[键入文字]北联后大学FERSI第四章生产系统设计本章教学目的与要求通过本章的学习，使学生掌握新产品开发的相关知识，生产及服务设施选址和布置的方法，了解流水线生产组织的理论知识，以及工作设计与工作测量的基本知识。本章教学重点与难点1.新产品开发系统2.新产品评价方法3.生产及服务设施选址方法、相关计算4.生产及服务设施布置5.单一品种流水线的设计6.多品种流水线的设计生产系统的设计是生产运作的重要内容。它涉及的内容主要包括产品开发工艺设计和技术选择，生产服务设施选址，生产服务设施布置，工作设计和工作测量。从宏观角度考虑，还有生产布局问题。第一节产品开发1产品选择（1）产品选择是指根据市场行情筛选那些能够顺应和满足顾客需求的产品和服务，同时又能够为企业创造利润并保持竞争优势得以继续发展的策略。（2）产品选择应考虑的因素①产品的市场潜力②产品的收益性利润率③市场竞争性应综合考虑市场容量、竞争优势和弱点④可利用的资源条件便利程度、经济性、环保要求③技术水平和生产能力③经销能力、营销渠道、服务能力③国家政策|法律|法规等要求（3）产品寿命周期①产品寿命周期，如图4-1.1
[键入文字] 1 第四章 生产系统设计 本章教学目的与要求 通过本章的学习，使学生掌握新产品开发的相关知识，生产及服务设施选 址和布置的方法，了解流水线生产组织的理论知识，以及工作设计与工作测量 的基本知识。 本章教学重点与难点 1.新产品开发系统 2.新产品评价方法 3.生产及服务设施选址方法、相关计算 4.生产及服务设施布置 5.单一品种流水线的设计 6.多品种流水线的设计 生产系统的设计是生产运作的重要内容。它涉及的内容主要包括产品开发、 工艺设计和技术选择，生产服务设施选址，生产服务设施布置，工作设计和工作 测量。从宏观角度考虑，还有生产布局问题。 第一节 产品开发 1 产品选择 （1）产品选择 是指根据市场行情筛选那些能够顺应和满足顾客需求的产品和服务，同时又 能够为企业创造利润并保持竞争优势得以继续发展的策略。 （2）产品选择应考虑的因素 ①产品的市场潜力 ②产品的收益性利润率 ③市场竞争性应综合考虑市场容量、竞争优势和弱点 ④可利用的资源条件便利程度、经济性、环保要求 ⑤技术水平和生产能力 ⑥经销能力、营销渠道、服务能力 ⑦国家政策\法律\法规等要求 （3）产品寿命周期 ①产品寿命周期，如图 4-1
[键入文字]西北联信大学EIUNITEDUNIVERBIT销售额利润引入期成长期成熟期退期图4-1产品寿命周期图②产品寿命周期与生产运营战略，如表4-1.表4-1产品寿命周期与生产运营战略产品寿命周期各阶段的经营特点与注重方面市场引入期成长期成熟期衰退期研究开发是关键市场销售是关键低成本变得更关键成本控制是关键扩大市场份额的有利时机调整价格难以扩大市场份额司促销提高质量战树立产品形象略强化市场能力产品设计与开发是关键销售预测是关键产品区域标准化产品差异化小产品和工艺过程设计改重视产品和工艺流程可靠性产品更新速度减缓使成本最低动频繁选择与提高产品竞争优势达到最佳市场能力行业生产能力过剩运生产能力富裕增加生产能力生产过程趋于稳定停止生产非盈利产品营开始批量化生产试生产阶段人员技能要求不高削减生产能力大批量生产人员技能要求高提高经营能力战生产成本较高改进生产作业略产品规格有限降低生产成本设计改进迅速2新产品开发（1）什么是新产品？从不同角度出发，可对新产品的概念做出不同的描述。一般来说，新产品是指在产品特性、材料性能和技术性能等方面（或仅一方面）具有先进性或独创性的产品。所谓先进性，是指由新技术、新材料产生的先进性，或由原有技术、经验技术和改进技术综合产生的先进性。所谓独创性，一般是指产品由于采用新技术、新材料或引进技术所产生的全新产品。新产品可以分为以下三种：全新产品；改进新产品：换代新产品。在当今的环境下，市场竞争日益激烈，顾客需要日益多样化，企业在选择新2
[键入文字] 2 图 4-1 产品寿命周期图 ②产品寿命周期与生产运营战略，如表 4-1. 表 4-1 产品寿命周期与生产运营战略 2 新产品开发 （1）什么是新产品？ 从不同角度出发，可对新产品的概念做出不同的描述。一般来说，新产品是 指在产品特性、材料性能和技术性能等方面（或仅一方面）具有先进性或独创性 的产品。所谓先进性，是指由新技术、新材料产生的先进性，或由原有技术、经 验技术和改进技术综合产生的先进性。所谓独创性，一般是指产品由于采用新技 术、新材料或引进技术所产生的全新产品。 新产品可以分为以下三种：全新产品；改进新产品；换代新产品。 在当今的环境下，市场竞争日益激烈，顾客需要日益多样化，企业在选择新 产品寿命周期各阶段的经营特点与注重方面 市场引入期 成长期 成熟期 衰退期 公 司 战 略 研究开发是关键 扩大市场份额的有利时机 市场销售是关键 调整价格 提高质量 树立产品形象 强化市场能力 低成本变得更关键 难以扩大市场份额 促销 成本控制是关键 生 产 运 营 战 略 产品设计与开发是关键 产品和工艺过程设计改 动频繁 生产能力富裕 试生产阶段 人员技能要求高 生产成本较高 产品规格有限 设计改进迅速 销售预测是关键 重视产品和工艺流程可靠性 选择与提高产品竞争优势 增加生产能力 开始批量化生产 提高经营能力 产品区域标准化 产品更新速度减缓 达到最佳市场能力 生产过程趋于稳定 人员技能要求不高 大批量生产 改进生产作业 降低生产成本 产品差异化小 使成本最低 行业生产能力过剩 停止生产非盈利产品 削减生产能力
[键入文字]B北联后大学2BEI UNITED UNIVERSIT产品发展方向时必须有更多的考虑。企业可以从以下几个方面考虑新产品的发展方向：高效、多能化；复合化：小型化、轻便化；智能化、知识化；艺术化、品味化。（2）新产品开发的动力模式新产品/服务开发有两种动力模式：技术导向型和市场导向型。所谓技术导向型，是指按照被称为SeedTheory的方式进行新产品/服务开发。即从最初的科学探索出发开发新产品，以供给的变化带动需求的产生和变化。例如，盘尼西林就是首先在进行结核菌的培养过程中发现，进而开发成产品的。晶体管也是典型的例子。20世纪20年代出现的福特汽车公司的T型车和今天的个人计算机都是典型的技术导可型产品。风靡全球的纳来、微纳来材料也是典型的技术导向型产品，这些产品进而被广泛应用于军事装备、家电、计量仪器等。技术导向型的产品是以“市场一→生产→市场”的模式出现，即将研究结果推向市场。市场导向型是按照所谓的NeedTheory方式进行新产品/服务开发。也就是说，首先通过市场调查来了解市场需要什么样的新产品，然后对其作为商品来说在生产技术、价格、性能等方面的特性进行研究，进而再通过该新产品/服务商品化后的销售预测来决定是否开发这种产品/服务。而当今发展迅速的模糊控制洗衣机、电饭煲、空调等家用电器产品，是典型的市场导向型产品。市场导向型的产品则是以市场→研究与开发→生产→市场的模式出现，即根据市场需求进行产品研发。（3）新产品开发面临的压力①目前，新产品开发面临着费用高、风险大、成功率低、回报下降等压力。新产品死亡率高达98.2%；②新产品开发失败原因比如无潜在需求、新产品与当前需求不匹配、营销不利等；③新产品开发的关键则是找到需求，用技术实现需求。（4）产品开发对生产过程成本的影响产品开发的时间构成据统计，产品设计时间占产品开发时间的近60%（如图）。因此，为缩短产品上市时间，必须缩短产品设计时间，产品设计和工艺设计影响着产品的创新速度。实践表明：若产品寿命周期为5年，产品开发时间每延长6个月，利润就损失1/3。②产品寿命周期的缩短产品的寿命周期越来越短，革新换代越来越快。产品像生物体一样，有其存在的寿命周期，此即产品寿命周期。当一种产品首次推向市场，它被当作新生事物对待，由于顾客对它并不了解，并且顾客认为这种产品还不完善，或者认为在投入期后产品价格会下降，所以，此时它的需求通常很低；进入成长阶段后，生产和设计的改善使得产品更加可靠，成本更低；而在成熟阶段，设计很少有变化，需求停止增长；最后，在衰退阶段，市场达到3
[键入文字] 3 产品发展方向时必须有更多的考虑。企业可以从以下几个方面考虑新产品的发展 方向：高效、多能化；复合化；小型化、轻便化；智能化、知识化；艺术化、品 味化。 （2）新产品开发的动力模式 新产品/服务开发有两种动力模式：技术导向型和市场导向型。所谓技术导 向型，是指按照被称为Seed Theory 的方式进行新产品/服务开发。即从最初的 科学探索出发开发新产品，以供给的变化带动需求的产生和变化。例如，盘尼西 林就是首先在进行结核菌的培养过程中发现，进而开发成产品的。晶体管也是典 型的例子。20 世纪20 年代出现的福特汽车公司的T 型车和今天的个人计算机都 是典型的技术导向型产品。风靡全球的纳米、微纳米材料也是典型的技术导向型 产品，这些产品进而被广泛应用于军事装备、家电、计量仪器等。技术导向型的 产品是以“市场→生产→市场”的模式出现，即将研究结果推向市场。 市场导向型是按照所谓的 Need Theory 方式进行新产品/服务开发。也就是 说，首先通过市场调查来了解市场需要什么样的新产品，然后对其作为商品来说 在生产技术、价格、性能等方面的特性进行研究，进而再通过该新产品/服务商 品化后的销售预测来决定是否开发这种产品/服务。而当今发展迅速的模糊控制 洗衣机、电饭煲、空调等家用电器产品，是典型的市场导向型产品。市场导向型 的产品则是以市场→研究与开发→生产→市场的模式出现，即根据市场需求进行 产品研发。 （3）新产品开发面临的压力 ①目前,新产品开发面临着费用高、风险大、成功率低、回报下降等压力。 新产品死亡率高达98.2%； ②新产品开发失败原因比如无潜在需求、新产品与当前需求不匹配、营销不 利等； ③新产品开发的关键则是找到需求,用技术实现需求。 （4）产品开发对生产过程成本的影响 ①产品开发的时间构成 据统计，产品设计时间占产品开发时间的近60%（如图）。因此，为缩短产 品上市时间，必须缩短产品设计时间，产品设计和工艺设计影响着产品的创新速 度。实践表明：若产品寿命周期为5年，产品开发时间每延长6个月，利润就损失 1/3。 ②产品寿命周期的缩短 产品的寿命周期越来越短，革新换代越来越快。 产品像生物体一样，有其存在的寿命周期，此即产品寿命周期。当一种产品 首次推向市场，它被当作新生事物对待，由于顾客对它并不了解，并且顾客认为 这种产品还不完善，或者认为在投入期后产品价格会下降，所以，此时它的需求 通常很低；进入成长阶段后，生产和设计的改善使得产品更加可靠，成本更低； 而在成熟阶段，设计很少有变化，需求停止增长；最后，在衰退阶段，市场达到
[键入文字]西北联后大学1BEI UNITED UNIVERSIT饱和，需求开始呈下降趋势，产品生产者停止这种产品的生产，寿命的终结多半是该产品被其他产品所取代。产品寿命周期规律可用产品寿命周期曲线表示。美国营销专家韦斯提出国际产品寿命周期曲线，对企业开发新产品有一定借鉴意义。涉外企业必须清楚地了解本企业生产的各种产品在不同赎上所处的周期阶段，以便根据国际产品寿命周期在不同市场上采取相应的策略。科学技术的长足发展和社会需求的快速多变，为新产品研究和开发提供了物质基础和前提条件，同时也对产品的更新换代提出了要求。据统计，一种重大的、全新的工业产品，从构思、设计、试制到投入商业性生产，其周期越来越短：19世纪为70多年，20世纪两次世界大战期间文缩短到40年，二次大战后到60年代中期又缩短到20年，进入70年代又缩短到10年，最快只要5年，而到了80年代、90年代更缩短到5年之内，有的只有2～3年，到了本世纪，这一周期则以月计。与这种发展趋势相适应，产品更新的速度也随之大大加快。现在的产品从推向上市到退出市场的时间，不再像过去那样可以维持20～25年，仅能维持8-10年，有的则缩短到3-5年，甚至一年以内。产品更新速度的加快，不仅反映了科学技术进步和社会需求多样性的变化同时又促使了国民经济的发展。日本在二次大战后，在一一片废墟上很快地实现了经济腾飞，主要是采取了技术引进综合开发的办法。从1950年到1973年共用了43亿6千美元引进了2万多项国外技术。他们不是简单的引进仿制，而是组织联合研究机构，进行消化吸收、综合创新、独立研制，以此开发了很多新产品，远销世界各国，在国际市场上占有很高的份额。中国已加入WTO，其经济已经纳入到世界经济发展的大循环，为使中国在全球竞争中保持不败并取得发展，最终实现中国的经济崛起，就要运用新技术、新材料、新工艺、新产品，靠科技进步，使各行各业的生产和经营都转移到先进技术基础上来，以高效、低耗、优质的生产和服务来满足社会和顾客的需求。大力开展开发新产品可以起到增加社会财富，降低社会消耗，扩大对外贸易提高企业经济效益和人民生活水平等重要作用。③产品成本的决定一般产品成本的70%以上由设计阶段决定，而这一阶段本身所占用的费用仅为产品成本的6%以下。企业的技术活动影响着产品的成本、质量和制造的效率。尤其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。企业技术活动，尤其是企业的产品设计和工艺设计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。（5）新产品研究与开发的程序众所周知，即使一个很好的新产品方案，也有可能由于开发过程管理上的不到位而削弱甚至丧失其竞争力。所以，熟悉这些内容可以加强对新产品研究和开发的管理，尽可能地缩短开发过程，避免开发过程中无谓的反复和浪费。新产品开发的程序就是指新产品从构思到投产所经历的主要过程及相互关4
[键入文字] 4 饱和，需求开始呈下降趋势，产品生产者停止这种产品的生产，寿命的终结多半 是该产品被其他产品所取代。产品寿命周期规律可用产品寿命周期曲线表示。 美国营销专家韦斯提出国际产品寿命周期曲线，对企业开发新产品有一定借 鉴意义。涉外企业必须清楚地了解本企业生产的各种产品在不同赎上所处的周期 阶段，以便根据国际产品寿命周期在不同市场上采取相应的策略。 科学技术的长足发展和社会需求的快速多变，为新产品研究和开发提供了物 质基础和前提条件，同时也对产品的更新换代提出了要求。据统计，一种重大的、 全新的工业产品，从构思、设计、试制到投入商业性生产，其周期越来越短：19 世纪为70 多年，20 世纪两次世界大战期间又缩短到40 年，二次大战后到60 年 代中期又缩短到20 年，进入70 年代又缩短到10 年，最快只要5 年，而到了80 年 代、90 年代更缩短到5 年之内，有的只有2～3 年，到了本世纪，这一周期则以 月计。与这种发展趋势相适应，产品更新的速度也随之大大加快。现在的产品从 推向上市到退出市场的时间，不再像过去那样可以维持20～25 年，仅能维持8-10 年，有的则缩短到3-5 年，甚至一年以内。 产品更新速度的加快，不仅反映了科学技术进步和社会需求多样性的变化， 同时又促使了国民经济的发展。日本在二次大战后，在一片废墟上很快地实现了 经济腾飞，主要是采取了技术引进综合开发的办法。从1950年到1973年共用了43 亿6千美元引进了2 万多项国外技术。他们不是简单的引进仿制，而是组织联合 研究机构，进行消化吸收、综合创新、独立研制，以此开发了很多新产品，远销 世界各国，在国际市场上占有很高的份额。 中国已加入WTO，其经济已经纳入到世界经济发展的大循环，为使中国在全 球竞争中保持不败并取得发展，最终实现中国的经济崛起，就要运用新技术、新 材料、新工艺、新产品，靠科技进步，使各行各业的生产和经营都转移到先进技 术基础上来，以高效、低耗、优质的生产和服务来满足社会和顾客的需求。 大力开展开发新产品可以起到增加社会财富，降低社会消耗，扩大对外贸易， 提高企业经济效益和人民生活水平等重要作用。 ③产品成本的决定 一般产品成本的70%以上由设计阶段决定,而这一阶段本身所占用的费用仅 为产品成本的6%以下。 企业的技术活动影响着产品的成本、质量和制造的效率。尤其产品设计和工 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。 企业技术活动，尤其是企业的产品设计和工艺设计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。 （5）新产品研究与开发的程序 众所周知，即使一个很好的新产品方案，也有可能由于开发过程管理上的不 到位而削弱甚至丧失其竞争力。所以，熟悉这些内容可以加强对新产品研究和开 发的管理，尽可能地缩短开发过程，避免开发过程中无谓的反复和浪费。 新产品开发的程序就是指新产品从构思到投产所经历的主要过程及相互关
[键入文字]西北联后大学ELUNITEDUNIVERBIT系，可概括为“构想及方案的产生→方案选择→开发→设计→生产”。①新产品构想及方案的产生新产品构想及方案的产生主要是通过有目的的创造活动以及调查研究和技术预测提出可供发展的新产品方案（可能不止一个），并提出相关的新原理、新结构、新工艺等的探索试验工作任务。新产品构想的来源有多种，来自企业内部的有：企业管理部门，生产现场，研究开发部门等；来自企业外部的有：同行、上下游企业、发明家的产品或新公布专利等。以不断开发新产品著称的杜邦公司，其三分之二的新产品方案来自外部。②新产品的开发与设计产品构想及方案确定以后，进入新产品开发阶段。在这一阶段，首先要对新产品的原理、构造、材料、工艺过程以及新产品的性能指标、功能、用途等多方面作仔细的研究，然后对其中的关键技术课题进行研究和试制，进一步确认和修订技术构思。对拟定发展的新产品，就设计规范、技术参数、主要零部件结构、性能、材料、工艺进行试验，提出科学依据并进行技术经济评价，从而为具体设计打下坚实基础。这一阶段主要是做好技术储备，一旦市场需要，就能迅速将这些技术储备用于产品设计，保证新产品的开发速度和质量。③新产品的生产准备及生产这一阶段首先要对开发设计阶段的结果进行评价，决定投产后着手生产准备工作，进行工艺设计、工夹具设计和技术文件准备等。必要时进行样品试制或批量试生产以及市场试销，对某些化工、医药等产品则需进行小试和中试，最后进入规模化大生产。新产品研究和开发的各阶段是相互联系的，新产品投产也并非其研制已经全部结束。新产品经过实际使用阶段的考验，又会发现新问题，进而提出改进设计的新课题。当然，新产品开发是否成功，百分之八十取决于前两个阶段工作的成就，因而对新产品构想和方案的提出、新产品的开发与设计阶段的工作应特别加以重视。（6）新产品评价方法①多指标评分法【例】某公司空调新产品的评价指标权重、分数及得分：评价指标权重(A)分数(B)加权分数（A*B）308市场引力2401020200单位边际利润206生产能力1201015150竞争能力10220投资要求5420项目风险加权之和7505
[键入文字] 5 系，可概括为“构想及方案的产生→方案选择→开发→设计→生产”。 ①新产品构想及方案的产生 新产品构想及方案的产生主要是通过有目的的创造活动以及调查研究和技 术预测提出可供发展的新产品方案（可能不止一个），并提出相关的新原理、新 结构、新工艺等的探索试验工作任务。新产品构想的来源有多种，来自企业内部 的有：企业管理部门，生产现场，研究开发部门等；来自企业外部的有：同行、 上下游企业、发明家的产品或新公布专利等。以不断开发新产品著称的杜邦公司， 其三分之二的新产品方案来自外部。 ②新产品的开发与设计 产品构想及方案确定以后，进入新产品开发阶段。在这一阶段，首先要对新 产品的原理、构造、材料、工艺过程以及新产品的性能指标、功能、用途等多方 面作仔细的研究，然后对其中的关键技术课题进行研究和试制，进一步确认和修 订技术构思。对拟定发展的新产品，就设计规范、技术参数、主要零部件结构、 性能、材料、工艺进行试验，提出科学依据并进行技术经济评价，从而为具体设 计打下坚实基础。这一阶段主要是做好技术储备，一旦市场需要，就能迅速将这 些技术储备用于产品设计，保证新产品的开发速度和质量。 ③新产品的生产准备及生产 这一阶段首先要对开发设计阶段的结果进行评价，决定投产后着手生产准备 工作，进行工艺设计、工夹具设计和技术文件准备等。必要时进行样品试制或批 量试生产以及市场试销，对某些化工、医药等产品则需进行小试和中试，最后进 入规模化大生产。 新产品研究和开发的各阶段是相互联系的，新产品投产也并非其研制已经全 部结束。新产品经过实际使用阶段的考验，又会发现新问题，进而提出改进设计 的新课题。当然，新产品开发是否成功，百分之八十取决于前两个阶段工作的成 就，因而对新产品构想和方案的提出、新产品的开发与设计阶段的工作应特别加 以重视。 （6）新产品评价方法 ①多指标评分法 [例]某公司空调新产品的评价指标权重、分数及得分： 评价指标 权重(A) 分数(B) 加权分数(A*B) 市场引力 30 8 240 单位边际利润 20 10 200 生产能力 20 6 120 竞争能力 15 10 150 投资要求 10 2 20 项目风险 5 4 20 加权之和 750