依据。五、工艺设计过程的基本内容五、工艺设计过程的基本内容（一）工艺（一）工艺 1.什么是工艺？什么是工艺？工艺工艺是生产过程中的程序、方是生产过程中的程序、方法和技巧，它体现了生产活动中的技术和知识法和技巧，它体现了生产活动中的技术和知识经验，并且把这种体现分解落实到了每道工序、经验，并且把这种体现分解落实到了每道工序、每个操作步骤。因此，它是保证生产顺利实施，每个操作步骤。因此，它是保证生产顺利实施，提高产品质量和生产效率的有效手段。在技术提高产品质量和生产效率的有效手段。在技术性较强的生产部门，技术人员会将产品生产工性较强的生产部门，技术人员会

29、将产品生产工艺制定成技术文件，以指导生产实施。艺制定成技术文件，以指导生产实施。n各行业都有其自有的生产工艺。一定的技术各行业都有其自有的生产工艺。一定的技术总会有一定的工艺相适应。例如机械加工技总会有一定的工艺相适应。例如机械加工技术有机械加工工艺，金属材料热处理技术有术有机械加工工艺，金属材料热处理技术有热处理工艺，木工有木工工艺，钳工有钳工热处理工艺，木工有木工工艺，钳工有钳工工艺。工艺。n2.常用工艺简介（加工常用工艺简介（加工制造领域制造领域 ）n（1）木工工艺木工工艺n木工工艺包括锯割、刨削、凿木工工艺包括锯割、刨削、凿削、砍削、钻削等加工方法，削、砍削、钻削等加工方法，钉联接、榫

30、联接、胶联接、活钉联接、榫联接、胶联接、活动联接等联接方法，以及画线、动联接等联接方法，以及画线、测量、制作等方面的一些操作测量、制作等方面的一些操作方法，适用于一切木制品的生方法，适用于一切木制品的生产制作。旋转体木制品可用木产制作。旋转体木制品可用木工车床制作工车床制作 。n（2）钳工工艺钳工工艺n钳工工艺包括锯、挫、錾、钳工工艺包括锯、挫、錾、刮、研、钻孔、攻丝、套刮、研、钻孔、攻丝、套丝等加工方法和铆接、粘丝等加工方法和铆接、粘接、螺栓联接等联接方法，接、螺栓联接等联接方法，以及划线、测量、按照各以及划线、测量、按照各种配合方式将零件装配成种配合方式将零件装配成整体的方法等，主要适用整

31、体的方法等，主要适用于机械制造和装配、机械于机械制造和装配、机械维修以及不使进行机床加维修以及不使进行机床加工的各种金属加工制作工的各种金属加工制作 。n（3）机械加工工艺机械加工工艺n机械加工工艺是使用各类机床设备及相应的工机械加工工艺是使用各类机床设备及相应的工具和专用夹具对各种零件所进行的加工工艺，具和专用夹具对各种零件所进行的加工工艺，其种类主要有：其种类主要有： n车工工艺车工工艺主要应用于使用车床加工旋转体主要应用于使用车床加工旋转体零件，如轴套类零件等零件，如轴套类零件等 。n刨工工艺刨工工艺主要应用于使用刨床加工零件的主要应用于使用刨床加工零件的平面，如平板、机身床面等。平面，

32、如平板、机身床面等。n镗工工艺镗工工艺主要应用于使用镗床加工零件的主要应用于使用镗床加工零件的内圆孔，如箱体类零件的内圆孔等。内圆孔，如箱体类零件的内圆孔等。 n铣工工艺铣工工艺主主要应用于使用铣要应用于使用铣床加工各种异形床加工各种异形或凹槽等，如齿或凹槽等，如齿轮的齿面、零件轮的齿面、零件的键槽等。的键槽等。n磨工工艺磨工工艺中中要应用于使用磨要应用于使用磨床对零件表面的床对零件表面的精加工。精加工。 n（4）焊接工艺）焊接工艺n焊接工艺是利用高温和焊接材料将分离的零件（或焊接工艺是利用高温和焊接材料将分离的零件（或材料）融合在一起形成整体的制造方法，主要适用材料）融合在一起形成整体的制造

33、方法，主要适用于各种金属框、架等结构的联接，如桥梁、房屋等于各种金属框、架等结构的联接，如桥梁、房屋等的钢架，钢板焊接的机械零件，自行车的车架等等的钢架，钢板焊接的机械零件，自行车的车架等等 。n（5）铸造工艺）铸造工艺n铸造工艺是将铁或其他金属熔化成液体，浇注入一铸造工艺是将铁或其他金属熔化成液体，浇注入一定的型腔中，以获得一定形状的零件的制造方法，定的型腔中，以获得一定形状的零件的制造方法，主要适用于制作那些外表形状比较复杂而不太规则主要适用于制作那些外表形状比较复杂而不太规则的黑色金属和有色金属零件毛坯。有些零件的成品，的黑色金属和有色金属零件毛坯。有些零件的成品，也可采用精密铸造的方法

34、获得也可采用精密铸造的方法获得 n（6）锻造工艺）锻造工艺n锻造工艺是将金属材料加热到一定的温度使其软化，锻造工艺是将金属材料加热到一定的温度使其软化，然后通过锤打、锻压改变其形状，使其符合预定要然后通过锤打、锻压改变其形状，使其符合预定要求的制造方法，有自由锻和模锻。主要应用于制作求的制造方法，有自由锻和模锻。主要应用于制作钢制零件毛坯，如轴套、曲轴等。钢制零件毛坯，如轴套、曲轴等。n（7）冲压工艺）冲压工艺n冲压工艺是利用冲床结合模具将具有较好延展性的冲压工艺是利用冲床结合模具将具有较好延展性的金属冲压成型的制造方法，例如金属盘、碗、门扣、金属冲压成型的制造方法，例如金属盘、碗、门扣、铰链

35、等都是冲压成型的。铰链等都是冲压成型的。n（8）热切割工艺）热切割工艺n热切割工艺是利用一定的设备将化学能、电能、光热切割工艺是利用一定的设备将化学能、电能、光能转化为热能产生瞬间高温熔化金属材料的一种切能转化为热能产生瞬间高温熔化金属材料的一种切割加工方法，如氧割，主要应用于下料；激光加工，割加工方法，如氧割，主要应用于下料；激光加工，主要应用于精细加工。主要应用于精细加工。n（9）金属材料热处理工艺）金属材料热处理工艺n热处理工艺是通过热处理工艺是通过“加热一冷却加热一冷却”多操作程序改变多操作程序改变金属材料的金属组织结构，使其物理性能（如硬度、金属材料的金属组织结构，使其物理性能（如硬

36、度、韧性等）得到改变的方法，广泛应用于机械零件、韧性等）得到改变的方法，广泛应用于机械零件、五金工具的处理。五金工具的处理。n（10）表面涂覆处理工艺）表面涂覆处理工艺n表面涂覆工艺有多种，如涂，喷油漆，表面涂覆工艺有多种，如涂，喷油漆，广泛应用干木制品、金属制品，起到增广泛应用干木制品、金属制品，起到增强外表美观，防止金属氧化腐蚀等作用；强外表美观，防止金属氧化腐蚀等作用；还有涂覆一层金属，如镀铝、镀锌，起还有涂覆一层金属，如镀铝、镀锌，起到改善外观和防腐作用。到改善外观和防腐作用。n（二）工艺过程（二）工艺过程n工艺设计是指按产品设计要求，安排或规划工艺设计是指按产品设计要求，安排或规划出

37、从原材料加工成产品所需要的一系列加工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过程、工时消耗、设备和工艺装备需求等的说明。说明。n1.工艺过程是将原材料（含元器件）转换成工艺过程是将原材料（含元器件）转换成设计产品的过程。不同材料、不同产品的工设计产品的过程。不同材料、不同产品的工艺过程有所不同艺过程有所不同 。2.一般说来，工艺过程具有如下环节一般说来，工艺过程具有如下环节 ：（1） 备料备料 根据设计要求，选择产品零件所需的合适根据设计要求，选择产品零件所需的合适材料，包括材料的品种、规格、质地和数材料，包括材料的品种、规格、质地和数量等。同时准备产品所需

38、的元器件、标准量等。同时准备产品所需的元器件、标准件、辅助材料等。件、辅助材料等。（2）形成坯件）形成坯件 这是零件制作的初步。形成零件坯件的方这是零件制作的初步。形成零件坯件的方法通常有铸造法、锻造法、冲压法、焊接法通常有铸造法、锻造法、冲压法、焊接法、下料法等，视具体要求选用。法、下料法等，视具体要求选用。n（3）零件加工）零件加工n这是形成零件成品的过程，这一过程依产品内容和这是形成零件成品的过程，这一过程依产品内容和材料特性等具体情况而可能涉及多个工种的工艺，材料特性等具体情况而可能涉及多个工种的工艺，其中包含检测工艺。其中包含检测工艺。n有的产品，其坯件的零件加工是一次完成的，例如有

39、的产品，其坯件的零件加工是一次完成的，例如某些冲压制品、塑料制品、服装制品等。某些冲压制品、塑料制品、服装制品等。n（4）部件制作）部件制作n较复杂的产品往往是由多个部件组合而成的，因此较复杂的产品往往是由多个部件组合而成的，因此要先制作部件。部件制作包括将零件装配成部件和要先制作部件。部件制作包括将零件装配成部件和部件的加工、检测。部件的加工、检测。n（5）总装配）总装配n将所有零部件装配成设计产品的过程。此过将所有零部件装配成设计产品的过程。此过程主要涉及装配工艺和检测工艺。程主要涉及装配工艺和检测工艺。n（6）表面涂饰）表面涂饰n按要求进行表面涂饰有的零部件可能在工按要求进行表面涂饰有的

40、零部件可能在工艺过程中已经完成涂饰要求，有的产品可能艺过程中已经完成涂饰要求，有的产品可能无而表面涂饰或有其他装饰要求。总之，这无而表面涂饰或有其他装饰要求。总之，这一环节是产品工艺过程的结束。一环节是产品工艺过程的结束。n（三）工艺工程设计（三）工艺工程设计n1.工艺过程连接结构设计过程和制造过程，工艺过程连接结构设计过程和制造过程，把产品的结构数据转化为面向制造的指令性把产品的结构数据转化为面向制造的指令性数据。工艺过程设计的主要任务是确定产品数据。工艺过程设计的主要任务是确定产品的制造工艺（加工步骤）及其相应的后勤支的制造工艺（加工步骤）及其相应的后勤支持（设备、工装）的过程。持（设备、

41、工装）的过程。n2.工艺过程设计的程序工艺过程设计的程序n（1）产品图纸的工艺分析和审查：）产品图纸的工艺分析和审查：n具体内容包括：产品结构是否和生产类型相适应，具体内容包括：产品结构是否和生产类型相适应，是否充分地利用已有的工艺标准，所选用的材料是是否充分地利用已有的工艺标准，所选用的材料是否适宜，以及在企业现有设备、技术力量等条件下否适宜，以及在企业现有设备、技术力量等条件下的加工可能性和方便程度等。的加工可能性和方便程度等。n（2）拟定工艺方案）拟定工艺方案n具体内容包括：确定产品所采取的工艺原则，规定具体内容包括：确定产品所采取的工艺原则，规定生产应达到的质量要求、材料利用率、设备利

42、用率、生产应达到的质量要求、材料利用率、设备利用率、劳动量和制造成本等技术经济指标，列出产品的各劳动量和制造成本等技术经济指标，列出产品的各类加工关键件，确定工艺路线，工艺方案的经济效类加工关键件，确定工艺路线，工艺方案的经济效果分析。果分析。n工艺路线工艺路线是生产过程的一个基本部分。它指定了从是生产过程的一个基本部分。它指定了从原材料到成品生产每步所需的每个工序的顺序。工原材料到成品生产每步所需的每个工序的顺序。工艺路线包含有执行每个工步的工作中心的信息，以艺路线包含有执行每个工步的工作中心的信息，以及关于生产所需要的工具和资源（生产资源及关于生产所需要的工具和资源（生产资源/工具）工具）

43、的信息。工艺路线也包括每个工序执行的计划时间的信息。工艺路线也包括每个工序执行的计划时间（标准值）。这个标准值是提前期计划、生产成本（标准值）。这个标准值是提前期计划、生产成本和能力计划的基础。和能力计划的基础。n工艺路线工艺路线：又称工艺流程，是指从产品的各个零件：又称工艺流程，是指从产品的各个零件的加工、装配、检验、试验、包装、入库的全部生的加工、装配、检验、试验、包装、入库的全部生产过程所经过的路线。产过程所经过的路线。n（3）编制工艺规程）编制工艺规程n工艺规程是最主要的工艺文件，是安排生产作工艺规程是最主要的工艺文件，是安排生产作业计划、生产调度、质量控制、原材料供应、业计划、生产调

44、度、质量控制、原材料供应、攻击供应、劳动组织的基础数据，指导工人进攻击供应、劳动组织的基础数据，指导工人进行加工制造操作的具体文件。行加工制造操作的具体文件。n具体内容包括具体内容包括:产品和零部件制造方法和顺序产品和零部件制造方法和顺序的确定、设备的选择、切削规范的选择、工艺的确定、设备的选择、切削规范的选择、工艺装配的缺点、设备调整方法的选择、产品装配装配的缺点、设备调整方法的选择、产品装配与零部件加工的技术条件的确定等。与零部件加工的技术条件的确定等。n（4）工艺装配的设计与制造）工艺装配的设计与制造n工艺：为实现工艺过程所需要的工具、工艺：为实现工艺过程所需要的工具、夹具、卡具、量具、

45、模具等的总称。夹具、卡具、量具、模具等的总称。n案例：案例：塑钢门窗焊接工序工艺原则塑钢门窗焊接工序工艺原则n PVC塑料门窗焊接的基本原则：热熔压力对缝焊接。塑料门窗焊接的基本原则：热熔压力对缝焊接。型材断面被加热板加热，呈熔融状态的部分在压力的型材断面被加热板加热，呈熔融状态的部分在压力的作用下对接粘合，直至冷却，形成一体。作用下对接粘合，直至冷却，形成一体。一、焊接工艺条件：一、焊接工艺条件：1、加工环境温度不得低于、加工环境温度不得低于18。型材若在低于此温。型材若在低于此温度时存放，在焊接前应将型材放在不低于度时存放，在焊接前应将型材放在不低于15的室的室内放置内放置24小时后再下料

46、、焊接。小时后再下料、焊接。2、型材切割角度误差不得超过、型材切割角度误差不得超过4515，9020，长度偏差不超过，长度偏差不超过0.5mm。3、型材切口表面平整干净，无油污、汗渍、尘土、型材切口表面平整干净，无油污、汗渍、尘土、切屑等质杂污染。切屑等质杂污染。n4、焊接前型材分类清楚，按编号摆放整齐，、焊接前型材分类清楚，按编号摆放整齐，避免造成混放、错焊结果。避免造成混放、错焊结果。5、焊接设备的电气部分和气动部分符合正常、焊接设备的电气部分和气动部分符合正常工作状态，焊布完整、光滑，无任何残留物与工作状态，焊布完整、光滑，无任何残留物与灰尘。灰尘。6、无论是两位焊、三位焊或四位焊，后靠

47、板、无论是两位焊、三位焊或四位焊，后靠板必须在一条直线上，前定位板与后靠板必须垂必须在一条直线上，前定位板与后靠板必须垂直，焊机底板也必须在同一平面上。直，焊机底板也必须在同一平面上。n二、焊接工艺参数：二、焊接工艺参数：由于焊接工艺参数与型材配方、型材可焊性、型材由于焊接工艺参数与型材配方、型材可焊性、型材断面及环境温度有着直接的关系，所以不同厂家生断面及环境温度有着直接的关系，所以不同厂家生产的型材有不同的焊接工艺参数，组装厂在拿到型产的型材有不同的焊接工艺参数，组装厂在拿到型材厂家推荐的焊接工艺参数作为参考的同时也要对材厂家推荐的焊接工艺参数作为参考的同时也要对该批型材进行调整和试验，直

48、到找到最佳参数值。该批型材进行调整和试验，直到找到最佳参数值。中大型材焊接工艺参数如下：以三位焊为例（仅供中大型材焊接工艺参数如下：以三位焊为例（仅供参考）参考）焊接工艺参数焊接工艺参数 框料、门扇框料、门扇 Z型扇型扇 推拉框推拉框 中梃焊中梃焊接接 扇料、纱扇扇料、纱扇n焊接温度焊接温度 （） 2505 2505 2505 2505 2505夹紧压力夹紧压力 前压前压钳钳 0.40.5 0.350.45 0.400.50 0.350.45 0.300.40（MPa） 后压后压钳钳 0.350.45 0.30.4 0.350.45 0.30.4 0.250.30加热进给压力加热进给压力（MP

49、a） 0.200.30 0.200.30 0.200.30 0.200.30 0.200.30加热时间加热时间 （s） 302 302 302 302 302焊接进给压力（焊接进给压力（MPa） 0.40 0.40 0.40 0.35 0.30焊接时间焊接时间 （s） 2830 2830 2830 2830 2628nn六、产品设计的原则和绩效评价六、产品设计的原则和绩效评价n（一）产品设计原则（一）产品设计原则n1.设计用户需要的产品设计用户需要的产品/服务；服务；n2.设计出制造性强的产品设计出制造性强的产品/服务；服务；n3.设计鲁棒性强（适应性和生命力强）的产设计鲁棒性强（适应性和生命

50、力强）的产品品/服务；服务；n4.设计绿色产品。设计绿色产品。n（二）产品开发设计的绩效评价（二）产品开发设计的绩效评价（P75）n绩效指标绩效指标n一、生产流程的分类一、生产流程的分类n（一）根据生产类型的不同分为三种基本类（一）根据生产类型的不同分为三种基本类型：型：n.按产品进行的生产流程按产品进行的生产流程(对象专业化形式对象专业化形式)n以产品或服务为对象，按生产要求，组织相以产品或服务为对象，按生产要求，组织相应的生产设备或设施，形成流水般的连续生应的生产设备或设施，形成流水般的连续生产（流水线生产）。适用于大批量生产类型，产（流水线生产）。适用于大批量生产类型，如连续性生产或者离

51、散性生产的装配线。如连续性生产或者离散性生产的装配线。n.按加工路线进行的生产流程（工艺专业化形按加工路线进行的生产流程（工艺专业化形式）式）n 以所要完成的加工工艺内容为依据来构成生以所要完成的加工工艺内容为依据来构成生产流程。设备和人力按工艺内容组织成一个生产流程。设备和人力按工艺内容组织成一个生产单位，每一个生产单位只完成相同和相似工产单位，每一个生产单位只完成相同和相似工艺内容的加工任务，即加工车间。适用于多品艺内容的加工任务，即加工车间。适用于多品种中小批量生产类型。种中小批量生产类型。n.按项目进行的生产流程（项目型）按项目进行的生产流程（项目型）n 生产任务不重复，如拍一部电影、

52、组织一场生产任务不重复，如拍一部电影、组织一场音乐会。所有的工序或作业环节都按一定秩序音乐会。所有的工序或作业环节都按一定秩序进行。进行。n（二）三种生产流程的特征比较（教材（二）三种生产流程的特征比较（教材P76）n二、产品流程矩阵二、产品流程矩阵n海斯、惠尔耐特提出：海斯、惠尔耐特提出：n沿对角线选择和配置生产流程；沿对角线选择和配置生产流程；n产品结构和生产流程需要同步调整。产品结构和生产流程需要同步调整。生产流程生产流程产品产品高高柔性、单柔性、单位成本位成本低低顾客化顾客化低产量低产量多品种多品种中低产量中低产量品种较多品种较多中批产量中批产量标准化产标准化产品品大量生产大量生产单件

53、生产单件生产广告广告重型机器重型机器成批生产成批生产中型机器中型机器食品加工食品加工大量生产大量生产汽车装配汽车装配电视机电视机连续生产连续生产食糖食糖面粉面粉n三、影响生产流程设计的主要因素三、影响生产流程设计的主要因素n（一）产品（一）产品/服务需求性质服务需求性质n（二）自制外购决策（二）自制外购决策n（三）生产柔性：品种柔性和产量柔性（三）生产柔性：品种柔性和产量柔性n（四）产品（四）产品/服务质量水平服务质量水平n（五）接触顾客的程度：以顾客为中心或者（五）接触顾客的程度：以顾客为中心或者标准化设计标准化设计四、生产流程选择决策四、生产流程选择决策（一）根据品种产量选择生产单位形式（

54、一）根据品种产量选择生产单位形式n成组生产单元：成组生产单元：n是按零件组的加工工艺选择设备，按零是按零件组的加工工艺选择设备，按零件组的工艺路线布置设备，它是完成类件组的工艺路线布置设备，它是完成类似零件全部工序的成组加工生产组织形似零件全部工序的成组加工生产组织形式。式。品种品种产量产量对 象 专对 象 专业 化业 化形式，形式，大 量大 量生产生产对 象 专 业对 象 专 业化形式，化形式，批量生批量生产产成组生产单元成组生产单元工艺专业化形式工艺专业化形式n（二）生产流程方案的经济分析（二）生产流程方案的经济分析n1.根据费用（初始费用、单位产品的变根据费用（初始费用、单位产品的变动费用）和产量进行决策动费用）和产量进行决策 10万万 25万万 产量产量费用费用225万万111万万50万万工艺式工艺式成组生产单元成组生产单元对象式对象式n一、串行的产品设计方法一、串行的产品设计方法n（一）串行的产品设计方法（一）串行的产品设计方法n串行的产品设计方法，即从需求分析、产品结构设计、工艺串行的产品设计方法，即从需求分析、产品结构设计、工艺