第四章 产品与服务设计

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四、并行工程
并行工程（Concurrent Engineering 简称CE）也称同步工程，是相对传统的 “串行工程”而提出的产品设计方法， 它能够集成设计、制造、市场、服务等 资源，对产品及其相关过程，包括制造 过程和支持过程，进行并行、一体化的 系统设计。
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基本过程
由设计工程师和制造工程师等组成的设计团队， 在产品设计的早期阶段考虑与制造、装配有关 的约束，指导设计人员进行同一零件的不同材 料和工艺的选择；
从制造和装配可行性的角度对不同制造方案进 行制造、装配时间和成本的快速定量估计；
全面比较与评价各种设计与工艺方案。
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内容
➢ 功能定义 ➢ 功能分类 ➢ 功能整理 ➢ 功能评价
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(4)方案的创造与评价
方案的创造：即根据用户对功能要求进行设计 构思，创造出尽可能多的改进方案。
目的是：为了得到价值高的代用方案。 常用的方案创造的方法有：
➢ 头脑风暴法 ➢ 哥顿法 ➢ 德尔菲法
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（2）收集情报资料
开展价值工程所需资料包括用户、市场、 科研、设计制造、物资供应、成本、服 务、政策法律等各个方面。
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（3）产品功能分析
产品功能分析是价值工程活动的关键环节。
目的：系统、科学地确定产品或零件的必要功 能，明确产品各功能之间的关系，确定产品合 理的功能结构。
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第二节 产品设计
面向顾客的产品设计(DFC)
➢ 即认真研究和分析顾客需求，并将这些要求 转换成最终产品的特征以及配置到制造过程 的各工序上和生产计划中。
主要实现途径：
➢ 质量功能展开 ➢ 卡诺模型 ➢ 健全设计
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卡诺模型
卡诺模型有助于我们理解顾客需求。 卡诺模型定义了三种类型的顾客需求：
产品寿命周期成本包括两部分：
一是制造成本，二是使用成本。
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价值
价值工程中价值的含义是指产品的功能 与成本之比值，用公式表示，即： 价值=功能/成本
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价值工程的工作程序与内容
价值工程的实施过程分为两个阶段，即分析发现问题阶段 和解决问题阶段，而这两个阶段又可分为若干具体步骤。
➢ 企业生产的各种产品之间的差异性大小？
➢ 需要什么程度的设备柔性，即是选择专用化设备还是通用化 设备？
➢ 各种产品的预期产量有多大？
对这些问题的回答将直接指导合理工艺过程的选择。
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（一）产品-工艺矩阵
产品-工艺矩阵最初由Hayes和Wheelwright提 出。
生产工艺设计的一个重要内容：就是要使生产系 统的组织与市场需求相适应，即市场需求特征要 与生产过程组织相匹配，产品-流程矩阵正好反 映了这种匹配关系。
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二、服务系统及其设计
服务系统的分类
服务系统的设计要求
服务系统设计的内容 服务平台的构建
——服务系统设计矩阵 服务蓝图的绘制
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（一）服务系统的分类
高接触度服务系统 低接触度服务系统 混合型服务系统
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（二）服务系统的设计要求
一致性要求 便利性要求 稳定性要求 结构化要求
动的着眼点。
这一理念可用服务三角形形
象地表示出。
顾客
服务 系统
图4-10 服务三角形
服务 人员
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服务设计与产品设计的区别
服务设计比产品设计更注重不可触摸性因素。
许多情况下，由于服务的提供与消费是同时进 行的。
服务不能在存储，因此限制了其柔性。
顾客与服务系统接触频繁，服务对顾客来说是 高可见度的。
有些服务业的进入、退出壁垒很低。
便利性是服务设计的一个主要因素，选址经常 对服务设计有重要作用。
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服务设计面临的挑战
存在可变性要求。 有些服务可能难以描述。 在服务中与顾客的接触程度较高，对服务系统
提出了较高要求。 在与顾客面对面接触中，可能要处理相当多的
不确定问题。
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遵循原则
零件的通用化、标准化
设计对称的零件
零件的组合
零部件的合理归并
采用虚拟产品BOM技术，有效地降低与 图纸和文档相关的成本
在设计中考虑高效率的制造及易于服务 和维修。
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三、价值工程（VE）
价值工程是以某个产品或系统为研究对 象，通过功能分析和方案创造与实施， 以最低的寿命周期成本可靠地实现用户 对产品所要求的必要功能，提高研究对 象的价值的一种管理与技术与方法和有 组织的管理活动。
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(5)方案的实施和成果的评价
经过对方案进行评价后，选择最优方案进行实 施。
评价经济成果的指标有：
➢ 全年净节约额=（改进前产品的单位成本 - 改进后 产品单位成本）×产量 - 价值工程活动费用
➢ 节约百分比=（改进前单位成本-改进后单位成本） /改进前单位成本×100%
➢ 节约倍数=全年净节约额/价值工程活动费用
优点
能处理 差异很 大的工作
富于柔性
单位成本 低、产量 高、有效率
效率、 产量极高
缺
点
效率低、 单位成本 高、计划 与进度安 排复杂
单位成本较 高、计划和 进度安排较 复杂
柔性低、停 工成本高
高刚性、缺少 变化，改变成 本高、停工成 本极高
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一、工艺过程设计概述
影响工艺过程设计的因素
基本型、期望型和兴奋型。
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顾
客 兴奋型需求
满
期望型需求
意
程
度
基本型需求
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顾客对产品的需要程度 图4- 2 卡诺模型示意图
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二、面向可制造和可装配的产品设计 (DFMA)
传统的设计过程与制造、装配过程严重脱节，需 要采用面向可制造和可装配的产品设计（DFMA） 方法，即在设计初期使设计部门与制造部门之间 更有效地协同工作，把产品设计过程与制造、装 配过程有机结合，从设计的角度来保证产品的可 制造性和可装配性。使设计的产品具有良好的结 构，能高效地进行制造和装配。
工艺过程选择的一个核心概念就是使产品要求和 工艺过程相匹配
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产品-工艺矩阵
生产流程 单件生产 成批生产
大生产 连续生产
顾客化 (低产量)
广告 重型机器
多品种 品种较多 标准化产品 高 (中低产量) (中批生产) (大量生产)
中型机器 食品加工
汽车装配 电视机
柔
性
及
单
位
成
本
食糖
面粉
并行工程采用的技术主要包括：
➢ 虚拟技术：DFMA、 CAD/CAPP/CAM系统 的集成平台、 Internet技术以及STEP标准 等；
➢ 产品数据库管理技术（PDM）； ➢ 产品系列化、零部件标准化、通用化；
➢ 成组技术（GT） ➢ 减少变化的方案（VRP）等。
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第三节 工艺过程设计
阶段
实施步骤
基本步骤
详细步骤
价值工程提问
分析
发 问
现 题
一、功能分析
1、选择对象 2、收集情报 3、功能定义 4、功能整理 5、功能评价
1.这是什么？ 2.功能是什么？ 3.功能成本是多少？ 4.它的价值是多少？ 5.有无更好的方案？
二、制定改进方案 6、制定方案
新方案的成本是多少？
解 问
决 题
三、方案评价与 实施
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功能
功能即对象能够满足某种需要的一 种属性。
产品功能是指产品的特定和用途和 作用。如手表的功能是显示时间， 电冰箱的功能是保存食物。
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寿命周期成本
产品寿命周期是指产品从研制设计、销售、使 用直至报废为止的整个时期。
产品寿命周期成本是指在产品寿命周期内所发 生的与产品有关的各项费用之和。它是为了实 现用户所需要的产品功能所消耗的一切资源的 货币表现。
低
在产品-工艺矩阵中,根据产品结构性质，沿对角线选择 和配置生产流程，可以达到最好的技术经济性。
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（二）自动化的选择
工艺过程设计中的一个关键问题是是否要实现 自自动化。
何为自动化？分析自动化的优缺点？
➢ 自动化即拥有传感和控制设备，能够实现自动操作 的机器。
➢ 如果一个企业要实现自动化，那么应实现多大程度 的自动化。
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二、新产品开发的程序与内容
确定新产品开发的目标 寻求新产品的设想 对新产品设想进行筛选和评价 产品的研制与试验 开拓市场
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三、新产品开发的策略
四种：
➢ 技术领先策略或称“领先者”策略 ➢ “紧随领先者”策略 ➢ 仿制策略或“成本最低化”策略 ➢ 部分市场策略
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图4-4 并行设计时要考虑的因素
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并行工程的特点
并行工程作为一种哲理和工作模式，其 特点：
➢ 分布式的组织结构 ➢ 集成化的产品设计、制造、经销过程 ➢ 强调人的作用的管理体制
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并行工程的主要内容
过程重构 组织重构 构建技术支持环境
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