现代工业系统工程导论.pptx

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1、1浙江大学浙江大学(zh jin d xu)现代制造工程研现代制造工程研究所究所 顾新建顾新建 祁国宁祁国宁现代工业系统工程导论现代工业系统工程导论第四章第四章 产品产品(chnpn)系统优化理系统优化理论和方法论和方法第一页，共124页。2第五章车间(chjin)层的现代工业系统第六章企业(qy)层的现代工业系统第七章企业(qy)协同层的现代工业系统第一章现代工业系统概况第二章 现代工业系统的理论基础第三章现代工业系统建模理论和方法第四章产品优化理论和方法空间优化时间优化空间优化时间优化空间优化时间优化空间优化时间优化第八章环境和谐层的现代工业系统第二页，共124页。3本章本章(bn zhn

2、)的主要内容和关系的主要内容和关系 第三页，共124页。4第四章第四章 产品系统优化理论产品系统优化理论(lln)和方法和方法4.1 产品系统优化概述产品系统优化概述4.1.1 几则小故事几则小故事4.1.2 产品系统优化概述产品系统优化概述4.1.3 产品系统优化模型产品系统优化模型4.1.4 产品系统与制造系统的集成优化产品系统与制造系统的集成优化4.2 产品系统的空间优化方法产品系统的空间优化方法4.2.1 系列产品和组合产品系列产品和组合产品4.2.2 系列产品的开发方法系列产品的开发方法4.2.3 组合产品的开发方法组合产品的开发方法4.3 产品系统的时间产品系统的时间(shjin)

3、优化方法优化方法4.3.1 客户订单分离点及其后移客户订单分离点及其后移4.3.2 基于基于PDM/ERP的过程优化的过程优化4.3.3 并行工程和并行工程和DFX技术技术思考题思考题第四页，共124页。54.1 产品系统优化概述产品系统优化概述(i sh)(4.1.1 几则小故事几则小故事)1.堆垛机的快速设计和制造堆垛机的快速设计和制造2004年，某叉车制造企业接受了一份生产堆垛机的订单。堆垛机的年，某叉车制造企业接受了一份生产堆垛机的订单。堆垛机的主要功能是把集装箱一个个摞起来，每个集装箱高主要功能是把集装箱一个个摞起来，每个集装箱高2.44米，用户要米，用户要求最高摞到求最高摞到7层。

4、层。以前，该叉车制造企业从未生产过堆垛机，但利用三维以前，该叉车制造企业从未生产过堆垛机，但利用三维CAD、CAE、PDM等等“软装备软装备”系统，先从系统，先从PDM中挑选出符合条件的标准件，中挑选出符合条件的标准件，然后然后(rnhu)再对个别部件进行研发，仅用几个月时间就将产品再对个别部件进行研发，仅用几个月时间就将产品交付给顾客，更重要的是在堆垛机设计制造过程中几乎没有发生交付给顾客，更重要的是在堆垛机设计制造过程中几乎没有发生错误，这在该叉车制造企业发展史上还是第一次。错误，这在该叉车制造企业发展史上还是第一次。客观地说，该叉车制造企业所作的原始创新并不多，其创新主要是客观地说，该叉

5、车制造企业所作的原始创新并不多，其创新主要是利用利用CAD、CAE、PDM等等“软装备软装备”，把成熟的叉车技术集成、，把成熟的叉车技术集成、融合在一起，推出满足客户需求的高附加值产品。融合在一起，推出满足客户需求的高附加值产品。第五页，共124页。62.不同的设计不同的设计(shj)理念理念l某企业生产的某液压元件用于不同压力、温度和介质的液压控制系某企业生产的某液压元件用于不同压力、温度和介质的液压控制系统。通常的做法是根据不同压力、温度和介质要求，分别采用铸统。通常的做法是根据不同压力、温度和介质要求，分别采用铸铁、铸铜、铸钢和不锈钢材料的壳体。同时，该液压元件有右侧铁、铸铜、铸钢和不锈

6、钢材料的壳体。同时，该液压元件有右侧和左侧两种安装位置。右侧和左侧两种规格的壳体除了和左侧两种安装位置。右侧和左侧两种规格的壳体除了5个孔的位个孔的位置不同以外，其余尺寸完全一样。置不同以外，其余尺寸完全一样。l传统的做法是生产传统的做法是生产8种规格的壳体（铸铁、铸铜、铸钢和不锈钢，种规格的壳体（铸铁、铸铜、铸钢和不锈钢，右侧和左侧）以满足各种不同的需要。但这对生产计划的制定、右侧和左侧）以满足各种不同的需要。但这对生产计划的制定、管理，库存的数量，维修备件的准备等都带来了很大的困难。简管理，库存的数量，维修备件的准备等都带来了很大的困难。简单的做法是：对所有压力、温度和介质要求，统一采用不

7、锈钢材单的做法是：对所有压力、温度和介质要求，统一采用不锈钢材料的壳体（简化管理、降低维修备件的库存量）；右侧和左侧两料的壳体（简化管理、降低维修备件的库存量）；右侧和左侧两种规格所需要的所有孔用种规格所需要的所有孔用NC加工中心一次加工完成（降低加工成加工中心一次加工完成（降低加工成本），在总装时将不需要的孔用螺塞堵上。本），在总装时将不需要的孔用螺塞堵上。l采用这种方法采用这种方法(fngf)，虽然材料成本有所增加，但是管理成本、，虽然材料成本有所增加，但是管理成本、维修备件的库存量（成本）等间接成本大大降低，大幅度降低了维修备件的库存量（成本）等间接成本大大降低，大幅度降低了产品的全生命

8、周期成本。产品的全生命周期成本。第六页，共124页。7 不同的设计理念不同的设计理念(l nin)一个降低产一个降低产品全生命周期成本的例子品全生命周期成本的例子 第七页，共124页。83.日本汽车和美国汽车微小差别日本汽车和美国汽车微小差别(chbi)的背后的背后l价廉物美的日本汽车大举进军美国市场。为此，美国人对日本汽车价廉物美的日本汽车大举进军美国市场。为此，美国人对日本汽车及其生产模式做了大量的研究，确实发现了许多与众不同的地方。及其生产模式做了大量的研究，确实发现了许多与众不同的地方。l其中，底特律的一家汽车公司对日本汽车分解后发现，日本汽车在其中，底特律的一家汽车公司对日本汽车分解

9、后发现，日本汽车在引擎盖上的三处地方，使用相同规格引擎盖上的三处地方，使用相同规格(gug)的螺栓以连接不同的的螺栓以连接不同的部件，而美国汽车同样的装配，却使用了三种不同规格部件，而美国汽车同样的装配，却使用了三种不同规格(gug)的的螺栓，从而使汽车的组装较慢和成本较高。螺栓，从而使汽车的组装较慢和成本较高。l为什么美国公司要使用三种不同的螺栓呢？因为美国汽车公司的设为什么美国公司要使用三种不同的螺栓呢？因为美国汽车公司的设计部门有三组工程师，每一组工程师只对自己的设计负责，而日计部门有三组工程师，每一组工程师只对自己的设计负责，而日本的汽车公司则由一位设计师负责整个引擎或范围更广的装配设

10、本的汽车公司则由一位设计师负责整个引擎或范围更广的装配设计计.第八页，共124页。94.Boeing 777 飞机飞机(fij)客舱舱门客舱舱门lBoeing 777 飞机的客舱飞机的客舱(k cn)共有共有8个舱门，虽然每个舱门的个舱门，虽然每个舱门的结构都不一样，但是其结构都不一样，但是其98%的机械零件都是通用的，采用这种方的机械零件都是通用的，采用这种方法，较好地解决了内部多样化与外部多样化之间的矛盾。法，较好地解决了内部多样化与外部多样化之间的矛盾。第九页，共124页。10第四章第四章 产品系统优化理论产品系统优化理论(lln)和方法和方法4.1 产品产品(chnpn)系统优化概述系

11、统优化概述4.1.1 几则小故事几则小故事4.1.2 产品产品(chnpn)系统优化概述系统优化概述4.1.3 产品产品(chnpn)系统优化模型系统优化模型4.1.4 产品产品(chnpn)系统与制造系统的集成优化系统与制造系统的集成优化4.2 产品产品(chnpn)系统的空间优化方法系统的空间优化方法4.2.1 系列产品系列产品(chnpn)和组合产品和组合产品(chnpn)4.2.2 系列产品系列产品(chnpn)的开发方法的开发方法4.2.3 组合产品组合产品(chnpn)的开发方法的开发方法4.3 产品产品(chnpn)系统的时间优化方法系统的时间优化方法4.3.1 客户订单分离点及

12、其后移客户订单分离点及其后移4.3.2 基于基于PDM/ERP的过程优化的过程优化4.3.3 并行工程和并行工程和DFX技术技术思考题思考题第十页，共124页。114.1.2 产品产品(chnpn)系统优化概述系统优化概述l产品系统的优化是在产品开发过程产品系统的优化是在产品开发过程(guchng)和产品设计过程和产品设计过程(guchng)中完成的。产品开发设计过程中完成的。产品开发设计过程(guchng)是产品全是产品全生命周期的核心组成部分，其对于产品生产周期、产品成本和生命周期的核心组成部分，其对于产品生产周期、产品成本和产品质量等具有决定性的影响。产品质量等具有决定性的影响。l产品开

13、发设计过程产品开发设计过程(guchng)中，在设计方法学和以中，在设计方法学和以CAD/PDM系统为代表信息技术的支持下进行产品系统的优化，系统为代表信息技术的支持下进行产品系统的优化，可以有效缩短产品生产周期、降低产品成本和提高产品质量。可以有效缩短产品生产周期、降低产品成本和提高产品质量。第十一页，共124页。12（1）开发设计）开发设计(shj)对产品交货周期的对产品交货周期的影响影响l根据统计，由于订单生产型企业的产品必须按照顾客的特殊根据统计，由于订单生产型企业的产品必须按照顾客的特殊需求需求(xqi)进行开发或设计，所以产品的开发设计周期很进行开发或设计，所以产品的开发设计周期很

14、长，一些企业甚至超过整个产品交货期的长，一些企业甚至超过整个产品交货期的60%。l开发设计周期过长造成了两个严重的后果：开发设计周期过长造成了两个严重的后果：l一是产品交货期过长，从而使企业失去很多订单；一是产品交货期过长，从而使企业失去很多订单；l二是如果必须保证定制产品在比较短的周期内交货，那么只二是如果必须保证定制产品在比较短的周期内交货，那么只能压缩产品的制造时间，从而影响了产品的质量，因为从某能压缩产品的制造时间，从而影响了产品的质量，因为从某种程度上可以说，产品的质量是需要用时间来保证的。种程度上可以说，产品的质量是需要用时间来保证的。第十二页，共124页。13产品形成产品形成(x

15、ngchng)过程在整个生产周过程在整个生产周期期中所占的比重中所占的比重 产品形成产品形成(xngchng)过程过程=产品开发和产品开发和设计过程设计过程020406080100产品形成产品形成(xngchng)过程过程制造制造(zhzo)时间百分比（%)第十三页，共124页。14（2）开发）开发(kif)设计对产品总成本的影设计对产品总成本的影响响l产品的开发设计阶段是降低产品总成本的重要环节。产品的开发设计阶段是降低产品总成本的重要环节。l为了了解产品的开发设计、生产准备与加工、原材料与外购件的采为了了解产品的开发设计、生产准备与加工、原材料与外购件的采购、管理和销售等工作的工时成本对产

16、品总成本的影响，德国工购、管理和销售等工作的工时成本对产品总成本的影响，德国工程师协会（程师协会（VDI）曾经对一些企业做过调查。）曾经对一些企业做过调查。l调查结果表明：虽然产品的开发设计成本大约只占产品总成本的调查结果表明：虽然产品的开发设计成本大约只占产品总成本的6%7%，但对产品总成本的影响却占了，但对产品总成本的影响却占了70%左右。左右。l汽车业内有这么一句话：汽车业内有这么一句话：“成本的成本的90%是由设计决定的是由设计决定的”.l这是因为，产品的开发设计阶段决定了产品的工作原理这是因为，产品的开发设计阶段决定了产品的工作原理(yunl)、零部件的数量、结构尺寸和材料选用等对加

17、工和产品使用有重大零部件的数量、结构尺寸和材料选用等对加工和产品使用有重大影响的因素，因而对产品的总成本造成了很大的影响。影响的因素，因而对产品的总成本造成了很大的影响。l做好对产品开发设计的管理，是降低产品总成本的重要切入点；做做好对产品开发设计的管理，是降低产品总成本的重要切入点；做好对产品开发设计的管理，就抓住了降低产品总成本的源头。好对产品开发设计的管理，就抓住了降低产品总成本的源头。第十四页，共124页。15产品形成产品形成(xngchng)过程在成本上的重要过程在成本上的重要性性开发(kif)设计生产(shngchn)准备与加工原材料与外购件的采购管理和销售010203040506

18、070开发设计生产准备与加工原材料与外购件的采购管理和销售对成本的影响所需的工时成本第十五页，共124页。16（3）开发设计）开发设计(shj)对产品质量的影响对产品质量的影响l根据统计根据统计(tngj)，产品的质量问题中有，产品的质量问题中有75%是由于产是由于产品开发设计阶段引起的，而品开发设计阶段引起的，而80%质量问题的处理是在产质量问题的处理是在产品制造阶段或后续阶段完成的。处理质量问题的时间越品制造阶段或后续阶段完成的。处理质量问题的时间越是滞后，所引起的连带质量问题就越多，处理质量问题是滞后，所引起的连带质量问题就越多，处理质量问题所需要的费用也就越高。所需要的费用也就越高。l

19、如何尽可能少地发生质量问题，尽可能早地发现和处理如何尽可能少地发生质量问题，尽可能早地发现和处理问题，对产品系统的优化技术提出了更高的要求。问题，对产品系统的优化技术提出了更高的要求。第十六页，共124页。17 75%的错误是由产品形成阶段引起的 80%的修改工作是在产品制造(zhzo)阶段或后续阶段完成的0102030405060产品产品(chnpn)(chnpn)定义定义产品开发产品开发工艺工艺(gngy)(gngy)规划规划制造制造检验检验应用应用发生错误修改错误75%成本成本%80%产品形成过程在质量上的重要性产品形成过程在质量上的重要性第十七页，共124页。18修改修改(xigi)的

20、成本的成本美元(miyun)概念概念(ginin)(ginin)设计设计详细详细设计设计生产生产准备准备测试测试生产生产时间100XX10XX=3500美元/每次修改第十八页，共124页。190102030405060产品产品(chnpn)(chnpn)定义定义产品开发产品开发工艺工艺(gngy)(gngy)规划规划制造制造(zhzo)(zhzo)检验检验应用应用成本成本%目标：避免错误或尽早修正错误目标：避免错误或尽早修正错误越晚修正错误，其造成的影响越大尽早发现错误，尽快修正错误尽早发现错误，尽快修正错误第十九页，共124页。20采用产品系统优化技术采用产品系统优化技术(jsh)的主要效益

21、的主要效益 原理效益1产品主要由模块组成，标准模块的制造进度和成本比较容易确定在产品开发设计阶段就能大致确定产品的制造进度和产品成本2采用大量的标准模块组合产品，使设计工作量大为减少大幅度缩短企业的产品开发设计周期3由于采用批量生产方式，标准模块的成本较低；避免了为应付顾客各种可能的需求而形成的大量库存积压，从而降低了成本显著降低产品制造成本4标准模块是经过生产实践和使用考验的，具有可靠的质量显著提高产品质量，大大降低售后服务费用第二十页，共124页。212.产品系统产品系统(xtng)的优化目标的优化目标l产品系统优化的思路是：充分利用不同产品系统优化的思路是：充分利用不同(b tn)产品产

22、品中的相似性，加快设计和制造速度，降低成本，提高质中的相似性，加快设计和制造速度，降低成本，提高质量，满足顾客多样化、个性化的需求。量，满足顾客多样化、个性化的需求。l产品系统优化目标是：增加产品的新颖性、促进产品的产品系统优化目标是：增加产品的新颖性、促进产品的增值、降低产品的成本。增值、降低产品的成本。第二十一页，共124页。22按产品按产品(chnpn)新颖性对产品新颖性对产品(chnpn)的分类的分类 产品类型生产模式市场采用的主要技术特点例子多样化产品按预测生产细分市场，满足不同类型的需求可重构的制造技术根据不同的市场定位生产不同的产品牙刷、牙膏等日用品以及家用电器组合产品按订单装配

23、生产顾客在有限的选项中选择自己需要的产品配置设计技术产品模块化和标准化程度高计算机、家用汽车变型产品按订单进行变型设计顾客在相似产品的基础提出个性化的需求变型设计技术要求产品变型模型的支持工业汽轮机、量体裁衣个性化产品按订单进行设计个性化需求的市场柔性制造技术需要在个性化和通用化之间平衡个性化程度高的服装跟随创新产品快速生产，推向市场正在出现的新市场产品开发技术；工业设计技术基于标杆学习的新产品开发时尚电子数码产品集成创新产品按预测或订单生产；注意上市时机的把握开辟全新的市场创新的理念，创新的设计集成现有技术的新产品开发神6载人飞船全新产品按预测或订单生产；注意上市时机的把握开发核心技术基于新

24、原理和新技术的产品开发数码相机第二十二页，共124页。23l产品的新颖性要求提供大量的多样化产品满足日益细分产品的新颖性要求提供大量的多样化产品满足日益细分市场的需要，提供组合产品和不同变型的产品使顾客能市场的需要，提供组合产品和不同变型的产品使顾客能从中选出其理想的产品，或者直接按照顾客的需要定制从中选出其理想的产品，或者直接按照顾客的需要定制个性化的产品，适应顾客的多样化和个性化需要。个性化的产品，适应顾客的多样化和个性化需要。l人们不再满足根据企业已有的产品进行选择，需要在产人们不再满足根据企业已有的产品进行选择，需要在产品的设计与生产中不断融入顾客的个性化需要。而全新品的设计与生产中不

25、断融入顾客的个性化需要。而全新产品的开发无疑将开辟一个全新的市场。产品的开发无疑将开辟一个全新的市场。l产品新颖性可以使企业进入产品新颖性可以使企业进入“蓝海蓝海”，即蕴含庞大需求，即蕴含庞大需求的新市场空间，使企业彻底甩脱竞争对手，并将新的市的新市场空间，使企业彻底甩脱竞争对手，并将新的市场需求释放出来。使企业将最先进的产品在竞争爆发之场需求释放出来。使企业将最先进的产品在竞争爆发之前就推向消费市场前就推向消费市场,通过通过(tnggu)更多的新品和高档更多的新品和高档的品牌定位获取比竞争对手高得多的利润的品牌定位获取比竞争对手高得多的利润.第二十三页，共124页。24“红海红海(hn hi

26、)”和和“蓝海蓝海”的比较的比较“红海”“蓝海”已存在的行业未出现的行业已知的市场空间尚未开发的市场游戏规则已确立没有游戏规则竞争激烈没有竞争千军万马过独木桥天高海阔凭鱼跃过去的、老化的战略新时代、有活力的战略第二十四页，共124页。25产品创新产品创新(chungxn)的案例的案例 背景背景创新新豆腐中国豆腐千百年来总是一个老面孔，形、色、味、吃法无多大变化日本人将豆腐与天然果汁混合，生产出不同色彩、不同口味的豆腐新品种，同时改进了传统的包装方法，实行无菌包装，使豆腐的保存期达到10个月以上洗衣机相对于其他家电产品来说，近年来，洗衣机的市场竞争焦点一直不在价格而在技术创新，产品同质化的困境正

27、在被各厂家努力突破小天鹅的“变频王”，荣事达的“网络水流”，海尔的“节水型”，上海日立的“无齿轮洗衣机”，松下等洗衣机的双瀑布水流，一些品牌洗衣机的“神经网络模糊控制”等家具家具一般是两种制造方法：家具工厂制造和木工师傅上门定制宜家给顾客提供了自己拼装家具的机会,消费者可以将全部物件带回与全家人一起动手安装。帮助消费者实现了内心的体验愿望,并使产品定制更容易贴近消费者需求。第二十五页，共124页。26促进促进(cjn)产品增值的主要方法产品增值的主要方法（1）向服务业拓展，提高企业的个性化服务能力。）向服务业拓展，提高企业的个性化服务能力。买方市场发展的一个结果是有形产品盈利水平的微利化。在买

28、方市场发展的一个结果是有形产品盈利水平的微利化。在这种情况下，制造企业发展的一个重要战略是从服务上拓这种情况下，制造企业发展的一个重要战略是从服务上拓宽生存和发展的空间。宽生存和发展的空间。研究和调查表明：服务较好的企业商品价格比服务较差企业研究和调查表明：服务较好的企业商品价格比服务较差企业的商品价格要高的商品价格要高9%；企业的市场占有率每年增加；企业的市场占有率每年增加6%，而，而服务较差企业的市场占有率每年下降服务较差企业的市场占有率每年下降(xijing)2%；服务；服务质量最好的企业的产品销售利润率可以达到质量最好的企业的产品销售利润率可以达到12%，而服务，而服务较差的企业仅仅只

29、有较差的企业仅仅只有1%。第二十六页，共124页。27促进促进(cjn)产品增值的主要方法产品增值的主要方法（2）提高产品品质。在买方市场中，产品品质是企业的生）提高产品品质。在买方市场中，产品品质是企业的生命线。提高产品品质，可使企业在激烈的竞争中得到发展。命线。提高产品品质，可使企业在激烈的竞争中得到发展。（3）提高企业产品的形象和品牌知名度。面对）提高企业产品的形象和品牌知名度。面对(min du)买方市场中成千上万的产品，顾客不知如何从中选择，品买方市场中成千上万的产品，顾客不知如何从中选择，品牌的出现解决了这一问题。牌的出现解决了这一问题。一个知名品牌能将产品本身的价格提高一个知名品

30、牌能将产品本身的价格提高2040甚至更甚至更高。例如，在中高档服装市场中，没有品牌或是品牌知名高。例如，在中高档服装市场中，没有品牌或是品牌知名度较低的企业面临着被市场淘汰的威胁。如何提高产品品度较低的企业面临着被市场淘汰的威胁。如何提高产品品牌、企业品牌和区域品牌的知名度，是现代企业品牌战略牌、企业品牌和区域品牌的知名度，是现代企业品牌战略的核心。的核心。第二十七页，共124页。28产品产品(chnpn)总成本的构成总成本的构成 l产品总成本产品总成本=研发成本研发成本+设计成本设计成本+生产成生产成本本+采购成本采购成本+装配成本装配成本+库存库存(kcn)成成本本+运输成本运输成本+过期

31、损耗成本过期损耗成本+销售成本销售成本+使用成本使用成本+质量成本质量成本+服务成本服务成本+报废后的报废后的回收成本回收成本+第二十八页，共124页。29产品全生命周期成本产品全生命周期成本(chngbn)思想思想 第二十九页，共124页。30使产品使产品(chnpn)全生命周期成本最低，而全生命周期成本最低，而不是单项成本最低不是单项成本最低（1）将尽可能少的个性化零部件与尽可能多的标准化、通）将尽可能少的个性化零部件与尽可能多的标准化、通用化零部件进行组合，最大程度满足顾客的个性化需求，用化零部件进行组合，最大程度满足顾客的个性化需求，同时，减少产品设计和生产所需人力并提高制造的经济性。

32、同时，减少产品设计和生产所需人力并提高制造的经济性。当然，必要时也需要生产特殊的零部件来增加产品的差异当然，必要时也需要生产特殊的零部件来增加产品的差异性。产品中的通用部分与不同个性化部分的比例要选得合性。产品中的通用部分与不同个性化部分的比例要选得合适，使企业所获利益最大化。适，使企业所获利益最大化。（2）企业通过专业化分工，发展自己的核心能力，将部分）企业通过专业化分工，发展自己的核心能力，将部分工作内容工作内容(nirng)转移给更有竞争力的企业，在细分的转移给更有竞争力的企业，在细分的市场找到自己的有利位置。市场找到自己的有利位置。（3）使过程合理化，既满足顾客的特殊需要，又尽可能采）

33、使过程合理化，既满足顾客的特殊需要，又尽可能采用大批量生产方式。用大批量生产方式。第三十页，共124页。31产品产品(chnpn)系统优化对企业员工的要求系统优化对企业员工的要求（1）拓宽知识面。在传统的制造企业中，开发设计人员所负责）拓宽知识面。在传统的制造企业中，开发设计人员所负责的工作范围很窄，仅限于个别的工作范围很窄，仅限于个别(gbi)专业。专业。例如在机床设计中，机械部分、液压部分或电气部分是严格地被例如在机床设计中，机械部分、液压部分或电气部分是严格地被加以区分的，分别由受过不同专业培训的开发设计人员负责。加以区分的，分别由受过不同专业培训的开发设计人员负责。在产品系统优化中，为

34、了适应项目组工作，开发设计人员必须是在产品系统优化中，为了适应项目组工作，开发设计人员必须是一个多面手，是一两个领域的专家，同时又熟悉其它领域的工一个多面手，是一两个领域的专家，同时又熟悉其它领域的工作，这样才能有效地进行协同工作。作，这样才能有效地进行协同工作。第三十一页，共124页。32产品系统优化对企业员工产品系统优化对企业员工(yungng)的要的要求求（2）扩展考虑问题的思路。在产品系统优化中，要求开）扩展考虑问题的思路。在产品系统优化中，要求开发设计人员将其考虑问题的范围从原先的产品开发设计发设计人员将其考虑问题的范围从原先的产品开发设计扩大到生产技术准备、加工、销售、使用和产品用

35、后处扩大到生产技术准备、加工、销售、使用和产品用后处置，即产品的整个生命周期。置，即产品的整个生命周期。（3）提高协同工作能力。产品系统优化强调项目组协同）提高协同工作能力。产品系统优化强调项目组协同工作，而不是个人独立工作。在这种情况下，开发设计工作，而不是个人独立工作。在这种情况下，开发设计人员必须从原先的个人工作方式转变到团队工作方式。人员必须从原先的个人工作方式转变到团队工作方式。这也需要经过较长时间的培训，有一段很长的适应过程这也需要经过较长时间的培训，有一段很长的适应过程或项目组内部的磨合过程。在这个阶段中，项目组长起或项目组内部的磨合过程。在这个阶段中，项目组长起了十分重要了十分

36、重要(zhngyo)的作用。的作用。第三十二页，共124页。33第四章第四章 产品产品(chnpn)系统优化理论和方法系统优化理论和方法4.1 产品系统优化概述产品系统优化概述4.1.1 几则小故事几则小故事(gsh)4.1.2 产品系统优化概述产品系统优化概述4.1.3 产品系统优化模型产品系统优化模型4.1.4 产品系统与制造系统的集成优化产品系统与制造系统的集成优化4.2 产品系统的空间优化方法产品系统的空间优化方法4.2.1 系列产品和组合产品系列产品和组合产品4.2.2 系列产品的开发方法系列产品的开发方法4.2.3 组合产品的开发方法组合产品的开发方法4.3 产品系统的时间优化方法

37、产品系统的时间优化方法4.3.1 客户订单分离点及其后移客户订单分离点及其后移4.3.2 基于基于PDM/ERP的过程优化的过程优化4.3.3 并行工程和并行工程和DFX技术技术思考题思考题第三十三页，共124页。344.1.3 产品系统优化模型产品系统优化模型1.产品系统优化的社会产品系统优化的社会(shhu)-技术层次模型技术层次模型第三十四页，共124页。352.产品产品(chnpn)系统的空间模型系统的空间模型(1）零部件的分布模型）零部件的分布模型)第三十五页，共124页。36标准化和规范化标准化和规范化建立完善的编码体系建立完善的编码体系(tx)识别码与分类码识别码与分类码ABC分

38、析分析 了解了解(lioji)零件的分布零件的分布零件零件(ln jin)分类分类 系统地进行零件系统地进行零件(ln jin)的管理的管理零件名称分析零件名称分析 建立数据字典几何形状分析几何形状分析 有效的变型设计参数分析参数分析 使零件批量增大建立事物特性表建立事物特性表 建立可变型的积木块系统第三十六页，共124页。37建立完善的编码建立完善的编码(bin m)体系体系 识别码与分类码识别码与分类码 1.识别码 识别码/物号 OPITZ 用于数据处理的顺序编号(例如：47110815)；对于所有(suyu)对象和过程的唯一标识。2.分类码 几何形状分类（DIN FB 14）标准号（国家

39、标准、企业标准）事物特性码(如：DIN4000.2_1_1 六角螺钉)视图编码（DIN FB 14）第三十七页，共124页。382457361视图13D几何图形2主视图3俯视图4左视图5右视图6仰视图7后视图几何图形种类G部件K零件B特定形状元素A通用形状元素A1A2B1A3K2K1G1显示等级M符号显示S标准显示E扩展显示视图变型1不透视2透视3剖视4截断n局部剖面m特殊剖面安装状态变型Z1安装前状态Z2安装后状态 Z3.状态G iK iB iA i1234567MSE1234jZ1Z2Zk显示方式索引键视图视图(sht)编码编码 来源(liyun)：Josef Schoettner 第三十

40、八页，共124页。39对编码系统的主要技术对编码系统的主要技术(jsh)要求要求1.应能分别进行识别和分类处理；2.编码系统应具有良好的开放性，以便在需要时进行扩充；3.应符合数据处理技术的要求，便于用计算机进行处理。4.编码系统应简洁明了，易于各类人员理解，编码长度一般不超过15位。影响(yngxing)编码系统的主要因素：产品的类型和产品的复杂性；生产的批量(如大量生产或单件、小批量生产)；生产类型(合同生产型，预测生产型)；编码的目的，编码的应用范围(如仅用于设计，用于设计和工艺，用于产品的整个生产过程)。第三十九页，共124页。40识别码和分类识别码和分类(fn li)码码1.识别码

41、根据特性标志能明确地、无二义地识别一个对象物，通常可以采用由计算机自动产生的顺序编号(bin ho)。2.分类码 根据确定的概念能对各对象物或对象物的特定特性进行归类。注意，分类编码只能确定各对象物在指定特性方面的一致性，而不能说明对象物在各方面完全相同。第四十页，共124页。41分类分类(fn li)码码 事事 物物 特特 性性 码码 事物(shw)特性码(事物(shw)特性表编码，SML码，Sach-Merkleisten-Code)：按照DIN4000的规定对产品对象组的事物(shw)特性和关系特性进行描述和排列的表格编号。零件族事物特征码(SML)标准编号分标准编号分表编号分图编号第四

42、十一页，共124页。42标准标准(biozhn)编号编号 两位数字，用来区分不同的标准，如：00DIN4000（GB10091）01DIN4001（GB/T15049）08，09备用(biyng)1098企业标准99备用(biyng)。零件族事物特征码(SML)标准编号分标准编号分表编号分图编号第四十二页，共124页。43单纯单纯(dnchn)式分图编号式分图编号0 0 3-1-1分图编号（单纯式）分表编号分标准编号标准编号，00说明是DIN4000AB环状垫片的简图C例如(lr)：DIN4000第3部分第1分表第1分图环状垫片：零件族事物特征码(SML)标准编号分标准编号分表编号分图编号第四

43、十三页，共124页。44ABC零件零件(ln jin)分析分析 每一个产品和装置都是由每一个产品和装置都是由A、B、C三类零件三类零件(ln jin)组组成成A类件：专用类件：专用(zhunyng)件件B类件：企业标准件类件：企业标准件C类件：标准件和外购件类件：标准件和外购件10080604020204060801000ABC数量百分比成本百分比 了解零件的分布情况了解零件的分布情况 A B,B C 降低产品成本降低产品成本目标目标效益效益 来源：Josef Schoettner 第四十四页，共124页。45零件零件(ln jin)分类分类 基于基于SML零件零件(ln jin)分类的零件分

44、类的零件(ln jin)树树系统地进行(jnxng)零件管理用层次结构来表达(biod)分类零件缩短查找零件文档的时间增加重复件的使用目标目标效益效益基于SML技术的零件管理(DIN4000和DIN4001)固定腭板活动腭板及动腭固定点固定点标准件部件机架资源属性层族对象类层组对象类层对象类层 13 01 04 零件 00 10 汽缸总成颚式破碎机机架 01 锤式破碎机机架反击式破碎机机架 02 03 类一类二类三 01 02 03.轴 01 02 齿轮.偏心轴 01 阶梯轴两端带锥度 01 02.02.两端不带锥度产品 15.第四十五页，共124页。46零件零件(ln jin)名称分析名称分

45、析建立统一的、无冗余零件(ln jin)名称的数据字典按照几何形状命名(mng mng)而不按功能命名(mng mng)支持PDM系统的有效应用目标目标效益效益数据字典数据字典六角螺钉沉头螺钉半元头螺钉十字头螺钉内六角螺钉.来源：Josef Schoettner 第四十六页，共124页。47几何形状几何形状(xngzhun)分析分析用尽量少的零件组成(z chn)部件和产品成本(chngbn)优化检索功能相似的替代零件减少零件种类建立变型设计系统目标目标效益效益方案方案 1替代方案替代方案方案方案 6方案方案 5方案方案 4方案方案 3方案方案 2 来源：Josef Schoettner 第四

46、十七页，共124页。48参数参数(cnsh)分析分析减少(jinsho)零件参数减少工具(gngj)夹具种类通过增大批量降低成本得到经过价值分析的零件目标目标效益效益建立变型设计系统D5D6D3D2L4L2L1D4D1L3D7R1W1 来源：Josef Schoettner 第四十八页，共124页。49建立建立(jinl)事物特性表事物特性表 建立(jinl)能进行尺寸变型的积木块系统确定(qudng)尺寸变型支持有效的检索系统支持有效的变型设计系统目标目标效益效益ID-Nr.ABCDAA=DAC/2.6DAB=A-65.5DAC=C-15DAD=C+(B-C)/200010002000310

47、0.0101.565.5100.065.3 125.0105.865.1 85.0DADBDACCDABDAAA 来源：Josef Schoettner 第四十九页，共124页。50建立面向建立面向(min xin)结构单元的产品结构单元的产品模型模型选择关系(gun x)型CAD系统基于已标准化和规范化的零部件，建立变型设计(shj)系统借助于事物特性表（SML）技术，进行交互式部件建模第五十页，共124页。51关系关系(gun x)型型CAD系统系统用户(yngh)自定义元素尺寸(ch cun)关联外部或内部表的参数驱动可采用原始模型的变型方法Id123ABCDABDC 来源：Josef

48、Schoettner 第五十一页，共124页。52第五十二页，共124页。53第五十三页，共124页。54第五十四页，共124页。552）产品）产品(chnpn)的层次模型的层次模型第五十五页，共124页。563）零件）零件(ln jin)的层次模型的层次模型第五十六页，共124页。57零件功能零件功能(gngnng)特征的层次模型特征的层次模型 第五十七页，共124页。58零件零件(ln jin)形状特征的层次模型形状特征的层次模型 第五十八页，共124页。59零件形状零件形状(xngzhun)特征值性质的层次模特征值性质的层次模型型 第五十九页，共124页。60产品产品(chnpn)生命周

49、期模型（生命周期模型（IDEF0）第六十页，共124页。61产品产品(chnpn)形成过程的集成形成过程的集成第六十一页，共124页。62开发与设计过程开发与设计过程(guchng)中存在的主要中存在的主要问题问题CAD系统仅仅被作为绘图工具系统仅仅被作为绘图工具(gngj)，缺乏设计方法学的，缺乏设计方法学的支持支持没有可变型的产品模型没有可变型的产品模型(mxng)，不能充分利用已有的零部，不能充分利用已有的零部件资源件资源对数据和文档缺乏完善的编码，特别是缺乏有效的分类系统对数据和文档缺乏完善的编码，特别是缺乏有效的分类系统缺乏完善的数据管理和过程管理系统缺乏完善的数据管理和过程管理系统

50、第六十二页，共124页。63零件零件(ln jin)种类的多样性种类的多样性直径直径(zhjng)d mm使用使用(shyng)数量数量 z第六十三页，共124页。64“慢过程慢过程(guchng)”和和“快过程快过程(guchng)”的关系的关系 第六十四页，共124页。65产品系统空间产品系统空间(kngjin)与时间的二维优与时间的二维优化模型化模型 第六十五页，共124页。66“被动被动(bidng)的的”定制设计和面向大规定制设计和面向大规模定制的设计模定制的设计新设计适应性设计变型设计标准件新设计适应性设计变型设计标准件“被动(bidng)的”定制设计面向(min xin)大规模定