《生產(chǎn)與運(yùn)作管理》課件chapt產(chǎn)品開發(fā)

生產(chǎn)與運(yùn)作管理

Production&OperationsManagement2/3/20231生產(chǎn)與運(yùn)作管理第3章產(chǎn)品/服務(wù)設(shè)計(jì)和技術(shù)選擇2/3/20232生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.1引言

3.1.1

產(chǎn)品設(shè)計(jì)的背景特征

3.1.2新產(chǎn)品/服務(wù)開發(fā)的重要性

3.1.3現(xiàn)代企業(yè)的研究與開發(fā)2/3/20233生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.1.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)的背景特征20世紀(jì)90年代以來，企業(yè)所處的市場競爭環(huán)境日趨嚴(yán)峻，正面臨著前所未有的壓力：新產(chǎn)品/服務(wù)開發(fā)是實(shí)現(xiàn)企業(yè)競爭戰(zhàn)略的需要。技術(shù)進(jìn)步越來越快。用戶的要求越來越苛刻，用戶需求呈現(xiàn)出多樣化、個性化的特點(diǎn)。產(chǎn)品研制開發(fā)的難度越來越大。可持續(xù)發(fā)展的要求。2/3/20234生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.1.2新產(chǎn)品/服務(wù)開發(fā)的

重要性重要性產(chǎn)品更新?lián)Q代的需要有利于增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭力有利于擴(kuò)大市場份額適應(yīng)個性化定制生產(chǎn)的需要

2/3/20235生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.1.3現(xiàn)代企業(yè)的研究與方法

研究與方法的分類

研究與方法（ResearchandDevelopment，簡稱R&D）包括基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和技術(shù)開發(fā)。基礎(chǔ)研究進(jìn)行的是探索新的規(guī)律、創(chuàng)建基礎(chǔ)性只是的工作。應(yīng)用研究是將基礎(chǔ)理論研究中開發(fā)的新知識、新理論應(yīng)用與具體領(lǐng)域。技術(shù)開發(fā)研究是將應(yīng)用研究的成果經(jīng)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)而發(fā)展成為新產(chǎn)品、新系統(tǒng)和新工程的科研活動。

2/3/20236生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.1.3現(xiàn)代企業(yè)的研究

與方法（續(xù)）新產(chǎn)品的分類新產(chǎn)品是指在技術(shù)、性能、功能、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等一方面或幾方面具有先進(jìn)性或獨(dú)創(chuàng)性的產(chǎn)品。改進(jìn)型產(chǎn)品（對老產(chǎn)品的改進(jìn)與完善，創(chuàng)新程度最小的一類新產(chǎn)品）換代產(chǎn)品（產(chǎn)品基本原理不變，因部分采用新技術(shù)使產(chǎn)品性能有重大突破）創(chuàng)新產(chǎn)品（采用科學(xué)技術(shù)的新發(fā)明所開發(fā)的產(chǎn)品，它是創(chuàng)新程度最高的一類新產(chǎn)品）2/3/20237生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)過程

3.2.1產(chǎn)品構(gòu)思

3.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程

3.2.3工藝設(shè)計(jì)過程

3.2.4產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原則和績效評價2/3/20238生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.2.1產(chǎn)品構(gòu)思一般產(chǎn)品開發(fā)過程由以下三階段構(gòu)成:產(chǎn)品構(gòu)思結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（總體設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)）工藝設(shè)計(jì)2/3/20239生產(chǎn)與運(yùn)作管理需求分析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)工藝設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)輸入產(chǎn)品功能中間結(jié)果協(xié)調(diào)結(jié)果產(chǎn)品規(guī)格干預(yù)指令協(xié)調(diào)結(jié)果工藝計(jì)劃協(xié)調(diào)結(jié)果中間結(jié)果中間結(jié)果干預(yù)指令圖4－1：產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程描述3.2.1產(chǎn)品構(gòu)思（續(xù)）2/3/202310生產(chǎn)與運(yùn)作管理產(chǎn)品開發(fā)過程構(gòu)思R&D對市場需求的分析技術(shù)的推動競爭對手的產(chǎn)品和服務(wù)來源于來源于開始圖4－2:產(chǎn)品構(gòu)思來源圖3.2.1產(chǎn)品構(gòu)思（續(xù)）2/3/202311生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程包括從明確設(shè)計(jì)任務(wù)開始，到確定產(chǎn)品的具體結(jié)構(gòu)為止的一系列活動。設(shè)計(jì)階段決定了產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、成本。產(chǎn)品設(shè)計(jì)一般分為總體設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)。工作圖設(shè)計(jì)三個階段，（見圖4－3）2/3/202312生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程（續(xù)）市場需求分析工作圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)三維幾何造型計(jì)算機(jī)繪圖有限元設(shè)計(jì)資料和圖形庫原型修改總體設(shè)計(jì)開始初步設(shè)計(jì)原型產(chǎn)品評估決策NNYYCAD圖4－3：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程2/3/202313生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程（續(xù)）總體設(shè)計(jì)通過市場需求分析，確定產(chǎn)品的性能、設(shè)計(jì)原則、技術(shù)參數(shù)、概略計(jì)算產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)效果的分析。技術(shù)設(shè)計(jì)將技術(shù)任務(wù)書中確定的基本結(jié)構(gòu)和主要參數(shù)具體化，根據(jù)技術(shù)任務(wù)書所規(guī)定的原則，進(jìn)一步確定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，以總圖、系統(tǒng)圖、明細(xì)表、說明書等總括形式表現(xiàn)出來。2/3/202314生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程（續(xù)）工作圖設(shè)計(jì)根據(jù)技術(shù)設(shè)計(jì)階段確定的結(jié)構(gòu)布置和主要尺寸，進(jìn)一步作結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，逐步修改和完善，繪制全套工作圖樣和編制必要的技術(shù)文件，為產(chǎn)品制造和裝配提供確定的依據(jù)。2/3/202315生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.2.3工藝設(shè)計(jì)過程

工藝過程設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)是指按產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，安排或規(guī)劃出從原材料加工成產(chǎn)品所需要的一系列加工過程、工時消耗、設(shè)備和工藝裝備需求等的說明。是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程和制造過程之間的橋梁。工藝過程的結(jié)果一方面反饋給產(chǎn)品設(shè)計(jì)用以改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)；另一方法作為生產(chǎn)的依據(jù)。2/3/202316生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.2.3工藝設(shè)計(jì)過程（續(xù)）工藝過程設(shè)計(jì)的程序包括：產(chǎn)品圖紙的工藝分析和審查擬訂工藝方案編制工藝規(guī)程工藝裝備的設(shè)計(jì)與制造決定加工毛坯（材料和尺寸）選定加工條件計(jì)算加工時間制定加工工藝選擇機(jī)床決定加工工序內(nèi)的操作順序選擇工裝零件圖2/3/202317生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.2.4產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原則

和績效評價產(chǎn)品設(shè)計(jì)和選擇應(yīng)該遵循的原則：設(shè)計(jì)用戶需要的產(chǎn)品（服務(wù)）。設(shè)計(jì)可制造性（Manufacturability）強(qiáng)的產(chǎn)品。設(shè)計(jì)魯棒性（Robustness）強(qiáng)的產(chǎn)品。設(shè)計(jì)綠色產(chǎn)品（考慮環(huán)保要求）。2/3/202318生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.2.4產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原則

和績效評價績效指標(biāo)度量對競爭力的影響上市時間新產(chǎn)品引入頻率從新產(chǎn)品構(gòu)思到上市的時間構(gòu)思數(shù)量和最終成功數(shù)量實(shí)際效果與計(jì)劃效果的差異來自新產(chǎn)品的銷售比例顧客/競爭對手的響應(yīng)時間設(shè)計(jì)的質(zhì)量－接近市場的程度項(xiàng)目的頻率－模型的壽命生產(chǎn)率每一個項(xiàng)目的研究發(fā)展周期每一個項(xiàng)目的材料及工具費(fèi)用實(shí)際與計(jì)劃的差異項(xiàng)目數(shù)量－新產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)的頻率項(xiàng)目的頻率－開發(fā)的經(jīng)濟(jì)性質(zhì)量舒適度－使用的可靠性設(shè)計(jì)質(zhì)量－績效和用戶的滿意度生產(chǎn)質(zhì)量－工產(chǎn)和車間的反映信譽(yù)－用戶的忠誠度對用戶的相對吸引力－市場份額利潤率表4－1：產(chǎn)品開發(fā)績效評價指標(biāo)2/3/202319生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.3產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)的

組織方法

3.3.1串行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法

3.3.2并行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法

3.3.3并行工程技術(shù)2/3/202320生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.3.1串行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法需求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

工藝設(shè)計(jì)制造

b)并行過程

a)串行過程

圖3－8：產(chǎn)品開發(fā)的兩種方式2/3/202321生產(chǎn)與運(yùn)作管理串行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法串行設(shè)計(jì)：從需求分析、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)一直到加工制造和裝配是一步步在各部門之間順序進(jìn)行。產(chǎn)品開發(fā)工作流程：市場人員提產(chǎn)品構(gòu)想質(zhì)量控制人員作質(zhì)量保證計(jì)劃確定產(chǎn)品總費(fèi)用和生產(chǎn)周期制造工程師確定工藝工程設(shè)計(jì)人員完成產(chǎn)品定義3.3.1串行的產(chǎn)品

設(shè)計(jì)方法（續(xù)）2/3/202322生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.3.1串行的產(chǎn)品

設(shè)計(jì)方法（續(xù)）關(guān)于串行產(chǎn)品開發(fā)過程存在的首要問題是以部門為基礎(chǔ)的組織機(jī)構(gòu)嚴(yán)重地妨礙了產(chǎn)品開發(fā)的速度和質(zhì)量存在的問題主要有：各下游開發(fā)部門所具有的知識難以加入早期設(shè)計(jì)，加入設(shè)計(jì)的階段越早，降低費(fèi)用的機(jī)會越大。各部門對其他部門的需求和能力缺乏理解，目標(biāo)和評價標(biāo)準(zhǔn)的差異和矛盾降低了產(chǎn)品整體開發(fā)過程的效率。2/3/202323生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.3.2并行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法并行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法并行工程是對產(chǎn)品及其相關(guān)過程，包括制造過程和支持過程，進(jìn)行并行、一體化設(shè)計(jì)的一種系統(tǒng)化方法。該方法力圖使產(chǎn)品開發(fā)者從一開始就考慮到產(chǎn)品全生命周期從概念形成到產(chǎn)品報廢的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度和用戶需求。過程需求階段設(shè)計(jì)階段制造階段營銷階段使用階段終止階段考慮的因素顧客需求產(chǎn)品功能減低成本提高效率易制造易裝配競爭力（低成本、標(biāo)新立異）可靠性可維護(hù)性，操作簡便環(huán)境保護(hù)2/3/202324生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.3.2并行的產(chǎn)品

設(shè)計(jì)方法（續(xù)）并行工程

并行工程是一種強(qiáng)調(diào)各階段領(lǐng)域?qū)＜夜餐瑓⒓拥南到y(tǒng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法，其目的在于將產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品的可制造性、可維護(hù)性、質(zhì)量控制等問題同時加以考慮，以減少產(chǎn)品早期設(shè)計(jì)階段的盲目性，進(jìn)可能早地避免不合理因素的影響，縮短研制周期。并行設(shè)計(jì)可制造性可裝配性質(zhì)量保證顧客滿意可靠性環(huán)境保護(hù)功能2/3/202325生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.3.2并行的產(chǎn)品

設(shè)計(jì)方法（續(xù)）并行工程的主要思想設(shè)計(jì)時同時考慮產(chǎn)品生命周期的所有因素。設(shè)計(jì)結(jié)果產(chǎn)生產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)格和相應(yīng)的制造工藝和生產(chǎn)準(zhǔn)備文件。設(shè)計(jì)過程中各活動并行交叉進(jìn)行。不同領(lǐng)域技術(shù)人員的全面參與和協(xié)同工作。高效率的組織機(jī)構(gòu)。2/3/202326生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.3.2并行的產(chǎn)品

設(shè)計(jì)方法（續(xù)）并行產(chǎn)品開發(fā)的流程特點(diǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各階段是一個遞階漸進(jìn)的連續(xù)過程，注意粒度和清晰度。產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程和產(chǎn)品信息模型經(jīng)歷從定性到定量、從模糊到清晰的演化。產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程和工藝設(shè)計(jì)過程是并行展開，同時進(jìn)行。2/3/202327生產(chǎn)與運(yùn)作管理概念設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品詳細(xì)方案工藝初步方案產(chǎn)品初步方案工藝詳細(xì)方案結(jié)構(gòu)概念方案工藝概念方案2/3/202328生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.3.3并行工程技術(shù)

虛擬技術(shù)面向并行工程的DFx設(shè)計(jì)模式體現(xiàn)了開發(fā)的集成過程PDM發(fā)展成為CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)的集成平臺Internet使設(shè)計(jì)集成的范圍更加廣泛STEP標(biāo)準(zhǔn)作為設(shè)計(jì)開發(fā)集成的標(biāo)準(zhǔn)接口2/3/202329生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.3.3并行工程技術(shù)（續(xù)）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（ProductDataManagement）PDM。

產(chǎn)品系列化、零部件標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。成組技術(shù)（GroupTechnology,GT）。

減少變化的方案（VarietyReductionProgram，VRP）。2/3/202330生產(chǎn)與運(yùn)作管理3.3.3并行工程技術(shù)（續(xù)）企業(yè)實(shí)施并行工程技術(shù)給企業(yè)帶來的好處：減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的錯誤的概率。節(jié)省了修補(bǔ)失誤所