第三章新產品開發和技術選擇建立生產與運作系統必須首先在企業經營戰略的指導下進行產品或效勞的設計和選擇、生產工藝的設計和選擇，以及生產與運作管理系統的設計，要為生產與運作系統選址、設施布置、生產能力規劃等。一、21世紀企業產品設計的背景特征1.新產品開發是實現企業競爭戰略的需要2.技術進步越來越快3.用戶的需求呈現出多樣化、個性化的特點4.產品研制開發的難度越來越大5.可持續開展的需要第一節新產品開發概述二、新產品/效勞開發的重要性1.有利于增強企業的市場競爭力2.有利于擴大市場分額3.適應個性化定制生產的需要4.產品更新換代的需要1.產品開發的時間構成據統計，產品設計時間占產品開發時間的近60%〔如圖〕。因此，為縮短產品上市時間，必須縮短產品設計時間，產品設計和工藝設計影響著產品的創新速度。產品研發等技術活動影響著產品的本錢、質量和制造的效率。產品開發時間100%設計時間55%制造22%裝配23%三、產品開發對生產過程本錢的影響0510152025行業化裝品玩具機床食品藥品50年前現在時間(年)產品的壽命周期越來越短，更新換代越來越快〔如圖〕。實踐證明：假設產品壽命周期為5年，產品開發時間每延長6個月，利潤就損失1/3。AT&T:電話2年1年；HP公司：打印機4.5年22個月2.產品壽命周期的縮短一般產品本錢的70%以上由設計階段決定,而這一階段本身所占用的費用僅為產品本錢的6%以下(如圖)。70%6%20%36%7%40%3%18%設計階段制造階段材料采購其它階段費用本錢的決定因素實際本錢消耗3.產品本錢的決定研究說明：〔1〕制造過程中生產效率的70%—80%是在產品設計和工藝階段決定的；〔2〕所有質量問題的40%可以歸因于低劣的設計和工藝。企業的技術活動影響著產品的本錢、質量和制造的效率。由此可見：產品設計和工藝設計在產品開發中作用重大，它幾乎占用了60%的開發時間，決定了70%的本錢。因此，根據管理學中的ABC分類思想，企業技術活動，尤其是企業的產品設計和工藝設計是企業快速響應客戶需求的瓶頸，是提高企業競爭力的關鍵。4.結論：四、新產品開發面臨的壓力

新產品開發面臨著費用高、風險大、成功率低、回報下降等壓力。新產品開發的關鍵:找到需求,用技術實現需求。原那么:技術與市場匹配。3000原始想法300提議125小工程9項開發4項重大1.7啟動1成功1234567

產品死亡率：98.2%產品開發的成功曲線圖階段新品開發失敗的原因

新品失敗的真正原因在于內部：新品缺乏市場需求，所以沒有銷路；新品沒有到達用戶要求，如功能、款式和好處缺乏，所以無人青睞。其它原因包括某些外部因素，如對手競爭過于劇烈，政府管制過于嚴厲，經濟形勢嚴重滑坡等。西方學者認為，新品失敗的最根本原因還在于沒有協調好新產品開發過程內在的三大矛盾:1.產品的質量與產品的本錢形成的矛盾；2.產品的質量與創新產品的時間限制形成的矛盾；3.產品本錢與有限時間之間形成的矛盾。如：銥星方案的失敗

新產品開發原理四條渠道找難題；四條標準篩難題；根據難題定功能；按照功能尋技術；完善產品定價格。A.顧客難題的來源

顧客難題，必須是顧客自己實實在在感受到和認識到的消費難題，因此只能來自四條渠道。一線報告顧客抱怨政府通報媒體炒熱B.顧客難題的篩選一線報告的政府通告的顧客投訴的難題媒體炒熱的從中選出最嚴峻的最迫切的難題最廣泛的最持久的創新要克服的難題顧客C.支撐技術的獲取顧客難題

克服功能技術支撐高質量低本錢快速度一線報告的政府通告的顧客投訴的難題媒體炒熱的四最難題案例:惠普的打印機、王老吉功能定位D.解決方案確實定最嚴峻的顧客難題最迫切最廣泛最持久顧客價值：顧客看中什么顧客本錢：顧客愿出多少顧客方便：顧客要如何消費技術的質量高技術的本錢低技術的速度快案例:三鹿奶粉案例案例:IBM的兼容機開發要領案例：九陽豆漿機我國企業常見錯誤之一難題找得準，方案定得好，技術無支撐案例：三株口服液我國企業常見錯誤之二技術〔或資源〕握在手，找不到難題，做不出方案案例：洗碗機開發失敗五、研究與開發的內涵及分類研究與開發〔ResearchandDevelopment，簡稱R&D〕是指企業所做的新產品和產品生產技術的研究和開發。(一〕研究與開發的分類研究與開發的三種類型1.根底研究。進行的是探索新的規律、創立根底性知識的工作。〔１〕純根底研究。是以探索新的自然規律、創造學術性知識為使命，與特定的應用、用途無關。〔２〕目標根底研究。是指為取得特定的應用、用途所需的新知識或新規律而運用根底研究的方法所進行的研究。２.應用研究。也稱產業化研究，是將根底理論研究中開發的新知識、新理論應用于具體領域。3.技術開發研究。又叫企業化研究，是將應用研究的成果經設計、試驗而開展為新產品、新系統和新工程的科研活動。〔二〕新產品的分類企業的產品開發就是指開發新產品。新產品是指在技術、性能、功能、結構、材質、用途等一方面或幾方面具有先進性或獨創性的產品。新產品的分類：〔1〕改進型產品〔2〕換代產品〔3〕創新產品案例：英特爾變副業為主業的決策六、新產品研發的一般原那么1.從滿足顧客需要出發2.充分發揮企業優勢3.與企業中長期開展戰略規劃協調一致4.把技術上的先進性、經濟上的合理性與實現的可能性，以及適用性相結合5.提高通用化、標準化、系列化水平6.便于使用和制造七、新產品研發的方向1.高能化與多能化2.微型化3.簡化4.多樣化5.個性化6.綠色化7.美觀化八、新產品研發的動力模式１.靜態模式新產品研發的靜態模式及其途徑類型模式途徑技術推動型(顧客導向型)將研究成果推行市場,開發潛在需求基礎理論研究-概念與設想形成-可行性篩選-商業分析-產品研發-市場(技術-生產-市場)市場導向型將市場需求帶入研究市場調查-研究開發-生產-市場創新率

第一階段第二階段第三階段不協調的工藝技術集成的工藝技術功能最大化本錢最小化產品創新曲線需求刺激工藝技術創新曲線產出率刺激技術刺激本錢刺激2.動態模式第一階段:強調產品功能最大化。產品創新率很高，產品多樣化。生產與運作系統可能是工藝專業化。第二階段：生產系統設計強調本錢最小化。資本在工藝技術中更加密集，工藝技術創新占優勢。第三階段：強調本錢最小化戰略，資本在工藝技術中進一步密集，生產與運作系統變成產品專業化。案例分析：圣雅倫的指甲鉗第二節產品結構及其選擇產品結構是指企業能向市場提供的產品的種類和各種產品所包含的品種數量所構成的組合，產品結構用產品線來衡量。產品線是指企業能夠生產不同品種產品的數量。產品線的多寡稱為產品線的寬度；每條產品線包含的系列產品的數量稱為產品線的深度。企業擁有的產品線越寬，經營失敗的風險越小，但產品線越寬，資源的使用越分散，經營利潤率就越低。一、產品結構的概念產品線越寬資源越分散，經營利潤率就越低。例如，某企業產品線寬度為2，分別占企業資源為40%和60%，利潤率分別為15%和20%，那么企業平均利潤率為：15%×40%+20%×60%=18%如企業為3條產品線，分別占資源為30%，30%，40%，利潤率分別為15%，20%，10%，那么企業平均利潤率為：15%×30%+20%×30%+10%×40%=14.5%因此，應減少產品線寬度，將資源集中用于1、2個最盈利的產品上，有利于企業在短期內獲利。增加產品線的深度，可以加大企業的市場覆蓋面。例如，某家電企業電冰箱的深度有150升和180升，可滿足60%消費者；再增加100升、120升、200升、220升、240升，可滿足90%的消費者。現假設競爭對手推出了一種新型電冰箱有30%的消費者不再購置傳統冰箱，那么對深度為7的產品線仍然占有:〔90%-30%〕=60%的市場；對深度為2的產品線失去一半的市場。2.產品生命周期的分布二、產品結構選擇應考慮的因素〔一〕產品線寬度選擇應考慮的因素3.市場競爭的劇烈程度人均收入增加的速度5.供給商推陳出新的速度企業應變能力的大小1.產品生命周期的長短4.6.2.加深產品線增加的投入與增加的收入比較?〔二〕產品線深度應考慮的因素3.產品線深度的延伸方向企業應變能力的大小1.目標市場的消費層次?二、產品結構選擇應考慮的因素收入差距大，產品線可深一些例：產品規格銷量比列（%）普及型20標準型30豪華型35超豪華型15那么4種產品規格都應保存。產品規格銷量比列（%）普及型20標準型45豪華型33超豪華型2那么超豪華型不批量生產而是接受訂單，產品線深度為3。增量本錢與增量收入比較決定是否加深產品線例：某數碼照相機廠商的一條相機產品線擬增加一個型號，那么須在2年內增加的固定本錢如下表：成本金額（元）模具費用550000人員工資120000試制費用400000其他費用350000固定成本合計1420000每臺相機的變動本錢為40元，售價100元，估計年銷量為6000臺，該型號相機的生命周期為2年，問是否應增加這個型號的相機？解：2年內需增加固定本錢為：FC=14200002年內邊際奉獻：MC=(100-40)×6000×2=720000可獲利潤：P=MC-FC=-700000(元〕不應增加這個型號第三節產品設計與開發過程一、產品設計與制造工藝設計的結合〔DFM)DFM(designformanufacturing)又稱為面向可制造性設計。DFM的根本概念是把產品設計作為產品制造工藝設計的第一步，產品設計必須從“易于制造〞和“經濟地制造〞的角度出發，對于零件設計必須考慮“易于裝配〞。

DFM的主要方法工具包括以下幾個局部：使產品的零件數量盡量少；進行模塊化設計；盡量使一種零件有多種用途；盡量使用標準件；盡量使操作簡單化；使零件具有可替代性；盡量使裝配流程簡單化；使用可重復、易懂的工藝流程。1.DFM的根本原那么DFA可以用來減少產品裝配所需的零件數量，評價裝配方法和決定裝配順序。DFA提供了一種根據裝配方法和所需裝配時間分類的通用零件產品目錄。2.裝配設計〔designforassembly,DFA)FTA用來分析產品設計試制樣品中發現了問題或缺陷，它用樹狀圖來表示產品的缺陷，引起缺陷的原因及采取的措施。月牙形表示“或〞3.缺陷樹分析〔faulttreeanalysis,FTA)薯片易碎薯片太脆薯片太薄增加濕度減少拱度改變流程增加厚度減少尺寸××××××改變油溫改變時間長度解決解決解決4.價值工程〔valueAnalysis,VA)價值工程是通過功能/本錢分析，以最低的生命周期本錢實現產品的必要功能，提交其附加價值的管理技術。生命周期本錢包括產品從開發、設計、制造、使用、維護直至報廢為止的整個生命周期所發生的費用。產品生命周期本錢=生產本錢+使用本錢即：本錢F*必要功能C生命周期本錢C生產本錢C1使用本錢C2本錢與功能之間的關系產出/投入=效用/費用=功能/本錢=價值即：輸出/輸入=效率二、產品設計新產品研發的一般流程圖〔如以以下圖〕方案收集概念設計/機理研究、方案篩選、總體構思方案評選、可行性研究員工、供給商、顧客產品研發策略、中長期經營目標樣機或模擬產品設計/工藝設計樣機或模擬產品試制/試驗與測試市場銷售試驗、鑒定定型工藝文件制定小批量試制市場投入準備批量試產、銷售使用技術預測與市場預測試制方案工作圖設計工藝裝備制造工藝裝備設計設計試制階段生產技術準備階段市場調查構思研發階段投產銷售階段反響反響1.市場調查、構思與研發階段(1〕方案收集階段:對產品的國內外技術、市場、經濟情況調查分析，制定長遠開展規劃。〔2〕總體構思階段：根據市場和經濟情報及技術分析情況，提出滿足需要的一些設想。這種設想稱為“概念產品〞或“概念設計〞。對新方案中設計的新結構、新技術、新工藝、新材料、新計算方法等進行實驗、試驗、模擬以獲取數據等，稱為機理研究。提出新產品研發的結構、性能、可靠性和經濟性方面的總體構思。

〔3〕方案評審與評選：

通過技術經濟分析，對方案進行綜合性評審，選取最優方案。下達技術任務書。產品設計２.設計試制階段〔１〕試制方案：包括產品設計、試制和鑒定的日程安排、時間進度、人員配備、物質條件等。〔２〕產品技術設計：組織設計人員根據確定的總體方案進行產品的具體結構設計和技術設計。〔３〕產品試制：是一個反復進行設計－試制－試驗的循環過程。〔４〕產品的技術鑒定：確認是否滿足技術任務書要求和有關標準、設計資料是否齊全、技術經濟指標是否先進。３.生產技術準備階段〔１〕工作圖設計：繪制全套工作圖樣和編寫技術文件。〔２〕工藝文件制定：進行產品圖紙的工藝分析與審查，擬定工藝流程方案，編制工藝規程，編制自制零件的工藝過程卡、工藝卡和工序卡。〔３〕工藝裝備的設計與制造：工藝裝備是工具、夾具、量具、摸具和工位器具等。〔４〕小批量生產鑒定階段：除包括樣品試制鑒定外，還要鑒定工藝文件是否齊全、工裝是否齊全、質量是否符合生產要求。４.投產銷售階段〔１〕批量生產：在進行批量生產前還需補充設計和制造局部工藝裝滿足批量生產，并在批量生產中發現的問題反響到控制環節。〔２〕銷售使用：做好銷售效勞工作，對產品使用情況跟蹤調查，反響用戶信息，為產品的改進設計提供依據。5.產品開發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—工廠和車間的反映信譽—用戶的忠誠度對用戶的相對吸引力—市場份額利潤率產品開發績效評價指標三、工藝設計

工藝設計是指按產品設計要求，安排或規劃出從原材料加工成產品的一系列加工過程、工時消耗、設備和工藝裝備需求等的說明。工藝過程是結構設計過程和制造過程之間的橋梁，它把產品的結構數據轉換為面向制造的指令性數據。工藝設計的主要任務就是按產品設計要求，安排或規劃出由原材料加工成產品所需要的一系列加工步驟和設備、工裝需求的過程。決定加工毛坯〔材料和尺寸〕選擇機床制定加工工藝選定加工條件計算加工時間選擇工裝決定加工工序內的操作順序零件圖工藝過程設計的內容示意圖工藝過程設計的程序1.產品圖紙的工藝分析和審查2.擬訂工藝方案3.編制工藝規程4.工藝裝備的設計與制造第四節新產品的設計方法1.產品結構模塊化設計它是將產品部件按功能特征分解成相對獨立的功能單元，并使他們的接口〔結合要素形狀、尺寸〕標準化，它們成為可以互換、按不同用途加以選用組合的標準模塊。給產品的設計、制造、使用和維修等帶來顯著的經濟效益。2.電子計算機輔助設計(CAD)在設計過程中，利用計算機作為工具，幫助工程師進行設計的一切實用技術的總和稱為計算機輔助設計〔ComputerAidedDesign,CAD)，包括：概念設計、優化設計、有限元設計、計算機仿真、計算機輔助繪圖、計算機輔助設計過程管理等。目前CAD技術正朝著人工智能和知識工程方向開展，即ICAD(Intelligent)。1988年美國國防分析研究所提出的并行工程的定義：“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化的工作模式。這種工作模式力圖使開發者們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〕中的所有因素，包括質量、本錢、進度和用戶需求〞。第五節

產品設計與開發的組織方法1.并行工程〔CE)傳統的產品開發模式1、功能部門制，信息共享存在障礙；2、串行的流程，設計早期不能全面考慮產品生命周期中的各種因素；3、基于圖紙的手工設計為主，缺少先進的計算機平臺，缺乏以支持協同化產品開發。并行工程模式

1、采用多學科團隊和并行過程的集成化產品開發模式。

2、把傳統的制造技術與計算機技術、系統工程技術和自動化技術相結合，

3、在產品開發的早期階段全面考慮產品生命周期中的各種因素，力爭使產品開發能夠一次獲得成功。并行工程圓桌設備財務用戶設計工藝生產供給銷售…具體做法:并行方法—并行工程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化方法。該方法力圖使產品開發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