第4章产品服务设计和技术选择

生产与运作管理Production&OperationManagementTheSchoolofManagementHUST《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著第3章产品/服务设计和技术选择第一节引言第二节产品设计与开发过程第三节产品设计与开发的组织方法第四节生产流程设计与选择《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著第一节引言一、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：新产品/服务开发是实现企业竞争战略的需要技术进步越来越快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产品研制开发的难度越来越大可持续发展的要求《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著二、新产品/服务开发的重要性有利于增强企业的市场竞争力有利于扩大市场份额适应个性化定制生产的需要产品更新换代的需要《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著产品设计时间占开发时间的近60%，所以，为缩短新产品上市准备时间，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。设计时间55%制造时间22%装配时间23%产品开发时间100%研发的效率直接影响企业在时间上的竞争能力设计时间占据产品开发时间的主要位置并行工程（concurrentengineering）缩短产品开发周期的方法与技巧《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著70%20%7%3%6%36%40%18%设计阶段制造阶段材料阶段其它阶段成本比例成本的决定因素实际成本消耗《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著三、现代企业的研究与方法1.研究与方法的分类研究与方法（ResearchandDevelopment，简称R&D）包括基础研究、应用研究和技术开发。基础研究进行的是探索新的规律、创建基础性知识的工作。应用研究是将基础理论研究中开发的新知识、新理论应用与具体领域。技术开发研究是将应用研究的成果经设计、试验而发展成为新产品、新系统和新工程的科研活动。《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著2.新产品的分类新产品是指在技术、性能、功能、结构、材质等一方面或几方面具有先进性或独创性的产品。改进型产品（对老产品的改进与完善，创新程度最小的一类新产品）换代产品（产品基本原理不变，因部分采用新技术使产品性能有重大突破）创新产品（采用科学技术的新发明所开发的产品，它是创新程度最高的一类新产品）《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著费用高、成功率低、风险大、回报下降3000个原始想法300个提议125个小项目9项开发4项重大1.7个启动1项成功10n432101234567你认为有哪些因素会影响新产品研发的成败？新产品开发面临的压力《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著据调查产品开发失败的原因，大致归纳为以下几点1.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。3.成本过高，或营销不利4.产品开发时间过长，失去占领市场的好时机。《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著第二节产品设计与开发阶段一般产品开发过程由以下三阶段构成:产品构思结构设计（总体设计、技术设计、详细设计即工作图设计）工艺设计《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著技术活动过程需求环境功能需要设计参数结构设计过程功能需要工艺变量工艺设计过程生产指令生产过程顾客域功能域物理域制造域技术活动生产活动《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著需求分析结构设计协调工艺设计协调输入产品功能中间结果协调结果产品规格干预指令协调结果工艺计划协调结果中间结果中间结果干预指令图3－4：产品设计过程描述《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著一、产品构思产品开发过程构思R&D•对市场需求的分析•技术的推动•竞争对手的产品和服务来源于来源于开始图3－5:产品构思来源图《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著二、产品结构设计过程产品结构设计过程包括从明确设计任务开始，到确定产品的具体结构为止的一系列活动。设计阶段决定了产品的性能、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，（见图3－6）《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著结构设计过程市场需求分析工作图设计技术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图3－6：结构设计过程《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著结构设计过程总体设计通过市场需求分析，确定产品的性能、设计原则、技术参数、概略计算产品的技术经济指标和进行产品设计方案的经济效果的分析。技术设计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。《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著结构设计过程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。《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著三、工艺过程设计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、工时消耗、设备和工艺装备需求等的说明。是结构设计过程和制造过程之间的桥梁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。《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著工艺过程设计工艺过程设计的程序包括：产品图纸的工艺分析和审查拟订工艺方案编制工艺规程工艺装备的设计与制造决定加工毛坯（材料和尺寸）选定加工条件计算加工时间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《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著四、产品设计的原则和绩效评价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）《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著产品设计的原则和绩效评价绩效指标度量对竞争力的影响上市时间•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•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•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•利润率表3－1：产品开发绩效评价指标《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著第三节产品设计与开发的组织方法需求结构设计工艺设计制造a）串行工程b）串行工程ΔT1988年，美国防御分析研究所以武器生产为背景，对传统的生产模式进行了分析，首次提出了并行工程的概念。1992年引入我国。《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著串行的产品设计方法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。产品开发工作流程：市场人员提产品构想质量控制人员作质量保证计划确定产品总费用和生产周期制造工程师确定工艺工程设计人员完成产品定义《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著关于串行产品开发过程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。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。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。《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著并行的产品设计方法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。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《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著并行工程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。并行工程可制造性可装配性质量保证顾客满意可靠性环境保护功能《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著并行式设计模块绿色度评估指标概念设计结构设计工艺设计加工装配储运销售使用维护废弃后处理考虑环保条件下的并行式绿色设计的产品开发过程资源性指标能耗性指标环境性指标经济性指标《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著设计时同时考虑产品生命周期的所有因素（研制）研究市场制定产品规格设计开发适用性供应单位采购制定工艺研究销售生产检验工序控制测试仪器仪表以及设备装置服务市场《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著并行工程的主要思想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。设计过程中各活动并行交叉进行不同领域技术人员的全面参与和协同工作高效率的组织机构《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著并行产品开发流程特点产品设计的各阶段是一个递阶渐进的连续过程，注意粒度和清晰度粒度是设计人员在设计过程中所考虑和处理问题要素的大小。清晰度是设计对象在相应粒度水平上的确定性的度量。产品设计过程和产品信息模型经历从定性到定量、从模糊到清晰的演化产品设计过程和工艺设计过程是并行展开，同时进行。《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著时装市场的信息收集、需求分析设计理念提炼和优化设计主题的确定概念产品的设计实体时装产品设计时装产品制作工艺设计综合优化与评价时装综合设计方案输出时装设计的知识库时装并行设计的流程图《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著并行工程技术1）虚拟设计:面向并行工程的DFx设计模式体现了开发的集成过程2）产品数据管理3）产品系列化，零部件标准化、通用化4）成组技术5）减少变化方案《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著并行工程人员构成环保人员开发小组顾客供应商质量人员制造人员人员装配人员营销人员设计人员跨职能小组生产财务供应采购用户设计工艺其他《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著总经理设计生产制造销售财务、人力等供应商服装经销商其他相关人员时装开发并行工程项目组时装开发的并行工程工作模式的组织结构平台《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著计算机技术在产品设计中的运用1）CAD/CAPP2）计算机支撑技术3）拟实产品开发在许多工业发达的欧美国家,服装ＣＡＤ/ＣＡＭ系统在服装企业中拥有率高达70%以上,在我国台湾服装ＣＡＤ/ＣＡＭ技术拥有率也达到30%,而我国40000多家服装企业服装ＣＡＤ/ＣＡＭ普及率才刚刚突破1%的大关。《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著并行工程案例1.美国“战区高空领域防御”(Thaad)的开发该计划是由美国洛克希德(Lockheed)导弹与空间公司(LMSC)于1992年10月接受了美国国防部(DOD)用于的新型号导弹开发，该公司的导弹开发一般需要5年时间，为缩短开发周期，公司采用了并行工程的方法。1）具体的实行如下：（1）改进产品开发流程。在项目工作的前期，LMSC花费了大量的精力对Thaad开发中的各个过程进行分析，并优化这些过程和开发过程支持系统。采用集成化的并行设计方法。《生产与运作管理》陈荣秋、马士华编著（2）实现信息集成与共享。在设计和实验阶段,一些设计、工程