产品开发和技术选择

产品开发和技术选择本章学习目的1.理解产品开发对生产过程成本的影响；2.理解新产品的概念及分类；产品结构及其选择；3.掌握新产品研发的一般原则、方向；了解新产品研发的动力模式；4.了解产品设计与开发过程；5.了解新产品的设计方法。4.1引言4.2产品设计与开发过程4.3生产流程设计与选择4.4产品设计与开发的组织方法4.5价值工程本章主要内容4.1引言4.1.1产品设计的背景特征4.1.2新产品开发的重要性4.1.3现代企业的研究与开发4.1.1产品设计的背景特征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。6不创新，就死亡。——艾柯卡2225384654日日创新。——日本索尼公司7一个新产品从构思、设计、试制到商业性投产新产品开发周期大大缩短二次大战期间战后到60年代70年代以后现在19世纪80510152025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9扩大市场份额溢价快速响应竞争制定行业标准4.1.2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70%6%20%36%7%40%3%18%成本的决定因素实际成本消耗此外：（1）产品制造效率的70%—80%是在设计和工艺阶段决定的；（2）所有质量的40%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，是提高企业竞争力的关键。4.1.3现代企业的研究与开发研究与开发（ResearchandDevelopment，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1.基础研究。进行的是探索新的规律、创建基础性知识的工作。（１）纯基础研究。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。（２）目标基础研究。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。２.应用研究。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。3.技术开发研究。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。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1、投入期R&D着重于改进产品的功能和特征从多种新型号中筛选出最好的，确定产品的基型设计2、成长期产品创新转向工艺创新致力于产品的标准化和工艺的合理化3、成熟期产品创新和工艺创新减少趋于稳定R&D集中在技术服务和工艺改进二、新产品的概念与分类你觉得什么样的产品才算是新产品？17三、新产品的分类按产品的新颖程度可分为四类仿制型产品改进型产品换代型产品全新型产品18仿制型产品指根据外来样机或技术专利制造的产品。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！19三、新产品的分类改进型产品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。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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，还能洗……，地瓜！20换代型产品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，使产品性能有重大突破的产品。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。MotoralaDynaTac8000Nokia6110SumSungSGHM10021Nokia6610SumSungSGH-V200HTCTouchAppleiPhone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》22全新型产品指采用科学技术的新发明所生产的产品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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。23新产品开发的动力模式技术导向型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晶体管、汽车、飞机、电视、计算机、……市场导向型从市场需求出发进行新产品开发，“市场—研究开发—生产—市场”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。新产品开发的关键：找到需求,用技术实现需求。原则: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1234567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力你认为有哪些因素会影响新产品研发的成败？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。4.产品开发时间过长，失去占领市场的好时机。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三大矛盾:1.产品的质量与产品的成本形成的矛盾；2.产品的质量与创新产品的时间限制形成的矛盾；3.产品成本与有限时间之间形成的矛盾。如：铱星计划的失败4.2产品设计与开发阶段4.2.1产品构思4.2.2结构设计过程4.2.3工艺设计过程4.2.4产品设计的原则和绩效评价一般产品开发过程由三个阶段构成产品构思结构设计工艺设计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中间结果中间结果干预指令图4－1：产品设计过程描述产品开发过程构思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4－2:产品构思来源图4.2.1产品构思奇瑞QQ——雪佛兰spark比亚迪F3——丰田花冠比亚迪F0——丰田aygo吉利熊猫——丰田aygo比亚迪F6——本田雅阁奔驰CLKMINICooperVS力帆320长城酷熊——丰田scionBB长城精灵——菲亚特熊猫双环小贵族——奔驰smart双环CEO——宝马X5飞碟UFO——丰田RAV44.2.2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图4－3：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。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。4.2.3工艺设计过程工艺过程设计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；另一方法作为生产的依据。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麦当劳的新产品麦当劳的结构设计肉饼的原料必须由83％的肩肉与17％的五花肉混制而成；面包的规格在17厘米（指直径），面包中的气泡全部为5厘米汉堡包从制作到出炉必须有5秒钟；一个汉堡包净重1.8盎司，其中洋葱的重量为0.25盎司；产品制作超过一定的期限（其中汉堡包出炉后的时限为12分钟，薯条炸好后是7分钟），一律不准再卖给顾客；汉堡包饼面上若有人工手压的轻微凹痕，必须丢弃；与汉堡包一起卖出的可口可乐必须是4℃4.2.4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）。鲁棒性就是系统的健壮性。它是在异常和危险情况下系统生存的关键。比如说，计算机软件在输入错误、磁盘故障、网络过载或有意攻击情况下，能否不死机、不崩溃，就是该软件的鲁棒性。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4－1：产品开发绩效评价指标4.3生产流程设计与选择一、生产流程分类二、产品——流程矩阵三、影响生产流程设计的主要因素四、生产流程选择决策一、生产流程分类生产过程设计（ProductionProcessDesign），或称生产流程设计。就是根据产品或服务的特点，详细描述生产过程的具体步骤。根据生产类型的不同，生产流程有三种基本类型：按产品进行的生产流程按加工路线进行的生产流程按项目进行的生产流程按产品进行的生产流程按产品/服务形成过程的要求组织设备，形成流水般的连续过程，又称为流水线（FlowLine）。这种形式适用于大量大批生产类型按工艺特点的生产流程面对多品种产品或服务，只能将完成相同工艺的设备组织到一起。又称作工艺专业化形式，适用于多品种中小批量或单件生产类型按项目进行的生产流程项目是一次性的，且不重复。二、产品——流程矩阵使生产系统的组织与市场需求相适应单件生产成批生产大量生产连续生产低生产流程广告重型机器中型机器食品加工汽车装配电视机食糖面粉高柔性单位成本顾客化(低产量)多品种(中低产量)品种较多(中批生产)标准化产品(大量生产)三、影响生产流程设计的主要因素产品/服务需求性质：数量、品种、季节波动性；自制－外购决策生产柔性：品种柔性和产量柔性产品/服务质量水平接触顾客的程度四、生产流程选择决策在选择生产单位形式时，影响最大的是品种数的多少和每种产品产量的大小对象专业化形式，大量生产对象专业化形式，批量生产成组生产单元和工艺专业化混合形式工艺专业化形式批量品种对选择的方案进行经济上的分析1025产量（万件）O50111225对象（产品）式成组生产单元工艺式费用（万元）不同生产过程方案的费用变化运用“经营杠杆”进行经济分析EP2产量对象式成组生产单元销售收入费用不同生产流程方案的经营杠杆EPEP14.4产品设计与开发的组织方法4.4.1串行的产品设计方法4.4.2并行的产品设计方法4.4.3并行工程的实施和技术4.4.1串行的产品设计方法需求分析结构设计工艺设计制造b)并行过程a)串行过程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