产品设计和生产运作流程生产与运作管理.ppt

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1、第四章 产品设计和生产运作流程选择设计,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。,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,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,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,需求分析,结构设计,协调,工艺设计,协调,输入,产品

2、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41：产品设计过程描述,产品构思,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42:产品构思来源图,产品构思,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。,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

3、作图设计三个阶段，（见图43）,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,N,N,Y,Y,CAD,图43：结构设计过程,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,工作图设计根据技术设计阶段确定的结

4、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。,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,工艺过程设计的程序包括：产品图纸的工艺分析和审查产品图纸的工艺分析和审查拟订工艺方案编制工艺规程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

5、择机床,决定加工工序内的操作顺序,选择工装,零件图,产品工艺矩阵示意图,商业印刷机,重型机器设备,汽车组装,制糖工业,不可行域,不可行域,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,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，

6、成本高、质量难以保障,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38：产品开发的两种方式,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。,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

7、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,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

8、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（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）,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,第一节 产品设计,三、产品设计与制造工艺设计的结合DFM1、基本概念DFM（design for

9、manufacturing):把产品设计作为产品制造工艺设计的第一步,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,3、主要工具,装配设计（DFA）缺陷树分析（FTA）价值分析（VA）,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,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,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,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

10、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,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,服务企业的运作模式,生产线模式自动服务模式个体维护模式,第二节 生产运作流程的选择设计,一、生

11、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,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,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,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

12、性：设备柔性和人员柔性顾客参与资金预算,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,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

13、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,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,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,第三章 产品设计和生产运作流程选择设计,第四节 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,第四节 生产运作流程的分析与改进,没有万能的流程流程需要不 断改进 流程分析的基本内容 流程分析的基本步骤 流程图的运用 流程分

14、析和改进的其他工具,一 没有万能的流程流程需要不断改进,流程需要不断改进 不可能一步到位的完美设计 环境在不断变化,二 流程分析的基本内容,流程合理性分析 流程经济性分析 流程断面分析,三 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）？,四 流程分析的基本步骤,定义 评价 分析 定义 评价 分析 改进 实施 改进 实施,五 流程图的运用,流程图的一般符号 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,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

15、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,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,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,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

16、、确认流程改进的底限,五 流程分析和改进的其他工具,5W1H分析法 VA/NVA分析 因果图和相关图因果图：以结果为特性，以原因为因素，用箭头表示因果关系；相关图：两个可能相关的变量数据用点画在坐标上“四巧”（ECRS）技术,第五节 业务流程重构（BPR）,BPR的界定 BPR得出发点对劳动分工的反思 BPR的4个原则 BPR的具体方法 信息技术在BPR的重要作用 从业务流程重构到企业重构,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

17、原则,1、围绕最终结果而不是具体任务来实施业务流程重构2、后续过程的有关人员较早地参与前端过程3、将信息处理融入产生该信息的实际工作中去,BPR的原则,4、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成其结果6、决策点下移并将控制融入过程中7、在源头获取信息,BPR的具体方法,将数项工作任务组合、合并为一 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 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 尽量减少检查、控制、调整等管理工作,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

18、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。,