生產和運作管理教材

1、生產和運作管理教材 4.1引言 4.2產品設計與開發(fā)過程 4.3產品設計與開發(fā)的組織方法第4章 產品/效勞設計和 技術選擇24.1引言 產品設計的背景特征 4.1.2 新產品/效勞開發(fā)的重要性 4.1.3 現(xiàn)代企業(yè)的研究與開發(fā)34.1.1 產品設計的背景特征20世紀90年代以來，企業(yè)所處的市場競爭環(huán)境日趨嚴峻，正面臨著前所未有的壓力：新產品/效勞開發(fā)是實現(xiàn)企業(yè)競爭戰(zhàn)略的需要。技術進步越來越快。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。產品研制開發(fā)的難度越來越大。可持續(xù)開展的要求。44.1.2 新產品/效勞開發(fā)的 重要性 重要性產品更新?lián)Q代的需要有利于增強企業(yè)的市場競爭力工業(yè)有

2、利于擴大市場份額適應個性化定制生產的需要 54.1.3 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Research and Development，簡稱R&D包括根底研究、應用研究和技術開發(fā)。根底研究進行的是探索新的規(guī)律、創(chuàng)立根底性只是的工作。應用研究是將根底理論研究中開發(fā)的新知識、新理論應用與具體領域。技術開發(fā)研究是將應用研究的成果經設計、試驗而開展成為新產品、新系統(tǒng)和新工程的科研活動。 64.1.3 現(xiàn)代企業(yè)的研究 與方法續(xù) 新產品的分類 新產品是指在技術、性能、功能、結 構、材質等一方面或幾方面具有先進性或獨創(chuàng)性的產品。改進型產品 對老產品的改進與完善，創(chuàng)新程度最小的一類新產品

3、換代產品 產品根本原理不變，因局部采用新技術使 產品性能有重大突破創(chuàng)新產品 采用科學技術的新創(chuàng)造所開發(fā)的產品，它是創(chuàng)新程度最高的一類新產品74.2 產品設計與開發(fā)過程 4.2.1 產品構思 4.2.2 結構設計過程 4.2.3 工藝設計過程 4.2.4 產品設計的原那么和績效評價84.2.1 產品構思 一般產品開發(fā)過程由以下三階段構成:產品構思結構設計總體設計、技術設計、詳細設計工藝設計9需求分析結構設計協(xié)調工藝設計協(xié)調輸入產品功能中間結果協(xié)調結果產品規(guī)格干預指令協(xié)調結果工藝方案 協(xié)調結果中間結果中間結果干預指令圖41：產品設計過程描述4.2.1產品構思續(xù)10產品開發(fā)過程構思R&D對市場需求

4、的分析技術的推動競爭對手的 產品和效勞來源于來源于開始圖42:產品構思來源圖4.2.1 產品構思續(xù)114.2.2 結構設計過程 產品結構設計過程包括從明確設計任務開始，到確定產品的具體結構為止的一系列活動。 設計階段決定了產品的性能、質量、成 本。 產品設計一般分為總體設計、技術設計。工作圖設計三個階段，見圖43124.2.2 結構設計過程續(xù)市場需求分析工作圖設計結構設計優(yōu)化設計三維幾何造型計算機繪圖有限元設計資料和圖形庫原型修改總體設計開始初步設計原型產品評估決策NNYYCAD圖43：結構設計過程134.2.2 結構設計過程續(xù) 總體設計通過市場需求分析，確定產品的性能、設計原那么、技術參數(shù)、

5、概略計算產品的技術經濟指標和進行產品設計方案的經濟效果的分析。 技術設計將技術任務書中確定的根本結構和主要參數(shù)具體化，根據(jù)技術任務書所規(guī)定的原那么，進一步確定產品結構和技術經濟指標，以總圖、系統(tǒng)圖、明細表、說明書等總括形式表現(xiàn)出來。144.2 結構設計過程續(xù) 工作圖設計根據(jù)技術設計階段確定的結構布置和主要尺寸，進一步作結構的細節(jié)設計，逐步修改和完善，繪制全套工作圖樣和編制必要的技術文件，為產品制造和裝配提供確定的依據(jù)。154.2.3 工藝設計過程 工藝過程設計工藝設計是指按產品設計要求，安排或規(guī) 劃出從原材料加工成產品所需要的一系列 加工過程、工時消耗、設備和工藝裝備需求等的說明。是結構設計過

6、程和制造過程之間的橋梁。工藝過程的結果一方面反響給產品設計用 以改進產品設計；另一方法作為生產的依據(jù)。164.2.3 工藝設計過程續(xù)工藝過程設計的程序包括：產品圖紙的工藝分析和審查產品圖紙的工藝分析和審查擬訂工藝方案編制工藝規(guī)程工藝裝備的設計與制造決定加工毛坯材料和尺寸選定加工條件計算加工時間制定加工工藝選擇機床決定加工工序內的操作順序選擇工裝零件圖174.2.4 產品設計的原那么 和績效評價 產品設計和選擇應該遵循的原那么：設計用戶需要的產品效勞。設計可制造性Manufacturability強的產品。設計魯棒性Robustness強的產品。設計綠色產品考慮環(huán)保要求。184.2.4 產品設計

7、的原那么 和績效評價績效指標度量對競爭力的影響上市時間新產品引入頻率從新產品構思到上市的時間構思數(shù)量和最終成功數(shù)量實際效果與計劃效果的差異來自新產品的銷售比例顧客/競爭對手的響應時間設計的質量接近市場的程度項目的頻率模型的壽命生產率每一個項目的研究發(fā)展周期每一個項目的材料及工具費用實際與計劃的差異項目數(shù)量新產品設計與開發(fā)的頻率項目的頻率開發(fā)的經濟性質量舒適度使用的可靠性設計質量績效和用戶的滿意度生產質量工產和車間的反映信譽用戶的忠誠度對用戶的相對吸引力市場份額利潤率表41：產品開發(fā)績效評價指標194.3 產品設計與開發(fā)的 組織方法 4.3.1 串行的產品設計方法 4.3.2 并行的產品設計方法

8、 4.3.3 并行工程技術204.3.1串行的產品設計方法 需求 結構設計 工藝設計 制造 b)并行過程 a)串行過程 圖38：產品開發(fā)的兩種方式21 串行的產品設計方法 串行設計：從需求分析、產品結構設計、工藝設計一直到加工制造和裝配是一步步在各部門之間順序進行。 產品開發(fā)工作流程：市場人員提產品設想質量控制人員作質量保證方案確定產品總費用和生產周期制造工程師確定工藝工程設計人員完成產品定義4.3.1串行的產品 設計方法續(xù)224.3.1串行的產品 設計方法續(xù) 關于串行產品開發(fā)過程 存在的首要問題是以部門為根底的組織機構嚴重地阻礙了產品開發(fā)的速度和質量 存在的問題主要有：各下游開發(fā)部門所具有的

9、知識難以參加早期設計，參加設計的階段越早，降低費用的時機越大。各部門對其他部門的需求和能力缺乏理解，目標和評價標準的差異和矛盾降低了產品整體開發(fā)過程的效率。234.3.2 并行的產品設計方法并行的產品設計方法 并行工程是對產品及其相關過程，包括制造過程和支持過程，進行并行、一體化設計的一種系統(tǒng)化方法。 該方法力圖使產品開發(fā)者從一開始就考慮到產品全生命周期從概念形成到產品報廢的所有因素，包括質量、本錢、進度和用戶需求。過程需求階段設計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品功能減低成本提高效率易制造易裝配競爭力（低成本、標新立異）可靠性可維護性，操作簡便環(huán)境保護244.3.2

10、并行的產品 設計方法續(xù) 并行工程 并行工程是一種強調各階段領域專家共同參加的系統(tǒng)化產品設計方法，其目的在于將產品的設計和產品的可制造性、可維護性、質量控制等問題同時加以考慮，以減少產品早期設計階段的盲目性，進可能早地防止不合理因素的影響，縮短研制周期。并行設計可制造性可裝配性質量保證顧客滿意可靠性環(huán)境保護功能254.3.2 并行的產品 設計方法續(xù) 并行工程的主要思想設計時同時考慮產品生命周期的所有因素。 設計結果產生產品設計規(guī)格和相應的制造工藝和生產準備文件。設計過程中各活動并行交叉進行。不同領域技術人員的全面參與和協(xié)同工作。高效率的組織機構。264.3.2 并行的產品 設計方法續(xù) 并行產品開

11、發(fā)的流程特點產品設計的各階段是一個遞階漸進的連續(xù)過程，注意粒度和清晰度。產品設計過程和產品信息模型經歷從定性到定量、從模糊到清晰的演化。產品設計過程和工藝設計過程是并行展開，同時進行。27概念設計初步設計詳細設計產品詳細方案工藝初步方案產品初步方案工藝詳細方案結構概念方案工藝概念方案284.3.3 并行工程技術 虛擬技術面向并行工程的DFx設計模式表達了開發(fā)的集成過程PDM開展成為CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)的集成平臺Internet使設計集成的范圍更加廣泛STEP標準作為設計開發(fā)集成的標準接口294.3.3 并行工程技術續(xù) 產品數(shù)據(jù)管理Product Data ManagementPDM。 產品系列化、零部件標準化、通用化。 成組技術Group Technology, GT。 減少變化的方案Variety Reduction Program，VRP。