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1、生产与运作管理生产与运作管理Operations Management主讲:周清华工业工程系工业工程系 桂林电子科技大学桂林电子科技大学 商学院商学院第五章第五章 新产品开发新产品开发一、引言一、引言二、新产品开发的流程二、新产品开发的流程三、新产品开发方法三、新产品开发方法四、新产品开发绩效评估四、新产品开发绩效评估新产品是指在产品特性、材料性能和技术性能等方面(或仅一方面)具有先进性或独创性的产品。所谓先进性，是指由于采用了新技术、新材料产生的先进性，或由原有技术、经验技术和改进技术综合产生的先进性。所谓独创性，是指产品由于采用新技术、新材料或引进技术所产生的全新产品。根据对产品的改进程度
2、，可把新产品分为创新产品(breakthroughproduct)、换代新产品(next-generationproduct)、改进新产品(derivativeproduct)三类。1 1、新产品的概念与分类、新产品的概念与分类一、引言一、引言2 2、新产品开发的意义、新产品开发的意义n有利于企业保持长期的竞争优势n有利于开发企业新的生长点、扩大市场份额n产品更新换代的需要n实现结构调整的微观基础企业保持长期的竞争优势企业保持长期的竞争优势v康巴斯的兴与衰 80年代康巴斯开发石英钟，把老牌钟厂上海中国钟厂推上绝路 90年代不思进取，故步自封，企业重新陷入困境u乡企美的的长盛不衰 92年华南理工
3、一名制冷专业博士生找遍华南没有一家空调厂对他的专利感兴趣，最后在美的受到热情欢迎，从此新产品不断，2000年空调销量上升到第一开发企业新的生长点、扩大市场份额开发企业新的生长点、扩大市场份额v海尔的目标：2006年世界500强v海尔的措施：1984年 电冰箱 1992年空调机 1994年 洗衣机、冰柜 1995年 电视机、小家电 1996年 全面进入IT产业 2001年 保险业v海尔的年收入 2000年 400亿，2001年604亿，2002年720亿，2003年800亿 12/13 2004年1008亿开发企业新的生长点、扩大市场份额开发企业新的生长点、扩大市场份额PercentofSale
4、sFromNewProductPercentofSalesFromNewProductTheImpactofSpeedtoMarketonSalesTheImpactofSpeedtoMarketonSales产品更新换代的需要产品更新换代的需要ProductsinVariousStagesofLifeCycleProductsinVariousStagesofLifeCycleGrowthDeclineTimeTimeSalesSalesVirtual Virtual RealityRealityRollerRollerBladesBladesJet SkiJet SkiBoeing Boe
5、ing 727727IntroductionMaturity各阶段产品的特性及管理重点投入期投入期成成长长期期成熟期成熟期衰退期衰退期营业收入营业收入低低快速增长快速增长缓慢增长缓慢增长下降下降目标市场目标市场“前卫前卫”者者一般顾客一般顾客普通顾客普通顾客保守者保守者竞争对手数量竞争对手数量极少极少开始增加开始增加相对稳定相对稳定开始减少开始减少定制化程度定制化程度很高很高标准化标准化主流产品主流产品日用品日用品订单赢得要素订单赢得要素产品新颖产品新颖配套服务配套服务价格低廉价格低廉无无管理重点管理重点市场定位市场定位产品推介产品推介确保质量确保质量扩大批量扩大批量降低成本降低成本更新换代更
6、新换代终止生产终止生产推陈出新推陈出新产品更新换代的需要产品更新换代的需要产品开发时间占总开发时间的近60%，决定了70%的成本。为缩短新产品上市准备时间，必须缩短产品设计时间!3 3、新产品开发的压力与动力模式、新产品开发的压力与动力模式Few Successes0 0500500100010001500150020002000Development StageDevelopment StageNumberNumber10001000Market Market requirementrequirementDesign review,Design review,Testing,Introduc
7、tionTesting,Introduction2525IdeasIdeas17501750Product Product specificationspecification100100Functional Functional specificationsspecificationsOne One success!success!500500新产品开发面临的压力新产品开发面临的压力v费用高v成功率低v风险大v回报率下降新产品开发动力模式新产品开发动力模式类 型描 述鲜明特征举 例市场导向型从市场机会出发开发合适的产品以满足顾客的需求。一般性过程包括计划、概念开发、系统设计、细节设计、测试和
8、完善，最后是投入生产。体育用品、家具、设备技术导向型从新技术出发，寻找合适的市场。计划阶段包括技术和市场的匹配，概念开发阶段采用现有的技术。采用塑性涂料的雨衣、聚乙烯信封平台产品假定新产品将建立在已有的技术系统上。概念开发建立在给定的技术平台上。消费型电子产品、电脑，打印机工艺集中型产品 这类产品的特征是产品生产过程的高度集中。一开始就要明确规定生产过程，产品和流程的设计在初始阶段就要同时进行。点心食品、早餐谷类食品、化学药品、半导体新产品开发动力模式（续）新产品开发动力模式（续）类 型描 述鲜明特征举 例面向顾客的产品 新产品是对现有产品的小改动。产品的相似性允许用同一条流水线和高度集成的开
9、发过程。发动机、手表、电池、集装箱高风险产品技术或市场的不确定性导致失败的不确定性。在早期就发现风险并在过程中解决。尽可能早地采取分析和测试活动。医药品、航空系统速成品模型和原型的快速建立，加快设计制造测试的循环。重复细节设计和测试直到产品完成或时间和预算用完。软件、手机、电话系统复杂系统系统必须分解成几个子系统和许多部件。子系统和部件的开发是依靠许多开发团队同时工作，然后进行系统整合与测试。飞机、喷气式发动机、汽车二、新产品开发的流程二、新产品开发的流程新产品开发的一般过程新产品开发的一般过程新产品开发的组织模式新产品开发的组织模式 串行工程串行工程逆向工程逆向工程并行工程并行工程协同产品商
10、务协同产品商务三、新产品开发方法三、新产品开发方法1、发明问题解决理论TRIZTRIZ（TheoryofInventiveProblemSolving）是俄文中发明问题解决理论的词头。该理论是前苏联G.S.Altshuller及其领导的一批研究人员，自1946年开始，花费1500人年的时间，在分析研究世界各国250万件专利的基础上所提出的发明问题解决理论。80年代中期前，该理论对其它国家保密,80年代中期，随一批科学家移居美国等西方国家，逐渐把该理论介绍给世界产品开发领域，对该领域已产生了重要的影响。发明问题的基本原理是客观存在的，这些原理不仅能被确认也能被整理而形成一种理论，掌握该理论的人不
11、仅能提高发明的成功率、缩短发明的周期，也使发明问题具有可预见性。核心是技术系统进化理论。技术系统一直处于进化之中；解决冲突是其进化的推动力，进化速度随技术系统一般冲突的解决而降低，使其产生突变的唯一方法是解决阻碍其进化的深层次冲突；解决问题的发明是分等级的，按照产生发明所需要的反复尝试的次数把发明分为五个等级（5级发明等级最高，一般都是基于新的科学发现，1级发明最低，只是对产品的一般改进），在技术发展的不同阶段产生的发明级别是不同的。Altshuller依据世界上著名的发明，研究了消除冲突的方法，提出了消除冲突的发明原理，建立了消除冲突的基于知识的逻辑方法，这些方法包括发明原理（Inventi
12、vePrinciples）、发明问题解决算法（ARIZ，AlgorithmforInventiveProblemSolving）及标准解（TRIZStandardTechniques）。TRIZ中的一般问题工程中的特定问题TRIZ中的普适解特定问题的领域解TRIZ解决问题的一般过程问题分析*功能分析*理想解*可用资源*确定冲突区域选择工具如何做存在冲突需要改进原理进化效应解的评价*理想解,*QFD,*特性实施解导致新问题图 应用TRIZ中一些工具和方法的流程图如何将顾客的需求与产品的技术相联系？如何将顾客的需求与产品的技术相联系？质量功能展开质量功能展开QFD（Quality Function
13、 Deployment）2、质量功能展开运用QFD方法，产品开发周期可缩短三分之一，成本可减少二分之一，质量大幅度提高，产量成倍增加。质量功能展开在美国民用工业和国防工业已达到十分普及的程度，不仅应用于具体产品开发和质量改进，还被各大公司用作质量方针展开和工程管理目标的展开等。2000版ISO9000系列标准要求“以顾客为关注焦点”,“确保顾客的要求得到确定并予以满足”，作为分析展开顾客需求的质量功能展开方法必将在2000版ISO9000系列标准的贯彻实施中获得广泛的应用。质量功能展开质量功能展开（QFD）QFD是将顾客呼声融入产品或服务开发是将顾客呼声融入产品或服务开发流程的一种结构性方法。
14、其目的是确保流程的一种结构性方法。其目的是确保整个流程的每个方面都考虑顾客的要求。整个流程的每个方面都考虑顾客的要求。倾听和理解顾客的要求是倾听和理解顾客的要求是QFD的核心特的核心特征。征。质量功能展开质量功能展开（QFD）1972年首创于三菱公司的神户造船厂年首创于三菱公司的神户造船厂丰田公司进一步发展完善丰田公司进一步发展完善初衷：解决产品设计过程中从一个部初衷：解决产品设计过程中从一个部门到另一个部门中的转手问题门到另一个部门中的转手问题QFD已经成为国外运营管理教科书的已经成为国外运营管理教科书的内容内容国内已经引起足够重视国内已经引起足够重视技术要求技术要求对顾客的对顾客的重要性重
15、要性顾客要求顾客要求关系矩阵关系矩阵关系矩阵设计要求设计要求特殊规格或目标值特殊规格或目标值顾客顾客要求要求竞争性竞争性评估评估相关矩阵相关矩阵质量屋技术要求技术要求对顾客的对顾客的重要性重要性顾客要求顾客要求纸张不易撕碎纸张不易撕碎连续完成连续完成防墨汁渗透度防墨汁渗透度打印清晰度打印清晰度3 31 12 23 3纸纸张张宽宽度度纸纸张张厚厚度度卷卷曲曲度度涂涂料料厚厚度度抗抗张张强强度度纸纸张张颜颜色色目标值目标值3 327273636363627279 9WW毫毫米米1 1毫毫米米1 1毫毫米米c c微微米米5 5磅磅在许在许可范可范围内围内 1234512345X=X=自己自己A=A=
16、竞争者竞争者A AB=B=竞争者竞争者B B（5 5分最优）分最优）竞争性评估竞争性评估X XABABAXBAXBBAXBAXXABXAB 强正相关强正相关 正相关正相关 负相关负相关强负相关强负相关关系关系X=X=自己自己A=A=竞争者竞争者A AB=B=竞争者竞争者B B（5 5分最优）分最优）强强=9=9 中中=3=3弱弱=1=15 54 43 32 21 1技术评估技术评估B BX XA AA AX XB BB BA AX XA AX XB BA AB BX XX XA AB B示例以激光头制造厂设计、制造为例 确认所提供的产品或服务 组织性质：激光头制造厂 提供产品：DVD、CD激光
17、头 确认客户及客户范围 客户分外部客户和内部客户，一般以外部客户为主，某些支持性部门如后勤部门一般为内部客户。外部客户为：下游机芯、CD-ROM、DVD-ROM及DVD-PLAYER制造厂商。获得VOC好用且耐用好用且耐用读碟能力强读碟能力强高档碟可以读高档碟可以读普通碟可以读普通碟可以读轻微划伤或脏污的轻微划伤或脏污的碟也可以读碟也可以读兼容性好兼容性好可与可与SONYSONY饲服板相配饲服板相配可与三星饲服板相配可与三星饲服板相配轻巧轻巧重量轻重量轻厚度薄厚度薄体积小体积小能适应恶劣环境能适应恶劣环境在高温或低温环境下在高温或低温环境下仍可正常工作仍可正常工作在轻微震动环境下可在轻微震动环
18、境下可正常工作正常工作在潮湿环境下可正常在潮湿环境下可正常工作工作使用寿命长使用寿命长正常使用正常使用5 5年以上年以上维修简单维修简单 制作VOC展开表 经过整理的VOC分层次进行展开。列出VOC对应的CTQS 每个VOC都对应着一个或数个产品的技术要求，即CTQS，根据上面的VOC展开，对应如下图：建立VOC-CTQS矩阵 在列出VOC展开表和VOC对应的CTQS后，可将VOC展开表与CTQS相对应建立VOC-CTQS矩阵。确认VOC的重要度 与客户价值相关的活动如此众多，在某一特定时期，对客户价值最为关键的技术是什么？对于客户VOC，根据客户认为的重要程度进行评分，按从重要到不重要的分为
19、5挡进行评分。方法：市场调研方法和AHP方法VOCVOC重要度重要度高档碟可读高档碟可读1 1普通碟可读普通碟可读5 5轻微划花或脏污的碟可读轻微划花或脏污的碟可读5 5可与可与SONYSONY伺服机匹配伺服机匹配1 1可与三星伺服机匹配可与三星伺服机匹配1 1重量轻重量轻2 2厚度薄厚度薄1 1体积小体积小1 1在高低温下仍可正常工作在高低温下仍可正常工作5 5在潮湿环境下可正常工作在潮湿环境下可正常工作4 4在轻微振动时可正常工作在轻微振动时可正常工作5 5正常使用正常使用5 5年以上年以上3 3维修简单维修简单1 1 确认CTQS的重要度 CTQS的重要度是技术上实现的难易度，按由难到易
20、分三档进行评分。分别为9，3，1。确定方法：按技术难易程度和QFD之相关矩阵法。CTQCTQS S重要度重要度光路设计光路设计9 9结构设计结构设计3 3接口设计接口设计1 1电路设计电路设计1 1光学元件品质光学元件品质3 3元件兼容性元件兼容性3 3关键元件质量关键元件质量3 3粘结材料选择粘结材料选择9 9结构材质结构材质1 1粘结工艺粘结工艺9 9装配环境装配环境3 3 确定VOC与CTQS的关系 VOC与CTQS的相关关系可在VOC-CTQS矩阵中确定，其相关关系可分三级，从相关性强到相关性弱分别为9，3，1。=9，=3，=1 对CTQS进行综合评估（9+19+1）*3=303=30
21、 按优先级选定项目 根据CTQS的优先级别来选定要实施的项目。本例的项目应该为：“光路设计”、“结构设计”、“粘接材料选择”3、稳健设计 产品的总体质量一般可分为用户质量产品的总体质量一般可分为用户质量(外部质量外部质量)和技和技术质量术质量(内部质量内部质量)。前者是指用户所能感受到、见到、。前者是指用户所能感受到、见到、触到或听到的体现产品好坏的一些质量特性，而后者触到或听到的体现产品好坏的一些质量特性，而后者是指产品在优良的设计和制造质量下达到理想功能的是指产品在优良的设计和制造质量下达到理想功能的稳健性。稳健性。产品的质量首先是设计出来的，应把产品的质量由以产品的质量首先是设计出来的，
22、应把产品的质量由以往靠产品检验和生产过程控制往靠产品检验和生产过程控制(被动的和防御的被动的和防御的)来保证来保证发展到从产品质量设计发展到从产品质量设计(主动的主动的)入手，以从根本上确立入手，以从根本上确立产品的优良品质。产品的优良品质。稳健设计就是一种有效的保证产品高质量的工程方法。稳健设计就是一种有效的保证产品高质量的工程方法。稳健设计的基本问题就是如何利用干扰因稳健设计的基本问题就是如何利用干扰因素与产品质量间的非线性效应，通过调整素与产品质量间的非线性效应，通过调整设计变量及控制其容差，使产品或系统的设计变量及控制其容差，使产品或系统的功能函数具有较好的稳定性功能函数具有较好的稳定
23、性(不灵敏性不灵敏性)，即具有较强的抗各种噪声的能力。即具有较强的抗各种噪声的能力。传统的稳健设计方法（田口的三次设传统的稳健设计方法（田口的三次设计法）计法）近代的稳健设计方法近代的稳健设计方法4、计算机辅助设计、工艺设计和制造 CADCAD是指利用计算机作为工具、帮助人们进行设计的是指利用计算机作为工具、帮助人们进行设计的一切适用技术的总和。一切适用技术的总和。CADCAD一般包括两项内容：带有一般包括两项内容：带有创造性的设计，如方案的构思、工作原理的拟定等，创造性的设计，如方案的构思、工作原理的拟定等，以及非创造性的工作如绘图、设计计算等。以及非创造性的工作如绘图、设计计算等。CAPP
24、CAPP是指工艺设计人员利用计算机完成零件工艺规是指工艺设计人员利用计算机完成零件工艺规划设计的过程。它接受来自划设计的过程。它接受来自CADCAD系统的零件信息，包系统的零件信息，包括几何信息和工艺信息，运工艺设计知识，设计合理括几何信息和工艺信息，运工艺设计知识，设计合理的加工路线，选择优化的加工参数和加工设备。的加工路线，选择优化的加工参数和加工设备。CAMCAM的核心是计算机数值控制的核心是计算机数值控制(简称数控简称数控)，它是将计，它是将计算机应用于制造生产过程的过程或系统。算机应用于制造生产过程的过程或系统。5、面向制造性设计主要思想是在产品设计时不但要考虑功能和性能要求，而且要
25、同时考虑制造的可能性、高效性和经济性，即产品的可制造性（或工艺性）。目标是在保证功能和性能的前提下使制造成本最低。在这种设计与工艺同步考虑的情况下，很多隐含的工艺问题能够及早暴露出来，避免了很多设计返工；而且通过对不同的设计方案根据可制造性进行评估取舍，根据加工费用进行优化，能显著地降低成本，增强产品的竞争力。DFM是CE的思想核心。设计与制造，是产品生命周期中最重要的两个环节。所谓并行工程，最重要的是产品设计与制造过程设计的并行。在设计阶段就能考虑可制造性是并行工程最基本的优势所在。DFM是CE的实现方法。要实现CE，设计和制造决不可能再保持传统的串行分离的方式。DFM方法所提倡的在设计中考
26、虑制造工艺，根据加工能力来设计产品及其零件的方法必然是CE的设计方法。CE是DFM的推广和延伸。自从DFM的概念被提出以来，又相继出现了很多DFx的概念，比如DFQ(Design for Quality)，DFR(Design for Reliability)，DFD(Design for Disassembly)等等，逐渐覆盖了产品从设计到制造、使用、回收的整个生命周期，这实际上已经在DFM的基础上拓展成为CE的思想：在设计阶段就考虑各后续阶段的整体效益。6、价值分析与价值工程 目标是以更低的成本获得同样至更好的性能，同时顾目标是以更低的成本获得同样至更好的性能，同时顾客需要的所有功能保持不
27、变。客需要的所有功能保持不变。价值工程的工作程序可以分以下四个阶段：价值工程的工作程序可以分以下四个阶段：信息阶段（信息阶段（Information PhaseInformation Phase）。）。构思阶段（构思阶段（Speculative PhaseSpeculative Phase）。）。分析阶段（分析阶段（Analytical PhaseAnalytical Phase）。）。提案阶段（提案阶段（Proposal PhaseProposal Phase）。）。新产品开发绩效的主要指标新产品开发绩效的主要指标四、新产品开发的绩效评估四、新产品开发的绩效评估绩效指标评价标准对竞争力的影响上市时间新产品推出的频率从开始构思到产品推向市场的时间项目开发数量和完成数量新产品的销售份额对顾客和竞争者反应的敏感程度设计的质量贴近市场项目的频率模型寿命生产率每个项目的工程时间每个项目的原材料成本和制造工具的成本实际与计划的差异项目数量一设计的新颖程度和推广度项目的频率开发的经济性质量使用中的适应性可靠性设计质量绩效和顾客满意度生产质量工厂和车间的反馈信誉顾客忠诚度对顾客的吸引力市场占有率盈利能力售后服务的成本