第三章產品開發與項目管理本章目標學習完本章后，你應當了解：產品壽命周期的概念及其各階段的特點產品選擇要經過的各個階段產品開發系統價值工程的概念項目的可行性研究技術經濟分析的方法大型項目管理的3個階段PERT和CPM的分析計算10/22/20232§1

新產品開發與企業的R&D一、產品開發的原因產品開發對一個組織能夠實現其目標的程度有戰略性的作用。它是影響顧客滿意度、產品質量及生產成本的主要因素。組織開發產品或服務的原因：

通過提供新產品或服務加強競爭力；

增加營業額和提高利潤；增加工作崗位。10/22/20233二、現代企業的研究與開發（R&D）主要包括：基礎研究

其目的是推動一門學科的知識水平，而沒有任何商業應用目的。應用研究

目的是實現商業應用。技術開發研究

目的是將成果轉化為有用的商業用途。三、產品生命周期與R&D在產品生命周期的不同階段，

R&D的內

容、重點及數量都有不同變化。10/22/20234四、新產品開發面臨的壓力估計每開發25個產品只有1個成功，

而原始設想可能有2000多個。（圖1）開發失敗的原因：沒有潛在的用戶和需求

不能滿足需求或功能過剩營銷策略不當15001000500100設想市場需求功能特性產品特性市場評價和市場開發成功的產品或服務2000

·1750·1000·500·100·25·1產品開發中只有少數獲得成功10/22/2023圖15§2

產品開發一、企業技術系統活動1、產品開發過程與開發方法創意市場需求分析功能說明產品說明設計審查市場測試引入成功嗎？產品開發小組的職責可生產性設計與價值工程小組的職責范圍創意來源：技術革新，人口/社會/文化，經濟變遷，政治變動，顧客，供應商、分銷商，修理工等（為了符合市場要求，這種方法是必不可少的）（產品是如何發揮作用的）（如何制造的）如何經濟的生產產品，并保證其質量穩定可靠（該產品是否符合市場要求？）（交付使用）（評估）圖3-2

產品開發各階段10/22/202362、企業技術系統的構成“Y”模型中右邊 是工程鏈和左邊是管理鏈。產品開發過程主要體現在“Y”模型中的工程鏈的前段。訂貨控制成本估計主生產計劃物料管理能力需求計劃能力調整任務投放MRPⅡJ產品構思產品設計工藝設計NC編程CA

DCAPP企業技術系統是承擔技術開發任務的子系統，

屬R&D中的技術開發范疇。計劃與控制的管理職能 設計與制造的工程職能計劃執行計劃執行數據庫圖3

企業系統結構模型ITOPT生產控制NC、CNC和DNC機床及機器人控制CAM工況數據收集傳送控制庫存控制裝配控制生產數量、時間及成本檢查設備維修作業分派質量保證CAQ10/22/20237二、產品開發對生產過程成本的影響產品生命周期的縮短、研制周期的稍長（圖2）產品開發時間的構成及其優化（圖3）周期時間（年）產品平均生命周期產品平均開發周期年份79

80

82

84

86 88

90 92

94圖2

產品的開發周期與生命周期5432120%13%22%5%（33%）

（22%）

（37%）

（8%）并行模型圖3

設計優化對產品上市的影響節約40%27%55%15%3%概念設計詳細設計修改和反復產量的提升10/22/202383.

產品成本的決定因素構成及實際

成本消耗構成（圖4）結論： 產品設計和工藝設計在產品開發中作用重大，它幾乎占用了60%的開發時間，決定了70%的成本。100806040200概念消耗成本設計 檢驗 工藝規劃

生產圖4

產品壽命周期的各個階段成本確定的時間10/22/20239決策成本三、產品設計原則（不同方式）考慮產品的壽命周期，設計用戶需要的產品制造設計：面向可制造性的設計與裝配（DFM/DFA）

再循環設計（DFR）再制造：指拆卸下舊產品中的某些部件，在新產品中

再度使用。20世紀工業的標志是裝配線，21

世工業的標志可能是拆卸線。穩健性設計——田口方法：指那些由于生產或裝配的

小變化不會嚴重影響產品質量的設計；或是由于產品使用環境的變化而故障率很低的設計。并行工程（CE）計算機輔助設計（CAD）模塊化設計10/22/202310四、服務設計10/22/2023111、服務設計與產品設計的區別

服務設計更重視不觸摸因素（如思維的清醒程度、氣氛）。

服務的創造與傳遞很多是同時的，這時搶在顧客之前發現和改正服務中的錯誤更難。因此，員工培訓、流程設計及與顧客的關系顯得特別重要。

服務不能有存貨，這限制了它的柔性，并使生產能力設計顯得非常重要。

服務的高度可見性，給流程設計增加了額外要求。

有些服務業進退阻力小，這給服務設計增加了額外壓力，必須進行創新并考慮成本效果。便利性是服務設計的一個主要因素，因此選址對服務設計很重要。2、服務設計法則服務策略決定服務的性質和重點及目標市場，也決定了服務設計。服務設計者應根據組織提供服務的能力、目標市場顧客的要求和期望等信息

設計服務傳遞系統（即工具、流程、提供服務所需的全體人員。遵循一條簡單、統一的主題如便利性或速度，有助于全體人員共同協作。確定系統能夠處理服務要求中的任何預期變化。要有設計特征，進行檢查確保服務是可靠和始終優質的。系統設計要方便用戶，這對自我服務系統更有用。10/22/202312高定購中零售店買低電話定購無網絡購買無低中高服務要求的變化性高度標準化與顧客接觸程度服務設計的兩個關鍵點：服務要求的變化程度；與顧客接觸并卷入傳遞系統的程度。它們會影響到服務的標準化或必須定制的程度。表1高度定制10/22/202313QFD是將顧客的要求融入產品或服務開發流程的一種結構性方法。把顧客的要求（是什么）轉化為與產品或服

務有關的技術指標（如何解決）形成一個矩陣（圖5）。在主體矩陣上增加附加特征（如重要性衡量或競爭性評估等）

以拓寬分析范圍，這就形成了質量屋（圖6）五、質量功能展開（QFD）對顧客的 技術要求顧客 重要性要求關系矩陣圖5

QFD主體矩陣設計要求顧客要求關系矩陣競爭性評估特殊規格或目標值相關矩陣圖6

質量屋10/22/202314六、可靠性可靠性是衡量在一系列給定條件下，一種產品、零件或系統執行目標功能的能力。它與故障常常聯在一起。提高可靠性的方法：改善零件設計提高生產和/或裝配技術增加檢測利用備用部件改善防護維修程序

提高用戶受教育程度改善系統設計10/22/202315在產品和服務設計領域的運作戰略中，有4點最有助于提高競爭力：10/22/202316加大R&D的投資將某些側重點從短期行為轉向長期行為致力于連續的提高，而不是采用“大爆炸”的方法。 好比

“龜兔賽跑”努力縮短產品開發周期§3

工藝（生產流程）設計工藝選擇是一個組織用來生產產品和提供服務的方法。

它在生產系統設計中的作用（圖7）。一個組織如何進行工藝選擇取決于該組織的工藝戰略，其關鍵點有：

自制或外購的選擇

資本的密集度

工藝柔性預測工藝選擇生產能力計劃設施和裝備布置工作設計產品和服務設計技術變化圖7

工藝選擇與系統設計10/22/202317一、自制或外購這是工藝計劃的第一步。一般需要考慮以下因素：已有生產能力專業技能質量。專業工廠提供的產品經常比一個公司自制的質量要高。當對質量有特殊要求或對質量進行更直接的控制時，通常企業決定自己生產部件或提供服務。需求特性。產品需求較高且穩定，自制更適合。成本10/22/202318二、運作類型運作類型反映了“資本的密集程度”，即組織

用以加工產品或提供服務的機器和勞動的組合。連續和半連續（重復性）加工。產出的高標準化導致了生產方式和設備的高標準化。一般來說，這種類型系統生產的產品是應存貨需要而非顧客訂單生產的。間歇式加工。其典型特征是：滿足多種加工需求的通用設備、技術高或技術一般的操作工人以及比多數連續加工更窄的管理跨度。有兩種類型：批量生產工藝專業化生產10/22/202319定制產品和服務半標準化產品和服務標準化產品和服務高度標準化產品和服務低產量工藝專業化（項目型單件生產）中等產量批量（小批量生產）高產量重復性組裝（批量生產）極高產量連續流（大量流水生產）表 產品-工藝矩陣（PPM）品種差異性

低物流連續性高工藝選擇的一個核心概念就是使產品需要和工藝能力相匹配。10/22/202320三、自動化10/22/202321自動化是擁有傳感器和控制設備，能夠實現自動操作的機器。工藝設計中的一個關鍵問題是：是否要實現自動化，實現多大程度的自動化。1.

自動化特點優點：保證質量，降低變動成本，減少人為因素的影響。

缺點：固定成本高，需要高產量來分攤高成本；缺乏柔性；工人害怕自動化會使他們失業，因而給生產率和士氣帶來負面影響。2、自動化的3種類型10/22/202322

固定型。其剛性最強，低成本和高質量是其主要優勢，產品缺少豐富性以及產品、工藝的較大改變需要很高的成本是其只要缺陷。

可編程型。采用包含作業順序和沒一作業具體細節的計算機程序所控制的高成本通用型設備。改變作業的難易程度由計算機程序改變的難易程度決定，程序改變時需要一段停工期。它能夠經濟地小批量生產較大范圍低產量產品。數控機床和工業機器人是這類自動化的應用。

柔性自動化。由可編程自動化轉變而來，所用裝備的通用程度比前者低，但其換產時間更少，幾乎能允許設備持續運轉和產品靈活變化，而無需生產批量性要求。柔性自動化的幾種不同形式：10/22/202323制造單元。由一臺或數臺數控機床組成，能夠生產一組相似的部件，這些機器常由自動物料遞送裝置連接在一起。柔性制造系統（FMS）。由一組包括計算機監控裝置（CPM/CPC），自動物料遞送裝置（AGV），機器人（Robot）以及其它自動化加工設備在內的機器組成。計算機集成制造（CIM）。是一個運用集成的計算機系統將眾多生產加工活動，包括工程設計、

FMS和產品計劃與設計聯系在一起的系統。四、工藝選擇與運作戰略10/22/202324工藝選擇需要一定的工程專業知識。從長遠來看，要雇

用和選拔有管理和技術雙重知識的人來從事生產經理的職位。而從短期來看，經理要與技術專家協作，搞清復雜的工藝設

備和技術的優缺點，最終自己作出決策。自動化程度增加的一個重要結果是其對企業成本結構的影響。經理做決策時要謹慎。柔性在工藝選擇中并不總是最好的選擇。柔性的系統和裝備通常更昂貴，而生產效率不如柔性低的裝備。在某種情況下，由于產品處于成熟期，設計變動少，產量穩定，過分的柔性是不必要的。決策者選擇柔性系統有兩條理由：需求多變或者需求存在著不確定性，兩條都可以通過提高預測的準確性來消除。§4

項目管理對于大型復雜產品，其生產方式一般采用固定位置布置組織生產。相應的計劃主要是進度計劃，即滿足規定的交貨期，而數量計劃是次要的。控制主要是對進度、成本和質量等要素的控制。本節要點：項目的基本概念項目的計劃方法網絡計劃的優化和修改10/22/2023251、項目和項目管理的概念及特點項目定義：項目是為完成某一獨特的產品和服務所做的一次性努力。項目特點：一次性——項目有明確的開始時間和結束時間。當項目目標已經實現，或因項目目標不能實現而項目被終止時，就意味著項目的結束。獨特性——項目所創造的產品或服務與已有的相似產品或服務相比較，在有些方面有明顯的差別。項目要完成的是以前未曾作過的工作，所以它是獨特的。10/22/202326一、 基本概念2、項目基本屬性：10/22/202327過程的一次性運作的獨特性目標的確定性組織的臨時性和開放性成果的不可挽回性項目管理定義：項目管理是在項目活動中運用知識、技能、工具和技術，以滿足和超過項目干系人對項目的需求和期望。——項目管理就是把各種資源應用于項目，以實現項目的目標。資源:一切具有現實和潛在價值的東西自然資源和人造資源，內部資源和外部資源，有形資源和無形資源人力和人才(man)、材料(material)、機械

(machine)、資金(money)、信息(message)、科

學技術(method

of

S&T)及市場(market)等.<7M>項目管理作為方法和手段，也是資源。二、 項目計劃方法項目計劃的甘特圖方法項目計劃的網絡計劃方法10/22/2023291.

網絡計劃技術的概念和特點10/22/202330概念：是以工序所需時間為時間因素，用描述工序之間相互聯系的網絡和網絡時間的計算，反映整個工程或任務的全貌，并在規定條件下，全面籌劃、統一安排，來尋求達到目標的最優方案的計劃技術。特點：直觀性強，可形象反映工程全貌；主次、緩急清楚，便于抓住主要矛盾；可利用非關鍵路線上的工作潛力，加速關鍵作業進程，因而可縮短工期，降低工程成本；可估計各項作業所需時間和資源；便于修改；可運用電子計算機運算和畫圖，縮短計劃編制時間。10/22/202331實例：家務工程夫婦兩人安排家務，要求在上午九點開始，至

十一點半以前結束，然后出門開會具體家務所需時間為：洗衣3小時，燒飯1小時，吃飯半小時。現表示如下：10/22/202332項目工時代號洗衣3.00A燒飯1.00B吃飯0.50C幾種安排方法：1.

串聯方法2.

并聯方法3.

分段并聯方法A3B1C0.5C0.5A3B1B10/22/2023331C0.5A11A21A31T=4.5T=3.5T=2.5網絡計劃技術的基本思想并不奧秘！實例小結：10/22/202334從科學的觀點分析，家務勞動也是一項工程，稱家務工程。洗衣、燒飯、吃飯為各道工序。總目標是從上午9:00到11:30，要完成洗衣等三道工序活動。關鍵工序是洗衣作業（3小時），已超過計劃容許的時間限度，應想辦法挖潛、革新，研究時差，利用機動時間，保證縮短關鍵工序時間，使全部活動按時完成。進行技術革新：①買一臺洗衣機，從手工洗衣改為用機器洗衣，②從用肥皂洗衣改為用皂粉洗衣。2、網絡圖的組成工序（作業、活動）事項（事件、結點）路線10/22/202335（1）工序（作業、活動）定義：指一項有具體內容的、需要人力、物力、財力、占用一定空間和時間才能完成的活動過程。虛活動（作業）：只表示作業之間相互依存、相互制約、相互銜接的關系，但不需人力、物力、空間和時間的虛設的活動。示例1：示例2：先行活動、后續活動和并行活動B12ADCB146352110/22/202336產品設計A

自制零部件B4550外購零部件B235裝配C15樣品鑒定D5（2）事項（事件、結點）定義：工程（計劃）的始點、終點（完成點）或其各項作業的連接點（交接瞬間）。表示方法：i10/22/202337i（結點編號）：

①表示事項時間大致順序自左向右自上向下排列②一般以正整數表示③一個結點只有一個編號④各結點不允許重復使用一個編號（3）路線10/22/202338定義：從網絡圖始點開始，順著箭頭方向前進，連續不斷地到達終點的一條通道稱為網絡圖的一條路線。各條路線所需的周期為對應的作業時間之和。關鍵路線和關鍵工序：概念：網絡圖中所需工時最長的路線稱為關鍵路線。關鍵路線上的工序稱為關鍵工序表示方法：關鍵路線及工序常用雙線表示注意：①關鍵路線的完成時間決定整個工程的完工時間；②關鍵路線不只一條。關鍵路線越多，組織工作越好，安排越緊湊；③關鍵路線與非關鍵路線可以轉化。①

網絡圖是有方向的，不允許出現回路②

直接連接兩個相鄰結點之間的活動只能有一個③

一個作業不能在兩處出現④

箭線首尾必有結點，不能從箭線中間引出另一條箭線⑤

網絡圖必須只有一個網絡始點和一個終點⑥

各項活動之間的銜接必須按邏輯關系進行10/22/2023393、網絡圖的繪制原則①

網絡圖是有方向的，不允許出現回路12345B10/22/202340ACDE錯②

直接連接兩個相鄰結點之間的活動只能有一個3543453’’3’D10/22/202341CBADCBA錯對③

箭線首尾必有結點，不能從箭線中間引出另一條箭線14131211131211配砂10/22/202342造型造型配砂2配砂1對錯④

網絡圖必須只有一個網絡始點和一個

終點23543’145321錯10/22/202343對4、

網絡圖的繪制步驟定義各項作業（工作）恰當地確定各項工作范圍，以使網絡圖復雜程度適中編制工作表（示例）列出各項作業清單確定或估計各項作業時間表明各項作業之間的邏輯關系畫網絡圖確定各項作業層次：無緊前作業的層次為1；其它各作業層次數

=緊前作業層次中最大者

+

1畫草圖

（3）

畫正圖

（4）

進行結點編號10/22/202344工作表編制10/22/202345某新產品推銷工作計劃表網絡草圖圖1圖3圖2ABKAICGHJEDIGHDEBCABC10/22/202346網絡正圖326560202251029151902861212712501002122221991911118761261511742461511158151576118266

IHEC2AB2215KLG742

J

122

10

1234D3215

4

1910/22/2023475、 網絡時間計算作業時間確定結點時間參數作業時間參數時差10/22/202348（1）作業時間確定①

單一時間估計法②

三點時間估計法：

樂觀時間

a：順利情況所需最短時間最大可能時間

m：正常條件下所需時間悲觀時間

b：不正常條件所需最長時間6b-a6作業平均時間t=

a

+

4m

+

b作業時間標準差

σ

=標在網絡圖中10/22/202349①

結點最早開始時間②

結點最遲結束時間（2）結點時間參數計算10/22/202350概念：保證該結點先行作業能夠完成的前提下，從該結點開

始的各項作業最 開始時間。表示方法：開始時間

開始時間計算規則： 由始點開始，由左至右計算ES

(

1)ES

(

j

)+t

(

i,

j)

]圖上表示法：10i①

結點最 開始時間10/22/202351=

0=

max

[ES

(

i

)i<jESES

(

i

)：作業“i -

j

”箭尾結點最（結點號碼

）

ES

(

j

)

：作業“i -j”箭頭結點最②

結點最遲結束時間概念：即保證該結點后續作業都不延誤的前提下，該結點前邊的先行作業最遲結束時間。表示方法：LF

(

i

)：

作業“i -

j

”箭尾結點最遲結束時間LF

(

j

)

：作業“i -

j

”箭頭結點最遲結束時間計算規則：由終點開始，自右至左計算LF

（終點）=

ES（終點）(

i,

j)

]圖上表示法：LF

(

i

)

=

min[LF

(

j

)

-ti<ji1510/22/202352LF（結點號碼）（3）

作業時間參數的計算①

作業最早開始時間ES

(

i,

j)

=ES

(

i

)；②

作業最早結束時間EF

(

i,

j)

=

ES

(

i

)

+

t

(

i,

j)

；③

作業最遲結束時間LF(

i,

j)

=

LF

(

j

)；④

作業最遲開始時間=

LF

(

j

)

-

tLS

(

i,

j) (

i,

j)

；A12A12A12A1210/22/202353（4）時差概念：結點或作業在不影響總工期的前提下，可以推遲的最

大延誤時間。結點時差：S

(

i

)

=LF

(

i

)

－

ES

(

i

)作業時差：總時差：在不影響總工期，即不影響其緊后作業最遲開始時間的前 提下，作業可推遲開始的一段時間。10/22/202354S

(

i,

j)=LS

(

i,

j)

－

ES

(

i,

j)= LF

(

i,

j)

－

EF

(

i,

j)= LF

(

j

)

－

ES

(

i

)

－

t(

i,

j)單時差：在不影響緊后作業最早開始時間前提下，可推遲的時間。S

f

(

i,

j)=ES

(

j

)

－

ES

(

i

)

－

t(

i,

j)6、 關鍵路線確定作業時間之和最長的路線結點時差為

0的結點聯結的路線關鍵作業（時差為0的作業）組成的路線對于隨機型網絡圖，其關鍵路線是在規定工期內按期完工概率最小的路線10/22/2023557、計算完工期及其概率完工期平均值

T

=

∑

t

關鍵作業完工期均方差σT

2=

∑

σ

2關鍵作業σT

=

√

∑

σ

2關鍵作業設預定工期為

D，按預定工期完成的概率P（T

≤

D）=

Φ

D

－

TσT10/22/202356完工期及其概率計算示例T

=19：

σTT

=

√

σ

2

+

σ

2

+

σ

2

+

σ

2

=

√

0.332

+

2.672+

1.332+

02=

3C

J

K

L若

D

=

17：P（T

≤

17）=

Φ17

-

19=

Φ（-0.67）

=

1－

Φ（0.67）

=

25.14%3若

D

=

20：P（T

≤

20）=

Φ20

-

19 =

Φ（0.33）

=

62.93%3若

D

=

21：P（T

≤21）=Φ21

-

19=

Φ（0.67）

=

74.86%3若D=19：P（T

≤

19）=50

%10/22/202357次關鍵路線對完工期的影響不僅注意關鍵路線的完成，而且要注意如期完成概率小的次要關鍵路線示例：或大部分工作為共同工作時，以關鍵路線為重處理方法T關鍵路線

T次要關鍵路線點控制對象。若不具備上述條件：采用蒙特卡洛模擬方法

根據每個作業時間分布，隨機選取作業時間，每計算一次得到一個關鍵路線、T和

上述過程重復上千次

某作業的關鍵度

=成為關鍵作業的次數10/22/202358總模擬次數路線TiD(規定工期)

P（T

D）關鍵路線

次要關鍵路線100周94周108周108周103878.81%64.43%三、 網絡計劃優化網絡計劃的優化，就是在滿足一定條件下，利用時差來平衡時間、資源與費用三者的關系，尋求工期最短、費用最低、資源利用最好的網絡計

劃過程。通常有：時間優化時間—費用優化時間—資源優化時間優化就是不考慮人力、物力、財力資源的限制，

尋求最短工期。這種情況通常發生在任務緊急、資源有保障的情況。如前實例。10/22/2023591、時間—費用優化10/22/202360時間—費用優化就是尋找使工程總費用最低時的工程周期。工程總費用=直接費用+間接費用直接費用CD：能夠直接計入成本計算對象的費用。如原材料費、直接人工工資等。直接費用隨工期的縮短而增加。間接費用CI：是與整個工程有關的、不能或不宜直接分攤給某一活動的費用，包括工程管理費、拖欠工期罰款、占用資金應付的利息等。間接費用與工期成正比關系。tgtzcgcz活動時間費用直接費用與活動時間的關系圖直接費用變化率e費用總費用CTCICDT*

工期費用和工期的關系圖10/22/202361例：設有某項計劃，共有7項作業，基本資料如下表。該項計劃的間接費用為每周1000元，現求使總費用最低的工程周期。10/22/202362作業名稱緊前

作業作業時間（周）作業費用（千元）趕工費用

率（千元/周）正常趕工正常趕工A—65572BA31450.5CA84690.75DB43352EB538111.5FC、D7410122