第四章第四章 产品设计和生产运作流程选择设计产品设计和生产运作流程选择设计• 产品设计• 生产运作流程的选择设计• 生产运作流程的具体设计• 生产运作流程的分析与改进• 业务流程重组第四章 产品设计和生产运作流程选择设计 产品设计 产品生命周期理论• 产品生命周期是指从产品研制成功投放市场开始一直到最后被淘汰退出市场为止所经历的时间• 产品生命周期大致分为导入期、成长期、成熟期和衰退期四个阶段产品生命周期理论 产品生命周期是指从产品研制成功投放市场开 成长期 成熟期 衰退期导入期销售额曲线利润曲线利润、销售额0时间/年产品生命周期示意图 成长期 成熟期 衰退期导入期销售额曲线利润曲 第一节 产品设计产品设计的基本内容•产品设计是企业产品开发工作的核心，必须保证技术上的先进性和经济上的合理性•三种形式： 创新设计、改进设计和变形设计第一节 产品设计产品设计的基本内容 第一节 产品设计一、产品流程的基本步骤 •构想和方案的产生• 可行性研究• 产品设计• 工艺设计第一节 产品设计一、产品流程的基本步骤 需求分析结构设计协调工艺设计协调输入产品功能中间结果协调结果产品规格干预指令协调结果工艺计划 协调结果中间结果中间结果干预指令图图4－－1：产品设计过程描述：产品设计过程描述产品构思需求分析结构设计协调工艺设计协调输入产品功能中间结果协调结果 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图4－－2:产品构思来源图产品构思来源图产品构思产品开构R&D对市场需求来源于来源于开始图4－2:产品构思来 第一节 产品设计产品——工艺矩阵•什么是工艺？ 工艺是指一个组织将输入品转化为输出品的过程中的任何一个环节，经过这些环节转化之后的价值比原始输入品的价值要高。
第一节 产品设计产品——工艺矩阵 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4－3）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 结构设计过程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NNYYCAD图图4－－3：结构设计过程：结构设计过程结构设计过程市场需求分析工作图设计结构设计优化设计三维几何造 结构设计过程• 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• 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结构设计过程 总体设计 结构设计过程• 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。
结构设计过程 工作图设计 工艺设计过程• 工艺过程设计–工艺设计是指按产品设计要求，安排或规 划出从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–是结构设计过程和制造过程之间的桥梁–工艺过程的结果一方面反馈给产品设计用 以改进产品设计；另一方法作为生产的依据工艺设计过程 工艺过程设计 工艺设计过程•工艺过程设计的程序包括：n产品图纸的工艺分析和审查n产品图纸的工艺分析和审查n拟订工艺方案n编制工艺规程n工艺装备的设计与制造决定加工毛坯（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工艺设计过程工艺过程设计的程序包括：决定加工毛坯选定加工条件 产品－工艺矩阵示意图一样一件一样一件较低产量较低产量较高的产量较高的产量大宗商品产品大宗商品产品方向混杂的流动方向混杂的流动多任务车间多任务车间间断的顺序流动间断的顺序流动成批生产成批生产连续的顺序流动连续的顺序流动流动装配线流动装配线连续流动连续流动 商业印刷机商业印刷机 重型机器设备重型机器设备汽车组装汽车组装制糖工业制糖工业不可行域不可行域不可行域不可行域产品－工艺矩阵示意图一样一件较低产量较高的产量大宗商品产品间 产品－工艺矩阵示意图 两个启示：•1、根据产品结构性质，沿对角线选择和配置工艺过程，可以达到最好的技术经济性•2、那种传统的根据市场需求变化仅仅调整产品结构的战略，往往不能达到预期目标，因为它忽视了同步调整工艺过程的重要性 产品－工艺矩阵示意图 两个启示： 二、产品设计方法 串行方法•1、串行方法一般顺序： 开发——设计——样品试制 ——修改设计——工艺准备——试生产——生产•2、部门之间独立地按顺序进行二、产品设计方法 串行方法 二、产品设计方法 串行方法•3、设计过程中不能及早考虑其下游各个制造过程及支持过程的问题•4、修改有很大循环，产品开发周期长，成本高、质量难以保障二、产品设计方法 串行方法 串行的产品设计方法 需求 结构设计 工艺设计 制造 b)并行过程 a)串行过程 图图3－－8：产品开发的两种方式：产品开发的两种方式串行的产品设计方法 需求 结构设计 第一节 产品设计 产品设计的新方法——并行工程 并行工程是对产品设计及其相关过程包括制造过程和支持过程进行并行、一体化设计的一种系统化的工作模式。
这种工作模式力图使开发者从设计一开始就考虑产品在生命周期中的所有因素，包括质量成本、进度及用户需求第一节 产品设计 产品设计的新方法——并行工程 并行的产品 设计方法• 并行工程 并行工程是一种强调各阶段领域专家共同参加的系统化产品设计方法，其目的在于将产品的设计和产品的可制造性、可维护性、质量控制等问题同时加以考虑，以减少产品早期设计阶段的盲目性，进可能早地避免不合理因素的影响，缩短研制周期并行设计可制造性可装配性质量保证顾客满意可靠性环境保护功能并行的产品 设计方法 并行工程并行设计可 并行工程的本质分析•1、强调产品设计的“可制造性”、“可装配性”和“可检测性”•2、强调产品的“可生产性”•3、强调产品的“可使用性”、“可维护性”和“可报废性”并行工程的本质分析1、强调产品设计的“可制造性”、“可装配性 并行工程的本质分析•4、强调产品开发各种活动的并行交叉•5、强调技术人员要学会在信息不完备的情况下进行设计•6、强调面向过程和面向对象•7、强调系统集成与整体优化并行工程的本质分析4、强调产品开发各种活动的并行交叉 并行工程的优势•各项工作同时并进——缩短设计周期•运用“价格减法”——易于实现目标成本•注意一点——有些设计任务必须有先后顺序并行工程的优势各项工作同时并进——缩短设计周期 并行工程技术• 虚拟技术–面向并行工程的DFx设计模式体现了开发的集成过程–PDM发展成为CAD/CAPP/CAM系统的集成平台–Internet使设计集成的范围更加广泛–STEP标准作为设计开发集成的标准接口并行工程技术 虚拟技术 并行工程技术（续）• 产品数据管理（Product Data Management）PDM。
• 产品系列化、零部件标准化、通用化• 成组技术（Group Technology, GT）• 减少变化的方案（Variety Reduction Program，VRP）并行工程技术（续） 产品数据管理（Product Data 并行工程技术（续）• 并行工程的人员构成开发小组质量人员环保人员供应商顾客营销人员设计人员制造人员并行工程技术（续） 并行工程的人员构成开发小组质量人员环保人 第一节 产品设计三、产品设计与制造工艺设计的结合——DFM•1、基本概念DFM（design for manufacturing):把产品设计作为产品制造工艺设计的第一步第一节 产品设计三、产品设计与制造工艺设计的结合——DF 2、基本原则•使产品的零件数量尽量少•进行模块化设计•尽量使一种零件有多种用途•尽量使用标准件•尽量使操作简单化•使零件具有可替代性•尽量使装配流程简单化•使用可重复、易懂的工艺流程2、基本原则 3、主要工具•装配设计（DFA）•缺陷树分析（FTA）•价值分析（VA） 3、主要工具装配设计（DFA） 第一节 产品设计•四、产品设计中需要考虑的新问题 ——DFE第一节 产品设计四、产品设计中需要考虑的新问题 第一节 产品设计五、产品设计与服务设计的同时重视完整产品的概念 ——产品＋必要的服务第一节 产品设计五、产品设计与服务设计的同时重视 服务产品设计与工艺选择 提示： 服务产品设计中的一个重要问题 ——服务不可存储性服务产品设计与工艺选择 第一节 产品设计服务设计需要考虑的4个重要因素•目标市场——谁是我们的顾客•服务概念——怎样做才能使我们的服务与众不同•服务策略——我们提供什么服务，如何运作•服务传递系统——我们采用什么样的工艺、使用什么样的雇员和设施来完成服务第一节 产品设计服务设计需要考虑的4个重要因素 第二节 生产运作流程的选择设计 服务设计及开发与典型制造业生产及开发的主要不同之处：•1、服务工艺与服务产品必须同时开发•2、虽然支持服务的设备和软件受专利和版权保护，但是服务运作过程缺乏像产品生产那样的法律保护第二节 生产运作流程的选择设计 服务设计及开发与典型制造业 服务设计及开发与典型制造业生产及开发的主要不同之处：•3、服务和确定的产品不同，服务构成了产品的主要输出•4、很多服务组织提供的服务是全天候的，而且随时可以改变服务设计及开发与典型制造业生产及开发的主要不同之处：3、服 服务企业的运作模式•生产线模式•自动服务模式•个体维护模式服务企业的运作模式生产线模式 第二节 生产运作流程的选择设计•一、生产运作流程的基本概念 能够把一定投入（input)变换成一定产出（output)的一系列任务，这些任务有物流和信息流有机地连接在一起。
•流程图：任务（方框）+物流（实践）+信息流（虚线）+库存（三角形）•生产运作系统/生产运作组织方式=流程1+流程2+………第二节 生产运作流程的选择设计一、生产运作流程的基本概念 第二节 生产运作流程的选择设计•二、生产运作流程的选择设计 外部内部环境产生改变 生产运作流程选择设计第二节 生产运作流程的选择设计二、生产运作流程的选择设计 第二节 生产运作流程的选择设计•三、生产运作流程的构成要素： 投入、产出、任务、物流和 信息流、库存第二节 生产运作流程的选择设计三、生产运作流程的构成要素： 第二节 生产运作流程的选择设计流程设计中需要考虑的几个重要问题•资本集约度:哪些任务由人完成、哪些由机器完成；设备成本越高，资本集约度也越高•资源柔性：设备柔性和人员柔性•顾客参与•资金预算第二节 生产运作流程的选择设计流程设计中需要考虑的几个重要问 第三节 生产运作流程的具体设计 •一、基本概念： 节拍、瓶颈、空闲时间•二、流程的生产能力及其平衡 生产能力、生产能力的平衡•三、生产周期•四、生产批量与作业交换时间第三节 生产运作流程的具体设计 一、基本概念： 第三节 生产运作流程的具体设计•一、基本概念•节拍（cycle time):完成一具体工序或环节的单位产出时间，取决于最慢节拍•瓶颈（bottle neck):生产节拍最慢的环节•空闲时间（idle time):工作时间内没有执行有效工作任务的时间第三节 生产运作流程的具体设计一、基本概念 第三节 生产运作流程的具体设计•二、流程的生产能力及其平衡•生产能力（capacity):一个设施的最大产出率（output rate)；流程生产能力取决于瓶颈•流程的平衡（balance)：流程中各个工序生产能力基本相同第三节 生产运作流程的具体设计二、流程的生产能力及其平衡 第三节 生产运作流程的具体设计•三、生产周期•生产周期（lead time)：产品从进入流程到出来的时间•流程生产周期>流程节拍第三节 生产运作流程的具体设计三、生产周期 第三节 生产运作流程的具体设计•四、生产批量与作业交换时间•生产批量（lot size)：自行确定或受物理限制•作业交换时间（set up time):一种产品更换到另一种产品时的准备时间第三节 生产运作流程的具体设计四、生产批量与作业交换时间 第三章 产品设计和生产运作流程选择设计 第四节第四节 生产运作流程的分析与改进生产运作流程的分析与改进第五节业务流程的分析与改进第五节业务流程的分析与改进第三章 产品设计和生产运作流程选择设计 第四节第四节 生产运作流程的分析与改进生产运作流程的分析与改进• 没有万能的流程没有万能的流程——流程需要不流程需要不 断改进断改进• 流程分析的基本内容流程分析的基本内容• 流程分析的基本步骤流程分析的基本步骤• 流程图的运用流程图的运用• 流程分析和改进的其他工具流程分析和改进的其他工具第四节 生产运作流程的分析与改进 一一 没有万能的流程没有万能的流程——流程需流程需要不断改进要不断改进• 流程需要不断改进流程需要不断改进• 不可能一步到位的完美设计不可能一步到位的完美设计• 环境在不断变化环境在不断变化一 没有万能的流程——流程需要不断改进 流程需要不断改进 二二 流程分析的基本内容流程分析的基本内容• 流程合理性分析流程合理性分析• 流程经济性分析流程经济性分析• 流程断面分析流程断面分析二 流程分析的基本内容 流程合理性分析 三三 流程分析的目的流程分析的目的•现在何处（现状）？•应在何处（改进的目标）？•如何到达该处（改进的方法）？三 流程分析的目的现在何处（现状）？ 四四 流程分析的基本步骤流程分析的基本步骤 • 定义定义• 评价评价• 分析分析 定义定义 评价评价 分析分析 改进改进 实施实施• 改进改进• 实施实施四 流程分析的基本步骤 五五 流程图的运用流程图的运用• 流程图的一般符号流程图的一般符号• 流程图的运用流程图的运用五 流程图的运用 绘制流程图的步骤•一、准备工作•二、定义阶段和顺序•三、定义所有流程关系•四、绘制流程图绘制流程图的步骤一、准备工作 一、准备工作•1、成立项目小组，培训流程图基本知识与绘图技能•2、确定流程图设计或改进的目标和流程图描述的对象，绘制描述现行过程的流程图•3、寻找该流程的起点与终点•4、确定功能交叉的形式•5、识别该流程所涉及的部门•6、生成问题清单一、准备工作1、成立项目小组，培训流程图基本知识与绘图技能 二、定义阶段和顺序•1、定义流程的活动集合•2、确定核心流程，并辨明核心流程中的关键活动与非关键活动之间的关系•3、简化活动•4、规定流程设计目标二、定义阶段和顺序1、定义流程的活动集合 三、识别所有流程关系•1、研究各中业务之间的关系•2、定义关键活动的逻辑关系，以及非关键活动的配合关系•3、关系分析•4、时间分析，确认流程的总运行时间是否满足流程设计的目标要求•5、确定全部流程活动的关系、时序以及问题的解决方案•6、确定流程图的符号三、识别所有流程关系1、研究各中业务之间的关系 四、绘制流程图•1、利用规定的符号正确地绘制流程图•2、审核流程图•3、找出流程中的瓶颈和问题•4、确认流程改进的底限四、绘制流程图1、利用规定的符号正确地绘制流程图 五五 流程分析和改进的其他工具流程分析和改进的其他工具 • 5W1H分析法分析法• VA/NVA分析分析• 因果图和相关图因果图和相关图•因果图：以结果为特性，以原因为因素，用箭因果图：以结果为特性，以原因为因素，用箭头表示因果关系；相关图：两个可能相关的变头表示因果关系；相关图：两个可能相关的变量数据用点画在坐标上量数据用点画在坐标上• “四巧四巧”（（ECRS）技术）技术五 流程分析和改进的其他工具 第五节第五节 业务流程重构（业务流程重构（BPR））• BPR的界定的界定• BPR得出发点得出发点——对劳动分工的对劳动分工的反思反思• BPR的的4个原则个原则• BPR的具体方法的具体方法• 信息技术在信息技术在BPR的重要作用的重要作用• 从业务流程重构到企业重构从业务流程重构到企业重构第五节 业务流程重构（BPR） BPR的界定•哈默的观点：•对业务流程进行彻底的、根本性的重新思考和创新设计，从而在成本、质量、服务、响应速度等具有时代特征的关键性指标上取得巨大的、突破性的改善。
•四个关键词： 彻底、根本、突破、流程BPR的界定哈默的观点： BPR的原则的原则•1、围绕最终结果而不是具体任、围绕最终结果而不是具体任务来实施业务流程重构务来实施业务流程重构•2、后续过程的有关人员较早地、后续过程的有关人员较早地参与前端过程参与前端过程•3、将信息处理融入产生该信息、将信息处理融入产生该信息的实际工作中去的实际工作中去 BPR的原则1、围绕最终结果而不是具体任务来实施业务流程重 BPR的原则的原则•4、将地域上分散的资源集中化、将地域上分散的资源集中化•5、将平行工序连接起来而不是集、将平行工序连接起来而不是集成其结果成其结果•6、决策点下移并将控制融入过程、决策点下移并将控制融入过程中中•7、在源头获取信息、在源头获取信息 BPR的原则4、将地域上分散的资源集中化 BPR的具体方法的具体方法• 将数项工作任务组合、合并为一将数项工作任务组合、合并为一• 给予职工决策拍板的权力给予职工决策拍板的权力• 业务流程的各个步骤按其自然顺序进行业务流程的各个步骤按其自然顺序进行• 为同一工作任务设置若干种进行方式为同一工作任务设置若干种进行方式• 工作任务超越组织的界限工作任务超越组织的界限• 尽量减少检查、控制、调整等管理工作尽量减少检查、控制、调整等管理工作 BPR的具体方法 中国农业银行自动取款机业务流程如下：• 客户将银行卡插入ATM机，在对中文和英文两种业务语言进行选择后，ATM机提示客户输入银行卡的个人密码，系统确认后，屏幕出现四个业务选项——查询余额、提款、更改密码、转帐和一个“取回磁卡”选择项。
如果选择“取回磁卡”，磁卡从ATM机中退回，一次客户服务完成如果选择“提款”，系统提示输入提款金额，客户输入提款金额后，ATM机系统经过后台运行输出提款金额，客户接纳后，系统提示“是否打印客户通知书”如果选择“否”，屏幕出现两个选择项——取回磁卡和继续服务如果选择“取回磁卡”，磁卡从ATM机中退回，一次客户服务完成如果选择“继续服务”，系统将回到出现四个业务选项和一个“取回磁卡”选择项的屏幕，新一轮的客户服务继续开始如果选择“是”，ATM机随后打印客户通知书，完毕后，屏幕出现两个选择项——取回磁卡和继续服务，随后的操作同选择“否”的操作一致请绘出以上所涉及的业务流程中国农业银行自动取款机业务流程如下： 。