第04章产品开发和技术选择

第四章

产品开发和技术选择引言产品设计与开发阶段•本章目标生产流程设计与选E择valuation

only.ed

wi•th并A行s工po程se.Slides

for

.NET

3.5

Client

Profi了C解o现py代r企ig业h研t究2与00开4发-2的0分11类A和s特po点s，e

掌Pt握y企L业td研.究与开发中的基本决策问题。正确理解新产品的内涵，了解新产品开发的过程并熟悉各环节的主要工作内容。3．了解生产流程的种类和特点第一节

引言样化、个性化的特点（四）产品研制开发的难度越来越大（五）可持续发展的要求在这种背景下，企业必须变革传统的大批量生产方式，根据顾客的个性化需求定制产品和服务，即实施个性化生产。一、21世纪企业产品/服务设计的背景特征20世纪90年代以来，企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：（一）新产品/服务E开va发lu是a实ti现on企o业nl竞y争.战略的需要ed

w（it二h）As技p术os进e.步Sl越i来de越s快for

.NET

3.5

Client

Profi（三）C用o户py的ri要gh求t越2来00越4-苛20刻1，1

用As户po需se求P呈ty现L出t多d.第一节

引言二、新产品/服务开发的重要性企业为在市场竞争中保持优势和竞争活力，必须积极开发新产品、改进现有产品、淘汰不适应市场需要的老产品，Ev新a老lu产a品ti及o时n

o换n代ly，.不断更新，ed

wit使h

产As品po链s始e.终S保li持d竞es争f优or势.和N领ET先3地.位5

。Client

Profi（一）C有op利yr于i增gh强t企2业00的4市-2场01竞1争A力spose

Pty

Ltd.（二）有利于扩大市场份额（三）适应个性化定制生产的需求（四）产品更新换代的需要产品寿命周期图投入期成长期衰退期新奇事物，适合于低产量的生产方法设计的改进使产品更可靠、成本更低，采取不同的生产方法以设计变化很少需求停止增长更换包装时间Evaluation

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满wi足t较h

大As的p产os量e要.S求lides

成fo熟r期.NET

3.5提C高li产e品nt的P可r靠ofi性、减少生产成需求Copyright

2004-2011

Aspos本e、P重ty新L设t计d.或产品寿命周期图求销售额销售利润时间年销售量曲线利润曲线亏损区引

进增长成

熟衰

退.0Evaluation

only.ed

with

Aspose.Slides

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3.5

Client

ProfiCopyright

2004-2011

Aspose

Pty

Ltd.第一节

引言100%设计时间

60%产品开发时间装配

20%制造20%三、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%（如图）。因此，为缩短产E品va上l市ua时ti间on，o必nl须y缩.短产品设ed

wit计h

A时s间po，se产.品Sl设id计es和f工o艺r.设N计ET影3响.5着C产li品en的t创Profi新速C度op。yright

2004-2011

Aspose

Pty

Ltd.第一节

引言下。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此外：产品制造效率的70%—80%是在设计和工艺阶段决定的；所有质量问题40%可以归因于低劣的设计和工艺。2.产品成本的决定: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E用va的l费ua用ti仅on为o产n品ly成.本的6%以ed

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.NET

3成.本5的C决l定i因e素nt

ProfiCopyri7g0%ht

2004-2011

Asp实o际s成e本P消t耗y

Ltd.第一节

引言品开发中作用重大，它几乎占用了60%的开发时3.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。E尤va其l产ua品ti设on计o和n工ly艺.设计在产ed

wit间h

A，s决po定se了.7S0l%i的de成s本fo。r

.NET

3.5

Client

ProfiCopyright

2004-2011

Aspose

Pty

Ltd.因此，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，是提高企业竞争力的关键。第一节

引言四、现代企业的研究与开发（一）研究与开发的分类①基础研究②应用研究③技术开发将其主要的工作点和内容集中在研究新技术、建立新标准、开发新产品上。然后通过将新技术转让给有需求的企业、将新标准以专利授权的方式授予相关企业、将新产品以合约制造或贴牌生产的方式给有关企业赚取最大的利润。典型代表有美国的耐克公司等。比如耐克没有自己的生产制造部门，它的产品是由全球800多家合约制造商为它专门定制。Evaluation

only.ed

wi“th哑A铃s型po”s企e.业S与li“d橄es榄f型o”r企.N业E，T

3.5

Client

Profi“C哑op铃y型ri”g企ht业2：0相04对-于20“1橄1榄A型sp”o企se业P，t这y

类Lt企d业.第一节

引言国家日本美国法国英国韩国中国巴西印度R&D/GDP2.7-2.92.6-2.72.422.082.00.5-0.71.10.9一般来说，欧美国家在基础研究、应用研究、实验性发展的投入经费比例为1：2：5，新兴工业化国家为1：2：4。我国为1：5：9我国基础性研究经费占研究与开发（R&D）支出的Evaluation

only.ed

with6.A4%s，po低se于.美Sl国i1d7e.s3%f、o韩r国.1N6E.T5%3、.日5

本Cl14i.e5n%t的比Profi例。Copyright

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Aspose

Pty

Ltd.近年世界主要国家R&D与GDP的比较基础研究、应用研究和开发研究的比较基础研究应用研究开发研究目的寻求真理，扩展知识探讨新知识应用的可能性将研究成果用于生产领域性质探求发现新事物、新规律发明新事物完成新产品、新工艺，使之实用化、商品化内容 发现新事物、新现象 能性 的成果从事产品设计、产品试制、工艺改进成果成功率低较高高经费少较多，控制松多，控制严人员理论水平高、基础雄厚的科学家创造能力强、应用能力强的发明家知识和经验丰富、动用能力强的技术专家管理原则自由度大，管理时采用同行评议计划有弹性，期限较长，研究组织在适当时做出评价计划严格，有明确目标，期限较短，尊重和支持团体合作探求Ev基a础l应u用a研t究i的o可n

o运nl用y基.础研究、应用研究ed

with

Aspose.Slides

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.NET

3.5

Client

ProfiCo论p文yright

2论0文04或-专2利011

As专p利o设s计e书P、t图y纸、Lt样d品.第一节

引言1什么是新产品？新产品是指在性能、结构、材质和技术特征等方面（二）新产品的分类Evaluation

only.ed

wi或t多h

方As面p比os老e产.S品l有id显e著s

改fo进r和.提NE高T、3或.独5

创Cl的i，en具t有P使rofi用价值C和o推py广r价ig值h，t

可20产0生4-明2显01经1济A效sp益o的s产e

品Pt。y

Ltd.特征:

新颖性、先进性、经济性、风险性。第一节

引言新产品的研发更加重视以下方面顾客满意度,减少推出和生E产va一lu种at新i产on品o或nl提y.供一项新ed

with

A服sp务o所se需.S的l时id间es,for

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3.5

Client

Profi设Co计p对yr用ig户h方t

2便0的04产-2品01和1服A务sp，ose

Pty

Ltd.减少产品所用的材料,关注环境。3

新产品的发展方向

艺术化、个性化：即从产品的造型、色彩、质感和包装等方面使产品款式翻新，风格各异，体现独特的艺术品味。

高效、多能化：即在提高产品的效率和精度的前提下扩大同一产品的功能和使用范围复合化：即把功能上相互关联的不同单体产品发展为复合产品。小型化、轻便化：即改E进v产al品u结a构t，i减on少产o品nl的y零.、部件，缩小产品的ed

wit体h积A，s减po轻s其e重.量S，li使d之e便s于f操o作r、.携N带E、T运3输.以5及C安l装ie。nt

Profi

智能化Co、p知y识r化i：gh即t把一20般0人4需-要2长01期1学习As才p能o掌s握e的P知t识y和L技t术d.转化到产品中去，使产品功能“傻瓜化”。这可使许多专业性产品发展成大众产品，从而大大扩大这些产品的市场。第一节

引言（二）新产品的分类根据新产品与现有产品的创新程度，可分为：①改进型产品:对现有产品的功能的综合和改进。在产品额，确保近期现金流。活力，延长产品系列的生命周期，确保利润增长。如汽车新车型电脑芯片：286

386

486奔腾奔腾2奔腾3奔腾4③创新产品（突破产品）：全新产品，市场先入，需要对产品设计或流程进行革命性的变动，有利于企业保持持续的竞争力。第一台个人电脑IBM5150、东芝1985推出的第一台笔记本电脑、摩托罗拉1973年推出的第一部手机设计与制造流程中E稍v作al改u动at，i投on入o资n源ly少.。保持市场份ed

with如As当p年o推se出.的Sl新i款de汽s车f。or

.NET

3.5

Client

Profi②换代C产o品py：r更ig新h的t

解20决0方4-案2，01拓1宽A产sp品o系s列e

，Pt保y持L市td场.300提议4项重大1。7启动1成功1

2

3

4

5

6

7产品开发的成功率(三）新产品开发面临的问题1、压力费用高、成功率低、风险大、回报下降第一节

引言3000原始想E法valuation

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Aspose.Sl1i2d5小es项目for

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Client

Profi4

3

2

1

0Copyright

20049项-开20发11

Aspose

Pty

Ltd.第一节

引言•成本超过期望水平(成本过高)营销策略不适当上市时机不妥竞争者的反应14%13%10%8%2、新产品失败的原因：产品质量、上市时机、无潜在需求、新产品与当前需求不匹配、营Ev销a不lu利a等ti等o。n

only.ed

wit•h不A适sp当o的se市.场Sl分i析des

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3.5

3C2l%ient

Profi产品Co有p瑕yr疵ight

2004-2011

Aspos2e3%Pty

Ltd.第一节

引言3、开发动力：技术推动、市场牵引、同行竞争4、原则：技术与E市va场l匹ua配tion

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3.5

Client

Profi5、C新o产py品r开i开g发ht的2关0键04：-找20到1需1

求As，p用os技e术P实ty现L需td.求第二节

产品设计与开发阶段工艺设计

详细设计（工作图设计）产Ev品al构ua思tion

总on体ly设.计ed

wit产h

A品sp开os发e.Sli结de构s

f设or计.NET技3.术5设Cl计ient

ProfiCopyright

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Aspose

Pty

Ltd.第二节

产品设计与开发阶段一、产品构思1、来源:（1）企业内部：公司经理、员工和研究开发部门。参与部门研发部门

开发技术并设计产品2、构思模式：市场导向型：来自市场未被满足的需求。技术推动型：来原于技术的推动。（3）其它模式：来源于竞争对手的产品和服务；供应商；雇员；营销调研公司；大学、研究所或咨询公司等。（2）企业外部：经销E商v、al产u品a许t可i经o营n

者o和nl发y明.者。ed

with

As营p销o部se门.S识l别id目e标s市f场o并r预.测N产E品T需3求.5

Client

ProfiC运o作p部yr门ig供h应t商2的00选4择-与2制0造1流1程A的sp设o计se

Pty

Ltd.财务、会计和信息系统部门

支持作用第二节

产品设计与开发阶段二

结构设计过程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E体va结l构ua为ti止on的o一n系ly列.活动，是ed

wit企h

A业s生po产se活.动Sl中id的es重f要o环r.节N。ET

3.5

Client

Profi设计C阶op段yr决i定gh了t

产20品04的-性20能11、A质sp量o、se成P本ty。Ltd.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。第二节

产品设计与开发阶段二、结构设计过程总体设计通过市场需求分析，确定产品的性能、设计原则、计方案的经济效果的分析。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。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。技术参数、概略计E算v产al品u的at技i术on经o济n指ly标.和进行产品设ed

wi技t术h

设As计pose.Slides

for

.NET

3.5

Client

ProfiC将o技p术yr任i务gh书t中2确00定4的-2基0本11结A构s和po主s要e参Pt数y具L体t化d.，结构设计过程结构设计优化设计计算机绘图有限元设计原型修改NN评估决策Y工作图设计CAD利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作开始市场需求分析资料和图形库Eva总l体u设a计tion

only.ed

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As初p步o设se计.Slide原s型f产o品r

.NET

三3.维5几何Cl造i型ent

ProfiCopyright

Y2004-2011

Aspose

Pty

Ltd.第二节

产品设计与开发阶段产品构思产品制造设计产品设计审核产品最终测试产品进入市场及评估(源于市场需求及环境变化)(产品如何制造)(产品经济性)产品设计、试制和定型(产品是否满足需求)(产品是否成功)产品设计与开发过程示意产品可E行va性l研u究atio(产n

品o市nl场y调.查)ed

with

Aspose.Sl产i品de功s能设fo计r

.NE(产T品3价.值5分C析l)ient

ProfiCopyright

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Pty

Ltd.第二节

产品设计与开发阶段加工过程、工时消耗、设备和工艺装备需求三、工艺设计过程工艺设计是指按产品设计要求，安排或规划出从原材料E加v工al成ua产ti品o所n

需on要ly的.一系列ed

with

等As的po说s明e.。Slides

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.NET

3.5

Client

Profi是C结op构y设ri计gh过t程20和0制4-造20过11程A之s间po的se桥P梁ty。Ltd.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；另一方面作为生产的依据。工艺过程设计难度大，是技术系统中的瓶颈。第二节

产品设计与开发阶段质量要求材料设备利用率劳动量和制造成本等（三）编制工艺规程、工艺文件 指导工人进行生产（四）工艺装备的设计与制造工艺过程所需的工具工艺设计的目的是：在顾客可接受的价格下生产出功能和结构两方面都满意的产品。三、工艺设计过程工艺过程设计的程序包括：（一）产品图纸的工E艺v分al析u和at审i查on

only.ed

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A生sp产o类s型e工.艺Sl标i准d零e件s尺f寸or材料.N技E术T力3量.等5

Client

Profi（二）C拟o定py工r艺ig方h案t

2004-2011

Aspose

Pty

Ltd.工艺过程设计（材料和尺寸）选定加工条件计算加工时间决定加工毛坯

制定加工工艺选择机床决定加工工序内的操作顺序选择工装零件图工艺过程设计的程序包括Evaluation

only.ed

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3.5

Client

ProfiCopyright

2004-2011

Aspose

Pty

Ltd.第二节

产品设计与开发阶段为了使企业保持久的竞争力，必须不断向市场推出新的产品，为此，企业必须有效响应用户需求，并且能超过竞争对手。产品的市场寿命是有限的，因此，抓住机会的能力、快速开发出新产品、用很短的时间将产品推向市场，对一个企业而言是十分重要的。（三）设计鲁棒性强的产品和服务（稳定和可靠性强）四、产品设计的原则和绩效评价产品设计和选择应遵循以下几条原则（一）设计用户需要的Ev产a品lu和a服ti务on

only.ed

w（it二h）A设sp计o可se制.造Sl性i强de的s产f品or（.方N便ET生产3.）5

Client

Profi（四）设Co计p绿yr色i环gh保t产2品00（4考-2虑0环11保A要s求p）ose

Pty

Ltd.四

产品设计的原则和绩效评价表4－1：产品开发绩效评价指标edfi绩效指标度

量对竞争力的影响上市时间with

A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E数量valuat实际效果与计划效果的差异•s来p自o新s产e品的.销S售l比i例des

for顾客/竞争对手的响应时间设计的质量－接近市场的程度i•项o目n的频o率n－l模y型.的寿命.NET

3.5

Client

Pro生产率•C每o一p个y项r目的i研g究h发t展2周0期04-2每一个项目的材料及工具费用实际与计划的差异0•项1目1数A量s－p新o产品s设e计P与t开y发的L频t率d.项目的频率－开发的经济性质量舒适度－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－市场份额利润率第三节

生产流程设计与选择一、生产流程分类.1、按产品进行的生产流程：也叫对象专业化形式形成流水般的连续生产。汽车装配线电视机装配线适用于大批量生产类型Evaluation

only.ed

with

As以p产os品e或.S提li供d的es服f务o为r

对.N象ET，3按.照5

生Cl产i产en品t或Profi提供C服op务y的ri生g产ht要2求0，04组-2织0相11应A的s生po产s设e

P备t或y设Lt施d，.第三节

生产流程设计与选择设备与人力按工艺内容组织成一个生产单位，2、按加工工艺内容的生产流程：工艺专业化形式以所要完成的加工工艺内容为依据来构成生产流程，而不管是何种产品或服务对象Evaluation

only.ed

wit每h一A个sp生o产s单e位.只S完li成d相e同s或f相o似r工.艺N内E容T的3加.工5任C务l。ient

Profi适用于Co多p品y种r中i小g批ht量或20单0件4生-产2类0型11

Aspose

Pty

Ltd.3、按项目进行的生产流程：项目型所有工序或作业环节都按一定秩序依次进行，有些工序可以并行作业，有些工序又必须顺序作业。单件单项定制如：拍电影、音乐会、盖大楼等第三节

生产流程设计与选择二、产品——流程矩阵食品加工自动装配流水线化工、造纸制糖、面粉低损失应变能力效率生产流程产量（Ⅰ）多品种小 有限品种标准化大柔性成批生产大量生产连续生产产品结构顾客化低批量Ev（Ⅱa）

lu大a批t（iⅢ）on量o生n产l（Ⅳy）.单位成本ed

wit单h件生A产spo单s一e项.S目lides

for

.NET

丧3失.高5

Client

ProfiCopyright重2型0机0器4-2011

Aspose

Pty高Ltd.第三节

生产流程设计与选择三、影响生产流程设计的因素（一）产品/服务需求性质从需求的品E种va、l数ua量ti、o季n

o节n波ly动.性等方面ed

wit考h

A虑s对po生se产.能Sl力id的es影f响o，r.从N而ET决3定.5选C择li哪en种t类Profi型的生产流程。Copyright

2004-2011

Aspose

Pty

Ltd.（二）自制—外购决策本企业的生产流程主要受自制件的影响。自制件种类越多，批量越大，对生产系统的能力和规模要求越高，不仅投资高，生产准备周期也长。只抓关键零件的生产和整机产品的装配。第三节

生产流程设计与选择速地转换为生产另一种产品的能力。（多品种、中小批量生产情况下）三、影响生产流程设计的因素（三）生产柔性品种柔性

是Ev指al生u产at系io统n从on生l产y.一种产品快ed

with

Aspose.Slides

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.NET

3.5

Client

ProfiC产op量yr柔i性ght是2指00生4-产2系01统1快As速po增s加e

或Pt减y

少Lt所d.生产产品产量的能力。（在产品需求量波动较大或产品不能依靠库存调节供需矛盾时）（四）产品/服务质量水平（不同质量采用不同设备）（五）接触顾客的程度（根据顾客参与度高低来区别对待，如营业场所、服务的标准化等）第三节

生产流程设计与选择图4-9品种——产量变化与生产单位形式的关系随着A点到D点的变化，四、生产流程选择决策对选择生产单位形式影响最大的是1、产品品种数 2、每种产品产量的多少Evaluation

only.ed

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for单.位NE产T品成3.本5和产Cl品i品ent

ProfiCopyright

2004-20种1柔1性A都s是p不o断s增e加P的ty

Ltd.第三节

生产流程设计与选择费用（万元）01025工艺式成组式不同生产方式过程方案的费用变化Evaluation

only.对象式ed

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Client

Profi22C5opyright

2004-2011

Aspose

Pty

Ltd.11150费用（万元）0

5

10

25BE2

BE1

EP销售收入成组式ab假定采用成组式方式时1、BE1为盈亏平衡点，做出为亏损区，右侧为盈利区2、经营杠杆就是成本函数与销售收入之间的夹角。夹利润和亏损的变化率也小。反之则越大。3、销售预测的不确定越高，经营杠杆作用大的生产系统的风险越高。第三节

生产流程设计与选择经营杠杆的作用：预测所要生产的产品销售的不确定性很大时，则选用经营杠杆作用小的生产方式为好经营杠杆Evaluation

only.ed

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3.5

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Profi角小，经营C杠o杆p的y作ri用g小h，t

2004-2011

Aspose

Pty

L对td象.式想，再由产品设计人员完成产品的精确定义之后，交制造第四节

并行工程一、串行的产品设计方法1、定义：产品开发各个步骤在各部门之间顺序进行。2、流程：首先由熟E悉v顾al客u需at求i的on市o场nl人y员.提出产品构ed工w程it师h确As定p工os艺e工.S程l计id划es，f确o定r

产.N品E总T

费3.用5和Cl生i产en周t期P，rofi质量控制C人o员py做r出ig相h应t

的20质04量-保20证1计1

划As。pose

Pty

Ltd.3、缺点：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。串行工程（原有研发方式）及其弊端：市场调查与分析（串行工程图示）概念E设v计aluat初i步o设n计only.详细设计ed

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Aspose.Slides

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.NET

3.5

Client

ProfiCopyright

2004-2011

Aspose

Pty

Ltd.串行工程的弊端：各下游部门知识难以加入早期设计；各部门衔接松散，容易脱节，形成局限性。第四节

并行工程二、并行的产品设计方法1、定义：产品设计过程中各阶段领域专家共同参加的系统化产品设计方法。性、质量控制等问题同时加以考虑，以减少产品早期设不合理因素而对产品生命周期后续阶段造成不良影响，缩短研制周期。2、主要思想：设计时同时考虑产品生命周期的所有因素产品设计过程中各活动并行交叉进行不同领域技术人员全面参与和协同工作建立跨职能的产品开发小组Evaluation

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with

A其sp目o的se在.于Sl产i品de的s设f计or和.产N品ET的3可.制5造C性li、e可nt维P护rofi计阶C段o的py盲r目ig性h，t尽20可0能4-早2地0预11防A和s避po免s产e

品Pt设y计L阶td段.并行工程及其做法：市场调查与分析概念设计

初步设计

详细设计并行工程的做法：设计时考虑产品的全生命周期要求；设计各阶段在合适的程度上交叉并行；实现技术、资源、过程在设计中的集成；Evaluation

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Aspose.Sli（de并s行f工or程.图N示ET）3.5

Client

ProfiCopyright

2004-2011

Aspose

Pty

Ltd.第四节

并行工程并行的产品设计方法可装配性可靠性质量保证

顾客满意E功va能luation

only.ed

wit可h

制As造p性ose.Slides

for

.NET环3境.5保护Client

ProfiCopyright并2行00设4计-2011

Aspose

Pty

Ltd.产品设计时要考虑的因素表过程需求

设计

制造

营销

使用

终止阶段

阶段考虑因素产品

提高

易装功能

效率

配本、标性，操新立异）

作简便保护阶段E阶va段luat阶i段on

onl阶y.段ed

with

A顾sp客ose减.S低li易de制s

fo竞r

争.N力ET

3可.5靠C性lient

Profi需Co求pyr成ig本ht造2004-（20低11成As可po维se护Pt环y

L境td.第四节

并行工程3、流程：当初步的需求规划确定后，以产品设计人员为主，其他专业领域的人员为辅，共同进行产品的概念设计。概念设计方案作为E中v间al结u果at为i所on有o开n发ly人.员共享，开发ed

wit人h

员As以p此os作e为.S基l础id展e开s对fo应r的.概N念ET设3计.，5

如Cl工i艺en过t程P概rofi念方C按o、py后r勤ig支h持t方20案0等4-。2011

Aspose

Pty

Ltd.每一专业领域输出的中间结果既包括方案，又包括建议的修改意见。所有的中间结果经协调后，达成