《产品开发及设计》PPT课件.ppt

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1、杭州电子科技大学杭州电子科技大学第二章 产品开发与设计第一节 产品开发的决策杭州电子科技大学杭州电子科技大学产品的选择及其影响因素产品的选择及其影响因素 (一)产品选择 是指根据市场行情筛选那些能够顺应和满足顾客需求的产品和服务，同时又能够为企业创造利润并保持竞争优势得以继续发展的策略。(二)产品选择应考虑一下因素：1.产品的市场潜力 2.产品的收益性 销售利润率、资金利润率 3.市场竞争性 应综合考虑市场容量、竞争优势和弱点选择有利于发挥企业核心技术优势的产品进行开发。4.可利用的资源条件 便利程度、经济性、环保要求 5.技术水平和生产能力 6.经销能力 营销渠道、服务能力 7.国家政策法律

2、法规等要求产品开发的主要内容产品开发的主要内容产品开发决策调查与预测分析产品构思创意及筛选产品寿命周期分析产品开发时机选择产品开发的策略选择产品开发的方式选择工艺设计工艺分析方案拟订编制流程工装设计试制鉴定样品试制和鉴定小批量试制和鉴定产品设计编制技术任务书方案设计技术设计工作图设计正式生产新产品的概念新产品的概念 1.概念：新产品是指在性能、结构、材质和技术特征等方面或多方面比老产品有显著改进和提高、或独创的，具有使用价值和推广价值，可产生明显经济效益的产品。2.特征:新颖性、先进性、经济性、风险性。3.类型:(1)全新产品 (2)换代产品 (3)改进产品产品开发产品开发 现代企业的R&D

3、（一）个性化定制生产 3C：顾客（Customer）、竞争（Competition）、变化（Change）生产方式：“一对多”“一对一”;增强企业的柔性（Flexibility）：1、产品生产柔性。顾客对产品规格、型号、数量、质量和交货期等 要求的独立性和随机性导致企业生产任务的不断变动。组合柔性、产量柔性、质量柔性、交货期柔性 2、产品设计柔性。当顾客有新产品要求时，也即要求产品性能要发 生变化，即产品的功能、结构、加工工艺等方面要发生变化。产品设计柔 性是指快速开发新产品和改造老产品的能力。新产品的研究和开发能力以及相应的生产技术是企业赢得竞争优势的 根本保证。（二）研究与开发（Resea

4、rch and Development，简称R&D)基础研究、应用研究、技术开发研究 新品开发面临的压力新品开发面临的压力(二)新产品开发面临的压力 目前,新产品开发面临着费用高、风险大、成功率低、回报下降等压力。1.失败原因:无潜在需求、新产品与当前需求不匹配、营销不利。2.开发动力:技术推动、市场牵引、同行竞争。3.新产品开发的关键:找到需求,用技术实现需求.5.原则:技术与市场匹配.3000原始想法300提议125小项目9项开发4项重大1.7启动1成功1 2 3 4 5 6 7 *产品死亡率：98.2%产品开发的时间构成产品开发的时间构成 据统计，产品设计时间占产品开发时间的近60%（如

5、图）。因此，为缩短产品上市时间，必须缩短产品设计时间，产品设计和工艺设计影响着产品的创新速度。（信雅达案例）产品开发时间 100%设计时间 55%制造 22%装配 23%产品开发周期变化趋势产品开发周期变化趋势0 5 10 15 20 25行业化妆品玩具机床食品药品50年前现在时间(年)产品寿命周期的缩短：产品的寿命周期越来越短，革新换代越来越快（如图）。实践证明：若产品寿命周期为5年，产品开发时间每延长6个月，利润就损失1/3。AT&T:AT&T:电话电话2 2年年 1 1年年 HP HP公司：公司：打印机打印机 年年 22 22个月个月成品成本的决定成品成本的决定 一般产品成本的70%以上

6、由设计阶段决定,而这一阶段本身所占用的费用仅为产品成本的6%以下(如图)。70%6%20%36%7%40%3%18%设计阶段 制造阶段 材料采购 其它阶段费用成本的决定因素实际成本消耗新产品开发系统新产品开发系统产品构思产品可行性研究产品功能设计产品制造设计产品设计审核产品最终测试产品进入市场及评估(源于市场需求及环境变化)(产品市场调查)(产品价值分析)(产品如何制造)(产品经济性)(产品是否满足需求)(产品是否成功)产品设计、试制和定型产品开发的构思产品开发的构思 1.来源（新光设计流程新光设计流程）:（1）企业内部：公司经理、员工和研究开发部门。（2）企业外部：经销商、产品许可经营者和发

7、明者。2.构思模式：（1）市场导向型（Market Driven):（2）技术推动型（Technology and Innovation):（3）混合模式 课本38-39 产品可行性研究产品可行性研究1、市场标准：企业的竞争力、对市场需求的应变能力、新构思的专利状态、产品促销和售后服务要求、以及对现有经销渠道的适应程度。2、生产经营标准：生产实施的技术可行性；、技术状况、管理水平与产品制造技术的匹配程度。3、财务标准：市场标准和生产经营标准两方面的结合。销售额产品寿命周期产品寿命周期引入期 成长期 成熟期 衰退期年销售额年利润时间产品寿命周期预测产品寿命周期预测销售增长率分析法销售增长率分析法

8、 一般而言,从相对长期趋势来观察,产品市场销售额呈直线上升时,属于成长阶段;销售额稳定且增长幅度趋于疲软时,属于成熟阶段;销售额连续下降时,属于衰退阶段.例例某企业生产一种包装材料产品某企业生产一种包装材料产品,根据以下数据根据以下数据,判断产品处判断产品处于于哪一时期哪一时期?+22.5+1.54.4总利润+3.2-0.30.16单位边际利润+8.5+2.21.12单位价格+15.8+1.030.8年销售额过去四年间平均变动（%）与上一年相比变动（%）当年情况（百万元）效益指标产品进入和占有市场的时机分析产品进入和占有市场的时机分析 哈耶（Hayes）、韦瑞特（Wheelright）课本40

9、-41页大批量低成本产品衰退阶段产品成长阶段晚期进入晚期进入晚期退出晚期退出小批量灵活性产品成熟阶段产品引入阶段早期进入早期进入早期退出早期退出小批量灵活性 大批量低成本产品衰退阶段产品引入阶段早期进入早期进入晚期退出晚期退出对生产经营的涵义市场退出时阶段市场进入时阶段产品战略 市场进入-退出产品战略产品开发和方式选择产品开发和方式选择产品开发的策略：领先型开发：争取技术领先优势获取垄断利润追随型开发：减少开发风险和投入，后发制人产品开发的方式：独立开发：具备较强的科研能力和技术力量以及保持一定的技术储备技术引进：减少投入和开发风险提高企业技术水平缩短产品生命周期技术引进与独立开发相结合：投资

10、少有较成熟的经验可借鉴又可保持 自身特色联合开发：充分利用资源，实现优势互补委托开发：利用具备产品研发优势的外部资源第二节 产品设计杭州电子科技大学杭州电子科技大学产品设计的要求产品设计的要求技术上先进经济上合理：1、产品功能设计、产品功能设计 注重的是产品的性能和质量，要求在产品设计中充分考虑顾客要求，体现产品的经济价值，并以此为原则，保证高品质设计，包括：配合度精确、性能优良而稳定、耐用性能以及售后维护的便利程度。技术手段：价值工程、装配过程模拟、装配设计、质量功能选择和计算机辅助设计等。2、产品制造设计、产品制造设计 产品的可生产性设计，即产品设计要满足产品制造工艺要求。其目的是：在顾客

11、可接受的价格下生产出功能和结构两方面都满意的产品。完美的制造设计代表了成本效益，是通过将产品构思、设计和研制与可生产性相结合得以实现的。为了在竞争价格下，生产出最高质量的产品，制造设计必须与产品功能设计协调进行。（1）产品设计要便于加工制造：基本原则：易于理解，便于制造和装配，易于使用且安全可靠。（2）设计更新的频繁程度 （3）产品成本责任 （4）产品技术参数选择 （5）设计与制造工艺过程保持相互衔接，实施协同作业。f结构设计市场需求分析总体设计原型产品原型修改评估决策工作图设计初步设计资料和图形库三维几何造型有限元分析优化设计计算机绘图NYNY产品设计的流程产品设计的流程产品设计过程包括从明

12、确任务开始，到确定产品的具体结构为止的一系列活动，包括创新设计、改进设计和变形设计。该阶段决定了产品的功能质量和成本，决定了产品的前途和命运CAD新产品评价方法新产品评价方法（一）多指标评分法例1某公司空调新产品的效益指标权重、分数及得分：30 8 240 20 10 200 20 6 120 15 10 150 10 2 20 5 4 20 750市场引力单位边际利润生产能力竞争能力投资要求项目风险加权之和 权重(A)分数(B)加权分数(A*B)效益指标新产品评价方法新产品评价方法（二）盈亏平衡分析法例2某医院考虑增设一项服务项目，每位患者收费1600元，提供该服务需支付年固定费用80万元，

13、单位变动成本为每位患者800元。问每年应至少有多少患者就医该项目才可以上马？设计审核设计审核 1、产品设计审核和最终测试 （1）产品设计审核 是在产品生产实施之前，产品项目开发组确保对产品整个设计进行全面的检验和评价。功能设计、制造设计 （2）产品最终测试 生产性测试 确保产品的可生产性。2、产品设计试制中必须注重的方面 （1）产品的性能和质量 （2）产品开发速度 （3）产品成本 （4）项目开发费用企业的技术活动企业的技术活动按过程分析的方法，产品开发由许多过程组成。过程中存在两种类型的活动：一是专业活动，如需求分析、结构设计、工艺设计、另一类是协调活动，通过协调顾客域、功能域、物理域、制造域

14、方案和建议，取得各方面一致认可的决策。技术活动过程需求环境功能需求 技术参数结构设计过程工艺需求 工艺变量工艺设计过程生产指令生产过程技术活动生产活动顾客域功能域物理域制造域请结合课本请结合课本产品设计产品设计程序理解程序理解串行过程串行过程多年来，企业的产品开发一直采用串行的方法如图（a），即从需求分析、产品结构设计、工艺设计一直到加工制造和装配是一步步在各部门之间顺序进行。需求结构设计 工艺设计制造（a）串行过程）串行过程串行弊端串行弊端串行的产品开发过程存在着许多弊端，首要的问题是以部门为基础的组织机构严重地妨碍了产品开发的速度和质量。产品设计人员在设计过程难以考虑到顾客的需求、制造工程

15、、质量控制等约束因素，易造成设计和制造的脱节。串行的产品开发过程存在的主要问题串行的产品开发过程存在的主要问题1.各各下下游游开开发发部部门门所所具具有有的的知知识识难难以以加加入早期设计。入早期设计。2.各各部部门门对对其其它它部部门门的的需需求求和和能能力力缺缺乏乏理理解解，目目标标和和评评价价标标准准的的差差异异和和矛矛盾盾降降低低了了产品整体开发过程的效率。产品整体开发过程的效率。串行的产品开发过程存在的主要问题如下：并行的产品设计方法并行的产品设计方法为解决串行的产品设计方法的弊端，减少产品的开发时间和成本，人们提出了并行工程的产品设计方法，它能够并行地集成设计、制造、市场、服务等资

16、源。这种方法力图使产品开发者从一开始就考虑到产品全生命周期从概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度和用户需求。并行过程并行过程O（b）并行过程）并行过程需求结构设计工艺设计制造并行工程概述并行工程概述概述：面向产品的全生命周期的设计是一种在设计阶段就预见到产品的整个生命周期的设计是一种在设计阶段就预见到产品的整个生命周期的设计，是具备高度预见性和预防性的设计。正是基于这种预见性，现代产品设计才能做到“运筹于帷幄之中，决胜与千里之外”。使产品设计具备高度预见性和预防性的技术就称作“并行设计”或“并行工程”。并行工程定义并行工程定义定义：并行工程实质就是集成地、并行地设计产品及其零部件

17、和相关各种过程的一种系统方法。这种方法要求产品开发人员与其他人员一起共同工作，在设计一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户的要求。并行工程特点并行工程特点特点：1.强调团队工作（Team work），团队精神和工作方式 2.强调设计过程的并行性 其一是在设计过程中通过专家把关同时考虑产品寿命循环的各个方面；其二是在设计阶段就可同时进行工艺（包括加工工艺、装配工艺和检验工艺）过程设计，并对工艺设计的结果进行计算机仿真，直至用快速原型法产生出产品的样件。这种方式与传统的设计在设计部门进行，工艺在工艺部门进行已大不相同。并行工程特点并行工程特

18、点3.强调设计过程的系统性 设计、制造、管理等过程不再是一个个相互独立的单元，而要将它们纳入一个整体的系统来考虑，设计过程不仅出图纸和其它设计资料，还要进行质量控制、成本核算，也要产生进度计划等。这种工作方式是对传统管理机构的一种挑战。4.强调设计过程的快速反馈 并行工程强调对设计结果及时进行审查，并及时反馈给设计人员。这样可以大大缩短设计时间，还可以保证将错误消灭在“萌芽”状态。并行工程的主要思想并行工程的主要思想1.设设计计时时同同时时考考虑虑产产品品生生命命周周期期的的所所有有因因素素(可可靠靠性性、可可制制造造性性)，作作为为设设计计结结果果，同同时时产产生生产产品品设设计计规规格格和

19、和相相应应的的制制造造工工艺艺和和生产准备文件。生产准备文件。并行工程的主要思想有：并行工程的主要思想有：2.产品设计过程中各活动并行交叉进行产品设计过程中各活动并行交叉进行并行工程的主要思想并行工程的主要思想3.与与产产品品生生命命周周期期有有关关的的不不同同领领域域技技术术人人员员的的全全面面参参与与和和协协同同工工作作，实实现现生生命命周周期期中中所所有有因因素素在在设设计计阶阶段段的的集集成成，实实现现技技术术、资源、过程在设计中的集成。资源、过程在设计中的集成。并行工程的目的并行工程的目的并行工程的目的是在设计阶段就能周密考虑产品生命周期各阶段的各种因素，以减少产品早期设计阶段的盲目

20、性，尽早避免因产品设计的不合理对产品生命周期后续阶段的影响，缩短研制周期，更好地满中用户需求。并行工程技术并行工程技术(一一)虚拟设计虚拟设计(二二)产品数据管理（产品数据管理（Product data management,PDMProduct data management,PDM）(三三)产品系列化、零部件标准化、通用化产品系列化、零部件标准化、通用化(四四)成组技术（成组技术（Group technology,GTGroup technology,GT）(五五)减少变化方案（减少变化方案（VRPVRP）并行工程的效益并行工程的效益1.缩短产品投放市场的时间 2.并行工程技术的主要特点就

21、是可以大大缩短产品开发和生产准备时间，使两者部分相重合。而对于正式批量生产时间的缩短是有限的。3.2.降低成本 4.并行工程可在三个方面降低成本：首先，它可以将错误限制在设计阶段。其次，并行工程不同于传统的“反复试制样机”的作法，强调“一次达到目的”。其三，由于在设计时最考虑到加工、装配、检验、维修等因素，产品在上市前的成本将会降低。同时，在上市后的运行费用也会降低并行工程的效益并行工程的效益3.提高质量 采用并行工程技术，尽可能将所有质量问题消灭在设计阶段，使所设计的产品便于制造易于维护。这就为质量的“零缺陷”提供了基础，使得制造出来的产品甚至用不着检验就可上市。4.保证了功能的实用性 5.

22、增强市场竞争能力 由于并行工程可以较快地推出适销对路的产品并投放市场，能够降低生产制造成本，能够保证产品质量，提高了企业的生产柔性，因而，企业的市场竞争能力将会得到加强。实例实例美国波音飞机制造公司投资40多亿美元，研制波音777型喷气客机，采用庞大的计算机网络来支持并行设计和网络制造。从1990年10月开始设计到1994年6月仅花了3年零2个月就试制成功，进行试飞，一次成功，即投入运营。在实物总装后，用激光测量偏差，飞机全长，从机舱前端到后端50m，最大偏差仅为。HP公司采用并行工程来改进产品质量，其实施要点包括管理部门的支持、对用户的关注、统计过程控制、系统的问题解决过程以及全体人员参与五

23、个方面。实施的结果是公司全部产品的综合故障降低了83%，制造成本减少了42%，而产品开发周期缩短了35%。第三节 工艺设计杭州电子科技大学杭州电子科技大学工艺设计的基本内容工艺设计的基本内容1、产品图纸的工艺分析和审查2、拟订工艺方案3、编制工艺规程4、工装的设计和制造零件图决定加工毛坯材料和尺寸选择机床制定加工工艺选定加工条件计算加工时间选择工装决定加工工序内的操作顺序新产品的试制和鉴定u试制的内容取决于生产类型和产品结构的复 杂程度和设计方法u明确样品试制的基本任务u做好组织工作：技术交底、技术追随u样品鉴定内容：是否符合技术任务书、是否符合国家标准和其他技术要求、设计资料是否齐全、技术经

24、济指标是否合理、结构的工艺性是否良好、主要的工艺技术能否实现、工装能否保证产品的加工质量小批产品的试制和鉴定u小批试制的基本任务u小批试制的组织工作u小批试制的鉴定工作验证大批生产工艺规程、检查和调整工装、保证产品质量符合规定的技术条件、做好辅助和调整工作主任工艺师领导，为大批量生产积累经验，帮助工人熟悉图纸和工艺试制前总结样品试制的经验补充和验证批量生产所需的工艺规程、检验规程和工艺设计；试制过程中对每一工序的工艺、定额、工装和加工质量进行验证除了包括样品试制的鉴定内容，还包括鉴定工艺文件、工装的齐全性；质量是否符合要求，是否能够保持稳定；检查原材料的消耗情况；验证产品结构的工艺性；检查投产前的生产准备情况作业1、分析产品生命周期各个阶段的特点2、比较分析并行工程与传统的产品开发方式的区别3、企业R&D的主要策略4、产品选择应该考虑那些因素5、新产品开发的方式和主要流程The end杭州电子科技大学杭州电子科技大学