第四章产品开发和技术选择w 4.1引言 w 4.2产品设计与开发过程 w 4.3产品设计与开发的组织方 法本章主要内容4.1引言n 4.1.1 产品设计的背景特征n 4.1.2 新产品开发的重要性n 4.1.3 现代企业的研究与开发4.1.1 产品设计的背景特征w20世纪90年代以来，企业所处的市场竞争环境 日趋严峻，正面临着前所未有的压力：n技术进步越来越快。n用户的要求越来越苛刻，用户需求呈现出多 样化、个性化的特点。n产品研制开发的难度越来越大。n可持续发展的要求。n新产品/服务开发是实现企业竞争战略的需 要。新产品开发面临的压力w新产品开发面临着费用高、成功率低、 风险大、回报下降等压力n国外学者研究：3000个原始想法，只有1个 能成功n新产品开发的死亡率为98.2n大约25的工业新产品与开发者的愿望相 去甚远，同时3035的消费品也是如此 。你认为有哪些因素会影响 新产品研发的成败？w据调查产品开发失败的原因，大致归纳 为以下几点：w市场调查不细致，预测发生错误。 w构思、设计和制造方面的问题。 w成本过高。 w产品开发时间过长，失去占领市场的好 时机。例如：玛泰公司的巴比娃娃；海尔按定单生产的战略个性定制生产的优点：快速相应客户的个性 化需求，大大消减库存，做到高质量、低成 本。（例如宝马公司在欧洲所销售的汽车的60%都 是根据订单制造的，其销售商在每一笔这样的交易 中可以在存货上节省450美元。）个性定制生产的要求：很强的产品开发能力 （品种、上市时间）、先进的制造和生产组 织技术大批量生产方式 个性定制生产w1990西方七国：3000亿美元，每天近10亿美元(各国 和经济发展组织的统计) w美国1997年：占GDP2.6 w工业企业的R&D占总投入的的65以上 w我国：0.5GDPw20世纪60年代在美国，通信、电子仪器、飞机制造 业等十个领域当中，用于R&D的平均费用达到其年销 售总额的4以上，其中飞机制造业以及电子通信仪 器行业都超过了10。w研究与开发的费用不再是一项费用，而认为是对企 业未来的一项投资，是“对企业未来的投保”4.1.2 新产品开发的重要性新产品开发的重要性w有利于增强企业的市场竞争力； w有利于扩大市场份额；（如果个人计算机制 造企业承包的新产品延迟6-8个月,就将丧失50- 75%的销售份额。） w适应个性化定制生产的需要； w产品更新换代的需要(国外新产品的研制周期 大大缩短.) w影响着产品的成本、质量和制造的效率w飞利浦公司有百年的历史，企业老的产品却不老 。飞利浦公司 1914 年发明了内置聚光镜的投射 灯；1917 年生产了世界上第一只无线电真空管； 1922 年第一只 X 光管在飞利浦公司问世；1926 年五极真空管诞生；1932 年生产路灯钼灯； 1949 年发明了非金属磁体；1957 年生产了全新 的铅光导摄像管；1960 年生产出全新的推基式晶 体管；1965 年全新的电脑电子记忆系统研究成功 ；1970 年研制出 LOCOS 高密度集成电路生产程 序；1972 年推出光学录像激光视盘技术；1980 将核磁共振成像系统应用于医疗诊断仪器中； 1986 年推出了硅片摄录影像管所用的影像感应器 ；1990 年开发了红绿激光技术；1991 年发明了 QI 感应照明系统。这就是飞利浦公司产品开发的 宏观年表。如细分到每一年，年年都有多种新产 品上市。正是由于重视新产品开发，使飞利浦这 一老牌公司长盛不衰。案例：海尔产品研发 不断创新，满足消费者的需求w多年来，海尔洗衣机致力于节水、节能、环保洗衣机技 术的创新研发，通过关注消费者需求，不断以创新产品 消除用户的抱怨，满足消费者的潜在需求。w2003年，海尔开发出可以分公斤洗涤的自选档滚筒洗衣 机，实现按照洗衣量多少进行洗涤的突破；w2004年，海尔将自选档技术升级，开发出我国首款具备 自主知识产权的自动档系列滚筒洗衣机，同年，又开发 出不用洗衣粉的环保洗衣机；w2005年，海尔将自动档再次升级为自动档洗干一体机， 不仅通过了国家权威的6A检测，还达到了国际领先水平 。w不仅如此，由海尔发明的世界第四种洗衣机双 动力洗衣机也是一个成功的案例。w双动力洗衣机把波轮式、滚筒式、搅拌式三种洗衣 机的优点集于一身，创造了一种全新的洗涤方式， 满足了人们健康环保的现代洗衣需求.w这款洗衣机不但获得了法国列宾国际唯一发明金奖 ，而且成功入围国际IEC标准提案，海尔也由此成为 我国第一个也是唯一获此世界荣誉的厂家。w这一全新的洗衣机以旺盛的市场生命力给世界洗衣 机行业注入了前所未有的生机，上市两年多，销量 突破了100万台。w多年来，海尔正是把对社会、对用户的责任感深 深地融入节能、环保产品的创新研发中，才使海 尔洗衣机赢得了社会的尊重和用户的忠诚，最终 赢得了市场回报。 w据统计，2004年在洗衣机行业增长不到4的大 环境下，海尔增幅高达57； w2005年上半年，海尔洗衣机市场份额月月递增， 销售额是第二、三、四名加起来的总和，成为行 业独树一帜的领跑者。w也正是由于这些源源不断开发出的新产品，使该 公司的产品结构适应市场需求的变化不断得到改 善，提高了产品的附加价值，给该公司带来丰厚 的利润，成为当今该类产品市场上的大生产商。 w目前，国外新产品的研制周期大大缩短： wATT公司新电话的开发时间从过去2年缩短 为1年； wHP公司新打印机的开发时间从过去的4.5年缩 短到22个月。与此同时，产品的生命周期越来越短，革新换 代速度加快。实践证明：若产品生命周期为5 年，产品开发时间每延长6个月，利润就损失 13。 w企业的技术活动影响着产品的成本、质 量和制造的效率。 Boothroyd引用福特汽车公司的报告表明，尽管产品设 计和工艺费用只占整个产品费用的6，却影响了总费 用的70以上。 SohleniusG.以波音公司为例进行分析后指出：一般产 品成本的83以上由产品设计阶段决定，而这一阶段本 身所占有的费用仅为产品全部成本的7以下。 Sun认为制造生产率的70-80是在设计和工艺阶段决 定的。 所有质量问题的40可以归因于低劣的设计和工艺。 Huthwaite强调产品设计对各组织的影响力，形象地称 产品设计的影响为“波动效应”。4.1.3 现代企业的研究与开发一、研究与开发的分类研究与开发（Research and Development，简 称R&D）包括基础研究、应用研究和技术开发。n基础研究进行的是探索新的规律、创建基础性知识 的工作。n应用研究是将基础理论研究中开发的新知识、新理 论应用于具体领域。n技术开发研究是将应用研究的成果经设计、试验而 发展成为新产品、新系统和新工程的科研活动。二、新产品的概念与分类w你觉得什么样的产 品才算是新产品？（一） 新产品的概念w从生产技术角度来看：n采用新技术、新材料，在技术、性能 、功能、结构、材质等一方面或几方 面具有先进性或独创性的产品。n显著提高性能、扩大功能w从市场营销角度来看：首次投入市场 按新产品的新颖程度：n改进型产品n换代产品（286、386、486等处理器；电子管、 晶体管、集成电路等计算机）n创新产品（IBM公司的第一台电脑、东芝的第一 台笔记本、摩托罗拉的第一部手机） 按新产品的地域特征： 国际新产品 国内新产品 地区新产品（二）新产品的分类三、新产品开发的动力w技术推动 w市场牵引 w同行竞争新产品开发的关键？四、产品生命周期各阶段的开发策略低高销售收入现金流量投入期成长期成熟期衰退期开发和制造成本产品生命周期是1950年由乔尔.迪安首先提出的。4.2 产品设计与开发过程n 4.2.1 产品构思n 4.2.2 结构设计过程n 4.2.3 工艺设计过程n 4.2.4 产品设计的原则和绩效评 价新产品开发程序一、创意 二、筛选 三、产品概念形成和检验 四、经营分析 五、产品发展 六、试销 七、商业性投产产品构思产品设计工艺设计w 一般产品开发过程由三个阶段构 成w产品构思w结构设计w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图41：产品设计过程描述产品开 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4.2.1 产品构思4.2.2 结构设计过程l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。 l设计阶段决定了产品的性能、质量、成 本。 l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市场需求分析工作图设计技术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43：结构设计过程 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。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。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。4.2.3 工艺设计过程w 工艺过程设计n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。n是结构设计过程和制造过程之间的桥梁。n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。w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汽车的车身板材切断组装涂覆焊接成型搬入构件点焊自动焊检查制品放好构件A放好构件B进行焊接取构件B搬到夹具取出成品安放好搬运校正位置运送制品4.2.4 产品设计的原则和绩效评价w 产品设计和选择应该遵循的原则 ：n设计用户需要的产品（服务）。 n设计可制造性（Manufacturability）强 的产品。 n设计鲁棒性（Robustness）强的产品。n设计绿色产品（考虑环保要求）。鲁棒性就是系统的健壮性。它是在异常和危险情况下系统生 存的关键。比如说，计算机软件在输入错误、磁盘故障、网 络过载或有意攻击情况下，能否不死机、不崩溃，就是该软 件的鲁棒性。 绩效指标度量对竞争力的影响上市时间 新产品引入频率 从新产品构思到上市的时间 构思数量和最终成功数量 实际效果与计划效果的差异 来自新产品的销售比例顾客/竞争对手的响应时间 设计的质量接近市场的程度 项目的频率模型的寿命生产率每一个项目的研究发展周期 每一个项目的材料及工具费 用 实际与计划的差异项目数量新产品设计与开发 的频率 项目的频率开发的经济性质量舒适度使用的可靠性 设计质量绩效和用户的满 意度 生产质量工产和车间的反 映信誉用户的忠诚度 对用户的相对吸引力市场份 额 利润率表41：产品开发绩效评价指标4.3 产品设计与开发的组织方法n 4.3.1 串行的产品设计方法n 4.3.2 并行的产品设计方法n 4.3.3 并行工程的实施和技术4.3.1串行的产品设计方法需求分析结构设计工艺设计制造b)并行过程a)串行过程w 串行的产品设计方法n串行设计：从需求分析、产品结构设计、 工艺设计一直到加工制造和装配是一步步 在各部门之间顺序进行。 n产品开发工作流程：市场人员提 产品构想质量控制人员作 质量保证计划确定产品总费 用和生