1、消費與運作管理Production &Operation Management第三章 產品/效力設計和技術選擇3.1 引言3.2 產品設計與開發過程3.3 產品設計與開發的組織方法3.1 引言21世紀企業產品/效力設計的背景特征 20世紀90年代以來，企業所處的市場競爭環境日趨嚴峻，正面臨著前所未有的壓力： 新產品/效力開發是實現企業競爭戰略的需求 技術提高越來越快 用戶的要求越來越苛刻，用戶需求呈現出多樣化、個性化的特點 產品研制開發的難度越來越大 可繼續開展的要求 新產品/效力開發的重要性有利于加強企業的市場競爭力有利于擴展市場份額順應個性化定制消費的需求產品更新換代的需求現代企業的研討與

2、方法1. 研討與方法的分類 研討與方法Research and Development，簡稱R&D包括根底研討、運用研討和技術開發。根底研討進展的是探求新的規律、創建根底性只是的任務。運用研討是將根底實際研討中開發的新知識、新實際運用與詳細領域。技術開發研討是將運用研討的成果經設計、實驗而開展成為新產品、新系統和新工程的科研活動。 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性的產品。 改良型產品 對老產品的改良與完善，創新程度最小的一類新產品 換代產品 產品根本原理不變，因部分采用新技術使 產品性能有艱苦突破 創新產品 采用科學技術的新發明所開發的

3、產品，它是創新程度最高的一類新產品3.2 產品設計與開發過程普通產品開發過程由以下三階段構成: 產品構思 構造設計總體設計、技術設計、詳細設計 工藝設計需求分析構造設計協調工藝設計協調輸入產品功能中間結果協調結果產品規格干涉指令協調結果工藝方案協調結果中間結果中間結果干涉指令圖34：產品設計過程描畫產品構思產品開發過程構思R&D對市場需求 的分析技術的推進競爭對手的 產品和效力來源于來源于開場圖35:產品構思來源圖構造設計過程 產品構造設計過程包括從明確設計義務開 始，到確定產品的詳細構造為止的一系列 活動。 設計階段決議了產品的性能、質量、成 本。 產品設計普通分為總體設計、技術設計。任務圖

4、設計三個階段，見圖36構造設計過程市場需求分析任務圖設計構造設計優化設計三維幾何外型計算機繪圖有限元設計資料和圖形庫原型修正總體設計開場初步設計原型產品評價決策NNYYCAD圖36：構造設計過程構造設計過程 總體設計 經過市場需求分析，確定產品的性能、設計原那么、技術參數、概略計算產品的技術經濟目的和進展產品設計方案的經濟效果的分析。 技術設計 將技術義務書中確定的根本構造和主要參數詳細化，根據技術義務書所規定的原那么，進一步確定產品構造和技術經濟目的，以總圖、系統圖、明細表、闡明書等總括方式表現出來。構造設計過程 任務圖設計 根據技術設計階段確定的構造布置和主要尺寸，進一步作構造的細節設計，

5、逐漸修正和完善，繪制全套任務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根據。工藝過程設計 工藝設計是指按產品設計要求，安排或規 劃出從原資料加工成產品所需求的一系列 加工過程、工時耗費、設備和工藝配備需求等的闡明。 是構造設計過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 以改良產品設計；另一方法作為消費的根據。工藝過程設計 工藝過程設計的程序包括： 產品圖紙的工藝分析和審查 擬訂工藝方案 編制工藝規程 工藝配備的設計與制造決議加工毛坯資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議加工工序內的操作順序選擇工裝零件圖產品設計的原那么和績效評價 產品設計和選擇

6、應該遵照的原那么：設計用戶需求的產品效力設計可制造性Manufacturability強的產品設計魯棒性Robustness強的產品設計綠色產品思索環保要求產品設計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量和最終成功數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量新產品設計與開發的頻率項目的頻率開發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

7、對用戶的相對吸引力市場份額利潤率表31：產品開發績效評價目的3.3 產品設計與開發的組織方法 b)并行過程 a)串行過程 需求 構造設計 工藝設計 制造 圖38：產品開發的兩種方式串行的產品設計方法 串行設計：從需求分析、產品構造設計、工藝設計不斷到加工制造和裝配是一步步在各部門之間順序進展。 產品開發任務流程：市場人員提產品想象質量控制人員作質量保證方案確定產品總費用和消費周期制造工程師確定工藝工程設計人員完成產品定義關于串行產品開發過程 存在的首要問題是以部門為根底的組織機構嚴重地妨礙了產品開發的速度和質量。 存在的問題主要有： 各下游開發部門所具有的知識難以參與早期設計，參與設計的階段越

8、早，降低費用的時機越大。 各部門 對其他部門的需求和才干缺乏了解，目的和評價規范的差別和矛盾降低了產品整體開發過程的效率。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，進展并行、一體化設計的一種系統化方法。 該方法力圖使產品開發者從一開場就思索到產品全生命周期從概念構成到產品報廢的一切要素，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，操作簡便環境保護并行工程 并行工程是一種強調各階段領域專家共同參與的系統化產品設計方法，其目的在于將

9、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思索，以減少產品早期設計階段的盲目性，進能夠早地防止不合理要素的影響，縮短研制周期。并行設計可制造性可裝配性質量保證顧客稱心可靠性環境維護功能并行工程的主要思想 設計時同時思索產品生命周期的一切要素 設計結果產消費品設計規格和相應的制造工藝和消費預備文件。 設計過程中各活動并行交叉進展 不同領域技術人員的全面參與和協同任務 高效率的組織機構并行產品開發流程特點 產品設計的各階段是一個遞階漸進的延續過程，留意粒度和明晰度 產品設計過程和產品信息模型閱歷從定性到定量、從模糊到明晰的演化 產品設計過程和工藝設計過程是并行展開，同時進展。概念

10、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構造概念方案工藝概念方案并行工程技術1. 虛擬設計面向并行工程的DFx設計方式表達了開發的集成過程PDM開展成為CAD/CAPP/CAM系統的集成平臺Internet使設計集成的范圍更加廣泛STEP規范作為設計開發集成的規范接口2. 產品數據管理Product Data ManagementPDM3. 產品系列化、零部件規范化、通用化4. 成組技術Group Technology, GT5. 減少變化的方案Variety Reduction Program，VRP 運用并行工程的思想，在產品設計的不同階段采取不同的措施，如下表所示，可以減少產品設計中出現的錯