生产与运作管理 (3)

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1、第三章 产品或服务项目设计和工艺流程的选择设计 产品及工艺流程设计服务项目及工艺流程设计 业务流程重构（BRP）第一节 产品设计及流程选择-制造业 一、产品设计的要素: 产品战略是新产品开发的起点。通过产品战 略，公司定义了要开发的产品的类型、如何 区分自己与竞争对手的产品、如何将新技术 引入新产品以及开发新产品的优先顺序。 动机：创意 ：可制造性：能力 ：经济性 ：法规 ：二、新产品的概念：在产品性能、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，或优于 老产品。可分为以下几种： 全新产品： 改进新产品 换代新产品： 本企业新产品：新产品设计的重要性新产品设计的重要性新产品设

2、计的重要性新产品设计的重要性 (1)(1)(1)(1)决定产品的可靠性；决定产品的可靠性；决定产品的可靠性；决定产品的可靠性； (2)(2)(2)(2)控制成本；控制成本；控制成本；控制成本； (3)(3)(3)(3)控制质量。控制质量。控制质量。控制质量。 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据统计，产品设计时间占产品开发时间的近据统计，产品设计时间占产品开发时间的近据统计，产品设计时间占产品开发时间的近60%60%60%60%（如图）。（如图）。（如图）。（如图）。 因此，为缩短产品上市时间，必须缩短产品设计时间，产品因此，为缩短产品上市时间，必须缩

3、短产品设计时间，产品因此，为缩短产品上市时间，必须缩短产品设计时间，产品因此，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。设计和工艺设计影响着产品的创新速度。设计和工艺设计影响着产品的创新速度。设计和工艺设计影响着产品的创新速度。产品开发时间 100%100%100%100%设计时间 55%55%55%55%制造 22%22%22%22%装配 23%23%23%23%产品成本的决定产品成本的决定 一般产品成本的一般产品成本的一般产品成本的一般产品成本的70%70%70%70%以上由设计阶段决定以上由设计阶段决定以上由设计阶段决定以上由设计阶段决定, ,

4、, ,而这而这而这而这 一阶段本身所占用的费用仅为产品成本的一阶段本身所占用的费用仅为产品成本的一阶段本身所占用的费用仅为产品成本的一阶段本身所占用的费用仅为产品成本的6%6%6%6%以以以以 下下下下( ( ( (如图如图如图如图) ) ) )。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 实际成本消耗三、新产品开发的动力机制新产品开发的动力主要来自两方面：市 场拉动与技术推动。其他还有政府鼓励与企 业家偏好等。市场拉动与技术推动是两种不同的模 式，前者沿着市场-研究开发-生产制 造-市场，从市场需求出发进行新产品开 发，即把市场需求带入

5、研究；后者的开发过 程是“技术研究-生产制造-市场”，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，即将研究结果推向 市场。 四、产品开发的过程一般产品开发经历三个阶段：概念产品形成阶段产品和工艺技术设计阶段产品制造阶段。1.概念产品的形成是概念设计 的任务。 概念设计从创意开始，即根据 顾客的需要，提出关于产品的 设想，形成一种概念产品。原始创意很多，要经过分析、 综合，从中筛选具有成功前途 的方案。筛选的标准通常有以下几方面： 生产标准 销售标准 财务标准筛选时，可就这三项指标确定若 干指标，分级评分，按分值确定各方 案的优劣。对筛选出的方案还应进行 技术经济评价，计算

6、获利能力、现金 流量以及投资回报，确定产品开发的 可行性。2产品设计。概念设计通过后，即可进 入产品设计。产品设计的任务是将概念产 品转化为具体产品，确定产品的结构、尺 寸、零部件组成、原材料的技术要求，并 完成工作图纸。 3产品制造需求 结构设计 工艺设计 制造 串行工程并行工程五、产品设计的方法优点：（1）这样每个部门的人员在产品开发初期 就可以从各自的角度出发，评价设计是否合理、 可行，以便从一开始就能随时发现寻找能满足新 产品性能的技术、能满足目标成本的材料和合理 的加工工艺等。（2）可以将重点放在解决问题而不是解决矛盾 上；（3）减少产品开发时间。 缺点：将一群人召集在一起，他们很难

7、高效合 作，要使该流程发挥作用，必须有充分的沟通和 灵活性。因此作为管理人员要特别注意做好协调 工作。 并行工程并行工程 制造设计（DFM）：指适合组织生产 能力的产品设计。一个好的设计必须从易于制造、经济地制 造的角度出发。对于零部件设计来说，则 必须考虑易于装配，运用这样的概念，可 以把产品设计和制造工艺设计有机的结合 起来，这样不仅可以改进产品的设计质 量，而且可以缩短整个产品设计周期和制 造工艺设计周期，同时赢得时间，降低成 本。 制造设计DFM的主要方法工具包括以下几部分:DFM的基本原则装配设计（DFA）缺陷树分析价值分析1 DFM的基本原则：（1） 使产品零部件数量尽量少；（2）

8、 进行模块化设计；（3） 尽量使一种零件有多种用途；（4） 尽量使操作简单化；（5） 使零件具有可替代性；（6） 尽量使装配流程简单化；（7） 使用可重复、易懂的工艺流程。 2.装配设计（DFA）：DFA是DFM的另一 个主要工具，它提供了一种根据装配方法 和所需装配时间来分类的通用零部件产品 目录，尽可能减少装配的零件数，简化装 配方法和顺序。3.缺陷树分析 :FTA分析就是这样一种方法, 它用一个树状图来表示产品的缺陷、引起 产品缺陷的可能原因以及可能采取的措 施，以从中找到最合适的改正缺陷的方法。解决解决薯片太脆薯片太薄增加 湿度改变 流程减小 拱度增加 厚度 减小 尺寸 薯片易碎4.价

9、值分析：又被称为价值工程.这种 方法最早是在20世纪40年代由GE提出的.其基本思想是：首先定义产品的关键功能, 然后评价每个功能的价值以及为了获得该 功能所需的成本，运用这些数据，可以得 出价值/成本的比值;然后在产品设计中不断地试图通过提高价 值或降低成本来提高这一比值。产品设计中的每一材料、每一部件以及制 造设计中的每一个操作步骤都有可能是进 行价值分析的对象。再制造指拆卸下旧产品中的某些部 件，在新产品中再使用。这要求设计产品 时其部件必须容易拆卸。再制造产品出现基于三个原因：一是 其售价仅为一件新产品成本的50%，二是 其流程需要的大多是不熟练或半熟练工 人，三是在全球市场上，欧洲的

10、立法正逐 步要求制造商回收废产品，因为这可以减 少产品填埋的数量并减少对自然资源如原 材料和石油的耗用。 再制造计算机辅助设计（CAD） 它是运用电脑图表进行产品设计。CAD的主要优点是提高了设计者的生产率CAD的第二个优点是它所建立的数据库能为制造 部门提供如产品几何图形和尺寸，荷载力，材料 规格等必要信息。其缺点是CAD发挥其功能，需要建立数据 库，而这需要投入大量的精力。但目前已有的绘 图数据库信息很多，其不再是太大的难题和缺陷。 CAD的关键在于建立数据信息库。 1.环保设计，其强调，产品设计要 考虑如何防止对环境造成危害，要考虑原 材料和零部件的可重复使用，要考虑产品 的易修理性以及

11、使用最小限度的包装，还 应考虑如何做到在产品制造过程，使用过 程和报废过程中使用最少量的能源和物质。 2.产品设计和服务设计同时重视即完 整的产品=产品+必要的服务 六 产品设计需要考虑的新问题七 工艺流程设计 （一）生产系统的工艺流程设计，制 造企业生产系统工艺流程设计的核心问 题是：自制与外购的决策；工艺技术的选择；生产流程的确定1.自制与外购的决策：主要取决于以下因 素：（1）企业现有的能力，含生产能力与技术 能力。（2）质量与可靠性。（3）成本：2.工艺技术的选择：生产系统的工艺技术 涉及产品的制造技术及其相应的生产设备 与工艺过程。工艺技术的选择在很大程度上取决于企业 技术地位的策略

12、，是追求技术领先，还是 进行技术跟随。企业应根据实际情况选择适用技术，即符 合产品生产需要，又适合企业具体经济、 技术与人文环境的技术，以最有效地发挥 生产系统的作用。 3.3.生产流程的确定（海斯和惠尔莱特）生产流程的确定（海斯和惠尔莱特） 单件生产（单件生产（Job shopJob shopJob shopJob shop） 成批生产（成批生产（Batch shopBatch shopBatch shopBatch shop） 流水线作业（流水线作业（Assembly LineAssembly LineAssembly LineAssembly Line） 连续性生产（连续性生产（Cont

13、inuous FlowContinuous FlowContinuous FlowContinuous Flow）生产流程的选择生产流程的选择生产流程的选择生产流程的选择 可根据产品可根据产品流程矩阵进行决策。流程矩阵进行决策。广告广告 重 型 机重 型 机 器器 中 型 机中 型 机 器器 食 品食 品 加工加工汽 车 装汽 车 装 配配 电视机电视机食糖食糖 面粉面粉柔性，柔性， 单 位 成单 位 成 本本 单件生产单件生产 成批生产成批生产 流水线作业流水线作业 连续生产连续生产 产产 品品 顾客化顾客化 多品种多品种 品种较多品种较多 标准化产品标准化产品 生产流程生产流程 （低产量）

14、（低产量） （中低产量）（中低产量） （中批生产）（中批生产） （大量生产）（大量生产） 高低流程设计的定义流程设计的定义 流程设计（流程设计（process flow designprocess flow designprocess flow designprocess flow design）：）：对企对企 业生产中的原材料、零件、部件在整个业生产中的原材料、零件、部件在整个 工厂的特定流动过程的整体映射、计划工厂的特定流动过程的整体映射、计划 与优化。与优化。 流程设计常用的工具：流程图、流程从流程设计常用的工具：流程图、流程从- - - - 至表、系统布置设计法至表、系统布置设计法例例

15、: : : : 装配图装配图 ( ( ( (GozintoGozintoGozintoGozinto) ) ) )A-2SA-24567LSR (2)SdA-5 零部件装配作业零部件装配作业检验检验例例: : : : 流程图（流程图（Process Flow Chart Process Flow Chart Process Flow Chart Process Flow Chart ）来自供应来自供应 商的原材商的原材 料料检验材料检验材料 缺陷缺陷发现缺发现缺 陷吗陷吗? ? ? ?返回供应返回供应 商更换商更换YesYesYesYesNoNoNoNo, 继续继续ECRSECRSECRSECRS改善法改善法 消除消除( ( ( (Elimination)Elimination)Elimination)Eliminati