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1、第三章,产品/服务设计和技术选择,引言,Sohlennius对波音公司的研究表明，产品成本的83%由设计阶段决定，而这一阶段本身的费用仅占产品全部成本的7%！设计对于运营的效率与效果及组织的竞争力起着核心作用。Sun认为，制造生产率的70%-80%是在（产品）设计和工艺阶段决定的！多一个零部件，就多一次组装;日本汽车的螺母是通用的 所有质量问题的40%可以归因于低劣的设计和工艺（设计）！换一种陶土 产品与服务均需要设计。服务的设计与开发相对非正式，而产品设计则相当正式。,引例：铱星,铱星是一种移动通讯网络，它通过卫星系统可以传递任何形式的电信信号（声音、数据、传真和传呼）。依星系统由66 个卫
2、星和一系列地面卫星站组成，用户可以在地球的任何一个位置接收到信号。构建铱星系统的全部成本大约是50亿美元。尽管有持续的财务支持，但铱星却没有如想象的那样红火起来。铱星相对于蜂窝式电话de的数字模拟技术有一定的优势。但是，这些优点很明显不够充分，让大量的用户以高于蜂窝式电话20 倍的价格去购买一个手机。铱星还面临着一系列的技术问题和财务问题。,铱星还活着吗？,铱卫星公司2000 年12 月，一群私人投资者以仅2,500 万美元的价格收购了铱星的资产，改名为铱卫星公司（Iridium Satellite）。2001 年3 月，铱星的商业服务又开始重新启动。新公司的收入主要有两个来源与美国国防部签定
3、的价值3,600 万美元一年的协议，以及在海运、石油和航空等行业的大公司。2004年七月新公司用户达到10万户，实现运营收入超过运营成本。目前，由普通电话打到卫星手机费用大约每分钟3到14元美金，由铱卫星打到普通电话大约每分钟1.5元美金，铱卫星手机网内互打每分钟少于1元美金。,本章内容,3.1 引述3.2 产品研究与开发管理3.3 生产流程设计与选择3.4 并行工程：产品开发组织的新方法 3.5 产品设计技术3.6 服务设计,3.1 引述,3.1.1 21世纪企业面临环境的主要特征,信息爆炸的压力 技术进步越来越快 高新技术的使用范围越来越大 市场和劳务竞争全球化 产品研制开发的难度越来越大
4、 可持续发展的要求 全球性技术支持和售后服务 用户的要求越来越苛刻,3.1.2 现代企业的研究与开发,研究与开发的分类和特征,新产品开发面临的压力新产品失败的三个关键原因没有潜在的用户和需求，设计人员想像开发出来的 新产品与当前的需求不匹配，或不能满足需求或功能过剩 营销工作（与顾客的相互沟通）不得力 新产品开发的动力（1）技术推动（2）市场牵引（3）同行竞争 新产品开发的关键了解和确定人们的需求，将这种需求用技术实现，提高产品在研究与开发过程中的管理水平。技术与市场匹配,产品和服务设计中的法律、道德和环境问题*,汽车业玩具设计建筑业产品责任意味着一个制造商要对一个加工或设计粗劣的有缺陷的产品
5、所造成的任何伤害或损失负责。,产品研究与开发(R&D)管理,3.2,产品开发过程,一般产品开发过程由以下阶段构成:需求分析 产品构思 可行性论证 结构设计（总体设计、技术设计、详细设计）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,中间结果,中间结果,干预指令,产品开发过程描述,产品开发阶段与时间进度表,产品开发对生产过程成本的影响,产品开发时间构成示意图,产品生命周期的缩短,产品成本的决定因素构成及实际成本消耗构成示意图,产品开发过程-成本曲线(波音),技术活动的过程,需求环境,功能需求 设计参数结构设计过程,工
6、艺需求 工艺变量工艺设计过程,生产指令生产过程,顾客域,功能域,物理域,制造域,生产活动,技术活动,技术活动过程分析,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,结构设计过程,工艺过程设计的内容,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。程序：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
7、艺,选择机床,决定加工工序内的操作顺序,选择工装,零件图,产品设计的原则和绩效评价,产品设计和选择应该遵循的原则：设计用户需要的产品（服务）设计可制造性（Manufacturability）强的产品设计鲁棒性（Robustness）强的产品设计绿色产品（考虑环保要求）核心竞争力,三洋公司的生意经,在世界500家最大工业公司中排名第107位的日本三洋电机公司认为，要创造出大获成功的商品，必须具备五个要点，而且这五个要点的顺序不能颠倒。第一、该商品对顾客来说，使用是否方便？第二、顾客是否买得起？第三、对经销商来说，是否容易得到保修？第四、万一出现故障，是否容易修理，即容易得到保修？第五、工厂是否易
8、于生产？,产品开发绩效评价指标,生产流程设计与选择,3.3,产品流程（product-process matrix）矩阵,影响生产流程设计的主要因素,产品/服务需求性质 自制-外购决策 生产柔性 产品/服务质量水平 接触顾客的程度,生产流程选择决策,品种-产量变化与生产单位形式的关系,工艺式,成组生产单元,对象（产品）式,费用,产量,100000,250000,50000,1110000,2250000,不同生产过程方案的费用变化,并行工程 产品开发组织的新方法,3.4,需求,结构设计,工艺设计,制造,串行过程,串行产品设计方法,串行工程产品开发模式,串行的产品设计方法,并行过程,并行的产品设
9、计方法,并行的产品设计方法,并行工程产品开发模式,并行工程,温纳（Winner1988）：并行工程是对产品及其相关过程，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方法。,并行工程的主要思想,设计时同时考虑产品生命周期的所有因素。设计结果产生产品设计规格和相应的制造工艺和生产准备文件。设计过程中各活动并行交叉进行。不同领域技术人员的全面参与和协同工作。高效率的组织机构。,并行产品开发流程特点,产品设计的各阶段是一个递阶渐进的连续过程，注意粒度和清晰度 产品设计过程和产品信息模型经历从定性到定量、从模糊到清晰的演化 产品设计过程和工艺设计过程是并行展开，同时进行。,并行工程技术,1.
10、虚拟设计面向并行工程的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2.产品数据管理（Product Data Management）PDM3.产品系列化、零部件标准化、通用化4.成组技术（Group Technology,GT）5.减少变化的方案（Variety Reduction Program，VRP）,完整的汽车车门质量屋矩阵,并行工程实施实例,美国波音飞机制造公司投资40多亿美元，研制波音777型喷气客机，采用庞大的计算机网络来支持并行设计和网络制造。全美18个地点，
11、5600人参与设计。全球一共238个设计团队参与开发。从1990年10月开始设计到1994年6月仅花了3年零2个月就试制成功，进行试飞，一次成功，即投入运营。在实物总装后，用激光测量偏差，飞机全长63.7m，从机舱前端到后端50m，最大偏差仅为0.9mm。,LOGO,产品设计技术,3.5,稳健设计（robust design）与其控制炉温，不如选合适的陶土！参考书目:产品稳健设计、田口品质工程方法的介绍与应用:苏朝墩模块设计（modular designs）有助于增加生产系统的柔性,计算机可现场组装计算机辅助设计（computer-aided design，CAD）计算机辅助制造（comput
12、er-aided manufacturing，CAM）虚拟现实技术（virtual reality）价值分析/价值工程（value analysis/value engineering）面向环境的设计（design for environment）拆装设计（design for disassemble,DFD）没出生时就得要考虑再生！领 跑 者：施乐、柯达、卡特皮勒 相关概念：再循环、再制造,Robust Design Example:Seat Belt Experiment,驾驶室中漫步：测试人员戴3D眼镜评估多种设计方案。来自：,服务设计,3.6,服务过程设计,流水线生产常用于快餐业逐件加
13、工方式常用于银行和医院项目方式用于诸如聚会和房屋建筑之类的个性化服务中。,好的服务设计系统的特征 威廉史蒂文森,（1）与该组织的使命相一致（2）对用户友好（3）稳健设计，以适应情况的多变性（4）有可持续性（5）节约成本（6）具有在顾客看来明显的价值（7）后方运营（即与顾客无接触）和前方运营（即与顾客有直接接触）之间存在有效的联系（8）有简单、统一的主题，如使得性或速度（9）有确保服务可靠和优质的设计特征与检查措施,Question Bowl,Which of the following is the first phase of the typical phases of product de
14、velopment?Product/process engineeringProduct planningConcept development Demands analysisRamp-up,Answer:d.Demands analysis,Question Bowl,Which of the following is primarily focused on getting the voice of the customer into design specifications in product development?Concurrent engineeringValue engi
15、neeringDFMAQuality function deploymentNone of the above,Answer:d.Quality function deployment,Question Bowl,Which Of the following abbreviated concepts which derive the greatest product improvements as a result of simplification of the product by reducing the number of separate parts?CEDFMAQFDVA/VECAD,Answer:b.DFMA(Design for Manufacturing and Assembly),
