生產(chǎn)與運作管理

南京工業(yè)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院蔣南云

ProductionandOperationsManagement

課程目錄第一章基本概念第二章企業(yè)戰(zhàn)略和運作策略第三章產(chǎn)品/服務(wù)設(shè)計和技術(shù)選擇第四章生產(chǎn)設(shè)施選址與布置第五章工作設(shè)計與作業(yè)組織第六章需求預(yù)測第七章生產(chǎn)計劃第八章庫存管理第九章物料需求計劃第十一章制造業(yè)生產(chǎn)作業(yè)與控制第十三章項目計劃管理第十四章業(yè)務(wù)流程重構(gòu)第十七、十八章先進生產(chǎn)方式綜合實驗：裝配流水線控制實驗生產(chǎn)與運作管理蔣南云產(chǎn)品R&D戰(zhàn)略管理文化管理項目及網(wǎng)絡(luò)計劃生產(chǎn)系統(tǒng)選址和布置BPRJIT、LN、OPT等先進生產(chǎn)方式質(zhì)量管理設(shè)備管理庫存管理市場分析需求預(yù)測訂單生產(chǎn)計劃MRP生產(chǎn)作業(yè)計劃生產(chǎn)控制第三章產(chǎn)品/服務(wù)設(shè)計和技術(shù)選擇生產(chǎn)與運作管理蔣南云引言產(chǎn)品研究與開發(fā)管理并行工程

計算機技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計中的運用

20世紀90年代以來，企業(yè)所處的市場競爭環(huán)境日趨嚴峻，正面臨著前所未有的壓力：技術(shù)進步越來越快高新技術(shù)的使用范圍越來越大市場和勞務(wù)競爭全球化產(chǎn)品研制開發(fā)的難度越來越大可持續(xù)發(fā)展的要求全球性技術(shù)支持和售后服務(wù)用戶的要求越來越苛刻

1.引言組裝質(zhì)量零部件的加工質(zhì)量產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量R&D質(zhì)量中的應(yīng)用什么原理來運作的問題產(chǎn)品質(zhì)量1.研發(fā)的質(zhì)量直接影響企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量研發(fā)的重要影響2.研發(fā)的效率直接影響企業(yè)在時間上的競爭能力產(chǎn)品生命周期縮短

0510152025時間（月）行業(yè)化妝品玩具機床食品藥品50年前現(xiàn)在研發(fā)的重要影響2.研發(fā)的效率直接影響企業(yè)在時間上的競爭能力

設(shè)計時間占據(jù)產(chǎn)品開發(fā)時間的主要位置并行工程（concurrentengineering）縮短產(chǎn)品開發(fā)周期的方法與技巧研發(fā)的重要影響設(shè)計時間55%制造時間22%裝配時間23%產(chǎn)品開發(fā)時間100%3.R&D直接影響產(chǎn)品成本VA/VE(valueanalysis/valueengineering)降低產(chǎn)品成本

產(chǎn)品開發(fā)決定因素構(gòu)成及實際成本消耗比較

研發(fā)的重要影響70%20%7%3%6%36%40%18%設(shè)計階段制造階段材料階段其它階段成本比例成本的決定因素實際成本消耗成本%10080604020產(chǎn)品設(shè)計過程設(shè)計制造裝配與維護產(chǎn)品生命周期決策成本消耗成本研發(fā)的重要影響變更設(shè)計對成本的影響

改變設(shè)計引起的成本概念設(shè)計

設(shè)計開發(fā)

設(shè)計使用

制造裝配新產(chǎn)品開發(fā)階段研發(fā)的重要影響4.

R&D直接影響顧客滿意度（customersatisfaction）

采用質(zhì)量功能部署QFD(qualityfunctiondeployment)把顧客的要求轉(zhuǎn)化為企業(yè)在產(chǎn)品中所要采用的技術(shù)及其規(guī)格，發(fā)現(xiàn)新產(chǎn)品開發(fā)中的核心技術(shù)問題研發(fā)的重要影響研究與開發(fā)（ResearchandDevelopment，簡稱R&D）包括基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和技術(shù)開發(fā)。1.2現(xiàn)代企業(yè)的研究與開發(fā)什么是新產(chǎn)品呢？從生產(chǎn)技術(shù)角度來看：采用新技術(shù)、新材料，在技術(shù)、性能、功能、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等一方面或幾方面具有先進性或獨創(chuàng)性的產(chǎn)品。顯著提高性能、擴大功能從市場營銷角度來看：首次投入市場費用高、成功率低、風險大、回報下降3000個原始想法300個提議125個小項目9項開發(fā)4項重大1.7個啟動1項成功10n43210

1234567你認為有哪些因素會影響新產(chǎn)品研發(fā)的成敗？新產(chǎn)品開發(fā)面臨的壓力據(jù)調(diào)查產(chǎn)品開發(fā)失敗的原因，大致歸納為以下幾點市場調(diào)查不細致，預(yù)測發(fā)生錯誤。構(gòu)思、設(shè)計和制造方面的問題。成本過高，或營銷不利產(chǎn)品開發(fā)時間過長，失去占領(lǐng)市場的好時機。產(chǎn)品生命周期各階段的開發(fā)策略低高銷售收入現(xiàn)金流量投入期成長期成熟期衰退期開發(fā)和制造成本營銷產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)2.產(chǎn)品研究與開發(fā)管理

2.1產(chǎn)品開發(fā)過程

產(chǎn)品概念目標市場產(chǎn)品選擇產(chǎn)品構(gòu)思結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝設(shè)計生產(chǎn)組織計劃與控制檢驗出廠新產(chǎn)品開發(fā)程序一、創(chuàng)意二、篩選三、產(chǎn)品概念形成和檢驗四、經(jīng)營分析五、產(chǎn)品發(fā)展六、試銷七、商業(yè)性投產(chǎn)產(chǎn)品構(gòu)思產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝設(shè)計2.3技術(shù)活動過程

需求環(huán)境功能需要設(shè)計參數(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計過程功能需要工藝變量工藝設(shè)計過程生產(chǎn)指令生產(chǎn)過程顧客域功能域物理域制造域技術(shù)活動生產(chǎn)活動2.4結(jié)構(gòu)設(shè)計過程

工作圖設(shè)計開始市場需求分析總體設(shè)計原型產(chǎn)品原型修改技術(shù)設(shè)計評估決策初步設(shè)計資料和圖形庫三維幾何造型有限元設(shè)計優(yōu)化設(shè)計計算機繪圖CAD2.5工藝設(shè)計過程的基本內(nèi)容

決定加工毛坯（材料和尺寸）選擇機床制定加工工藝選擇加工條件計算加工時間選擇工裝決定加工工序內(nèi)的操作順序2.6面向成本的設(shè)計系統(tǒng)的基本內(nèi)容

產(chǎn)品功能需求概念設(shè)計裝配模型標準特征產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹產(chǎn)品優(yōu)化結(jié)構(gòu)CAD特征建模新設(shè)計特征成組編碼與識別GT碼規(guī)則庫產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相似裝配工藝規(guī)則工藝規(guī)則庫成本類庫零件成本估算費用分配規(guī)則裝配成本估算庫銷售成本估算庫維修成本估算庫產(chǎn)品成本估算用戶使用成本估算庫回收報廢成本估算庫成本比較特征產(chǎn)品類庫設(shè)計人員2.7產(chǎn)品設(shè)計的原則和績效評價1）產(chǎn)品開發(fā)原則設(shè)計用戶需要的產(chǎn)品或服務(wù)設(shè)計出制造性強的產(chǎn)品或服務(wù)設(shè)計出魯棒性強的產(chǎn)品或服務(wù)設(shè)計綠色產(chǎn)品

2）產(chǎn)品開發(fā)績效評價指針

[小案例]某工業(yè)企業(yè)新產(chǎn)品評價指標

2.8國際產(chǎn)品開發(fā)的新特點（1）技術(shù)外包（2）合作開發(fā)（3）全球化與虛擬化（4）定制化產(chǎn)品開發(fā)（5）強調(diào)環(huán)保意識3.并行工程

需求結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝設(shè)計制造a）串行工程b）串行工程ΔT

1988年，美國防御分析研究所以武器生產(chǎn)為背景，對傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式進行了分析，首次提出了并行工程的概念。1992年引入我國。3.1串行的產(chǎn)品設(shè)計方法1）串行的產(chǎn)品設(shè)計方法2）存在的問題各下游開發(fā)部門所具有的知識難以加入早期設(shè)計各部門對其他部門的需求和能力缺乏理解，目標和評價標準的差異和矛盾降低了產(chǎn)品整體開發(fā)過程效率

3.2并行的產(chǎn)品設(shè)計方法1）并行工程主要思想并行的活動和過程連續(xù)的信息轉(zhuǎn)化連續(xù)的完成各階段的工作高效率的組織結(jié)構(gòu)2）并行工程所考慮的因素并行工程可制造性可裝配性質(zhì)量保證顧客滿意可靠性環(huán)境保護功能并行式設(shè)計模塊綠色度評估指標概念設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝設(shè)計加工裝配儲運銷售使用維護廢棄后處理考慮環(huán)保條件下的并行式綠色設(shè)計的產(chǎn)品開發(fā)過程資源性指標能耗性指標環(huán)境性指標經(jīng)濟性指標設(shè)計時同時考慮產(chǎn)品生命周期的所有因素（研制）研究市場制定產(chǎn)品規(guī)格設(shè)計開發(fā)適用性供應(yīng)單位采購制定工藝研究銷售生產(chǎn)檢驗工序控制測試儀器儀表以及設(shè)備裝置服務(wù)市場產(chǎn)品設(shè)計過程中各種活動并行交叉進行產(chǎn)品生命周期有關(guān)的不同領(lǐng)域技術(shù)人員的全面參與和協(xié)同工作，實現(xiàn)生命周期中所有因素在設(shè)計階段的集成，實現(xiàn)技術(shù)、資源、過程在設(shè)計中的集成

3）并行工程設(shè)計方法

概念設(shè)計結(jié)構(gòu)概念設(shè)計工藝概念設(shè)計初步設(shè)計產(chǎn)品初步方案工藝初步方案詳細設(shè)計產(chǎn)品詳細方案工藝詳細方案企業(yè)各職能部門時裝市場的信息收集、需求分析設(shè)計理念提煉和優(yōu)化設(shè)計主題的確定概念產(chǎn)品的設(shè)計實體時裝產(chǎn)品設(shè)計時裝產(chǎn)品制作工藝設(shè)計綜合優(yōu)化與評價時裝綜合設(shè)計方案輸出時裝設(shè)計的知識庫時裝并行設(shè)計的流程圖3.3并行工程技術(shù)1）虛擬設(shè)計2）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理3）產(chǎn)品系列化，領(lǐng)部件標準化、通用化4）成組技術(shù)5）減少變化方案

3.4并行工程人員構(gòu)成

環(huán)保人員開發(fā)小組顧客供應(yīng)商質(zhì)量人員制造人員人員裝配人員營銷人員設(shè)計人員跨職能小組生產(chǎn)財務(wù)供應(yīng)采購用戶設(shè)計工藝其他總經(jīng)理設(shè)計生產(chǎn)制造銷售財務(wù)、人力等供應(yīng)商服裝經(jīng)銷商其他相關(guān)人員時裝開發(fā)并行工程項目組時裝開發(fā)的并行工程工作模式的組織結(jié)構(gòu)平臺4.計算機技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計中的運用1）CAD/CAPP2）計算機支撐技術(shù)3）擬實產(chǎn)品開發(fā)

在許多工業(yè)發(fā)達的歐美國家,服裝ＣＡＤ/ＣＡＭ系統(tǒng)在服裝企業(yè)中擁有率高達70%以上,在我國臺灣服裝ＣＡＤ/ＣＡＭ技術(shù)擁有率也達到30%,而我國40000多家服裝企業(yè)服裝ＣＡＤ/ＣＡＭ普及率才剛剛突破1%的大關(guān)。并行工程案例1.美國“戰(zhàn)區(qū)高空領(lǐng)域防御”(Thaad)的開發(fā)該計劃是由美國洛克希德(Lockheed)導(dǎo)彈與空間公司(LMSC)于1992年10月接受了美國國防部(DOD)用于的新型號導(dǎo)彈開發(fā)，該公司的導(dǎo)彈開發(fā)一般需要5年時間，為縮短開發(fā)周期，公司采用了并行工程的方法。

1）具體的實行如下：（1）改進產(chǎn)品開發(fā)流程。在項目工作的前期，LMSC花費了大量的精力對Thaad開發(fā)中的各個過程進行分析，并優(yōu)化這些過程和開發(fā)過程支持系統(tǒng)。采用集成化的并行設(shè)計方法。（2）實現(xiàn)信息集成與共享。在設(shè)計和實驗階段,一些設(shè)計、工程變更、試驗和實驗等數(shù)據(jù)，所有相關(guān)的數(shù)據(jù)都要進入數(shù)據(jù)庫。并各應(yīng)用系統(tǒng)之間必須達到有效的信息集成與共享。（3）利用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)輔助并行設(shè)計。

LM-SC采用了一個成熟的工程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)輔助并行化產(chǎn)品開發(fā)。通過支持設(shè)計和工程信息及其使用的7個基本過程（數(shù)據(jù)獲取、存儲、查詢、分配、檢查和標記、工作流管理及產(chǎn)品配置管理），來有效地管理它的工程數(shù)據(jù)。2）CE帶來的效益導(dǎo)彈開發(fā)周期由過去的5年縮短到2年，產(chǎn)品開發(fā)周期縮短60%。大大縮短了設(shè)計評審與檢查的時間（一般情況下僅需3h），并且提高了檢查和設(shè)計的質(zhì)量。3）Siemens重型雷達設(shè)備也采用并行工程來改進產(chǎn)品質(zhì)量及縮短開發(fā)周期。其實施有6個方面的要求：（1）建立“一次開發(fā)成功”團隊和技術(shù)中心；（2）開發(fā)一種新的設(shè)計過程控制工具來跟蹤循環(huán)中的時間延遲，消除無效的等待時間；（3）引入IDEF建模系統(tǒng)，使工程師在建模過程中質(zhì)疑并改進；（4）過程控制工具。其軟件包含獲得每個通過設(shè)計中心的設(shè)計文件的歷史資料以及記錄DCI的根本原因；（5）采用1個在線系統(tǒng)要求對取消DCI負責的工程管理員寫出詳細原因；（6）將產(chǎn)品設(shè)計小組和產(chǎn)品測試小組合并為數(shù)字小組，并在以后負責開發(fā)測試，測試考慮則將成為設(shè)計過程的一部分。2.國內(nèi)截止1999年，我國部分大中型企業(yè)實施并行工程情況如下表所示

注：數(shù)據(jù)來自于

1.清華大學(xué)國家ＣＩＭＳ工程技術(shù)研究中心

2.航天工業(yè)總公司二院科技委其改進的措施包括：在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段，就能夠充分考慮沖壓件、鑄鋼件等零件的可制造性問題和鐵路貨車的結(jié)構(gòu)強度、剛度及動力學(xué)品質(zhì)等產(chǎn)品性能問題，從而能夠盡量減少設(shè)計錯誤，提高設(shè)計質(zhì)量；同時增加DFX，使得在產(chǎn)品設(shè)計階段即可考慮產(chǎn)品加工、裝配和工藝等問題,提高一次設(shè)計成功的可能性。實現(xiàn)工藝和工裝的并行開發(fā)，精簡設(shè)計過程；制造系統(tǒng)與產(chǎn)品開發(fā)過程不構(gòu)成大循環(huán)，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量與水平。[齊齊哈爾鐵路車輛廠并行工程應(yīng)用]1）在已有軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開發(fā)支持飛機內(nèi)裝飾并行工程的系統(tǒng)工具，包括：適用于飛機內(nèi)裝飾的CAID系統(tǒng)、DEA系統(tǒng)和模具的CAD/CAE/CAM系統(tǒng)。如Y7-200A內(nèi)裝飾設(shè)計制造借