产品开发、工艺设计与技术选择课件

產品開發、工藝設計與技術選擇第一節產品開發與企業R&D一、關於定制生產

1.原因滿足需要；增加收益；降低庫存；提升能力。2.對企業的要求■研發能力強；（投入、設備、人員）■生產製造系統柔性好：設備先進、柔性好、效率高。■研發、生產、行銷介面管理能力強3.優缺點■優點：滿足用戶需要；貨款回收通常不是問題；削減企業庫存。■不足：單品種批量小，單位成本高。從手工作業到大量生產是個跨越，從大量生產到大量定制生產又是一次跨越。它將生產者和顧客最好地結合起來。二、研發的含義研究開發的統稱。研究包括基礎研究和應用研究，開發是指試驗與發展。■基礎研究是關於一些基本理論的研究和探索；■應用研究是某些應用技術的探索和創新；■試驗與發展是指新產品開發。我國企業基礎研究投入嚴重不足，技術創新主要集中在試驗與發展方面。三、新產品開發1.新品開發動因（1）需求拉動；（2）競爭推動；產品優勢？技術優勢？競爭優勢？持續的優勢？為什麼新產品開發愈發重要？2.產品開發過程（1）產品構思：創意與篩選；（2）產品設計：總體設計和具體加工單元設計；（3）工藝設計：毛坯選擇，設備選擇，工裝、工藝、工時消耗確定等。國家日本美國法國英國韓國中國巴西印度R&D/GDP2.7—2.92.6—2.72.422.082.00.5—0.71.10.93.新產品開發特點■週期長■投入大■風險高■收益不確定？，，，為何國內企業不願意搞研發？

0123456階段4.新產品研發成功曲線0-1：3000個原始想法；1-2：300個提議；2-3：125個小專案；3-4：9項開發；4-5：4項重點；5-6：1.7項啟動；最後僅有一項成功！新品研發成功曲線N3M公司知道千萬個新產品構思可能只能成功一～二個。一個有價值的口號是“為了發現王子，你必須與無數個青蛙接吻。接吻青蛙“經常意味著失敗，但3M公司把失敗和走進死胡同作為創新工作的一部分。其哲學是”如果你不想犯錯誤，那麼什麼也別幹”。5.新品開發失敗（商業化）的幾個原因（1）設計缺陷產品設計缺陷，工藝設計缺陷（2）使用成本高（功能缺陷/費用高）實際價格=購買價格+使用成本；（3）生產瓶頸設備或工藝方面，人員方面。不能製造或不能便於製造。（4）行銷不力。好酒也怕巷子深結合新品開發的步驟進行分析第二節研發與產品研發組織一、研發（創新）主體演化路徑：個體——組織——網路■企業家主體論■國家主體論■企業主體主體論■大企業主體論■多主體論企業是研發或技術創新的天然主體。但是我國特殊國情導致目前我國企業的技術創新主體地位不是很明確。二、企業系統構成1.製造子系統2.經營子系統3.組織子系統4.技術子系統技術創新子系統是指企業整個系統中承擔技術開發任務的子系統，包括產品構思、產品設計、工藝計畫制定等主要工作的系統。以產品設計和工藝設計為主。三、技術子系統與其他子系統關係1.製造子系統是技術系統的基礎和依據，技術子系統運轉應考慮製造資源約束。2.經營子系統反映市場供求資訊，產品研發源於市場需求預測並影響企業的經營發展，產品研發也要考慮上游供給資源的約束。3.組織子系統貫穿於各企業子系統當中，它是技術子系統有效運轉的保證：建立組織架構，協調資源。四、產品開發與成本1.產品/工藝設計時間占整個產品開發時間（100%）的比例設計時間：55%製造22%裝配23%注意：這裏的產品開發過程也包括了製造和裝配階段！2.產品成本的決定因素構成及實際成本消耗構成示意圖注釋：1.設計階段實際消耗成本很少，但其對成本的影響程度卻很大。2.材料採購階段對成本的影響作用（權重）很小，但其本身消耗的成本很高。3.產品開發過程成本曲線（成本累積曲線）：波音公司成本%100806040200產品設計工藝設計製造裝配產品研發階段決策成本消耗成本A決策成本與實際消耗成本的累積曲線4.在不同的產品開發階段改變設計對成本的影響

0概念設計產品設計工藝設計製造裝配改變設計引發的成本具體設計階段相對於行銷、生產而言，研發往往難以程式化、標準化，其複雜性、專業性和整合性日益提高，因此，研發環節往往更為容易確立競爭優勢，這也是技術創新為何愈發重要的一個原因。五、產品開發活動的主要內容1.產品設計產品整體設計與具體加工單元的設計。2.工藝過程設計內容包括毛坯、加工設備、加工人員、加工工藝、工裝等的確定。六、產品設計過程1.總體設計根據需求確定產品的主要性能、大致圖樣、主要技術參數。2.具體單元設計確定產品基本結構和參數具體化（光潔度、園角、倒角等）。3.工作圖設計根據總體設計和技術設計，確定主要尺寸和設計細節，逐步完善，最終繪製產品和零件構成圖樣以及有關技術檔，為製造裝配提供依據。

P92，圖4——10七、產品設計的幾個要求1.多方位滿足用戶需要2.符合採購方面的要求3.便於製造和形成規模4.環保要求：製造\使用\用後環保5.生命週期長和需求旺盛

效果差效果好0T0TQQ八、工藝設計的基本內容1.工藝設計的作用它是產品設計過程和製造過程之間的橋樑，它把產品結構數據轉化為生產指令數據。2.工藝設計的前提工藝設計前檢查產品設計工作，若產品設計本身不好或者製造裝配階段難以實現，則回饋給產品設計階段進行產品設計的改進；若產品設計無問題，進行工藝設計，同時工藝設計轉為生產指令的依據。決定毛坯材料和尺寸選擇機床零件圖制定加工工藝選擇加工條件計算加工時間選擇工藝裝備確定加工工序的操作順序3.工藝設計的內容（以零件加工為例）工藝裝備簡稱工裝，它是為實現工藝過程所需的工具、夾具、卡具、量具、模具等的總稱。其作用是為了保證加工品質和提高生產效率。4.工藝設計的程式（1）產品圖紙的工藝分析和審查產品結構是否合理，零件形狀尺寸和配合是否合理，企業在現有技術力量、設備條件下生產製造的可行性（是否能夠製造與便於製造）。（2）擬定大體工藝方案確定工藝及要求，確定關鍵件的加工方法和加工路線等。（3）編制具體工藝規程（方案）是指導工人加工的具體檔。包括零部件製造方法（零件圖及加工說明）、加工順序、毛坯與設備選擇、工裝的確定等。第三節生產流程設計與選擇一、生產流程的分類1.對象專業化形式（流水線形式）即流水線生產，又稱對象專業化生產。該流程形式適合大批量生產類型。生產流程：工件加工所經由的路線或工藝過程。罐裝封蓋打碼單一工作地2.工藝專業化形式專業化生產。該形式適用於多品種中小批量或單件產品的生產類型。設備1設備2設備1設備2設備3設備1設備2設備3工作地1工作地2工作地3二、影響流程設計的主要因素1.產品特性標準化產品？個性化的產品？2.產品/服務的品質要求品質要求決定設備選擇和流程設計標準。3.顧客參與程度顧客參與十分重要。如研發、理髮。三、生產流程的選擇決策1.品種——產量與流程形式的關係■品種少、批量大的標準化產品可以採用對象專業化形式；■品種多而批量小的個性化產品通常採用工藝專業化形式；■零件有眾多相似性的可以進行成組生產。對象專業化形式成組生產單元工藝專業化形式品種/產量與生產流程（加工單位）形式之間的關係品種0批量工藝專業化形式成組生產單元對象專業化形式

0Q1Q2Q3產量成本費用工藝專業化：總固定成本低，單位變動成本高；對象專業化：總固定成本高，單位變動成本低；成組生產：適中。成本曲線2.不同生產流程形式下產量與費用關係3.不同生產流程下的經營杠杆經營杠杆：由於固定成本的存在引起的EBIT（earningsbeforeinterestingandtax，息稅前收益）的變動大於銷售收入變動的現象。注：總固定成本不變，單位固定成本隨產量上升而下降；單位變動成本不變，總變動成本隨產量上升而上升。

P-單價;b-單位變動成本；Q-銷量；F-固定成本；EBIT0-基期（大於0）；EBIT1-計畫期。EBIT0=PQ-bQ-F=(P-b)Q-F①令:R=P△Q/PQ=△Q/Q,即銷售量（收入）增長率;有：(1+R)EBIT0=(1+R)(P-b)Q—(1+R)F即：(P-b)(1+R)Q=(1+R)EBIT0+(1+R)F②又因：EBIT1=(P-b)(1+R)Q—F，故：EBIT1=(1+R)EBIT0+RF=EBIT0+R(EBIT0+F)③△EBIT=EBIT1—EBIT0=R(EBIT0+F)故：△EBIT/EBIT0=R(EBIT0+F)/EBIT0=R+RF/EBIT0＞R④若F=0，則兩者同步增長。經營杠杆大小由杠杆係數（DOL）來衡量，杠杆係數越大則杠杆作用越大。DOL恒大於1，即EBIT變化大於銷售收入變化。（上式中的EBIT為基期的，且大於0）DOL大小取決於變數F和EBIT：若EBIT固定，F越大則DOL越大，杠杆作用越大，風險越大；反之則反是。這種情況下，DOL可以近似看成銷售收入曲線與成本費用曲線的夾角：固定成本越大，即夾角大，則杠杆作用大，利潤或虧損變化率大；固定成本越小，即夾角小，則杠杆作用小，利潤或虧損變化率小。見下圖。◆杠杆作用實質就是固定成本在起作用，隨著產銷量Q增加導致的單位固定成本降低而使得EBIT變化大於銷售收入變化。銷售收入的增加途徑：銷量的增加。EBIT增加途徑：①銷量的增加；②單位固定成本隨著銷量的增加而下降。成本F0虧損區Q0Q2盈利區QEBIT0Q1Q成本收入曲線成組生產對象專業化收入曲線成本曲線A這裏假定兩種佈置EBIT相同，DOL取決於各自的固定成本。以A點為軸，順時針旋轉成本曲線，固定成本變大，夾角變大，利潤或虧損的變化率大。在Q1點，兩者的EBIT相等。當Q＜Q1時，採用成組生產方式；當Q＞Q1時，採用對象專業化方式。F1F2

需求分析產品設計工藝設計製造裝配適用於簡單產品開發：開發過程簡單，一次成功。問題：週期長；改變設計成本高。一、產品開發的兩種方式1.串行開發過程第四節並行工程——產品開發新方法2.並行開發過程並行開發各項活動交叉進行，階梯漸進，存在一個動態調整修正的過程：各階段設計更加合理，返工成本小；開發週期縮短。適用於複雜產品開發。結構概念方案、工藝概念方案產品初步方案、工藝初步方案產品詳細方案、工藝詳細方案並行的產品設計方法存在一個動態修正或調整的過程製造裝配詳細設計初步設計概念設計二、並行設計（開發）大體工作思路三、零部件的標準化與成組技術1.標準化有利性零件標準化、系列化、大量生產模式的創始人是福特先生，其發源地是福特汽車。①減少零部件種類，減少設計工作量；②提高設計與生產品質；③並實現大批量生產和降低零件製造成本。2.