第3章-产品、服务设计和技术选择生产与运作管理

第3章产品/服务设计和技术选择引例吉列新型女用剃刀重拳出击维纳斯（Venus）——吉列新型女用可水洗剃刀于2001年3月进入市场，在6个月内就占领了女用水洗剃刀45%的市场。吉列对维纳斯剃刀进行了众多的创新设计，以期给人们一个全新的女用剃刀的概念。维纳斯的开发采用了吉列的50多个专利。虽然吉列采用了一些现有的流程来制造维纳斯，但吉列在研发和制造中还是又投入了3亿多美元。维纳斯成功的另一主要原因在于把一些供应商整合起来一起设计，并制造了可放在零售商店出售的独特的包装。第3章产品/服务设计和技术选择■一直以来，吉列公司非常擅长于把新产品导入市场，在同行业中占有并维持着很大的市场分额。吉列公司剃刀的销售量是其他公司的5倍。在使用剃刀的美国女性中，大约71%使用吉列的维纳斯，而所有这些产品的利润率都接近40%。与其他日用品（例如，除臭剂的利润率仅为7%-9%）相比，吉列剃刀的利润率之高令人震惊。这都归功于吉列对产品与流程的研发、制造和与供应商之间的良好的紧密合作，从而使新产品能够不断快速且经济地成功进入市场。吉列预计其女用剃刀地销售总额将达10亿美元，其中相当大一部分销售额将由维纳斯获得。分析思考问题：产品设计与开发在企业发展和竞争中的重要性？第3章产品/服务设计和技术选择第一节现代企业中的R&D第二节产品设计与开发过程第三节服务设计第四节生产流程设计与选择第五节产品设计与开发的组织方法第3章产品/服务设计和技术选择第3章产品/服务设计和技术选择学习目标理解新产品/服务开发的重要性；掌握产品设计和工艺设计的过程及基本内容；掌握生产流程分类和产品—流程矩阵；了解生产流程设计的主要影响因素；掌握并行工程的含义和基本思想；了解串行产品设计方法和并行产品设计方法的区别。第3章产品/服务设计和技术选择第一节现代企业中的R&D一、R&D——对企业未来的投保1、企业面临着3C的环境顾客（Customer）：需求多样化竞争（Competition）：加剧变化（Change）：政治、经济、社会环境发生变化第3章产品/服务设计和技术选择第一节现代企业中的R&D2、个性化定制生产的出现传统的“一对多”生产方式转变为“一对一”的定制化服务：如玛泰尔公司生产巴比娃娃的情况。Barbie.com;宝马公司销售汽车的60％是根据订单制造的。海尔的MTO生产方式2000年)企业要根据市场要求开发新产品，同时要根据市场情况主动开发产品，以求得竞争优势。一、R&D——对企业未来的投保第3章产品/服务设计和技术选择国家日本美国法国英国韩国中国巴西印度R&D/GDP2.7~2.92.6~2.72.422.082.00.5~0.71.10.9表4－2近年来各国R&D／GDP比较值一、R&D——对企业未来的投保3、各国非常重视R&D◆一般都占到销售收入的4％以上。在美国，制药业达到15％。二、R&D的分类与特征第一节现代企业中的R&D1、基础研究：指探索新的规律、创建基础性知识的工作。2、应用研究：指将基础理论研究中开发的新知识、新理论应用于具体领域的科研工作，即运用通过基础研究所获得的知识，为创造新产品、新技术、新材料的技术基础而进行的研究。3、技术开发研究：指将应用研究的成果经设计、试验而发展为新产品、新系统和新工程的科研活动。第3章产品/服务设计和技术选择第一节现代企业中的R&D◆基础研究：目的就是寻求真理、扩展知识；成功率一般很低。所以自由度大，没有严格的指标限制。◆应用研究：目的是探索新知识应用的可能性，进而发明新事物（如纳米技术、新材料的发明），成功率较高，这种研究在计划上有弹性，有战略方向，但期限较长。◆技术开发研究：将研究成果用于实践，完成新产品、新工艺，使之实用化、商品化，成功率高，计划是硬性的，有明确的目标。二、R&D的分类与特征4、三者区别第3章产品/服务设计和技术选择三、企业R&D的性质、主要内容1、企业R&D是经济活动，而企业外R＆D是非经济活动2、内容：新产品开发、新技术开发新产品开发：作为对未来竞争的一种投保，是生产运作管理和竞争策略的核心，企业战略应从“制造产品”到“创造产品”随产品寿命周期的缩短，产品开发决定着企业经营的基本特征。新技术开发：新产品的竞争力除了产品本身的功能外，还需要有优异的质量和低廉的价格来保证，而后者与生产工艺技术密切相关。第3章产品/服务设计和技术选择3、产品生命周期与R&D开发期成长期成熟期衰退期销售量着重于改进产品的功能和特征，从多种新型号中选择产品标准化、工艺合理化，从产品创新向技术创新过渡；集中在工艺改进和技术服务方面第3章产品/服务设计和技术选择四、新产品开发的动力模式1、技术导向型：指按照被称为SeedTheory的方式进行新产品开发，即从最初的科学探索出发开发新产品，以供给的变化带动需求的产生和变化。2、市场导向型：是按照所谓NeedTheory方式，从市场需求出发进行新产品开发。即通过市场调查来了解市场需要什么样的新产品，然后对其作为商品来说在生产技术、价格、性能等方面的特性进行研究，进而再通过该新产品商品化后的销售预测来决定是否开发。市场导向型产品是以“市场—研究开发—生产—市场”的模式出现的，即把市场需求代入研究。第3章产品/服务设计和技术选择四、新产品开发的动力模式1、技术导向型：美国西屋公司发明了晶体管，日本索尼公司购买了晶体管，创造了世界范围的大市场，但在晶体管之前，市场根本不知道晶体管，这种需求是潜在的。自19世纪以来，前所未有的产品一个接一个地创造出来，从汽车、飞机、大炮到电影、电视、计算机、大哥大，技术导向型产品构成了众多企业的生产内容，每一种新产品都带起一串企业，甚至构成一个行业，创造大规模的市场需求，引发激烈的市场竞争。美国的英特尔、杜邦公司、P&G公司、日本索尼。例子第3章产品/服务设计和技术选择第一节现代企业中的R&D2、市场导向型★例如：美国的奇尼恩公司开发了收音机、电视机、调频立体声系统等多个品种，在六十年代一直是收音机和电视机市场的最大供货商，但70年代末却不得不退出整个家用广播电视行业。★例如：日本汽车企业：小型、耗油量低。当今市场导向型和技术导向型同样重要，一方面技术进步日新月异，另一方面市场需求日益多样化。企业要根据其特点以及内外部环境决定自己的策略。第3章产品/服务设计和技术选择五、产品开发对生产过程成本的影响1、产品开发的时间构成（单件小批生产类型企业）设计时间55％制造时间22％装配时间23％产品开发时间100%第3章产品/服务设计和技术选择第3章产品/服务设计和技术选择2、企业技术活动影响着产品的开发周期、成本、质量和制造的效率（1）产品生命周期在缩短，开发周期响应也在缩短。（2）许多大企业（如福特、波音、Sun等）均认为设计阶段决定着产品成本的70％以上，尽管设计阶段的成本不会超过10％。根据ABC分类法的思想，应加强设计阶段的管理。五、产品开发对生产过程成本的影响设计阶段制造阶段材料采购其它阶段费用产品成本的决定因素构成及实际成本消耗构成示意图70%6%20%36%7%40%3%18%成本的决定因素实际成本消耗①Boothroyd引用福特公司的报告表明，尽管产品设计和工艺费用只占整个产品费用的6%，却影响了总费用的70%以上，见下图。举例：第3章产品/服务设计和技术选择②SohleniusG.以波音公司为例进行分析后指出：一般产品成本的83%以上由产品设计阶段决定，而这一阶段本身所占有的费用仅为产品全部成本的7%以下，见下图。决策成本消耗成本产品设计过程设计制造装配与维护O20406080100产品生命周期设计阶段原形制造阶段产品开发过程—成本曲线（波音）举例：第3章产品/服务设计和技术选择③Sun认为制造生产率的70%—80%是在设计和工艺阶段决定的。所有质量问题的40%可以归因于低劣的设计和工艺。O概念设计设计开发设计使用制造装配新产品开发阶段改变设计引起的成本在不同的产品开发阶段改变设计对成本的影响示意图举例：第3章产品/服务设计和技术选择第二节产品设计与开发过程1产品构思2结构设计过程3工艺设计过程4产品设计的原则和绩效评价第3章产品/服务设计和技术选择一、产品开发过程一般由以下三阶段构成:产品构思结构设计（总体设计、技术设计、详细设计）工艺设计第3章产品/服务设计和技术选择产品开发过程构思R&D•对市场需求的分析•技术的推动•竞争对手的产品和服务来源于来源于开始图2:产品构思来源图1.产品构思第3章产品/服务设计和技术选择从概念构思到产品选定的影响因素：用户对产品特性的需求；目标市场的需求量；目标消费者购买力水平；目标市场竞争对手产品情况；资源供应情况；销售渠道情况；目标市场的社会环境；企业本身的实力等。第3章产品/服务设计和技术选择2.结构设计过程产品结构设计过程包括从明确设计任务开始，到确定产品的具体结构为止的一系列活动。设计阶段决定了产品的性能、质量、成本。产品设计一般分为总体设计、技术设计、工作图设计三个阶段（见图3－3）第3章产品/服务设计和技术选择市场需求分析工作图设计结构设计优化设计三维几何造型计算机绘图有限元设计资料和图形库原型修改总体设计开始初步设计原型产品评估决策NNYYCAD2.结构设计过程第3章产品/服务设计和技术选择2.结构设计过程2.结构设计过程(1)总体设计通过市场需求分析，确定产品的性能、设计原则、技术参数、概略计算产品的技术经济指标和进行产品设计方案的经济效果的分析。(2)技术设计将技术任务书中确定的基本结构和主要参数具体化，根据技术任务书所规定的原则，进一步确定产品结构和技术经济指标，以总图、系统图、明细表、说明书等总括形式表现出来。第3章产品/服务设计和技术选择2结构设计过程(3)工作图设计根据技术设计阶段确定的结构布置和主要尺寸，进一步作结构的细节设计，逐步修改和完善，绘制全套工作图样和编制必要的技术文件，为产品制造和装配提供确定的依据。第3章产品/服务设计和技术选择3.工艺设计过程（一）工艺工程设计的要求工艺设计——按照产品设计的要求，安排或规划出把原材料加工成产品所需要的一系列加工过程、工时消耗、设备和工艺装备需求等的说明。工艺过程是工艺路线和工艺方法的总和，前者解决原材料、半成品按照什么路线、经过哪些工序转变为产成品；后者解决用什么生产运作手段和操作方法来实现各工序的功能第3章产品/服务设计和技术选择产品设计是工艺过程设计的依据，但在产品设计时应密切结合工艺过程进行（DFM、DFA）工艺过程设计应满足以下要求：优先采用先进的工艺从企业实际情况出发控制工艺路线倒流突出经济性注意人—机协调第3章产品/服务设计和技术选择第3章产品/服务设计和技术选择（二）工艺过程设计的内容决定加工毛坯（材料和尺寸）选定加工条件计算加工时间制定加工工艺选择机床决定加工工序内的操作顺序选择工装零件图（二）工艺过程设计的程序①产品分析——从产品的装配图入手，明确产品的零部件组成及其相互关系，明确零部件何时、何地、以何种方式结合到整个产品中去②各个零部件工艺方法的拟定③零部件自行生产运作分析——决定自行加工哪些零部件？通过外协、外购途径解决哪些零部件？④各个零部件工艺路线的拟定——将有关工作归结为工序⑤工序设计——形成工序卡和工艺守则⑥工艺过程分析——确定产品工艺路线第3章产品/服务设计和技术选择⑦工艺过程的优化工艺规程——指导工人操作的技术文件，也是生产运作过程组织的主要技术依据，包括过程卡、工艺卡和工序卡过程卡——包括零件名称及编号、加工路线、经过的车间、工段、工序、使用的设备和主要工艺装备、加工内容、材料消耗定额等工艺卡——包括零部件在某车间内经过的工序、使用的设备和工艺装备、加工内容、工时定额、工艺参数等工序卡——比工艺卡详尽，规定着每道工序的详细操作方法、技术要求、注意事项等第3章产品/服务设计和技术选择第3章产品/服务设计和技术选择（三）工艺过程的选择与分析工艺成本——实现工艺过程或个别工序的费用总额，可分为可变费用