工业工程管理方法应用于新产品研制管理的研究分析

工业工程管理方法应用于新产品研制管理的研究分析本文就有关工业工程管理方法的概念、价值以及应用作了阐述和分析，并结合本企业实际情况进行企业采用工业工程管理方法应用于新产品研制的应用分析和建议。工业工程管理方法应用于科研项目管理最早应用在美国潜艇北极星导弹发射项目，即首次利用计划评审技术网络图管理法(PERT)来系统进行项目管理。这种先进的管理方式使得产品质量得以提高，项目的研制周期和研制费用都大幅降低。从此工业工程管理技术在航空新品研制领域广泛应用，经过几十年的不断发展，在航空新品研制领域形成价值工程、质量管理、并行工程、项目管理为代表的现代工业工程管理技术。工业工程管理方法应用于新品研制管理的意义：缩短研制周期、降低研制费用、提高产品质量。所以有必要作深入的分析研究。一、如何开展并行工程来缩短新品研制周期并行工程(ConcurrentEngineering，简称CE)：是一种系统的集成方法，它采用并行方法处理产品设计及其相关的各种过程(包括制造和支持过程)。此方法要求产品开发人员在设计一开始就考虑产品整个生命周期内从概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户需求。CE的目标是企业开发新产品的目标，即：缩短开发周期、改善质量、降低成本，这也是CIM（ComputerIntegretedManufacturing）的目标。并行工程的两大要点：一并行工程强调设计的“可制造性”、“可装配性”、“可检测性”、“可使用性”、“可维修性”。二研制过程中的并行交叉，和在设计阶段后续部门就介入。所以，并行工程是对产品及其下游的生产和支持过程进行并行一体化设计的系统方法，是加快新产品开发的一种新模式。它将传统的制造技术与计算机技术、系统工程管理技术相结合，在产品开发的早期阶段全面考虑产品生命周期中的各种因素，力争使产品开发一次成功。1现行传统的研制机制与并行工程的区别及利弊分析1.1传统的工程设计是按阶段顺序进行的，是一个序列化的研制过程。其特点是：前—阶段的工作全部结束后才能进入下一阶段，并向下一阶段交付完整的成套资料。若前一阶段中工作存在失误，对下一阶段的工作造成困难，则前一阶段的有关工作将予以返工，即前段工作将重复迭代，直至问题解决。这种顺序式研制过程的不足是：由于各个阶段是相对独立的，故前段的设计人员往往只能在不能充分了解后续各阶段工作特性的情况下作出设计决策，因此不能很好地满足产品的可生产性和可保障性要求，容易造成返工、重新设计和较长的生产准备时间，从而使生产和保障费用过高，研制周期加长。1.2并行研制过程是不同研制阶段并行进行，且有一段搭接过程。其特点是：不同阶段的人员有了信息交流。后续阶段能发现前段设计中产生的矛盾和不协调以及存在的问题并能够及时反馈，使得前段设计工作在批准实施前能及时更改。采用并行研制优越性：采用并行的研制方法可以大为减少迭代循环，由于并行方法减少了重新设计和返工，减少了缺陷和产品故障率，所以会显著地缩短研制周期，降低了研制费用，提高了产品的质量。2本公司现状分析及改革创新建议2.1本公司现行新品研制体系和研制程序存在问题的分析本公司现行的新品研制体系仍是分专业、分部门的传统的金字塔管理模式，专业及职能部门自成体系，封闭管理，产品研制管理层次多，运作效率低，部门间横向协调能力差。多轮次的研制程序延续几十年无本质的改变，这种管理制度与过去不发达的科技水平相适应。在当今科技水平高度发达，特别是计算机技术在产品研制各方面的广泛应用，促成了产品研制的飞跃。所以传统的新品研制管理机制已经不适应当前市场环境要求。2.2研制体系、程序的改进和意识的转变2.2.1改进措施分析本公司新品研制中低效率、长周期、高成本、产生工作失误、扯皮、低质量的原因，借鉴被实践证明行之有效的先进的并行工程管理模式，来进行新品研制创新。2.2.2简化研制程序现行新品研制程序是设计、加工、装备、修改、再加工、再装备、再修改的多循环的研制程序。之所以多重设计、制造的目的就是增加保险系数，用多轮次的试制产品分阶段通过不同要求的检测、试验陆续发现问题，逐步解决问题。这不可避免造成产品研制的长周期和高成本。现代科技的发展已经创造出复杂产品一次成功的条件，如波音777飞机，如此大系统复杂的产品，借助并行工程管理技术和计算机技术，只进行了少量的试验验证，没有地面样机、初样、试样，一次成功。少循环的研制程序能极大缩短研制周期和降低研制成本。2.2.3工作入手点和着重点1)转变产品研制观念，学习先进管理技术；积极开展并行工程应用实施工作。2)引导设计人员由掌握基础的画图技能向具备综合设计技能的设计师的转变。不仅自我意识转变，还要综合素质的提高，这是因为新品研制改革创新的基础就是人的积极性、能动性和较高的工作素质。3)新品研制管理制度的创新极大加强产品设计阶段工作评审要求：如产品的可生产性、可检测性、维修性、可靠性、研制周期、成本等，并细化要求。每项要求应制定详细的定性定量分析指标和制定严格合适的评审程序和标准，以达到把问题隐患消除在设计阶段的目的。2.3产品图样设计阶段的并行工程2.3.1产品图样设计阶段主要问题分析产品图样设计阶段主要问题是：设计文件、工艺文件、产品之间的不协调。由于产品设计部门和制造部门没有事先的沟通交流，设计人员缺乏产品加工装配工艺方面的综合能力，在图样设计中存有问题。当工艺部门按照图样编制工艺文件时，或在零件加工装配时发现问题：如设计错误、选料错误、尺寸太严、尺寸干涉无法装配、产品性能达不到设计指标、环境试验不合格等问题。此时设计要进行更改，则相应工艺文件、工装等均要更改，零件重新加工，产品重新装配和检测试验。设计更改和返工是影响研制进度的最主要原因。2.3.2产品图样设计阶段的并行工程应用分析按照并行工程要求，应成立多学科多功能综合研制小组进行产品综合设计，即由设计部门、工艺部门、制造部门、采购部门、财务部门、质管部门人员组成综合小组进行产品设计，在产品设计阶段就将可能的工艺隐患消除或大大减少。由于本企业各部门相对独立，成立正式的综合小组现行体制下有困难且难管理。为了满足这一需求，可借鉴虚拟团队工作模式。虚拟团队：就是在虚拟工作环境（通过数字或电子通信的方式工作）下，由进行实际工作的真实的人们组成。企业把有可能素未谋面的人员透过移动电话、网络、电子邮件及视频会议等通信媒介组成所谓虚拟团队，以他们在知识、技能、视野、个性、文化等方面的共识与差异实现资源共享优势互补，解决组织所面临的日益复杂的技术和商业难题。以虚拟方式进行工作的主要好处是：对目标更加关注；能降低经营成本；能在现有最为出色的人员之间实现协作；减少了组织结构上时空变量的制约程度，有助于来自不同职能部门不同地域范围的人员进行有效的协调和沟通。2.3.3应用方案设想在本公司当前体制下，建议实行以下并行工程工作：1)在产品开始进行图样设计时，零件加工、装配主制单位工艺、标准化部门、材料器件供应部门、质管部门、财务部门就介入工作对产品图样对口审查，把以前只能在产品图样设计完的后续阶段才能发现的问题在图样设计阶段就发现更正。这虽然造成产品图样设计阶段时间增加，但大大减少了产品的设计更改和返工，产品总的研制周期会显著降低。例：对工艺并行参加设计工作优越性分析：a熟悉设计意图，正确了解设计思路，减少消化资料时间，极大缩短工艺文件的编制周期；b及时发现设计图样中的失误，避免了事后更改所需的大量时间；c对图样公差尺寸合适要求的讨论，协调产品性能、加工、装配的关系，简化加工工艺，缩短加工周期。2)充分利用计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺设计（CAPP）及计算机辅助制造(CAM)技术。采用IE原理和技术对原运行模式进行改造、优化或重组，使系统的结构、作业流程趋于合理，使系统的运作程序和数据处理趋与规范化和标准化。设计、工艺部门采用同样界面，相同软件，图样信息数据共享，大大加快后续工艺文件的编制，从而达到缩短研制周期的目的。3)改变传统的产品开发过程。从传统的串行产品开发流程转变成集成的并行产品开发过程。在设计早期工艺、制造参与设计过程，及时改进，使信息流动与共享的效率更高。4)实现数据库管理。开发协同工作环境，用于支持产品开发团队协同工作的网络与计算机平台。二、如何利用全面质量管理和可靠性技术来提高新研产品质量随着商品经济的发展和贸易的全球化，质量越来越为用户、企业所关注。二十一世纪被称之为“质量的世纪”，即二十一世纪着眼于质量和由此所产生的效益，是经济集约型增长的世纪，质量已不可避免地成为市场竞争的战略要素。实施全面质量管理（TQM）战略，采用先进的质量管理模式，将是二十一世纪追求卓越的企业的共同选择。全面质量管理就包括从产品开发、制造、辅助生产、供应服务、销售直到用户产品使用等全过程的质量管理。一般而论，高技术才能高质量，但并不是同等水平的专业技术都可以设计出同等的产品质量。不考虑科技水平因素，质量的高低主要决定于人的因素和质量管理机制，即先进的质量管理方法可以极大提高产品质量，体现提高产品设计质量实质的健壮设计就是成功的先进的质量现代管理方法。1健壮设计健壮设计定义：是一种系统设计方法，它使所设计的系统的性能对于制造过程中的波动或其工作环境(包括维护、运输和储存)的变化不敏感，而且尽管零、部件会漂移老化，系统仍能在其寿命期间以可以接受的水平维持工作。根据这一定义，健壮设计是一种把质量和可靠性设计到产品中去的先进设计思想，它的要点是使产品具有健壮性，对于内外各种干扰因素的影响不敏感，具有很强的抵抗能力，在各种条件下均能正常工作。2健壮设计价值、应用分析2.1健壮设计与我们传统设计的比较2.1.1传统设计在产品开发和设计阶段没有投入足够的力量，产品的生命力往往先天不足，到了制造与装配阶段，甚至交付使用后问题经常出现。健壮设计则是把主要精力集中在产品开发、设计阶段，使产品很健壮，生产阶段就比较顺利，交付使用后也很少需要返修。2.1.2传统设计方式在产品研制后期有大量的工程更改，甚至局部或全部重新设计，造成人力物力的重大损失和时间的拖延。健壮设计则是大部分的工程更改是在研制早期图样设计阶段，避免了后期返工。2.1.3传统设计方式以满足验收标准的上下限为目标，即便是合格的产品也存在较大波动；当产品不能满足要求时，往往用缩小容差指标的办法控制产品质量，造成大量产品超差报废。健壮设计则是以用户要求的指标作为目标值，用参数设计等方法控制产品的质量波动；对产品设计质量的评价是用质量信噪比和质量损失函数。2.1.4传统设计是当产品的问题暴露出来才着手去解决。健壮设计推行质量设计，把可能出现的问题和隐患消灭在早期，增强产品的生命力，从根本上提高产品的质量和可靠性。2.2健壮设计应用分析健壮设计的指导思想是以顾客的需求为牵引，充分体现质量是消费者满意的程度这一理念。采用质量功能展开，用三次设计等方法精心优化设计方案，把问题解决在设计阶段，以最小的代价获得高质量、高可靠性的健壮产品。2.3质量功能展开质量功能展开是健壮设计的首要步骤，它是将用户需求逐层分解展开为产品的设计要求，子系统、零部件设计要求生产工艺要求等，并采用加权评分的方法对设计、工艺要求的重要性作出评定，标识出产品的关键部件、关键工艺，从而为三次设计的开展确定方向。2.4三次设计系统设计（一次设计）：即功能设计，达到技术指标要求，实现产品功能；参数设计（二次没计）：是提高质量的关键方法；容差设计（三次设计）：是控制影响因素的方法。2.5QFD质量功能展开的台阶式工作过程采用矩阵（也称质量层）的形式，将客户需求逐步展开，分层地转换为产品工程特性、零件特性、工艺特性和质量控制方法。在展开过程中，上一步的输出就是下一步的输入，构成台阶式分解过程。QFD从客户需求开始，经过4个阶段即四部分解，用四个矩阵，得出产品的工艺和质量控制参数；这4个阶段是：QFD台阶式分解过程A产品规划阶段通过产品规划矩阵，将顾客需求转换为技术需求（最终产品特征），并根据顾客竞争性评估（从顾客的角度对市场上的同类产品进行的评估）和技术竞争性评估（从技术角