生产运营管理第3章产品、服务设计和技术选择课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,生产运营管理,24,朱桂平,4,生产运营管理24朱桂平4,2,2.3.2,产品,/,服务的选择、开发与设计,产品,/,服务的选择,市场需求的不确定性,外部需求与内部能力之间的关系,原材料、外购件的供应,企业内部各部门工作目标上的差别,22.3.2 产品/服务的选择、开发与设计产品/服务的选择,3,2.3.2,产品,/,服务的选择、开发与设计（续）,产品,/,服务的开发与设计策略,做跟随者还是领导者,自己设计还是外包设计,花钱买技术或专利,做基础研究还是应用研究,3 2.3.2 产品/服务的选择、开发与设计（续）产品/服务,4,2.3.3,生产运营系统的设计,生产运营系统的设计对生产运营系统的运行有先天性的影响，它是企业战略决策的一个重要内容，也是实施企业战略的重要步骤。,生产运营系统的设计有,4,方面的策略,:,即选址、设施布置、岗位设计、工作考核和报酬。,供应链的构成。,其中，生产,/,服务过程的设计十分重要,42.3.3 生产运营系统的设计 生产运营系统的设计对生产运,5,生产过程设计,（,Production Process Design,）,，或称生产流程设计。就是根据产品或服务的特点，详细描述生产过程的具体步骤。,根据生产类型的不同，生产流程有三种基本类型：,按产品进行的生产流程,按加工路线进行的生产流程,按项目进行的生产流程,2.3.3,生产运营系统的设计（续）,5生产过程设计（Production Process Des,6,2.3.3,生产运营系统的设计（续）,按产品进行的生产流程,按产品,/,服务形成过程的要求组织设备，形成流水般的连续过程，又称为流水线（,Flow Line,）。这种形式适用于大量大批生产类型,按工艺特点的生产流程,面对多品种产品或服务，只能将完成相同工艺的设备组织到一起。又称作工艺专业化形式，适用于多品种中小批量或单件生产类型,按项目进行的生产流程,项目是一次性的，且不重复。,62.3.3 生产运营系统的设计（续） 按产品进行的生产流程,7,2.3.4,生产运营战略的类型,生产率战略,响应性战略,混合战略,72.3.4生产运营战略的类型生产率战略,8,一、生产率战略,生产率战略以提高生产运营系统的生产率为关键目标，将高生产率作为生产运营系统的优势竞争能力 。,8一、生产率战略生产率战略以提高生产运营系统的生产率为关键目,9,生产率战略的实质,在于不断追求生产运营系统的规模经济性，即单位产品成本随生产运营系统规模的增加而下降的技术经济特性，故生产率战略一般对应于大量大批生产运营系统。,9生产率战略的实质在于不断追求生产运营系统的规模经济性，即单,10,生产率战略的实质,系统采用高效率的专用设备和专用工艺装备，按对象专业化原则进行布置，以生产线和流水线的形式组织生产运营，从而提高了工作地的专业化程度，保证了生产运营效率。,10生产率战略的实质系统采用高效率的专用设备和专用工艺装备，,11,二、响应性战略,响应性战略以提高生产运营系统的响应能力为关键目标，将快速响应作为生产运营系统的优势竞争能力。,11二、响应性战略响应性战略以提高生产运营系统的响应能力为关,12,响应性战略的实质,在于追求特色和差异，一般对应于单件小批生产运营系统。该系统采用通用设备和工艺装备，按工艺专业化原则进行设备布置，从而能适应用户不同要求的产品生产及运营。,12响应性战略的实质在于追求特色和差异，一般对应于单件小批生,13,途径,实行产品多样化,建立与用户密切接触和沟通的机制,选择较高的生产运营能力和库存水平,13途径 实行产品多样化,14,三、混合战略,混合战略在创建生产运营系统时，把提高生产率和响应性共同作为目标，追求在生产率和响应性上具有全面超越竞争对手的优势。,14三、混合战略混合战略在创建生产运营系统时，把提高生产率和,15,混合战略的目标,是为了同时提高生产运营系统的生产率和响应性，所对应的生产运营系统为世界制造系统，,CIMS,，,JIT,为其代表。,15混合战略的目标是为了同时提高生产运营系统的生产率和响应性,16,聚焦核心能力,企业的核心能力是企业独有的对企业竞争优势要素的获取能力,消除业务流程中对企业成功无关紧要的活动。,非关键程序、非关键产品外包出去,16聚焦核心能力企业的核心能力是企业独有的对企业竞争优势要素,17,案例：格兰仕的成本领先战略,背景,总体战略,竞争战略,职能战略,17案例：格兰仕的成本领先战略背景,33,岁的拉里,.,沃特斯是来自加州圣佩德罗市德卡车驾驶员。,1982,年的一天，他坐在后院的草坪椅上，但是一会儿，他的此次飞行就被记入了历史。他将,42,个气象气球系在椅子上，手握弹子枪，割断了他与地面连接的绳索。他在,16000,英尺的高空待了两个小时，然后用弹子枪把气球打破，开始降落。这次冒险行动耗尽了沃特斯的所有积蓄。在此之前，他从未尝试过任何冒险行动。,33岁的拉里.沃特斯是来自加州圣佩德罗市德卡车驾驶员。198,生产运营管理第3章产品、服务设计和技术选择课件,第三章 产品,/,服务设计和技术选择,3.1,引言,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,计算机技术在产品设计中的运用,第三章 产品/服务设计和技术选择3.1 引言,创新能力是企业和国家竞争优势的真正来源,“,每个组织都需要一种核心能力：创新”,彼得,德鲁克 “高层经理人真正需要的信息”,(The information executives,really need,),哈佛商业评论,1995,年,1,2,月刊，,pp. 54-62,创新能力是企业和国家竞争优势的真正来源,“,鼠标现象,”,揭示了电子信息产业中自主创新能力的重要性。,倪光南说，美国罗技公司无线鼠标生产链中的利益分配是这样的：一只销售价,40,美元的无线鼠标，其中有,15,美元归于分销商和零售商，,13,美元给零部件供应商，,3,美元给在中国苏州的装配厂，剩下,8,美元留给自己。从这个利益分配链上可以看到，罗技公司,450,名员工的薪水永远要超过苏州那家装配厂,4000,名职工的薪水。也就是说，靠简单装配所分享的利益是最少的。而反映鼠标核心价值的芯片制造技术，是来自零部件供应商，这部分的价值就明显体现了自主创新的价值。类似这种体现自主创新价值的利益分配，被称为,“,鼠标现象,”,。,倪光南说，目前我国企业自主创新能力尚显薄弱，这主要表现为专利技术少，研发投入小。,“鼠标现象” 揭示了电子信息产业中自主创新能力的重要,3.1,引言,经济发展、技术进步和需求多样化 ，要求企业能对不断变化的市场做出快速反应，源源不断地开发出满足用户需求的、定制的“个性化产品”去占领市场以赢得竞争，市场竞争也主要围绕新产品的竞争而展开。,3.1 引言 经济发展、技术进步和需求多样化 ，要求企,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,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,21世纪企业面临环境的主要特征 信息爆炸的压力,现代企业的研究与开发,研究与开发的分类和特征,基础研究,应用研究,技术开发,目的,寻求真理,扩广知识,探讨新知识应用的可能性,将研究成果应用于生产实践,性质,探求发现新事物,新规律,发明新事物,完成新产品,新工艺,使之实用化,商品化,内容,发现新事物,新现象,探求基础研究应用的可能性,运用基础研究,应用研究成果从事产品设计,产品试制,工艺改进,成果,论文,论文或专利,专利设计书,图纸,样品,成功,成功率低,成功率较高,成功率大,经费,较少,费用较大,控制松,费用大,控制严,人员,理论水平高,基础雄厚的科学家,创造能力强,应用能力强的发明家,知识和经验丰富,动手能力强的技术专家,管理,原则,尊重科学家意见,支持,个人成果,采用同行评议,尊重集体意见,支持研究组织在适当事作出评价,尊重和支持团体合作,计划,自由度大,没有严格的指标和期限,弹性,有战略方向,期限较长,硬性,有明确目标,较短期限,现代企业的研究与开发 研究与开发的分类和特征 基础研究应用研,新产品开发面临的压力,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 。,格雷格,A.,史蒂文斯（,Greg A. Stevens,）和詹姆斯,伯利（,James Burley,）调查统计后提出：,3 000,个新产品的原始想法，只有,1,个能成功。,阿尔巴拉（,Albala,）在总结以往研究的基础上，指出新产品开发的死亡率为,98.2%,。初期项目中只有,2%,可以进入市场,新产品开发面临的压力 新产品开发面临着费用高、成功率低、风险,新产品失败可归纳为三个关键原因 ：,（,1,）没有潜在的用户和需求,（,2,）新产品与当前的需求不匹配,（,3,）营销工作不得力,新产品开发的动力 ：,（,1,）技术推动,（,2,）市场牵引,（,3,）同行竞争,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，是,新产品开发的关键,。,新产品失败可归纳为三个关键原因 ：,3.2,产品研究与开发管理,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,3.2 产品研究与开发管理 产品开发过程,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,产品设计过程描述,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,产品开发对生产过程成本的影响,产品设计和工艺设计在产品开发中作用重大，它几乎占用了,60%,的开发时间，决定了,70%,的成本。根据管理学中,ABC,分类思想，企业技术活动是企业快速响应客户要求的瓶颈，是提高企业竞争力的关键。,产品开发对生产过程成本的影响 产品设计和工艺设计在产品开,技术活动的过程,技术分系统是企业系统中的一个重要的组成部分，技术活动包括新产品开发中的产品设计阶段的结构设计和工艺设计活动。产品设计阶段的活动，是一个从产品的构思到产品结构、产品制造工艺的信息转换过程。它可以形象地描述为信息在顾客域、功能域、物理域之间连续的变换过程。,技术活动的过程 技术分系统是企业系统中的一个重要的组成部,需求,环境,功能需求 设计参数,结构设计过程,工艺需求 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,需求功能需求 设计参数工艺需求 工艺变量生产指令顾客域功能域,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。,结构设计过程产品结构设计过程包括从明确设计任务开,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,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,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、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。,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。,总体设计,工艺设计过程的基本内容,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。,工艺设计过程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。,工艺设计过程的基本内容 工艺设计是指按产品设计要求，安排或规,工艺过程设计的内容,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,选择机床,决定加工工序,内的操作顺序,选择工装,零件图,工艺过程设计的内容 产品图纸的工艺分析和审查决定加工毛坯选定,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）,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：,产品开发绩效评价指标,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,产品开发绩效评价指标 绩效指标度量对竞争力的影响上市时间新产,生产运营管理,24,朱桂平,5,生产运营管理24朱桂平5,3.3,生产流程设计与选择,生产流程分类,按产品（,product-focused,）进行的生产流程，又叫对象专业化形式。,按加工路线（,process-focused,）进行的生产流程，又叫工艺专业化形式。,按项目（,project,）进行的生产流程 。,3.3 生产流程设计与选择 生产流程分类,不同生产流程的特征比较,特征标记,对象专业化,工艺专业化,项目型,产品,订货类型,产品流程,产品变化程度,市场类型,产量,批量较大,流水型,低,大批量,高,成批生产,跳跃型高,顾客化生产,中等,单件、单项定制,无,很高,单一化生产,单件生产,劳动者,技能要求,任务类型,工资,低,重复性,低,高,没有固定形式,高,高,没有固定形式,高,资本,投资,库存,设备,高,低,专用设备,中等,高,通用设备,低,中等,通用设备,目标,柔性,成本,质量,按期交货程度,低,低,均匀一致,高,中等,中等,变化更多,中等,高,高,变化更多,低,计划与控制,生产控制,质量控制,库存控制,容易,容易,容易,困难,困难,困难,困难,困难,困难,不同生产流程的特征比较 特征标记对象专业化工艺专业化项目型产,产品流程矩阵,生产流程,产 品,顾客化 多品种 品种较多 标准化大量生,（低产量） （中低产量） （中批生产） （大量生产）,高,柔性,单位,成本,低,项目型生产,单件生产,成批生产,大量生产,连续生产,航空航天,工业装备,机床工具,特殊化工产品,/,药品,电子电器,汽车轮胎和橡胶,钢铁产品,普通化工产品,/,药品,造纸,容器制造,酿酒,石油,钢铁,林产品,产品流程矩阵生产流程产,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,影响生产流程设计的主要因素 产品/服务需求性质,生产流程选择决策,品种,-,产量变化与生产单位形式的关系,对象专业化形式,大量生产,对象专业化形式,批量生产,成组生产单元,工艺专业化形式,批量,品种,生产流程选择决策品种-产量变化与生产单位形式的关系 对象专业,以图中的数字为例，生产同一种产品的对象式系统投资额为,225,万元，成组生产单元为,111,万元，工艺式为,50,万元。当产量在,10,万件以下时，选择工艺式最经济，当产量在,10,万,25,万件之间时，成组生产单元最经济，当产量在,25,万件以上时，对象式最经济。当然还有一种选择，如果以上几种方案都不能得到满意的投资回报时，则应放弃该产品的生产。,工艺式,成组生产单元,对象（产品）式,费用,产量,100000,250000,50000,1110000,2250000,以图中的数字为例，生产同一种产品的对象式系统投资额为225万,3.4,并行工程：产品开发组织的新方法,需求,结构设计,工艺设计,制造,并行过程,串行过程,产品开发的两种方式,3.4 并行工程：产品开发组织的新方法 需求,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。,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,用和生产周期,制造工程师确定工艺工程,设计人员完成产品定义,串行的产品设计方法,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,关于串行产品开发过程,存在的首要问题是以部门为基础的组织机构严重地妨碍了产品开发的速度和质量。,存在的问题主要有：,各下游开发部门所具有的知识难以加入早期设计，加入设计的阶段越早，降低费用的机会越大。,各部门 对其他部门的需求和能力缺乏理解，目标和评价标准的差异和矛盾降低了产品整体开发过程的效率。,关于串行产品开发过程 存在的首要问题是以部门为基础的组织机构,并行的产品设计方法,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。,该方法力图使产品开发者从一开始就考虑到产品全生命周期从概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度和用户需求。,过程,需求阶段,设计,阶段,制造,阶段,营销,阶段,使用,阶段,终止,阶段,考虑,的因素,顾客需求,产品功能,减低成本,提高效率,易制造,易装配,竞争力（低成本、标新立异）,可靠性,可维护性，操作简便,环境,保护,并行的产品设计方法 并行工程是对产品及其相关过程，包括制造过,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,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。,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,概念设计,初步设计,详细设计,产品详,细方案,工艺初,步方案,产品初,步方案,工艺详,细方案,结构概,念方案,工艺概,念方案,概念设计初步设计详细设计产品详工艺初产品初工艺详结构概工艺概,并行工程技术,1.,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,并行工程技术1. 虚拟设计,2.,产品数据管理（,Product Data Management,）,PDM,3.,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,）,2. 产品数据管理（Product Data Manage,应用并行工程的思想，在产品设计的不同阶段采取不同的措施，如下表所示，可以减少产品设计中出现的错误的概率，节省了修补失误所消耗的时间，从而降低了开发周期，提高响应速度。,需求,阶段,设计阶段,制造,阶段,营销,阶段,使用,阶段,终止,阶段,采取的措施,顾客参与质量功能部署,CAD/CAPPVRP,、,GT,DFM DFA,价值工程,CE,工业工程,IE,绿色,制造,应用并行工程的思想，在产品设计的不同阶段采取不同的措施，如,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,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。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,。,AT&T,公司在生产计算机配套印刷组产品时，由于原来的设计中未考虑生产工艺性问题，致使产品质量低下，合格率仅为,5%,。采用并行设计以后，利用计算机虚拟检测，找出设计中的缺陷，使产品合格率达到,90%,。,并行工程实施实例 美国波音飞机制造公司投资4,3.5,计算机技术在产品设计中的运用,CAD/CAPP,系统,计算机支撑技术 （多媒体、网络与通信、分布式处理等 ）,产品生命周期管理（,product lifecycle management,，,PLM,）,3.5 计算机技术在产品设计中的运用CAD/CAPP系统,作业,:,案例分析,FH,公司跨职能产品开发模式的实践,从,FH-MSTP,跨职能项目组的工作方式看,成功实施并行工程的核心因素是什么,?,如何规避跨职能协作带来的潜在风险,?,作业:案例分析FH公司跨职能产品开发模式的实践从FH-MS,