第3章 產(chǎn)品開發(fā)與技術(shù)選擇 生產(chǎn)運作管理 大學(xué)課堂

第二篇第三篇第四篇第一篇生產(chǎn)運作系統(tǒng)的設(shè)計生產(chǎn)與運作管理1

第二篇、生產(chǎn)運作系統(tǒng)設(shè)計第三章、產(chǎn)品開發(fā)與技術(shù)選擇第四章、生產(chǎn)和服務(wù)設(shè)施選址第五章、生產(chǎn)和服務(wù)設(shè)施布置第六章、工作設(shè)計與工作測量2

第三章產(chǎn)品開發(fā)與技術(shù)選擇第一節(jié)、產(chǎn)品開發(fā)與企業(yè)R&D第二節(jié)、產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)階段第四節(jié)、并行工程第三節(jié)、生產(chǎn)流程設(shè)計與選擇第二篇、生產(chǎn)運作系統(tǒng)設(shè)計3第一節(jié)產(chǎn)品開發(fā)與企業(yè)R&D一、企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品的意義例子：據(jù)中怡康時代市場調(diào)研公布的最新數(shù)據(jù)顯示：２００６年中國市場對開門冰箱品牌的市場占有率排名，海爾以３０．５％的份額奪得了冠軍。他代表著在于西門子、松下、伊萊克斯、ＬＧ、三星等主要國際品牌爭奪高端市場的戰(zhàn)役中，海爾是當(dāng)之無愧的市場冠軍。對開門冰箱在我國冰箱市場近２年均已超過１００％的速度迅猛增長。面對廣闊的市場前景以及消費者消費觀念的改變，作為我國最早生產(chǎn)，也是目前中國唯一的對開門冰箱“選手”，海爾完成了對開門冰箱國產(chǎn)化的“零突破”，只身與十幾個洋品牌展開爭奪中國高端消費群體的對決（現(xiàn)有科龍、新飛、海信、美菱等）。面對市場日益激烈的競爭，海爾用３０．５％的數(shù)字證明無論是在產(chǎn)品技術(shù)還是在產(chǎn)品設(shè)計上已與國外品牌沒有差距，甚至超越國外品牌。

4秉承海爾冰箱一貫的“科技、環(huán)保、節(jié)能、健康、設(shè)計”５大特點，海爾不斷創(chuàng)新，以技術(shù)證明，用實力說話。從２００３年海爾坦克冰箱獲得日本Ｇ－Ｍａｒｋ大獎，在設(shè)計上達(dá)到國際頂尖水平并得到國際認(rèn)可。到２００４年澳大利亞國家權(quán)威認(rèn)證機(jī)構(gòu)對整個澳洲市場的冰箱產(chǎn)品進(jìn)行的“ｔｏｐｅｎｅｒｇｙｓａｖｅｒａｗａｒｄ”（頂級節(jié)能獎）標(biāo)識評比，海爾獲得１／４的獎項。至２００６年１月２日海爾宇航變頻對開門冰箱在“ＣＣＴＶ２００５創(chuàng)新盛典”中成為家電行業(yè)內(nèi)唯一獲得“最佳年度特色設(shè)計”大獎。再至２００６年１０月海爾變頻對開門冰箱成功進(jìn)入德國市場。

5因此只有不斷的開發(fā)新產(chǎn)品，才能增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭力，擴(kuò)大市場份額，滿足用戶多樣化、個性化的需求，適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代的需要。如何快速推出新產(chǎn)品，關(guān)鍵在產(chǎn)品設(shè)計環(huán)節(jié)6產(chǎn)品開發(fā)的時間構(gòu)成（單件小批生產(chǎn)類型企業(yè)）設(shè)計時間55％制造時間22％裝配時間23％產(chǎn)品開發(fā)時間100%產(chǎn)品設(shè)計時間占總開發(fā)時間的近６０％，因此，為縮短新產(chǎn)品上市準(zhǔn)備時間必須縮短產(chǎn)品設(shè)計時間，產(chǎn)品設(shè)計和工藝設(shè)計影響著新產(chǎn)品的創(chuàng)新速度。企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計時采用許多新的開發(fā)手段和方法，能很大程度提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本，進(jìn)一步縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。7

產(chǎn)品成本的決定因素構(gòu)成及實際成本消耗構(gòu)成示意圖

設(shè)計階段制造階段材料采購其它階段費用70%6%20%36%7%40%3%18%成本的決定因素實際成本消耗8第一節(jié)產(chǎn)品開發(fā)與企業(yè)R&D二、現(xiàn)代企業(yè)的研究與開發(fā)（一）定義研究與開發(fā)——Ｒ＆Ｄ，國際上通常采用R&D活動的規(guī)模和強(qiáng)度指標(biāo)反映一國的科技實力和核心競爭力。同時也影響了一個企業(yè)的生存與發(fā)展。

宏觀上影響一個國家的科技進(jìn)步

表1近年來各國R&D／GDP比較值

國家日本美國法國英國韓國中國巴西印度R&D/GDP2.7~2.92.6~2.72.422.082.00.5~0.71.10.99微觀：企業(yè)的研發(fā)費用一般都占到銷售收入的4％以上。在美國，制藥業(yè)達(dá)到15％。

許多企業(yè)都自己建立或與其他企業(yè)、高校、科研所聯(lián)合建立研發(fā)中立，如：海爾&英特爾成立創(chuàng)新產(chǎn)品研發(fā)中心，由海爾原有研發(fā)團(tuán)隊及英特爾MIP(MobileInnovationPlatform)移動創(chuàng)新設(shè)計團(tuán)隊共同組建（推出海爾“飛機(jī)”筆記本電腦）。海爾中央研究院成立于1998年12月26日，致力于自主研發(fā)創(chuàng)新。IBM、寶潔與清華大學(xué)共建研發(fā)中心…….

10（二）R&D的分類與特征1、基礎(chǔ)研究：指探索新的規(guī)律、創(chuàng)建基礎(chǔ)性知識的工作。

目的：尋求真理、擴(kuò)展知識；(如發(fā)現(xiàn)納米這一度量單位)成功率一般很低，時間長。2、應(yīng)用研究：指將基礎(chǔ)理論研究中開發(fā)的新知識、新理論應(yīng)用于具體領(lǐng)域的科研工作。目的：探索新知識應(yīng)用的可能性，進(jìn)而發(fā)明新事物,成功率較高。（如納米技術(shù),即在納米空間上研究電子、分子、原子活動規(guī)律）3、技術(shù)開發(fā)研究：指將應(yīng)用研究的成果經(jīng)設(shè)計、試驗而發(fā)展為新產(chǎn)品、新系統(tǒng)和新工程的科研活動。目的：將研究成果用于實踐使之實用化、商品化，成功率高，有明確的目標(biāo)。將納米技術(shù)應(yīng)用于金屬材料、電子原件、化妝品、服裝、醫(yī)藥等行業(yè)11（三）新產(chǎn)品的概念（按創(chuàng)新程度：從低到高）1、改進(jìn)型產(chǎn)品：對現(xiàn)有產(chǎn)品改進(jìn)性能，提高質(zhì)量，或求得規(guī)格型號的擴(kuò)展，款式花色的變化而產(chǎn)生的新品種。對現(xiàn)有產(chǎn)品的補(bǔ)充和延伸，創(chuàng)新程度最小。如：新、舊標(biāo)致307，在外觀、LOGO、車內(nèi)顏色等做了改進(jìn)3、創(chuàng)新產(chǎn)品：具有新原理、新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料等特征，采用科學(xué)技術(shù)的新發(fā)明所開發(fā)出的產(chǎn)品。創(chuàng)新程度最高2、換代型產(chǎn)品：適合新用途、滿足新需要、在原有產(chǎn)品基本原理的基礎(chǔ)上，部分地采用新技術(shù)、新材料、新元件而制造出來的產(chǎn)品。如：寶馬7系列與6系列比較，采用了氫油發(fā)動機(jī)12但新產(chǎn)品開發(fā)面臨著費用高、成功率低、風(fēng)險大、回報下降等壓力，死亡率為98.2%因此要與需求匹配、防止功能過剩；另外要注重產(chǎn)品推廣營銷13產(chǎn)品開發(fā)過程第二節(jié)產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)階段（1）產(chǎn)品總開發(fā)過程：（2）產(chǎn)品設(shè)計過程：◆產(chǎn)品設(shè)計◆產(chǎn)品制造◆產(chǎn)品裝配◆產(chǎn)品構(gòu)思（概念設(shè)計）◆結(jié)構(gòu)設(shè)計◆工藝設(shè)計14一、產(chǎn)品構(gòu)思市場需求：市場-研究開發(fā)-生產(chǎn)-市場技術(shù)的推動：諾基亞納米手機(jī)競爭者激發(fā)法：奇瑞QQ與原韓國大宇MARTIZ（后通用的SPARK）1516溫文爾雅的大家閨秀天真浪漫的野丫頭17二、結(jié)構(gòu)設(shè)計過程產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計過程包括從明確設(shè)計任務(wù)開始，到確定產(chǎn)品的具體結(jié)構(gòu)為止的一系列活動。產(chǎn)品、零件基本結(jié)構(gòu)、主要尺寸、參數(shù)等。產(chǎn)品設(shè)計一般分為總體設(shè)計——技術(shù)設(shè)計——工作圖設(shè)計三個階段不僅反映了設(shè)計者的設(shè)計意圖，而且表達(dá)了零件的各種技術(shù)要求，是制造和檢驗零件的重要依據(jù)1819服務(wù)業(yè)：麥當(dāng)勞的結(jié)構(gòu)設(shè)計肉餅的原料必須由83％的肩肉與17％的五花肉混制而成；面包的規(guī)格在17厘米（指直徑），面包中的氣泡全部為5厘米漢堡包從制作到出爐必須有5秒鐘；一個漢堡包凈重1.8盎司，其中洋蔥的重量為0.25盎司；20三、工藝設(shè)計過程工藝設(shè)計是指按產(chǎn)品設(shè)計要求，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)計用以改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計；另一方法作為生產(chǎn)的依據(jù)。21

22四、產(chǎn)品設(shè)計的原則和績效評價產(chǎn)品設(shè)計和選擇應(yīng)該遵循的原則：設(shè)計用戶需要的產(chǎn)品（服務(wù)）。設(shè)計可制造性（Manufacturability）強(qiáng)的產(chǎn)品。設(shè)計魯棒性（Robustness）（健壯性）強(qiáng)的產(chǎn)品。設(shè)計綠色產(chǎn)品（考慮環(huán)保要求）。23一、生產(chǎn)流程分類第三節(jié)生產(chǎn)流程設(shè)計與選擇1、按產(chǎn)品（Product—focused）進(jìn)行的生產(chǎn)流程以產(chǎn)品或提供的服務(wù)為對象，按照生產(chǎn)或提供服務(wù)的生產(chǎn)要求，組織相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備或設(shè)施，形成流水般的連續(xù)生產(chǎn)，有時又稱為流水線。連續(xù)型和離散型的汽車裝配線、電視機(jī)裝配線適合大批量生產(chǎn)——對象專業(yè)化24特征：以產(chǎn)品為中心布置設(shè)施、實施生產(chǎn)的方式。粗紡漿紗整經(jīng)絡(luò)筒清花梳棉原棉并條織布整理布匹細(xì)紡（例：紡織企業(yè)加工流程）工序2工序C工序B工序A工序3工序1材料1產(chǎn)品1材料2產(chǎn)品2（對象專業(yè)化設(shè)施布置與加工流程示意圖）252、按加工路線（Process—focused）進(jìn)行的生產(chǎn)流程以所要完成的加工內(nèi)容為依據(jù)，構(gòu)成生產(chǎn)流程，設(shè)備與人力按照工藝內(nèi)容組織成一個生產(chǎn)單位，每一個生產(chǎn)單位只完成相同或相似的工藝內(nèi)容的加工任務(wù)。適用于多品種中小批量生產(chǎn)或單件生產(chǎn)——工藝專業(yè)化263、按項目（Project）進(jìn)行的生產(chǎn)流程

單項定制的產(chǎn)品27二、產(chǎn)品—流程矩陣生產(chǎn)流程與產(chǎn)量之間的關(guān)系產(chǎn)品生產(chǎn)流程單件生產(chǎn)成批生產(chǎn)大量生產(chǎn)(流水生產(chǎn))連續(xù)生產(chǎn)顧客化（低產(chǎn)量）多品種（中低產(chǎn)量）少品種（中批生產(chǎn)）標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)（大量生產(chǎn)）柔性單位成本高低廣告重型機(jī)器中型機(jī)器食品加工汽車裝配電視機(jī)食糖面粉無（不可行）無（不可行）沿對角線選擇配置生產(chǎn)流程可達(dá)到最好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，偏離則不能獲得最佳的效益28三、影響生產(chǎn)流程設(shè)計的主要因素◆產(chǎn)品/服務(wù)需求性質(zhì)◆自制—外購決策◆生產(chǎn)柔性◆產(chǎn)品/服務(wù)質(zhì)量◆接觸顧客的程度29對象專業(yè)化形式，大量生產(chǎn)對象專業(yè)化形式，批量生產(chǎn)成組生產(chǎn)單元工藝專業(yè)化形式ABCDO品種批量四、生產(chǎn)流程選擇決策—生產(chǎn)單位形式的選擇1、分析品種、產(chǎn)量選擇方案品種產(chǎn)量變化與生產(chǎn)單位形式的關(guān)系按照產(chǎn)品或零件形狀和加工工藝的相似性分組,將不同種類的設(shè)備布置在一個單元內(nèi),完成一族相似零件的加工30特征：以成組技術(shù)為基礎(chǔ)布置設(shè)施、實施生產(chǎn)的工藝方式。車車車車銑銑銑鉆鉆磨磨磨裝配裝配

入口

出口（成組加工單元設(shè)施布置與加工流程示意圖）成組加工單元：混合工藝形式的高級化312、對選擇的方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)上的分析1025產(chǎn)量（萬件）O50111225對象（產(chǎn)品）式成組生產(chǎn)單元工藝式費用（萬元）不同生產(chǎn)過程方案的費用變化四、生產(chǎn)流程選擇決策—生產(chǎn)單位形式的選擇323、經(jīng)營杠桿一般情況下，高固定成本、低變動成本結(jié)構(gòu)的企業(yè)(對象式如上例乙企業(yè))，相對于低固定成本、高變動成本結(jié)構(gòu)的企業(yè)(工藝式)，其經(jīng)營杠桿功能強(qiáng)，經(jīng)營風(fēng)險也較大。反之，其經(jīng)營杠桿功能弱，經(jīng)營風(fēng)險也較小。經(jīng)營杠桿的影響是雙向的啟示：如果預(yù)測所要生產(chǎn)的產(chǎn)品銷售的不確定性很大，則以選用經(jīng)營杠桿作用小的生產(chǎn)過程方式為佳。

33生產(chǎn)流程的選擇必須慎重，同時要考慮到：這是一種戰(zhàn)略行為，要盡可能考慮到擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模時的生產(chǎn)流程，為以后發(fā)展留下余地。計算機(jī)技術(shù)大量進(jìn)入制造過程，將會改變產(chǎn)品加工方式，傳統(tǒng)選擇原則會有所變化。34一、串行的產(chǎn)品設(shè)計方法需求結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝設(shè)計制造（a）串行過程第四節(jié)并行工程CE(concurrentengineering)2、串行設(shè)計的弊端1、串行開發(fā)流程（4）產(chǎn)品設(shè)計階段，工藝、制造人員不能加入，不能及早發(fā)現(xiàn)缺陷，費用高（1）部門之間缺乏協(xié)調(diào)、對目標(biāo)和評價標(biāo)準(zhǔn)存在差異。（2）時間長。（設(shè)計、加工、試驗、修改的多重循環(huán)）（3）設(shè)計的產(chǎn)品不能滿足顧客需求，制造性、裝配性差。35IBM：開發(fā)新型電子計算機(jī)時，由于需求量太大（也有可能因為花在工程設(shè)計的時間比預(yù)期長），結(jié)果在工程設(shè)計還沒有完全結(jié)束前，就必須展開生產(chǎn)作業(yè)，最后的詳圖設(shè)計是由工程師、領(lǐng)班和工人在生產(chǎn)線上共同完成。但最后結(jié)果顯示這個產(chǎn)品的設(shè)計非常出色，生產(chǎn)作業(yè)大幅改善，工作品質(zhì)和生產(chǎn)力都大幅提升。長虹：開家電業(yè)先河，招募消費者參與產(chǎn)品設(shè)計。2005年招募首批12名“長虹感官評判師”，對企業(yè)的產(chǎn)品、服務(wù)和策劃的體驗過程“打分”吉列：吉列新型女用可水洗剃刀與2001年3月進(jìn)入市場，6個月就占領(lǐng)了45%的市場，一個重要原因在于把供應(yīng)商整合起來一起設(shè)計若干企業(yè)的不同做法36二、并行的產(chǎn)品設(shè)計方法1、并行工程的定義并行工程是對產(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)計的一種系統(tǒng)化方法?！?986年美國國防分析研究所在其R-338研究報告中提出的定義即強(qiáng)調(diào)各領(lǐng)域?qū)＜夜餐瑓⒓拥南到y(tǒng)化產(chǎn)品設(shè)計方法，目的在于對產(chǎn)品的設(shè)計和產(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，減少設(shè)計的盲目性，縮短研制周期。372、產(chǎn)品設(shè)計時要考慮的因素并行工程力圖從一開始就考慮到從概念形成到產(chǎn)品報廢的所有因素。各因素見下表：過程需求階段設(shè)計階段制造階段營銷階段使用階段終止階段應(yīng)考慮的因素顧客需求產(chǎn)品功能降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)二、并行的產(chǎn)品設(shè)計方法383.并行工程的實施效益

縮短產(chǎn)品投放市場的時間：福特公司和克萊斯勒公司將他們新型汽車的開發(fā)周期由36個月縮短至24個月。設(shè)計和試制周期僅為原來的50%，生產(chǎn)初期的工程更改減少50%以上。降低成本：在設(shè)計時考慮到加工、裝配、檢驗、維修等因素，強(qiáng)調(diào)了產(chǎn)品的整體成本優(yōu)化，制造費用降低30－40%提高質(zhì)量：盡可能將所有質(zhì)量問題消滅在設(shè)計階段，使所設(shè)計的產(chǎn)品便于制造，易于維護(hù)，報廢和返工減少75%增強(qiáng)功能的實用性：反映了用戶的需求，從而保證去除顧客不需要的冗余功能39概念設(shè)計結(jié)構(gòu)概念方案工藝概念方案初步設(shè)計產(chǎn)品初步方案工藝初步方案詳細(xì)設(shè)計產(chǎn)品詳細(xì)方案工藝詳細(xì)方案4、并行的產(chǎn)品開發(fā)流程及特點粒度從大到小清晰度從小到大40并行設(shè)計的特點（1）各設(shè)計階段的劃分只標(biāo)志著產(chǎn)品和設(shè)計的粒度和清晰