1、基于并行工程理论的新品开发分析第一章绪论金融危机的爆发，使企业间的市场竞争愈加激烈，随着金融危机后的经济复苏，如何在日益激烈的市场竞争中立于不败之地，就要求企业不断的致力于开发新产品的工作中来，只有不断的推陈出新，朝着个性化、多样化的方向发展，才能使企业具备核心竞争力。随着制造、信息和管理技术的进步，企业的生产经营活动的节奏日益加快，就要求企业从概念策划、新产品开发到批量投放市场的周期不断的缩短。企业要想具有市场竞争力除了必须关注产品的质量和成本之外，还要求缩短设计与开发周期、提高对瞬息万变的市场的响应速度。新产品的推出得益于市场环境的深刻变化和科技的迅猛发展以及自动化程度的大幅提升，同时导致
2、了新产品价格的不断下降和生命周期缩短。当今的市场竞争已经进入到了白热化的程度。现如今，企业更加关注如何才能利于企业现有资源，以不断的创新的活动来提高企业的竞争力，巩固产品质量高成本低的核心竞争力，从而让企业立于市场竞争的不败之地。尽管目前我国的经济建设已经取得了举世瞩目的巨大成功，但是制造业的发展仍旧不乐观，在当今市场竞争中特别是与国外品牌的竞争中处于十分被动的局面。造成这种现象的原因普遍表现在以下两点：1新产品开发的问题：国有制造企业的新产品设计和开发能力普遍偏低。由于我国制造型企业对新产品开发的投入太少，对新产品开发能力的养成和提高产生了极大程度的负面影响，造成大部分企业不具备新产品开发的
3、能力或者开发能力低下。另外，即便是具有开发能力的企业，采用的仍然是传统的产品开发模式，即串行开发模式，在这种开发模式下，经常发生开发项目在各个不同的职能部门间进行传递的过程中，由于在设计阶段，没有充分的考虑用户需求、零件加工、成品装配、售后支持等，而且由于相应的技术手段不理想，导致新开发的产品存在不易加工、装配困难、不能完全满足用户需求等种种现象，从而造成设计的不断修改，也同时会导致产品开发周期的延长，成本的增加，同时还不能很好的保证用户的需求，严重的话，甚至会导致原有客户的流失。2企业内部管理问题：目前，我国的制造型企业大部分还是采用大而全、小而全的营业模式，这样，给企业造成了十分沉重的负担
4、。企业的盈利模式多是通过规模效益、利用廉价劳动力来赚取利润。这种模式必然导致产品的产量越大，亏损越严重。我们称这种传统的企业经营模式为纺锤型经营模式，它只重视企业加工能力的高低而忽视产品的前期开发和后期市场建设。经研究发现，从企业的盈利角度出发，主抓产品开发和市场这两个环节的“哑铃型”的企业，才是理想的经营管理模式。本文关注的重点是企业经营的前期，即新产品开发阶段，通过对S公司的LCD显示器的新产品开发的并行模式以及建立在PLM管理系统的产品开发过程的控制的经验的分析和总结，为国有制造企业的发展提供理论依据和参考模型，希望借此提高国有制造型企业对新产品开发的重视，同时有效利用并行工程在新产品开
5、发过程中的应用，来提高企业的研发能力，从而使企业在现今激烈的市场竞争中能够利于不败之地。第一节引言新产品开发过程中的并行工程的应用是以计算机信息集成为基础，应用一系列的并行方法和技术支持，帮助产品开发人员在设计的初始阶段就能够充分考虑各种对整个产品生命周期会产生影响的因素，在产品开发过程中实现并行活动的集成，来达成降低产品成本、提高产品质量、缩短产品开发周期的长远目标。而整个开发过程也集中体现在对过程的监控和管理的系统化工作模式。新产品在投入量产阶段前的产品设计阶段是开发过程中的最关键阶段。学者研究表明，产品成本在早期设计阶段就基本被决定了1，而在此阶段进行修改对后续过程产生的影响也最小。这也
6、就要求，整个产品的开发过程，应该充分应用并行工程的思想来进行规划、监控和管理，要想尽可能的减少修改和反复，扭转产品开发过程中的被动局面，即必须在产品设计的早期就要全面考虑产品生命周期中的各种因素的影响，才能使新产品能够以最快的速度，最低的成本和最高的质量投入市场，进一步在市场竞争中获胜。通过并行工程，传统的开发过程被转变成并行产品，用以帮助企业达成短时间、高质量和低费用的开发指标要求。也就要求产品开发过程从开发的早期设计阶段就充分考虑所能够影响整个产品生命周期的因素来有效提高开发活动的并行度，从而最大限度的满足客户的要求。并行工程区别于传统产品开发活动的本质就在于它能把产品开发的整个过程中的各
7、个单一活动都集成在一起，形成一个统一的整体，从全局优化的角度来对开发活动进行管理和控制。而特别需要注意的是对产品开发过程的重组和并行化，这是企业能够实施并行工程的关键所在。而能够对并行工程的实施进行有效驱动的开发过程的调度、规划和管理，则让我们可以将产品过程看做是并行工程实施的引擎。第二节问题的提出串行产品开发过程是传统的产品开发过程。产品从最初的概念设计到后期的生产制造被看成是一个有先后衔接顺序的串行的过程。传统的产品开发模式是按照开发活动一步一步的有序完成的，只有上一步的工作全部完成后才会进入到下一步工作，如图1.1所示。图1.1 串行产品开发过程资料来源：作者自制就制造企业中传统的产品开
8、发过程而言，整个过程可以被看做是一个静态的按照顺序进行而且各个过程相互分离的过程。在这样的串行开发组织中，企业中不同的组织负责完成不同阶段的工作，因此，开发过程是一个有先后顺序的串行的过程。在这样的产品串行开发过程中，后续的每一个阶段如果发生问题，都可能会导致已完成过程的再循环，而当过程进展到设计的后期或者产品制造阶段再发现问题进而提出修改申请的话，那么整个开发过程都有可能要重新进行，这种开发过程上下游之间没有有效沟通平台，不能进行经常性的信息沟通，后一阶段只能在前一阶段的工作结束之后才能进行。在产品结构日益复杂的今天，这种开发过程必然造成产品开发过程中的活动经常反复，从而延长产品的开发周期，
9、增加产品的开发成本。在产品串行开发的环境下，产品从概念设计到工艺编排、生产线生产进行等工序的依次进行。导致从设计阶段到正式量产需要较长的时间。由于消费者的消费需求越来越高，导致产品的构造复杂程度也不断提高，就要求企业在研发过程中加大力量，提高开发能力。针对这一特点，要求企业在产品开发周期的早期就通过考虑制造、质量和成本等诸多因素的影响之后，将诸多因素的影响融入到设计阶段，从设计开始就尽量避免可考虑到的风险。而在串行过程中，要想解决这一问题，一些朴素的并行思想也是研发人员所必须考虑的，比如在产品开发过程中与其他部门相互协商如何解决突发问题，在部门间提前发布信息等。但是由于串行开发的过程，更多的是
10、关注描述开发活动的时序关系，所以即便开发人员具备并行思想，没有强大的技术工具和管理理念的支持，也难以在串行开发过程中与其他部门有效的图形并行思想，而只是开发人员为了解决开发的问题，潜意识中意识到需要对并行方法和理论的应用，那么，必然由于随意性大，而造成对产品开发过程的松散管理，进一步造成整个产品开发周期的延迟。市场的发展，要求企业快速做出响应，企业必须无条件适应市场，而市场的趋势就要求企业必须在保证和提高产品质量的前提下，改变对相关开发文件的管理方式，进而缩短产品的整个开发周期。因此，将对并行工程的学习有效的融入到新产品开发的工作中去，特别是在产品开发的前期设计阶段，产品协同开发人员要能够充分
11、利用公司现有的计算机管理技术，通过对技术的协同、资源的集成、质量的提高、成本的降低以及上市时间的缩短等，要求在企业在在新产品的设计中有效应用“并行工程”的方法和思想，同时结合S公司新推行的PLM系统，来进行新产品的设计开发工作。第三节 论文研究的主要目的和意义本文将对基于并行工程理论的S公司的新产品开发过程进行探讨，通过并行工程在S公司新产品设计和开发过程中的应用，以及PLM系统在S公司的实施，对S公司面对市场竞争，最快速的作出反应，同时不断地向海内外市场推出周期短，质量好和成本低的新产品起到了很大的帮助。新产品开发的重要性近年来得到了国内企业的充分重视，成为国内企业之间以及与外资产业巨头间竞
12、争的决定性驱动力。然而新产品开发的长周期、高成本、质量不容易保证等特性使得人们越来越认识到对产品开发过程的改进和管理的重要性。因此，如何有效地对产品开发过程实施管理对企业快速响应市场，提高企业竞争力有着十分重要的意义，也是企业管理的重中之重。本文首先介绍了并行工程和新产品并行开发之间的关系，基于S公司新产品开发现状，研究和分析了并行工程在新产品设计中的应用，同时分析了基于PDM基础上，S公司新实行的PLM系统管理工具，对S公司新产品开发的推动作用。S公司致力于在新产品开发过程中大力推行并行工程理论和方法，在很多相关的管理系统，使用工具和开发流程上都融入了并行工程的思想和观念，使得开发人员和其他
13、相关人员在工作中时时与并行工程为伍，但是，企业要真的实现新产品开发的并行，光靠系统和流程来控制产品开发过程还是不够的，最重要的是对相关人员的培养，以及企业文化的熏陶，让并行工程的思想融入到员工们的日常生活和工作中。希望通过对此案例的分析和研究，能够对那些致力于新产品开发但是还没有找到合适的开发工具的国内相关制造企业有所借鉴。要在与世界级企业的竞争中取得优势，在新产品开发过程中实现并行是企业所必须关注的，而搭建基于并行工程理论的系统平台，也是势在必行的。当然，最值得关注的仍然是要将并行思想融入到企业的管理文化中，这样才能从根本上将并行工程推进下去，达成企业新产品开发的快速、高质量、低成本的目的。
14、第二章相关理论准备如何最大程度的把企业的研发效率提高上去，从而提升企业在产品开发领域的核心竞争力，可以说是一直困扰着企业领导者的大问题，从而也督促企业领导者在研发决策和管理过程中积极思考。对现今的企业来说，新产品的开发有着十分重大的战略意义，是决定企业在市场竞争中能够生存下来并获得持续发展的重要支柱。新产品的开发取决于企业的长期战略决策，也是企业经营战略的重要组成部分。第一节新产品开发随着金融危机的渐渐复苏，企业间的市场竞争越来越激烈，新产品开发在企业竞争中的战略地位也就越发显得重要起来。同质化产品和可替代产品的不断增多，导致企业间的竞争逐渐进入白热化，然而新产品的开发，可以通过表面层次的产品
15、差异化或是深层次的核心竞争力的提升等方式，让企业竞争中取得优势。新产品的开发成功，可以使企业获得巨额的收益，然而新产品开发同样存在巨大的风险，如果开发失败势必导致企业蒙受巨大损失，有可能导致企业从此一蹶不振，从而退出市场竞争。尽管风险很大，但是新产品开发却又是企业持续经营和发展所必需，从而新产品开发的战略意义和作用在现代企业的生产经营活动中就表现得越发重要起来。新产品开发是指企业为了适应消费者需求和环境条件的变化，对产品的构思、筛选、试销到投产的全过程进行管理的活动。产品是企业求生存寻发展的物质基础，在当今竞争日益激烈的市场环境中，企业之间的竞争的成败，很大程度上就取决于产品之间的优劣。产品开
16、发能力的高低，也是企业兴衰存亡的关键所在。开发成功的新产品通常都可以给企业带来较高的利益回报，从而可以提升企业在市场中的竞争地位。但失败的新产品也必然会给企业带来了沉重的经济负担，甚至有可能造成企业的破产。2.2.1 新产品定义新产品指的是利用新发明、新创造或者在原有产品基础上，对产品的性能、结构、材料、体积、重量、功能和用途等方面有明显改善的产品。具有一定的地域，时间和条件等的限制，是一个相对的概念。广义的新产品不仅包括因在科学技术领域专门针对某项技术进行的重大发明，还包括在企业的日常生产销售领域，对现有产品的功能或者形态发生变化，同时引起的与原产品之间的差异，或者是现有产品从原有市场进入到
17、新的目标市场，都可以称为是新产品。而从消费者的角度来分析，则是指那些能够给消费者提供新的利益或效用，并且能够在进入市场后得到消费者的认可的产品。本文是根据不同消费者对产品的认知，将新产品作如下定义：1全新的产品：是指那些面向全世界首发，在产品中使用新原理、新技术、新材料，新结构、新功能的等特性中的一种或者几种的产品，是指能够帮助企业开辟一个全新的市场产品。2改进型的新产品：是对企业现有产品的改进，通过对产品的结构、功能、品质、花色、款式及包装上提出新的特点或者新的突破，改进型的新产品，应该是在结构更合理，功能更完善，品质更优良，能更好的满足消费者日益多样化的需要。3企业内部的新产品：是特指企业
18、通过对国内外市场上已有的产品进行可行性调研并且获得许可进行模仿生产的产品，或者是与其他企业进行联合生产的产品。4系列化产品：是指企业在原有产品系列的基础上，新开发出的品种、花色和规格等，从而与企业现有产品形成系列化，目的是为了扩大对目标市场的占领，最大化的提高企业的市场占有率。5成本降低型新产品：是指企业在确保产品功能不变的基础上，通过技术突破或者创新，有效的降低产品的制造成本或者原料成本。主要是指企业通过引用新科技，改善生产线的生产工艺或提高生产效率，对原来产品的成本进行价格降低，同时保持原有产品的功能不发生变化甚至有所提高。6重新定位型新产品：是指企业将原有产品投入到新的市场进行业务开发，
19、那么这款产品就被称为该市场的新产品。这类新产品不需要技术开发过程，而跟多的体现在对产品的商业化运作的创新上。2.1.2 新产品开发的意义1新产品开发有效提高企业形象，提升品牌价值首先，成功的新产品开发能够有效提高企业的形象认知度和品牌影响力，投放到市场的新产品通过对相关利益者的观念的深入影响，来提高企业形象在消费者心目中重要程度，其次，企业也可以通过已经建立起来的品牌效应和公司形象来制定未来产品的营销计划、有效的开发出新产品。2新产品开发对企业的长期财务收益有利新产品开发面对未来的市场需求，帮助企业在未来的市场竞争中树立优势。企业通过不断的推出新产品的能够带来大量的财务上的收益，从而能够为下一
20、步的开发提供资金支持，通过这样一个良性的循环，来对企业自身的实力不断发展壮大。3新产品开发能够帮助企业节省成本适当的新产品的开发，能够有效利用企业现有的过剩生产能力，避免生产力的浪费，从而实现均衡生产。假设固定成本不变，那么新产品的开发就可以降低总的生产成本，使企业达成合理配置资源的目标。4新产品开发能够促进企业管理者和技术人员发挥创造力新产品的开发与企业管理者、工程技术人员和现场操作工人的创造力是分不开的。通过合理有效的管理，能够最大程度的提高和培养企业员工的创造力和核心竞争力。5新产品开发能够促进企业成长统计数据表明，大部分企业的销售额和利润的30%40%是5年前还不在自己企业生产范围的产
21、品贡献的，所以，企业都希望能够向市场销售更多的新产品，以此来提高企业的市场占有率，加大利润空间。这样，那些经营情况不错的企业都普遍会积极的向市场推出新产品。6新产品开发能够提高企业适应环境变化的能力消费环境的变化，通常会给企业提出警示，要求企业对现有产品的产品阶段从新做出评估，同时督促企业不断的推陈出新，及时的开发出现有产品的替代或升级产品，从而适应环境的变化，加强企业自身的竞争优势，才能在企业的竞争中求得生存和发展，进而扩大企业的规模。7新产品开发能有效提高企业在市场中的竞争优势企业必须表现出持续的竞争优势，才能在细分的目标市场中获得竞争的主动，也就要求企业不断的推出新产品来确定自身在企业竞
22、争中的位置，新产品开发作为一种手段，能够帮助企业保持持续的竞争优势，同时也加强了企业间的竞争，不断推出的新产品，势必为消费者提供极大的便利！2.1.3 新产品开发的特点根据新产品开发的现况，可以将新产品开发按照特点的不同，划分为一下四个方面：新产品开发的变革性、机遇性、不确定性和高费用性四个方面:1变革性新产品开发要求企业和个人不断的创新思想和工作方式，必然会打破现有企业内部已经形成了的利益分配格局和管理模式。从而会导致新产品开发在企业中遇到各种阻碍。一方面，企业内部的某些既得利益集团由于利益的划分受到威胁，势必会阻碍新产品的开发;另一方面，随着产品的不断推陈出新，企业的竞争优势势必会增强，也
23、促使企业对潜在利润的追求从而拉动新产品的开发动力。所以，新产品开发的阻碍和推动力之间的相互作用，往往决定了新产品开发导致的变革的大小。2机遇性新产品开发的机遇性是指在新产品开发的过程中对企业自身的革新存在着机遇，新产品开发成功后则会对企业的长期发展带来机遇，使企业在市场竞争中获得优势。3不确定性市场需求的不确定性、技术的不确定性和企业管理的不确定性是新产品开发的不确定性主要表现:社会和环境的变化导致对产品的需求也是不断变化的，对于新产品开发来说，通过市场调研获得的相关客户的需求一般都是不确定和模糊的，从而导致新产品开发在市场需求方面的不确定性；同时，产品的创新是企业通过对市场需求的分析，以技术
24、为手段，从而最终实现的。新技术的不断涌现，使现有产品和未来新产品的规划具有了很高的不确定性。所以，一方面，新技术给予企业通过技术提升自身能力的机会，同时也会给新产品的开发带来很大的压力和不确定性；同时，新产品开发的过程同样面临着来自企业外部环境的不确定性，由于各种利益相关者和市场分先以及其他因素的影响，势必会导致新产品的管理控制面临巨大的挑战，所以说新产品的开发在企业的内部管理上也必然存在着很多的不确定性。4高费用性由于来自企业内部和外部的各种不确定因素的影响，使得新产的开发在扩大市场，增加潜在收益，增加企业影响力的同时，也必然存在着相对比较高的费用支出和各种资金投入的风险，也就是我们所说的新
25、产品开发的高费用性。2.1.4 产品开发过程的TQCSE产品是企业利润的载体，也是企业之间互相竞争的工具，更是企业和用户之间相互连接的纽带。不同的产品有具着彼此不同的特性，而TQCSE作为企业非常重要的针对目标用户和市场的特性，主要是指产品的开发周期（T）、产品的质量（Q）、产品的成本（C）、产品的服务（S）以及环境（E）。为了提高产品的市场竞争力，企业必须对目前快速变化的市场做出迅速反应，争取做到缩短产品的开发周期、降低产品的开发成本、提高终端产品的质量、为顾客提供优质的服务以及保持清洁化的环境，也就是努力营造企业的最理想的TQCSE的属性，这样也才能够开发出满足多元化市场需要的好产品，用以
26、赢得顾客和市场，目的是赢得最终的竞争和获取更大的利润。第二节并行工程的基本内涵2.2.1 并行工程的概念通过对相关统计资料的数据分析得出的结果1，一般产品的成本大概83以上取决于产品开发的前期阶段，即是由新产品的概念设计、产品详细设计及产品的加工过程设计所决定，然而在这些阶段开发本身所需要的费用仅仅占到产品全部成本的7以下。随着时代的发展，以及用户个性化需求的提高，用户对产品的要求更加趋于个性化，产品开发的周期也相应增加；然而随着用户对产品的功能的要求的逐渐提高和不断变化，导致产品的使用周期却越来越短。这些因素就要求企业积极采用新的产品开发方法，在设计的初始阶段就能够对产品全生命周期中的各种因
27、素详细考虑，尽量避免或者减少设计的反复修改的次数，从而达成缩短开发周期、提高质量、降低开发成本的目标。并行工程的诸多定义中，最有代表性而且被广泛采用的是R.I.Winner在1988年在IDA的R-388研究报告中的定义，即，并行工程是指对产品和其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行、一体化的设计的系统的工作方法2。这种工作方式要求产品开发人员从产品的概念形成开始就要从整个产品生命周期的角度来考虑包括质量、成本、进度和用户需要等所有相关要素。2.2.2 并行工程的主要特点并行工程的主要目的就是希望通过产品开发的整个过程的集成化和并行化，来达成缩短产品开发周期、降低开发成本、提高产品质量、
28、优化产品服务来提高用户满意度和实现清洁化生产（TQCSE）的目标，通过对TQCSE的提升和改善，从而达到提高新产品的开发能力和企业与产品的竞争优势的目的。与传统的串行产品开发模式相比，不管是在产品开发技术和理念上还是整个开发活动的组织和管理上，都有着很大的变化，从而对已有的串行产品开发模式产生了很大的冲击和挑战。典型的并行工程主要特点如下：1并行工程对应的是产品和生命周期，特别是整个产品生命周期的中早期开发过程。2并行工程强调从产品开发的初始阶段，就要考虑产品的生命周期，从整体概念的生成到产品的报废整个过程中的所有因素，力求做到综合优化设计，从而最大限度的避免设计错误的发生，减少设计变更，提高
29、产品质量，降低开发成本，从而使产品能够开发一次成功，缩短开发周期。3并行过程不同于传统的“串行”，它强调开发过程的“并行”。通过过程间的并行和优化，达成缩短开发周期的目的。新产品的开发过程一般是由若干个子过程组成的，特别强调各个子过程间要尽可能的并行。4并行过程关注于产品及其相关过程的一体化和协同设计。Concurrent除了具有“并行、平行”的含义，还有“协同”的意思。因而“协同”也是并行工程的重要特征。5“并行”不仅是产品开发过程的并行，更重要的是产品和相关设计过程的并行。6并行工程重视VOC（Voice of customers用户声音），要求产品在开发初期更关注顾客的需要，提倡用户的全
30、程参与，从而能够及时发现并避免用户不满意的问题，确保用户对最终产品的满意度。7并行工程强调产品和相关设计的持续改进，以及整个产品开发过程的持续改进。产品的开发过程在开发过程中不断的逐步展开，是一个动态的过程。这就要求在产品开发过程演进的每一段，都要实施过程的优化和改善，从而保证对整个开发过程的优化。2.2.3 并行工程的运行机理并行工程作为一种先进的指导新产品开发的哲理，有着自己独特的应用体系，在整体结构上鲜明的划分为支撑域、执行域和管理域三个域1。如图2.1所示。图2.1并行工程的三域互动推拉体系资料来源：秦现生等著. 并行工程理论与方法. 西安：西北工业大学出版社， 2008.5. 第58
31、页因为并行工程下的产品开发模式是在信息集成的基础上进行的，特别强调开发工作之间的互相协同，强调在整个产品生命周期中从概念设计到产品消退所有涉及到的开发人员一体化、并行化的去设计产品及相关过程，所以要能够合理有效的应用并行工程，一个协同工作、支持一体化和并行工程设计的自动化集成环境是必须首先建立起来的。支撑域就是为产品的并行、集成化和协同开发提供一个高效、可靠和功能完备并且用户友好的数据通信、信息集成乃至知识共享的工作环境。自动化的集成环境，能够支持和促进产品开发人员充分应用并行工程的基本原理来协同、并行、一体化的实施产品以及相关过程的设计，从而对并行工程的实施具有积极的推动作用1。但是仅仅依靠
32、环境的集成还不够，要想保证并行工程的有效实施，首先，要监督、管理和控制产品的整个开发过程，从而确保按照并行工程的方法来完成产品开发的工作能够被产品开发人员严格遵守；其次，需要有效的指导和组织产品开发人员，保证集成环境所提供的支持都能被大家充分利用，积极的发挥个人的主观能动性，从而完成产品开发及其相关过程的协同、并行和一体化的设计。而这些是管理域的主要任务。管理域与支撑域的合理结合，共同做到对并行化产品开发进行支撑和监控，对产品开发人员在开发过程中有效实施并行工程的也起到了推动的作用。整个产品开发过程可以被看做是一项以人为主导的创造性活动。所以，人在整个开发过程中的作用在并行工程必须受到重视。整个并行工程，执行域是关键，整个产品集成小组的成员，通过在支撑域的自动化集成环境下所提供的CAx/DFx等工具以及PDM信息集成平台，接受管理域基于并行工程的产品开发组织和管理，按照并行工程的原理和方法，开展产品及相关过程的协同、并行和一体化的设计，从而成功完成整个产品开发的任务。2.2.4并行工程实施的四个
