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第 5 章 產品設計與製程選擇 — 製造業

第 5 章 產品設計與製程選擇 — 製造業. M954011011 蔡昭玉 M954011019 陳玟伶 M954011033 楊亞霖 M954011036 蕭馭宭 M954011048 麥人文. 本章重點. 5-1 產品設計流程 5-2 消費者導向的設計 5-3 製造與組裝的產品設計 5-4 製程選擇 5-5 損益平衡分析 5-6 製造流程設計 5-7 全球化產品設計與製造 5-8 衡量產品開發績效 5-9 結論. 效率專家整頓 Honda 汽車. Masaki Iwai 競爭優勢 - 降低成本

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第 5 章 產品設計與製程選擇 — 製造業

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  1. 第5章產品設計與製程選擇—製造業 M954011011 蔡昭玉 M954011019 陳玟伶 M954011033 楊亞霖 M954011036 蕭馭宭 M954011048 麥人文

  2. 本章重點 5-1 產品設計流程 5-2 消費者導向的設計 5-3 製造與組裝的產品設計 5-4 製程選擇 5-5 損益平衡分析 5-6 製造流程設計 5-7 全球化產品設計與製造 5-8 衡量產品開發績效 5-9 結論

  3. 效率專家整頓Honda汽車 • Masaki Iwai • 競爭優勢 - 降低成本 • 重整汽車的裝配線 (縮短長度) • 降低時間與成本 • 次裝配線 (生產&安裝引擎 -減少庫存)

  4. 顧客市場系統 銷 售 行 銷 進階研究 產品設計 製程規劃 顧客市場系統 生產 行銷和業務 產品開發 製 造 新產品創意 需求 技術觀念 推廣 產品規格 產品 拜訪 顧客訂單 生產訂單 圖5.1 產品開發的主要部門

  5. 創意開發 產品結構 概念設計 目標市場分析 產品規劃 建立市場 小規模測試 投資財務分析 5-1產品設計的流程

  6. 5-1產品設計的流程

  7. 產品設計的流程 • 產品與製程 • 產品及設備(工具)的設計 • 原型的製作與測試 (雛型) 設計 - 製造 – 測試 • 試產與進入量產 • 量產分析 • 工廠開始生產 • 產量漸增至量產水準

  8. 同步工程 (Concurrent Engineering) • 跨部門整合來加速產品開發流程 (圖 5.3) • 三種團隊: 企畫管理小組 技術小組 設計 / 製造小組 • 同時進行工作來縮短專案完成時間 • 提早發現錯誤

  9. 5-2 消費者導向的設計

  10. 消費者導向的設計 • 消費者導向的設計 ︰ 以消費者立場以後看產品設計 (而非科技上突破) • 低度設計 • 無法維修零件、安排太複雜、設定或控制不合邏輯 • 過度設計 • 提供超過需求配備、無法使用所有功能 • 設計工業︰ 因為美學以及使用者設計 • 品質機能開展︰ 將目標顧客目反映到產品品質設計上

  11. 品質機能展開(Quality Function Deployment, QFD) • 將顧客聲音回應到產品品質設計 • 跨功能團隊：行銷、設計進度、製造 • 效益：豐田降低60% 產品設計時間

  12. QFD使用步驟 • 收集研究客戶回應、決定高品質產品特性 • 透過市場研究 定義出門的顧客需求與偏好、在將之分類 • 建立品質屋 • 給予各類需求權重 • 競爭者比較 • 瞭解部門的進度相關性 • 對應顧客相關需求 • 評估進度特性 • 找出部門的優勢以及劣勢、集中能力於需要改善目標 產品功能上

  13. 相互關係 ◎強烈正相關 ○正 X負 *強烈負相關 x ◎ ◎ x ○ x x x 競爭評估 於 水 平 地 面 檢 測 力 道 工程 特性 關 門 所 需 動 力 門 緊 閉 開 門 所 需 動 力 聲 音 傳 達 防 水 X=Us A=Comp.A B=Comp.B (5 is best) 1 2 3 4 5 顧客重視要度 顧客 需求 易關 7 ◎ ○ x AB 斜坡上開關 5 ◎ x AB 易開 3 ○ ◎ x AB 不漏水 ◎ 3 ◎ A x B 隔音佳 2 ○ ○ x A B 重要權數 10 6 6 9 2 3 降 低 動 力 到 7.5 ft/lb 保 持 目 前 水 準 降 低 力 量 到 9 lb 降 低 動 力 到 7.5 ft/lb 保 持 目 前 水 準 保 持 目 前 水 準 關係 ◎強=9 ○中=3 □弱=1 目標值 5 4 3 2 1 BA BA B B B 技術性評估 B X A X X A A X X A X 品質屋 將顧客的聲 音反應到產 品的品質設 計之中。

  14. 價值分析(Value Analysis)與價值工程(Value Engineering) • 目標 :簡化產品及製造流程、並維持或創造較佳的績效(以較低成本且符求合顧客所有功能需求） • 價值分析(VA)：用來降低成本的方法 • 針對已生產產品進行分析 • 採購部門常使用來降低成本 • 價值工程(VE)：用來避免成本 • 生產進行前應用於產品開發 • 都包括腦力激盪的問題

  15. 5-3製造與組裝的產品設計

  16. 製造與組裝的產品設計 • 何謂設計？ • 產品的美術設計（造型、顏色、質感） • 設定系統的參數（電壓、管線） • 產品零組件的材料、外型、與公差 • 傳統上設計者的態度作法 • 我設計、你製造　（隔牆法） • 常常造成產品無法生產，需變更設計 • 設計過程與製造工程師充份溝通，才能解決問題

  17. Design For Manufacturing and Assembly (DFMA) • 模式︰ 團隊合作 • 效益︰零件數目的減少、降低成本、使貨品售價更低廉 • 方法︰ 減少產品零件數 • 該零件超過最少零件數量時、設計團隊必須證明其他零件存在理由

  18. 5-4製程的選擇

  19. 製程的選擇 • 製程規劃： 運用於一般製造之戰術性規劃活動 • 製程選擇： 決定工廠要使用何種生產流程之策略性決定

  20. 製程的種類 • 製造製程(conversion processes) 例：鐵礦變成鋼，牙膏製成 • 加工製程(fabrication processes) 原物料變成特定的型式 • 組裝製程(assembly processes) 擋泥板裝到車上 • 測試製程(testing processes) 生產產品時的一項獨立活動

  21. 製造的結構 • 零工流程(job shop) - 種類繁多、批量小 - 印刷 • 批次 (batch) - 標準化的加工流程 • 裝配線(assembly line) - 非連續工件以固定速度一定順序來完成 • 連續流程(continuous flow) • 物料之同質性高，特性無法區別 • 化學原料

  22. 印刷廠 法式餐廳 重機械 咖啡 汽車組裝 漢堡 製糖 煉油廠 產品與製程矩陣產品主要階段及製程生命週期的交期 產品結構 產品生命週期 彈性(高) 單位成本(高) 少量.低標準化 多種產品 一些主要產品 多量.高標準化 製程生命週期 常僅有一種 少量 多量 日常用品 階段 I 沒有 零工 (不可行) 效能衡量 II 批次 III 組裝線 彈性(低） 單位成本(低) IV 連續流程 沒有 (不可行)

  23. 虛擬工廠 • 不只一個中心工廠 • 策略聯盟 • 個別成員的製造力 • 任務協調

  24. 5-5損益平衡分析

  25. 損益平衡分析 損益平衡分析 • 在選擇製程或設備時的分析工具 • 顯示產品在不同生產量或銷售量下，所對應的利潤或損失 • 此法適用在當流程或設備需要高額的初期投資成本與固定成本，或是當變動成本與生產的數量間的比例可以合理推算時

  26. 損益平衡分析 (課本例題) • 假如一製造商有下列幾種選擇方案， 可取得所需的機器零件： • 方案1： • 外購 $ 200/單位 • 方案2： • 採數位式半自動車床自製 $ 75/單位 • (半自動車床之固定成本 : $ 80,000) • 方案3： • 以加工中心自製 $ 15/單位 • (加工中心機具之固定成本 : $ 200,000) • 售價︰$300/單位

  27. Sales=300xQ TC = 200xQ 損益平衡圖 TC=80,000+75xQ C 半自動化車床 外購 收益 TC=200,000+15xQ 機器中心 A 成本極小化 D B 利潤最大化原則 損益平衡點 B 之計算︰ 200xQ=80,000+75xQ Q = 640 • 結果依需求生產量來選取方案(成本極小化) • 0 ~ 640 單位時，選方案一，外購 • 640 ~ 2000 單位時，選方案二，半自動化車床 • 2000單位 以上時，選方案三、機器中心

  28. 5-6製造流程設計

  29. 5-6製造流程設計 • 定義：評估工廠內移動原物料、零件、組件等特定製程的方法 • 規劃工具： 裝配圖 (Assembly drawings)→元件 組裝程序圖 (Assembly charts)→組裝 程序單 (Route sheets)→表單 流程圖 (Flow process charts)→程序

  30. 裝配圖 (Assembly drawings) 以產品分解的角度顯示其組成元件

  31. 1 閥體 組裝透氣口 與閥體 汽嘴 2 透氣口組裝 SA-1 組裝程序圖 (Assembly charts) A-1 連結汽嘴邊緣 3 連鎖 進一步定義這些元件組裝的順序，及物流流程的型態 4 組裝阻絕環至閥體 彈簧間隔器 SA-2 A-2 5 護墊 6 A-3 檢驗 彈簧 7 固定環 A-4 8 固定環至氣嘴 氧氣閥探針 9 A-5 檢驗 探針墊片 10 A-6 組裝氧氣探針 探針固定環 11 氣體被覆 最後組裝 蓋上 12 A-7 A-8

  32. 程序單 (Route sheets) • 規定特定元件的作業和程序，紀錄設備的種類、工具，及完成原件所需的作業等資訊(請看課本P.152)

  33. 流程圖 (Flow process charts) 定義了當產品經過生產設備時所發生的狀況，分析流程可幫助我們精簡流程，通常移動、延誤、儲存作業越少的流程越好

  34. 範例討論 • 計算製程的產能： 鑄造與裝配：依據機器數量、人力數量、可工作時數計算可產生的產品數量 • 若只增加某個製程的機器數量或作業時間 仍舊無法提高產能，因為兩個製程之間須相互配合 • 數量越大、單位成本越低(固定成本的攤提)

  35. 5-7. 全球化產品設計與製造

  36. 全球化產品設計與製造 • 在本國之外開發與生產產品的能力 • 擴展公司規模與知識 • 在新市場增加銷售 • 作法 • 全球合資 • 全球產品設計策略

  37. 全球合資(1) • 典型的安排： 一家母公司+一家國外的合資公司+一家或多家國外的供應商 • 母公司是實際產品控制者。EX.惠而普(Whirlpool) • 理想合作夥伴的產品線應該要比母公司少一點。 →母公司可以發揮產品和製程的長處，以及行銷的優勢

  38. 全球合資(2) • 有海外工廠可以配合母公司海外作業的供應商 →策略性供應商 • 供應商經常掌握合資公司大部分的供應流程 • 供應上的選擇應依技術而非成本

  39. 全球產品設計策略 • 一般複雜度不高的產品皆由模組組成－發展適合行銷全球的模組是目前的焦點 • 環球採購製程所需的設備應是選擇供應商的重要考量 • 產品為了適應當地需求，是透過另一模組的想法來達成－模組必須適合當地獨特的文化

  40. 全球產品設計策略 標準模組 電腦輔助設計 規模生產 公差 ◆建立生標準生產模式 ◆適合當地需求，便利、風格等 ˙ ˙ ˙

  41. 5-8. 衡量產品開發績效

  42. 衡量產品開發績效 • 持續獲利須不斷推出新產品 　－美國汽車市場 • 產品開發績效衡量 • 上市的速度與頻率 • 實際開發流程的生產力 • 產品的品質

  43. 衡量產品開發績效

  44. 結論 • 設計一件消費者喜歡的產品是一種藝術 • 製造一件產品則是科學 • 將產品從設計交到消費者手中，則是管理

  45. 案例最好的零件是沒有零件

  46. 簡介 • NCR的新2760電子收銀機 • 整個機器由15個供應商零件組成 • 原件組成不需要螺絲起子與螺絲釘 • 從設計到製造是無紙的設計與跨部門的結合 • 以「簡單」的原則貫穿上下作業，包括現場維修。

  47. 製造導向的設計： （Design for Manufacturability，DFM ） 　－考慮到組織的產能與製造力來設計 • 電腦輔助設計製造系統 （Computer aided design Manufacturability， CAM ） 　－使每一元件於電腦螢幕上作三度空間的展　　 　　示，可作效能上與耐久性的分析。

  48. 問題討論 NCR的方法可克服哪些產品開發的 問題﹖

  49. 產品開發面臨的問題 • 設計與製造間的落差 • 消費者導向與製造者導向的矛盾 • 產品上市的時效性不易掌握 • 是否能減少產品成本並提昇產品競爭力 • 是否符合目標顧客群要求的品質 • 其他

  50. Thanks for your attention

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