生產(chǎn)和運(yùn)作管理--產(chǎn)品效勞創(chuàng)新設(shè)計(jì)和技術(shù)應(yīng)用選擇

1、生產(chǎn)和運(yùn)作管理-產(chǎn)品效勞創(chuàng)新設(shè)計(jì)和技術(shù)應(yīng)用選擇第三章 產(chǎn)品/效勞設(shè)計(jì)和技術(shù)選擇3.1 引言3.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)過程3.3 產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)的組織方法3.1 引言21世紀(jì)企業(yè)產(chǎn)品/效勞設(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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境日趨嚴(yán)峻，正面臨著前所未有的壓力： 新產(chǎn)品/效勞開發(fā)是實(shí)現(xiàn)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)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(gè)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)開展的要求 新產(chǎn)品/效勞開發(fā)的重要性有利于增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有利于擴(kuò)大市場(chǎng)份額適應(yīng)個(gè)性化定制生產(chǎn)的需要產(chǎn)品更新?lián)Q代的需要現(xiàn)代企業(yè)的研究與方法1. 研究與方法的分類 研究

2、與方法Research and Development，簡(jiǎn)稱R&D包括根底研究、應(yīng)用研究和技術(shù)開發(fā)。根底研究進(jìn)行的是探索新的規(guī)律、創(chuàng)立根底性只是的工作。應(yīng)用研究是將根底理論研究中開發(fā)的新知識(shí)、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)而開展成為新產(chǎn)品、新系統(tǒng)和新工程的科研活動(dòng)。 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(duì)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)品根本原理不變，因局部采用新技術(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)的新創(chuàng)造所開發(fā)的產(chǎn)品，它是創(chuàng)新程度最高的一類新產(chǎn)

3、品3.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)過程一般產(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)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)果工藝方案協(xié)調(diào)結(jié)果中間結(jié)果中間結(jié)果干預(yù)指令圖34：產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程描述產(chǎn)品構(gòu)思產(chǎn)品開發(fā)過程構(gòu)思R&D對(duì)市場(chǎng)需求 的分析技術(shù)的推動(dòng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的 產(chǎn)品和效勞來源于來源于開始圖35:產(chǎn)品構(gòu)思來源圖結(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(dòng)。 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(gè)階段，見圖36結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過

4、程市場(chǎng)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(kù)原型修改總體設(shè)計(jì)開始初步設(shè)計(jì)原型產(chǎn)品評(píng)估決策NNYYCAD圖36：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程 總體設(shè)計(jì) 通過市場(chǎng)需求分析，確定產(chǎn)品的性能、設(shè)計(jì)原那么、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)書中確定的根本結(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)定的原那么，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。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程 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

5、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)。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(shí)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)果一方面反響給產(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)。工藝過程設(shè)計(jì) 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(shí)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產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原那么和績(jī)效評(píng)價(jià) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)和選擇應(yīng)該遵循的原那么：設(shè)計(jì)用戶需

6、要的產(chǎn)品效勞設(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)保要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原那么和績(jī)效評(píng)價(jià)績(jī)效指標(biāo)度量對(duì)競(jìng)爭(zhēng)力的影響上市時(shí)間新產(chǎn)品引入頻率從新產(chǎn)品構(gòu)思到上市的時(shí)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(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的響應(yīng)時(shí)間設(shè)計(jì)的質(zhì)量接近市場(chǎng)的程度項(xiàng)目的頻率模型的壽命生產(chǎn)率每一個(gè)項(xiàng)目的研究發(fā)展周期每一個(gè)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(jī)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(chéng)度對(duì)用戶的相對(duì)吸引力市場(chǎng)份額利

7、潤(rùn)率表31：產(chǎn)品開發(fā)績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)3.3 產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)的組織方法 b)并行過程 a)串行過程 需求 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì) 制造 圖38：產(chǎn)品開發(fā)的兩種方式串行的產(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(chǎng)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根底的組織機(jī)構(gòu)嚴(yán)重地阻礙了產(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(shí)難以參加早期設(shè)計(jì)，參加設(shè)計(jì)的階段越早，降低費(fèi)用的時(shí)機(jī)越大。 各

8、部門 對(duì)其他部門的需求和能力缺乏理解，目標(biāo)和評(píng)價(jià)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。并行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法 并行工程是對(duì)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(bào)廢的所有因素，包括質(zhì)量、本錢、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(yíng)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(jìng)爭(zhēng)力（低成本、標(biāo)新立異）可靠性可維護(hù)性，操作簡(jiǎn)便環(huán)境保護(hù)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、

9、可維護(hù)性、質(zhì)量控制等問題同時(shí)加以考慮，以減少產(chǎn)品早期設(shè)計(jì)階段的盲目性，進(jìn)可能早地防止不合理因素的影響，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)功能并行工程的主要思想 設(shè)計(jì)時(shí)同時(shí)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(dòng)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)并行產(chǎn)品開發(fā)流程特點(diǎn) 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各階段是一個(gè)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(shí)進(jìn)行。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并行工程技術(shù)1. 虛擬設(shè)計(jì)面向并行工程的DFx設(shè)計(jì)模式表達(dá)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(tái)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. 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理Product Data ManagementPDM3. 產(chǎn)品系列化、零部件標(biāo)準(zhǔn)化、通用化4. 成組技術(shù)Group Technology, GT5. 減少變化的方案Variety Reduction Program，VRP 應(yīng)用并行工程的思想，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不同階段采取不同的措施，如下表所示，可以減少產(chǎn)品