1、高翠娟东北石油大学经济管理学院,生产与运作管理,3.1 企业的研究与开发3.2 产品设计与开发阶段3.3 产品开发组织方法,第3章 产品开发和技术选择,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。基础研究进行的是探索新的规律、创建基础性知识的工作。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。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,2.1 企业的研究与开发,新产品的概念和分类新产品：是指在技术、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
2、产品。特征:新颖性、先进性、经济性、风险性。新产品的分类 改进型产品（对老产品的改进与完善，创新程度最小的一类新产品）换代产品（产品基本原理不变，因部分采用新技术使产品性能有重大突破）创新产品（采用科学技术的新发明所开发的产品，它是创新程度最高的一类新产品）,2.1 企业的研究与开发,企业为什么要开发新产品？1.有利于增强企业的市场竞争力2.有利于扩大市场份额3.适应个性化定制生产的需要4.产品更新换代的需要,2.1 企业的研究与开发,2.1 企业的研究与开发,新产品开发的动力模式：技术推动 市场牵引 同行竞争企业研发的方式：独立研究开发方式、委托开发方式、共同研究开发方式 新产品开发策略：满
3、足市场需求策略、提高新产品竞争力策略、挖掘产品功能策略,2.1 产品设计与开发阶段,一般产品开发过程由以下三阶段构成：产品构思、结构设计（总体设计、技术设计、详细设计）、工艺设计 4.2.1 产品构思 4.2.2 结构设计过程 4.2.3 工艺设计过程 4.2.4 产品设计的原则和绩效评价,2.1 产品设计与开发阶段,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,4.2.1 产品构思,产品开发过程,构思,技术的推动,对市场需求 的分析,来源于,来源于,开始,图42:产品
4、构思来源图,竞争对手的 产品和服务,来源于,4.2.2 产品结构设计,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43）,4.2.2 产品结构设计,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,N,N,Y,Y,图43：结构设计过程,4.2.3 工艺设计,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
5、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。,4.2.3 工艺设计,工艺过程设计的程序包括：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,4.2.4 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
6、）。,4.2.4 产品设计的原则和绩效评价,4.3 产品设计与开发的组织方法,4.3.1 串行的产品设计方法 4.3.2 并行的产品设计方法 4.3.3 并行工程技术,4.3.1 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装配是一步步在各部门之间顺序进行。产品开发工作流程：,需求分析,结构设计,工艺设计,制造,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,4.3.1 串行的产品设计方法,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
7、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。,4.3.2 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。,需求分析,结构设计,工艺设计,制造,4.3.2 并行的产品设计方法,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,4.3.2 并行的产品设计
8、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。,4.3.2 并行的产品设计方法,并行产品开发的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。,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,4.3.3 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 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）。,4.3.3 并行工程技术,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,
