NSYSU_93－生產與作業管理 CH5：產品設計與製程選擇 指導教授：盧淵源教授 組員：廖子超 　　　林國帆 　　　陳麒元 　　　潘鴻銘 　　　陳士葦 　　　丁基意 　　　劉俊彥

１. 企業三各主要功能部門 ２.產品設計的流程 ３.消費者導向的設計 報告人：廖子超

企業三個主要功能部門 1

三個主要的功能部門 行銷與銷售 產品開發 製造 提出新產品創意及現有產品之規格 將技術觀念導入最終產品之設計中 負責選擇及設定產品的製程 5 8

主要功能部門的作業流程 市場需求 生產製造 行銷與銷售 產品開發 製造 行銷 進階研究 製程 生產 規劃 顧客 產品 市場系統 設計 銷售 推廣 顧客訂單 拜訪 新產品 創意 生產訂單 產品規格 技術 觀念 市場需求 生產製造

產品設計的流程 2

產品設計的流程 創意開發 產品設計與規劃 產品與製造工程 試產與進入量產 計劃核准 產生原型 修正 原型製作與測試 介紹開發階段及其時程 各階段目標 各階段牽涉部門 產品與製造工程 修正 原型製作與測試 試產與進入量產

產品開發階段 階段 計劃開始 導入市場之前(月) 導入市場 創意開發 產品規劃 產品與製造工程 試產與進入量產 36 27 18 9 創意開發 產品結構 概念設計 目標市場分析 計劃核准 概念 產品規劃 建立市場 小規模測試 投資財務分析 原型 設計與規劃 工程規劃 定案 產品與製造工程 產品及設備 (工具)的設計 原型的製作與測試 產品 製程 導入市場 試產與進入量產 量產分析 工廠開始生產 產量漸增至量產 試產 進入量產

同步工程(concurrent engineering) 傳統序列式 一個階段、一個階段地執行專案 跨部門整合 同時開發產品與相關製程 團隊是整合的機制 企畫管理團隊 技術團隊 設計與建造團隊 最大利益 縮短專案完成的時間(提前發現錯誤) 8 12

同步工程(concurrent engineering) 為縮短專案時間。(目的) 平行處理的的手法。(概念) 可用面對面或電子郵件，隨時交換意見。(方法) 共用整合性的設計資料庫。(工具) 13

惠普的產品開發策略 企業之策略 事業部門策略 行 銷 工 程 製 造 現場支援 功能部門策略 A B C D 可應用之科技 概念 工程 行 銷 工 程 製 造 現場支援 功能部門策略 A B C D 可應用之科技 概念 工程 開發專案之階段 試產 量產 進行中之改善 專案之間彼此學習

消費者導向的設計 3

消費者導向的設計 對顧客的反應作收集及研究。 與客戶需求同步 將偏好與需求作分解及定義顧客屬性。 16

工業設計(industrial design) 為美學及使用者的設計 低度設計 無法維修零件、操作太複雜、設定或控制不合邏輯 過度設計 提供超過需求的配備，無法操作所有的功能 10 15

品質機能展開 (Quality Function Deployment, QFD) 將顧客的聲音反應到產品的品質設計 跨功能團隊 行銷、設計工程、製造 效益 豐田降低60%產品設計時間 收集研究客戶的反應 決定高品質產品的特性 市場的研究 分解定義客戶的屬性 競爭者的比較 建立品質屋 11 17

品質機能展開(QFD) 將顧客的聲音反應到 產品的品質設計之中。 例如：跨功能團隊 案例：Lexus的產品設計 改善 收集顧客使用 產品的資訊 重要性排序 與競爭者做 產品的比較 評估工程特性 產品更新 ◆問卷調查 ◆客戶申訴 ◆品質 ◆安全性 ◆配備 ◆增加組裝線 ◆技術更新 將顧客的聲音反應到 產品的品質設計之中。 例如：跨功能團隊 案例：Lexus的產品設計 改善

品質屋 (House of quality) 將顧客的屬性轉為 的操作與具體目標 圖五:以汽車車門為例的 品質屋矩陣 ◎ ○ x 相互關係 斜坡上開關 易關 隔音佳 易開 不漏水 重要權數 顧客 需求 顧客重視要度 工程 特性 目標值 技術性評估 降 低 動 力 到 7.5 ft/lb 保 持 目 前 水 準 量 9 lb 關 門 所 需 緊 閉 於 平 地 面 檢 測 道 聲 音 傳 達 開 防 競爭評估 5 3 2 7 10 6 x ◎ ○ X=Us A=Comp.A B=Comp.B (5 is best) 1 2 3 4 5 關係 ◎強=9 ○中=3 □弱=1 相互關係 ◎強烈正相關 ○正 X負 *強烈負相關 AB A B 4 1 X BA 品質屋 (House of quality) 將顧客的屬性轉為 的操作與具體目標 圖五:以汽車車門為例的 品質屋矩陣

價值工程與價值分析 Value Analysis, Value Engineering 簡化產品及製造流程、並維持或創造較佳的績效 確認及消除不必要的成本 降低成本 13 19

價值工程(Value Analysis) 與價值分析(Value Engineering) 價值分析用來降低成本的方法 用來確認及消除不必要的成本 採購部份常使用這個工具來降低成本 價值工程用在避免成本的目標 簡化產品及製造流程 以便能維持或創造較佳的績效 腦力激盪是常用的手法 是否有過度設計的地方？ 可否將兩個或三個零件合為一個？ 如何將產品重量降低？ 可否去除任何非標準化的零件？ 13 19

4.製造與組裝導向的產品設計 5.製程選擇 報告人：林國帆

製造與組裝導向的產品設計 4

產品與組裝導向的產品設計 我設計、你製造 (隔牆法) 產品若無法生產，需變更設計 製造與組裝導向的產品設計效益 減少產品的零件數 設計： 產品美觀：造型、顏色、質感、外觀形狀 設定系統之參數 產品零組件：材料、外型、公差 需通過實務、工程技術、經濟考量 傳統的作法： 我設計、你製造 (隔牆法) 產品若無法生產，需變更設計 避免方式：設計過程與製造工程師充份溝通 製造與組裝導向的產品設計效益 減少產品的零件數

如何達成製程與組裝導向的產品設計 產品組裝過程中，每一加入零件需受三個條件 檢驗： 欲加入的零件是否為移動零件？ 產品組裝過程中，每一加入零件需受三個條件　　　 　檢驗： 欲加入的零件是否為移動零件？ 欲加入的零件是否一定需要不同材質？是否需獨立成為一零件？ 若需維修或設定產品，該零件是否該拆除？

製程選擇 5

製程的規劃與選擇 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

製程的類型 製造製程(conversion processes) 加工製程(fabrication processes) 組裝製程(assembly processes) 測試製程(testing processes)

製造流程結構 零工流程 ( job shop ) 批次 ( batch ) 裝配線 ( assembly line ) 連續流程 ( continuous flow )

零工流程

批次生產

裝配線

連續生產

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

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

6.損益平衡分析 7.製造流程的設計 報告人：陳麒元

損益平衡分析 6

當你要選擇製程或設備時？ 你的考量因素是什麼？ 損益平衡圖： 成本（cost）？ 品質（quality）？ 時間（time）？ 表示產品生產或銷售數量之相對利潤及損失 最適合的狀況︰ 高額的期初投資及固定成本 變動成本與生產數量成一定比例時。

損益平衡點（ Break-Even Point ） Common Sense Sales = Total Cost Total Cost=Marginal Cost+ Fixed Cost 你的考量是什麼？ 銷售額、生產量、回收時間 多少銷售額可以回本？ 多少生產量可以回本？ 多久可以回收？ 銷售額 變動 成本 固定 成本 益利 邊際利益 BEP

例題 外購： VC $200/單位，FC $0 使用半自動車床： VC $75/單位，FC $80,000 使用加工中心： 假設有一製造商取得所需的機械零件方式有下列幾種： 外購： VC $200/單位，FC $0 使用半自動車床： VC $75/單位，FC $80,000 使用加工中心： VC $15/單位，FC $200,000 總成本分別為: $200 x Q（需求量） $80,000+$75xQ $200,000+$15xQ

損益平衡圖 外購 收益 機器中心 A 半自動化車床 B $80,000+$75xQ= $200,000+$15xQ Q=2,000個 ＄ 外購 收益 機器中心 300 A $80,000+$75xQ= $200,000+$15xQ Q=2,000個 200 半自動化車床 B 100 $80,000+$75xQ=$200xQ Q=640個 500 1000 1500 2000 數量（Q）

製造流程的設計 7

製造流程設計 製定規劃生產作業之流程︰指工廠內所移動的原料、零件、組件等之各項規劃。 規劃製造流程的生產管理工具︰ 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 製造系統的「組織圖」，依此可以算出生產之成本，不同的流程，成本也會不一樣！

裝配圖

流程程序圖︰用來定義產品在經過整個生產設備程序中所發生的狀況 1 流程程序圖︰用來定義產品在經過整個生產設備程序中所發生的狀況 閥體 組裝透氣口 與閥體 汽嘴 2 透氣口組裝 SA-1 A-1 連結汽嘴邊緣 3 連鎖 閥體裝配流程圖 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 順序 流程 彈簧 零件或 組裝作業 7 固定環 8 A-4 固定環至氣嘴 氧氣閥探針 9 A-5 檢驗 檢驗作業 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

製程分析之結果︰ 算出生產作業之單位成本 計算每一條線之產能，依據現有之機具、設備、人員之運作及維護作業 計算每一項作業之成本，包括原物料、作業員薪資、場地租金、管理用費用、折舊等。 不同產量及產能時，其成本也會不同 所以製程分析的最大目，在溝通及計算 最小的成本、最短的時間、最佳的組合製程

8.環求產品設計與開發 9.產品開發績效的衡量 10 .結論 報告人：潘鴻銘

環求產品設計與開發 8

環球化產品設計與製造 在母國之外開發與生產產品的能力 尋求公司規模大小的平衡 在新市場增加銷售 作法 合資 策略性供應商

環球化合資 　典型的安排包括一家母公司+一家國外的合資司+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

環球化合資 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

環球產品設計策略 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

產品開發績效的衡量 9

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

產品開發績效衡量 績效的構面 衡量標準 對競爭力的影響 上市所需的時 推出新產品的頻率 概念到上市的時間 實際展開與實際完成 比較實際與規畫 新產品佔銷售的比率 對競爭者與顧客的反應 設計的品質 - 接近市場要求 專案的頻率 - 款式的壽命 生產力 每個專案所用的時間 每個專案的材料及工具成本 創新與加強產品線的專案數 開發案經濟效益的出現頻率 品質 符合規格－可靠度 設計－績效與顧客滿意 產岀－廠內及實際 商譽－顧客忠實度 吸引顧客的程度－市場佔有率 穫利率－繼續使用的成本

對現代科技的了解目前被視為企管教育的重要部分 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 製造程序中其所有的細節即構成工程的領域 對現代科技的了解目前被視為企管教育的重要部分

11 .個案討論 (一) - 設計最好的零件是沒有零件 11 .個案討論 (一) - 設計最好的零件是沒有零件 報告人：陳士葦

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。 . 43

討論主題 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 　－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。 44

問題討論 NCR的方法可克服哪些產品開發的問題 ﹖ 一般產品開發面臨的問題 NCR的克服之道 45

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 46

NCR的克服之道 同步工程（Concurrent engineering）的運用 DFM工程方法的堅持 減少零件以增加安裝與維護的便利性 從成本觀念出發,兼顧減少75％組裝成本與24個月即時上市的要求 用CAM平衡消費者導向與製造者導向間的矛盾 47

12 .個案討論 (二) - 日本的產品開發 報告人：丁基意

個案-日本的產品開發 本身並無產品的設計和製造 對產品再設計、做出更具競爭力的產品 將重要元件分包給更小的公司

日本產品開發的強勢 產品多樣化 可因應環境及消費者需求之變化，快速生產製造與供應 較具競爭力 減少人工、廠房、機具、設施、材料及庫儲之重覆或重新投入之成本 有較強的應變能力，適應市場的風雲變化，並使企業的風險降至最小

日本產品開發的弱勢 管理複雜度高 若未能掌握核心技術或能力，易受制於人 對分包商產品之品質及製程較不易掌控