1、第四章 產(chǎn)品開發(fā)、工藝設(shè)計(jì)與技術(shù)選擇第一節(jié) 產(chǎn)品開發(fā)與企業(yè)R&D一、關(guān)于定制生產(chǎn)1.原因滿足需要；增加收益；降低庫(kù)存；提升能力。2. 對(duì)企業(yè)的要求研發(fā)能力強(qiáng)；（投入、設(shè)備、人員）生產(chǎn)制造系統(tǒng)柔性好：設(shè)備先進(jìn)、柔性好、效率高。研發(fā)、生產(chǎn)、營(yíng)銷界面管理能力強(qiáng)3.優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：滿足用戶需要；貨款回收通常不是問題；削減企業(yè)庫(kù)存。不足：?jiǎn)纹贩N批量小，單位成本高。從手工作業(yè)到大量生產(chǎn)是個(gè)跨越，從大量生產(chǎn)到大量定制生產(chǎn)又是一次跨越。它將生產(chǎn)者和顧客最好地結(jié)合起來。二、研發(fā)的含義研究開發(fā)的統(tǒng)稱。研究包括基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，開發(fā)是指試驗(yàn)與發(fā)展。基礎(chǔ)研究是關(guān)于一些基本理論的研究和探索；應(yīng)用研究是某些應(yīng)用技術(shù)的探索和

2、創(chuàng)新；試驗(yàn)與發(fā)展是指新產(chǎn)品開發(fā)。我國(guó)企業(yè)基礎(chǔ)研究投入嚴(yán)重不足，技術(shù)創(chuàng)新主要集中在試驗(yàn)與發(fā)展方面。三、新產(chǎn)品開發(fā)1.新品開發(fā)動(dòng)因（1）需求拉動(dòng)；（2）競(jìng)爭(zhēng)推動(dòng)；產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)？技術(shù)優(yōu)勢(shì)？競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)？持續(xù)的優(yōu)勢(shì)？為什么新產(chǎn)品開發(fā)愈發(fā)重要？2.產(chǎn)品開發(fā)過程（1）產(chǎn)品構(gòu)思：創(chuàng)意與篩選；（2）產(chǎn)品設(shè)計(jì)：總體設(shè)計(jì)和具體加工單元設(shè)計(jì)；（3）工藝設(shè)計(jì)：毛坯選擇，設(shè)備選擇，工裝、工藝、工時(shí)消耗確定等。國(guó)家日本美國(guó)法國(guó)英國(guó)韓國(guó)中國(guó)巴西印度R&D/GDP2.72.92.62.72.422.082.00.50.71.10.93.新產(chǎn)品開發(fā)特點(diǎn)周期長(zhǎng)投入大風(fēng)險(xiǎn)高收益不確定？，為何國(guó)內(nèi)企業(yè)不愿意搞研發(fā)？ 0 1 2 3 4 5

3、6 階段4.新產(chǎn)品研發(fā)成功曲線0-1：3000個(gè)原始想法；1-2：300個(gè)提議；2-3：125個(gè)小項(xiàng)目；3-4：9項(xiàng)開發(fā)；4-5：4項(xiàng)重點(diǎn)；5-6：1.7項(xiàng)啟動(dòng)；最后僅有一項(xiàng)成功！新品研發(fā)成功曲線N3M公司知道千萬個(gè)新產(chǎn)品構(gòu)思可能只能成功一二個(gè)。一個(gè)有價(jià)值的口號(hào)是“為了發(fā)現(xiàn)王子，你必須與無數(shù)個(gè)青蛙接吻。接吻青蛙“經(jīng)常意味著失敗，但3M公司把失敗和走進(jìn)死胡同作為創(chuàng)新工作的一部分。其哲學(xué)是”如果你不想犯錯(cuò)誤，那么什么也別干”。5.新品開發(fā)失敗（商業(yè)化）的幾個(gè)原因（1）設(shè)計(jì)缺陷產(chǎn)品設(shè)計(jì)缺陷，工藝設(shè)計(jì)缺陷（2）使用成本高（功能缺陷/費(fèi)用高）實(shí)際價(jià)格=購(gòu)買價(jià)格+使用成本；（3）生產(chǎn)瓶頸設(shè)備或工藝方面，人

4、員方面。不能制造或不能便于制造。（4）營(yíng)銷不力。好酒也怕巷子深結(jié)合新品開發(fā)的步驟進(jìn)行分析第二節(jié) 研發(fā)與產(chǎn)品研發(fā)組織一、研發(fā)（創(chuàng)新）主體演化路徑：個(gè)體組織網(wǎng)絡(luò)企業(yè)家主體論國(guó)家主體論企業(yè)主體主體論大企業(yè)主體論多主體論企業(yè)是研發(fā)或技術(shù)創(chuàng)新的天然主體。但是我國(guó)特殊國(guó)情導(dǎo)致目前我國(guó)企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新主體地位不是很明確。二、企業(yè)系統(tǒng)構(gòu)成1.制造子系統(tǒng)2.經(jīng)營(yíng)子系統(tǒng)3.組織子系統(tǒng)4.技術(shù)子系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新子系統(tǒng)是指企業(yè)整個(gè)系統(tǒng)中承擔(dān)技術(shù)開發(fā)任務(wù)的子系統(tǒng)，包括產(chǎn)品構(gòu)思、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝計(jì)劃制定等主要工作的系統(tǒng)。以產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)為主。三、技術(shù)子系統(tǒng)與其他子系統(tǒng)關(guān)系1.制造子系統(tǒng)是技術(shù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和依據(jù)，技術(shù)子系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)

5、考慮制造資源約束。2.經(jīng)營(yíng)子系統(tǒng)反映市場(chǎng)供求信息，產(chǎn)品研發(fā)源于市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)并影響企業(yè)的經(jīng)營(yíng)發(fā)展，產(chǎn)品研發(fā)也要考慮上游供給資源的約束。3.組織子系統(tǒng)貫穿于各企業(yè)子系統(tǒng)當(dāng)中，它是技術(shù)子系統(tǒng)有效運(yùn)轉(zhuǎn)的保證：建立組織架構(gòu)，協(xié)調(diào)資源。四、產(chǎn)品開發(fā)與成本1.產(chǎn)品/工藝設(shè)計(jì)時(shí)間占整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間（100%）的比例設(shè)計(jì)時(shí)間：55%制造22%裝配23%注意：這里的產(chǎn)品開發(fā)過程也包括了制造和裝配階段！2.產(chǎn)品成本的決定因素構(gòu)成及實(shí)際成本消耗構(gòu)成示意圖注釋：1. 設(shè)計(jì)階段實(shí)際消耗成本很少，但其對(duì)成本的影響程度卻很大。2.材料采購(gòu)階段對(duì)成本的影響作用（權(quán)重）很小，但其本身消耗的成本很高。3.產(chǎn)品開發(fā)過程成本曲線（成本

6、累積曲線）：波音公司成本%100 80 60 40 200 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì) 制造 裝配 產(chǎn)品研發(fā)階段決策成本消耗成本A決策成本與實(shí)際消耗成本的累積曲線4.在不同的產(chǎn)品開發(fā)階段改變?cè)O(shè)計(jì)對(duì)成本的影響 0 概念設(shè)計(jì) 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì) 制造裝配改變?cè)O(shè)計(jì)引發(fā)的成本具體設(shè)計(jì)階段相對(duì)于營(yíng)銷、生產(chǎn)而言，研發(fā)往往難以程序化、標(biāo)準(zhǔn)化，其復(fù)雜性、專業(yè)性和整合性日益提高，因此，研發(fā)環(huán)節(jié)往往更為容易確立競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，這也是技術(shù)創(chuàng)新為何愈發(fā)重要的一個(gè)原因。五、產(chǎn)品開發(fā)活動(dòng)的主要內(nèi)容1.產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)品整體設(shè)計(jì)與具體加工單元的設(shè)計(jì)。2.工藝過程設(shè)計(jì)內(nèi)容包括毛坯、加工設(shè)備、加工人員、加工工藝、工裝等的確定。六、產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程1.

7、總體設(shè)計(jì)根據(jù)需求確定產(chǎn)品的主要性能、大致圖樣、主要技術(shù)參數(shù)。2.具體單元設(shè)計(jì)確定產(chǎn)品基本結(jié)構(gòu)和參數(shù)具體化（光潔度、園角、倒角等）。3.工作圖設(shè)計(jì)根據(jù)總體設(shè)計(jì)和技術(shù)設(shè)計(jì)，確定主要尺寸和設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，逐步完善，最終繪制產(chǎn)品和零件構(gòu)成圖樣以及有關(guān)技術(shù)文件，為制造裝配提供依據(jù)。 P92，圖410七、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的幾個(gè)要求1.多方位滿足用戶需要2.符合采購(gòu)方面的要求3.便于制造和形成規(guī)模4.環(huán)保要求：制造使用用后環(huán)保5.生命周期長(zhǎng)和需求旺盛 效果差 效果好0 T 0 TQQ八、工藝設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容1.工藝設(shè)計(jì)的作用它是產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程和制造過程之間的橋梁，它把產(chǎn)品結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)指令數(shù)據(jù)。2.工藝設(shè)計(jì)的前提工藝設(shè)計(jì)

8、前檢查產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作，若產(chǎn)品設(shè)計(jì)本身不好或者制造裝配階段難以實(shí)現(xiàn)，則反饋給產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的改進(jìn)；若產(chǎn)品設(shè)計(jì)無問題，進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，同時(shí)工藝設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)為生產(chǎn)指令的依據(jù)。決定毛坯材料和尺寸選擇機(jī)床零件圖制定加工工藝選擇加工條件計(jì)算加工時(shí)間選擇工藝裝備確定加工工序的操作順序3.工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容（以零件加工為例）工藝裝備簡(jiǎn)稱工裝，它是為實(shí)現(xiàn)工藝過程所需的工具、夾具、卡具、量具、模具等的總稱。其作用是為了保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率。4.工藝設(shè)計(jì)的程序（1）產(chǎn)品圖紙的工藝分析和審查產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是否合理，零件形狀尺寸和配合是否合理，企業(yè)在現(xiàn)有技術(shù)力量、設(shè)備條件下生產(chǎn)制造的可行性（是否能夠制造與便于制造）。（2）

9、擬定大體工藝方案確定工藝及要求，確定關(guān)鍵件的加工方法和加工路線等。（3）編制具體工藝規(guī)程（方案）是指導(dǎo)工人加工的具體文件。包括零部件制造方法（零件圖及加工說明）、加工順序、毛坯與設(shè)備選擇、工裝的確定等。第三節(jié) 生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)與選擇一、生產(chǎn)流程的分類1.對(duì)象專業(yè)化形式（流水線形式）即流水線生產(chǎn)，又稱對(duì)象專業(yè)化生產(chǎn)。該流程形式適合大批量生產(chǎn)類型。生產(chǎn)流程：工件加工所經(jīng)由的路線或工藝過程。罐裝封蓋打碼單一工作地2.工藝專業(yè)化形式專業(yè)化生產(chǎn)。該形式適用于多品種中小批量或單件產(chǎn)品的生產(chǎn)類型。設(shè)備1設(shè)備2設(shè)備1設(shè)備2設(shè)備3設(shè)備1設(shè)備2設(shè)備3工作地1 工作地2 工作地3二、影響流程設(shè)計(jì)的主要因素1.產(chǎn)品特性標(biāo)

10、準(zhǔn)化產(chǎn)品？個(gè)性化的產(chǎn)品？2.產(chǎn)品/服務(wù)的質(zhì)量要求質(zhì)量要求決定設(shè)備選擇和流程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。3.顧客參與程度顧客參與十分重要。如研發(fā)、理發(fā)。三、生產(chǎn)流程的選擇決策1.品種產(chǎn)量與流程形式的關(guān)系品種少、批量大的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品可以采用對(duì)象專業(yè)化形式；品種多而批量小的個(gè)性化產(chǎn)品通常采用工藝專業(yè)化形式；零件有眾多相似性的可以進(jìn)行成組生產(chǎn)。對(duì)象專業(yè)化形式成組生產(chǎn)單元工藝專業(yè)化形式品種/產(chǎn)量與生產(chǎn)流程（加工單位）形式之間的關(guān)系品種0批量工藝專業(yè)化形式成組生產(chǎn)單元對(duì)象專業(yè)化形式 0 Q1 Q2 Q3 產(chǎn)量成本費(fèi)用工藝專業(yè)化：總固定成本低，單位變動(dòng)成本高；對(duì)象專業(yè)化：總固定成本高，單位變動(dòng)成本低；成組生產(chǎn)：適中。成本曲線2

11、.不同生產(chǎn)流程形式下產(chǎn)量與費(fèi)用關(guān)系3.不同生產(chǎn)流程下的經(jīng)營(yíng)杠桿經(jīng)營(yíng)杠桿：由于固定成本的存在引起的EBIT（earnings before interesting and tax，息稅前收益）的變動(dòng)大于銷售收入變動(dòng)的現(xiàn)象。注：總固定成本不變，單位固定成本隨產(chǎn)量上升而下降；單位變動(dòng)成本不變，總變動(dòng)成本隨產(chǎn)量上升而上升。 P-單價(jià);b-單位變動(dòng)成本；Q-銷量；F-固定成本；EBIT0-基期（大于0）；EBIT1-計(jì)劃期。EBIT0=PQ-bQ-F=(P-b)Q-F 令:R=PQ/PQ= Q/Q,即銷售量（收入）增長(zhǎng)率; 有：(1+R)EBIT0=(1+R)(P-b)Q(1+R)F即：(P-b)(1+

12、R)Q=(1+R)EBIT0+(1+R)F又因：EBIT1=(P-b)(1+R)QF，故：EBIT1=(1+R)EBIT0+RF=EBIT0+R(EBIT0+F) EBIT=EBIT1EBIT0=R(EBIT0+F)故：EBIT/EBIT0=R(EBIT0+F)/EBIT0=R+RF/EBIT0R 若F=0，則兩者同步增長(zhǎng)。經(jīng)營(yíng)杠桿大小由杠桿系數(shù)（DOL）來衡量，杠桿系數(shù)越大則杠桿作用越大。DOL恒大于1，即EBIT變化大于銷售收入變化。（上式中的EBIT為基期的，且大于0）DOL大小取決于變量F和EBIT：若EBIT固定，F(xiàn)越大則DOL越大，杠桿作用越大，風(fēng)險(xiǎn)越大；反之則反是。這種情況下，D

13、OL可以近似看成銷售收入曲線與成本費(fèi)用曲線的夾角：固定成本越大，即夾角大，則杠桿作用大，利潤(rùn)或虧損變化率大；固定成本越小，即夾角小，則杠桿作用小，利潤(rùn)或虧損變化率小。見下圖。杠桿作用實(shí)質(zhì)就是固定成本在起作用，隨著產(chǎn)銷量Q增加導(dǎo)致的單位固定成本降低而使得EBIT變化大于銷售收入變化。銷售收入的增加途徑：銷量的增加。EBIT增加途徑：銷量的增加；單位固定成本隨著銷量的增加而下降。成本F 0 虧損區(qū) Q0 Q2 盈利區(qū) QEBIT 0 Q1 Q成本收入曲線成組生產(chǎn)對(duì)象專業(yè)化收入曲線成本曲線A這里假定兩種布置EBIT相同，DOL取決于各自的固定成本。以A點(diǎn)為軸，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)成本曲線，固定成本變大，夾角變

14、大，利潤(rùn)或虧損的變化率大。在Q1點(diǎn)，兩者的EBIT相等。當(dāng)QQ1時(shí)，采用成組生產(chǎn)方式；當(dāng)QQ1時(shí)，采用對(duì)象專業(yè)化方式。F1F2 需求分析 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì) 制造裝配適用于簡(jiǎn)單產(chǎn)品開發(fā)：開發(fā)過程簡(jiǎn)單，一次成功。問題 ：周期長(zhǎng)；改變?cè)O(shè)計(jì)成本高。一、產(chǎn)品開發(fā)的兩種方式1.串行開發(fā)過程第四節(jié) 并行工程產(chǎn)品開發(fā)新方法2.并行開發(fā)過程并行開發(fā)各項(xiàng)活動(dòng)交叉進(jìn)行，階梯漸進(jìn)，存在一個(gè)動(dòng)態(tài)調(diào)整修正的過程：各階段設(shè)計(jì)更加合理，返工成本小；開發(fā)周期縮短。適用于復(fù)雜產(chǎn)品開發(fā)。結(jié)構(gòu)概念方案、工藝概念方案產(chǎn)品初步方案、工藝初步方案產(chǎn)品詳細(xì)方案、工藝詳細(xì)方案并行的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法存在一個(gè)動(dòng)態(tài)修正或調(diào)整的過程制造裝配詳細(xì)設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)二、并行設(shè)計(jì)（開發(fā)）大體工作思路三、零部件的標(biāo)準(zhǔn)化與成組技術(shù)1.標(biāo)準(zhǔn)化有利性零件標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、大量生產(chǎn)模式的創(chuàng)始人是福特先生，其發(fā)源地是福特汽車。減少零部件種類，減少設(shè)計(jì)工作量；提高設(shè)計(jì)與生產(chǎn)質(zhì)量；并實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)和降低零件制造成本。2.成組生產(chǎn)技術(shù)（Group Technology, GT）成組技術(shù)是20世紀(jì)50年代中期前蘇聯(lián)最早提出