产品设计与开发技术.docx

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产品设计与开发技术

第九章技术

产品制造必须有十分广泛的技术支持，所需的大部分知识体系须依生产制造的技术需求决定。

本章将从概述的角度来解释这些技术上的需求。

我们不试图从不同的产品和工业的角度去分不细述，而是着重于生产领域和普遍相关的广泛意义上的技术。

本章是通过对技术体系的每一因素的简要阐述，提供治理和设计，打算及生产技术的指导。

这些因素将按提出新产品设想，研究进展、产品设计、流水线生产等过程的质量操纵和保证的渐进步骤的顺序进行讨论。

本章还包括对生产效率改进和检验标准的简单讨论。

9.1　技术治理

技术治理确实是选用合适的，节约费用的技术应用于产品的研究、设计、测试以及生产，这意味着所有层次的治理人员都必须理解所应用的技术和它们的能力以及限制。

公司应设置一个与公司生产规模和行业相适应的技术机构。

治理需要有一个有效的治理体系以保证适当的技术需求及其应用。

该体系应能有效地治理企业的质量活动、工装资源、设备维护和更新，机器制造及工装设计，直至生产和工艺的改进。

适当的技术关键和工装能支援企业的生产，合适的计量装备和设施将被应用于检查和校准所有的操纵仪器、器具、装置和工具。

技术治理必须理解优秀的技术在产品设计和生产上的长远优势同时努力去最大程度地利用它。

治理应该注意并随时了解技术的改进，并有义务将这些安排给需要的工序和人员，当好“技术监护人”，而不仅仅是熟知能阻碍自身竞争力的技术，这也是其工作职责的一部分。

治理也必须保证能对技术的革新和发明在企业进行赞扬鼓舞和奖励。

9.2　技术打算

公司应有一个技术路线来讲明产品与工艺的设计目标。

应由一个跨部门小组制订一个技术打算，以确保技术任务完成的平衡与低成本高效率。

技术打算应为长期业务打算的一部分并能定期检查与修订。

技术打算应包括降低产品设计与制作时刻的措施，查找并确保公司以专利品与专有技术的进展的优势压倒竞争者。

应有一个关于工艺过程、设备、辅助工具的正式打算程序。

程序应提供一个跨部门、多学科队伍，以选择和设计工艺过程、设备及辅助工具。

应特不注意将资本投入作为业务量与销售量函数的回报率。

技术打算小组应选择当前产品在成本局限下具有最大灵活性的工艺过程、设备及工装技术。

9.3　技术的获得

每个公司应有一个正式程序监测工艺状况，获得企业的适当技术。

9.4　研究与开发

工作原理：

每个公司应努力获得并应用能提供竞争优势的技术。

工作需要：

制造商应做产品与工艺的研究和开发工作（R&D）。

（R&D）应有一个目标打算与预算。

打算中应包含提高R&D能力的条款规定，以及一个以适当人力、工具与公司规模、工业部门相适应水平执行的R&D所需的资源方式来表达的预算。

必须保持R&D记录以显示结果与成本效益。

R&D活动的一个重要功能确实是设计相应的R&D信息与技术，不管是在内部依旧与外部的通讯系统。

R&D活动应关心技术转化为提高公司产品与工艺的有效性与竞争力。

一个小型制造公司可能认为研究与进展并不重要。

只是在得出公司不能从R&D中得到好处的结论往常，仍有好几种选择必须探讨。

第一步是要求公司的技术人员作

为技术守门者。

这意味着他们有责任明白其领域的最新技术并与公司其他人员保持联系。

第二步是与其它公司、本地的或是通过协会或联营一起来赞助研究。

也许有可能讲服一家当地大学来研究公司感兴趣的某个问题，尤其假如某个公司职员是该校的研究生。

更多的情况下小公司从大公司处购买物料，然后大物料供应商将它内部研究结果给一个长期客户。

9.5　产品设计与开发技术

工作原理：

制造商必须拥有适于部件与/或系统的设计与进展的技术能力。

它包括专业设计与产品工程人员。

设计与开发技术资源

一个制造商必须有设计和开发部件与产品所需的资源。

需要有足够的人力和工具（自行设计或合作开发）。

在与他人合作设计之时，制造商应当有程序来跟踪与记录合作者的设计过程。

必须有简化、优化和革新设计过程的灵活程序。

制造商应能进行性能/成本风险研究，失效模式及其效应分析，公差研究等等。

公司应有一个系统来获得和有效使用来自测试、生产和领域支持活动的反馈。

应有专门人员对质量、安全、生产能力以及设计的成本进行评估。

产品设计和分析能力

制造商应有相应的计算机辅助设计（CAD）能力，应具有有经验的人员以及足够的设备来进行设计与分析工作，该工作的关键在于客户与供应商的CAD／CAM系统界面。

制造商还应有一个打算以获得与保持用于执行相应产品设计的产品分析的软件。

分析类型可能包括价值分析（VA），有限元素方法（FEM），失效模式及其效应分析（FMEA），以及装配的公差分析。

原型支持

制造商应有完成原型部件开发程序所需的资源与设备，使用一个跨学科小组来确保成本、制造以及劳动效率的优化配置。

原型开发程序：

原型开发应被视作构成完整的产品业务循环所需要的。

只要有可能，应随生产意向或生产工具来生产原型。

制造商应有原型开发的项目治理，访问和跟踪系统以保证满足性能标准和截止期限。

治理部门也应有一个原型开发的进展打算。

产品测试

制造商必须能够对产品的部件与系统进行所有适用的性能测试。

最差不多的性能测试应包括产品寿命、可靠性和耐用性。

应该提供用来进行产品测试的工具与设备，设备应该定期校准。

（见第５章质量）

性能测试

除明显的打算需要外，应当给性能测试制定打算并执行，找出实际产品寿命、性能以及可靠性。

应对性能测试活动提供相应的人力、设备和技术。

当测试在较远的地点时，为确保所有相关测试都被执行，所有数据都被收集并分析，则使用跟踪与报告系统就专门重要了。

测试数据分析及反馈

收集到的测试数据应当定期地分析和报告给相应的人员。

产品寿命测试

必须有专门的经理或小组负责寿命周期测试，找出产品与失效模式的实际平均寿命。

测试数据应与失效模式效应作比较与检查。

9.6　生产技术

执行过程和弹性打算

一个制造商必须拥有一个打算和实施生产的系统性措施，这包括与质量保证和工装设计同样重要的协调工作、生产工业化工程、以及一个系统化的循序渐进的打算。

资本投资：

决定资本需求总量的决定因素是包含在企业打算中的流程和设备上的要求。

专门显然，专门多因素会阻碍投资资本的总量，那个问题的关键在于传统的打算过程及选择机械工装和设备的方法不再具有竞争力，生产方案的打算和机器设备的选择对企业的成败是如此重要以至于必须有一个联系生产和财务工作的跨部门的工作组来进行协调。

生产过程的工程：

生产商必须组织一个跨部门综合性的（协作工程）工作组来为散件和成品的生产提供进展的打算。

一个成功的制造商关于一个进展打算应有一个系统的安排，首先对各产品有系统性的打算，然后将它整理成文，最后才考虑将其投入生产过程。

这一系列打算须结合整个工作流程来考虑，从工装到质量的总体情形，自动化机器和辅助工具的适当范围，并预留足够的应急生产能力。

质量保证打算：

其原则是应把质量的概念贯彻到生产过程而不仅仅是最后的检验工序。

执行质量保证打算的作用是生产打算和进展打算，必须确立严格的生产需求，并特不的加以留意。

那个和质量保证相联系的运作系统，通常由在生产过程中的一系列的操纵设备和质量监控手段来完成，同时，也要求生产协作、流程设计考虑到生产的特性，同时保证操作和设备运行达到要求的质量水平。

过程分析体系能更进一步检验设计流程，以保证产品的质量，在分析过程中发觉有缺陷时，必须从整个流程的设计中，而不仅仅在工装设计过程中加以修改。

通过选择不同的使用地点和使用仪器，工装设计能使工作流程产生不同的效果。

在工装选定和设计完成之后需对整个工序的产能重新进行一次评估。

流程分析：

生产商必须以保证能幸免外因对生产流程的干扰，并将不合格品操纵在规定的限度之内。

这时能够应用失效模式分析和合格率统计分析将生产流程中潜在的不良因素及时发觉并纠正。

失效模式分析法（简称FMEA）必须用该机器制造的FMEA产品作为参考分析。

FMEA分析过程必须从制造的产品和生产流程的机器两个方面进行比较分析，以保证其在产品设计和生产流程上是吻合的。

合格率分析法应用于取得有关产品合格率和流水线产能的数据，如此能够保证生产达到预期的水平，并防止产生不合格品，抓住关键性的工序。

请注意，成功的合格率分析是建立在保证产品质量的产能数据的基础上的。

工业化流程：

一个成功的制造商必须在生产中应用有效的工业化流程的原理和技术。

工厂的安排必须使生产流水线尽量幸免返工和减少工序。

每个工位安排应使每个操作工人处于最有效率的工作环境，劳动力安排必须与生产速度和生产批量相匹配。

原料输送系统应能尽量降低输运过程中的损耗，减少在生产过程中的传递，幸免其混入生产产品流程之中。

该系统设计也需与公司的原料治理制度──如JIT,MRP等相结合。

机器设备的选择：

在选择机器设备时，制造商必须对现有的机器设备技术水平进行研究论证。

当公司现存的机器需要改进或增加新装置时，企业必须具备进行这种设计的能力。

同时，相关人员在采购非通用机器时，需对机器的装备和性

能有充分的了解。

对机器性能的考虑需以满足当前的需要和长远的进展为目的，工装及备件的规格应具备多种功能，适应多种产品。

机器性能研究：

生产商必须能对采购设备性能的各项数据进行分析研究。

在采购新的装备时，应分不在采购前，安装调试时期及试运行一段时刻之后对机器性能进行这些方面的考察研究。

生产商必须具备调试、测绘机器的工具和相应的测绘技术，同时在实际工作中应用这些技术。

操作的文件讲明：

对生产流水化和工业化必须做的工作之一是对每个工位和工位上的每项操作写明工作要求和操作规程。

操作规程至少应包括：

■零件号

■操作位号

■原材料要求

■工位操作规程

■工序参与数据

■需要使用的工具、仪器、元件、辅件

■当前调整水平

■检测要求（该项能够在质量保证体系中另加讲明）

■修正数据

■合格指标

注意：

许多场合工位操作规程已电子化，因此，不一定要使用签名来表示合格流出的方式，也可使用其它方法。

必须定期检查各工位的操作规格。

工装的设计、制造和保养

制造商应有进行工装设计和制造的技术能力和相应设备。

制造商也要求有相应生产流程和工装设计方面知识的充足的技术人才，以协调工装设计和生产线建筑以及试生产。

工装的制造设备必须选用有一定水平和性能的机器，以制作出精确的、可靠的、造价低廉的工装夹具。

当工装制作完成后，必须建立一个跟踪体系。

在使用这些工装前，尚须由检查人员对它进行检验和评价。

检查、修复、清洗、调整等（详见下段：

工装治理和操纵系统），并予以记录。

工装治理和操纵系统：

必须建立包括订购打算在内的工装的治理和操纵系统、那个系统应建有所有工装的帐册。

建立工装从生产线上更换进行保养和存库的记录，注明所有工装的存放地点和其状况，并建立报废工装的处理纪录。

在使用易损工装的地点，该系统应能保持定量的储备以保证生产所用，并可能所需和临时急用，及时更换生产线上的损耗品，工装操纵体系

也必须保证当机器设备改进时工装的需要。

生产设备

操作的原则：

生产的差不多前提确实是用某种方式使原材料增值。

在此增值的过程中使用恰当的工具、器材、机械，生产商必须具备进行这种制造产品／系统的能力。

操作的要求：

我们期望的差不多的生产的功效确实是：

1、在没有无谓开支的前提下生产达到要求的产品的能力。

2、在需求增长或萎缩时，调整生产，不产生额外开支的能力。

3、不需巨大投资，灵活应变，迅速对生产方式改进或新产品的要求作出调整的能力。

4、能有效地使用再投资资金，按时回收投资。

恰当的投资回报点应是正常产能30%或稍低，它依照产品在该产业中的竞争性要求来考虑。

5、没有任何效益的产品传递时刻不能超过5%，必须操纵为1%，甚至更低。

6、在生产流程中对原材料进行最有效的处理。

7、选择合适的，满足产品本身和大规模生产的流程和设备。

8、在生产效率、灵活性和成本方面的分析显