生產與作業管理 第四組報告 產品設計與製程選擇 - 製造業 指導教授 : 盧淵源 教授 組員︰ N 企碩二丙 黃昭仁

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1 生產與作業管理 第四組報告 產品設計與製程選擇 - 製造業 指導教授 : 盧淵源 教授 組員︰ N924010001 企碩二丙 黃昭仁
M 企碩二乙 鄭淑玲 M 企碩二乙 賴廷漢 M 企碩一乙 繆尚志 N 企碩一丙 李平南N 企碩一丙 林秀鎔

2 組員介紹 N924010001 企碩二丙 黃昭仁 N924010027 企碩二丙 侯文田 M924012020 企碩二乙 鄭淑玲
台灣固網中南區工程處 / 副理 N 企碩二丙 侯文田 和春技術學院企管系 / 助理教授 M 企碩二乙 鄭淑玲 華濤國際事業股份有限公司 / 副總經理 M 企碩二乙 賴廷漢 中鋼公司 / 課長 M 企碩一乙 繆尚志 建華證券(股)公司 投資銀行本部 / 專案襄理 N 企碩一丙 李平南 台灣大哥大股份有限公司 網路維運處 / 資深工程師 N 企碩一丙 林秀鎔 泛亞電信股份有限公司 採購暨總務處 / 資深專員

3 生產與 作業管理 之架構 5.製造業 製程與 產品設計 I. 作業策略與變革管理 16.顧問與 再造工程 1.簡介 V. 更新系統
17.同步工程 限制理論 15.排程 2.作業策略 與競爭力 3.專案管理 生產與 作業管理 之架構 13.庫存管理 14 MRP II.產品設計與製程選擇 4.製程簡介 IV.供應鏈規劃 與管理 12.總合規劃 III.供應鏈設計 5.製造業 製程與 產品設計 6.服務業 流程與 產品設計 9.策略產能 管理 11.預測 8.供應鏈 策略 7.品質管理 10.JIT委外 經營臨界生產

4 課本內容 產品設計與製程選擇 - 製造業 產品設計的流程 消費者導向的設計 製造與組裝導向的產品設計 製程選擇 損益平衡分析 製造流程的設計
全球化的產品設計與生產 產品開發績效的衡量 結論 Q&A

5 探討主題 分析 管理 工程 如期、如質、如預算 價值分析 價值工程 時間 品質 成本 科技 創新 損益平衡分析 品質機能展開 同步工程 14
20

6 研究與發展階段 產生新的知識 而且帶領科技 的進步 藉由應用來自 基本研究的發 現，解決實際 的問題 創造新的產品 或製程，以符 合市場需要
新的製程 階段1 基本研究 階段2 應用研究 階段3 開 發 新的產品和服務 廠商夥伴和供應商

7 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

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

9 產品設計的流程 1

10 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

11 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

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

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

14 消費者導向的設計 2

15 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

16 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 建立品質屋 競爭者的比較 找出工程相關性 對應客戶相關需求 評估工程特性 找出優勢及劣勢 11 17

17 消費者導向的設計 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 ◎
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) 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

18 消費者導向的設計 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

19 價值工程(Value Analysis) 與價值分析(Value Engineering)
價值工程用在降低成本的目標 簡化產品及製造流程 以便能維持或創造較佳的績效 價值分析用來避免成本的方法 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 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

20 製造與組裝導向的產品設計 3

21 製造與組裝導向的產品設計 設計－名詞定義 傳統上設計者的態度作法 設計過程與製造工程師充份溝通，才能解決問題 產品的美術設計 設定系統的參數
* 造型、顏色、質感 設定系統的參數 * 電壓 （3V, 6V, 12V) 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 22

22 如何達成易製造與組裝的產品設計 三個檢驗的條件 相對於已完成的組件，欲加入的零件，在最終產品上，是否為移動件？
相對於已完成的組件，欲加入的零件，欲加入的零件，是否一定需要不同的材質，獨立成為一零件？ 若需維修或設定產品，該零件是否該拆除，才能完成工作？ 24

23 製程的選擇 4

24 製程的類型 製造製程 Conversion process 加工製程 Fabrication process
組裝製程 Assembly process 測試製程 Testing process 26

25 製造流程結構( process flow structure)
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 27

26 流程策略客製化和產出量的製程選擇的影響 高 彈性的流程 專案 製程 工件 製程 折衷的流程 客製化 批次 製程 生產線 製程 生產線流程
連續 製程 低 低 產出量 高

27 產出量和主要製程決策 製程設計選擇 低量出產 ˙較少的垂直整合 ˙較多的資源彈性 ˙較多的顧客參與 ˙較少的資本密集程度 高量出產
彈性的流程 低量出產 ˙較少的垂直整合 ˙較多的資源彈性 ˙較多的顧客參與 ˙較少的資本密集程度 專案 製程 工件 製程 製程設計選擇 折衷的流程 批次 製程 生產線 製程 高量出產 ˙較多的垂直整合 ˙較少的資源彈性 ˙較少的顧客參與 ˙較多的資本密集程度 生產線流程 連續 製程 低 產出量 高

28 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 製程結構 彈性(高) 單位成本(高) 少量.低標準化 多種產品 製程生命週期 一些主要產品 多量.高標準化 常僅有一種 少量 階段 多量 日常用品 I 印刷廠 法式餐廳 沒有 零工 (不可行) II 效能衡量 重機械 咖啡 批次 III 汽車組裝 漢堡 組裝線 彈性(低） 單位成本(低) IV 製糖 煉油廠 連續流程 沒有 (不可行) 30

29 虛擬工廠(virtual factory)
生產活動的執行，並非僅在於一個中心工廠，而是由不同地區的供應商或夥伴廠商，藉由策略聯盟所達成。

30 損益平衡分析 Break-Even Analysis
5 利潤 銷售 成本

31 當你要選擇製程或設備時？ 你的考量是什麼？ 什麼樣的成本才符合效益？ 損益平衡圖 成本？ 時間？ 品質？ 每個材料、流程、人工、設備都是成本
成本永遠追求最小化嗎？ 要不要考量其他因素？ 你的策略是什麼？ 損益平衡圖 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，及變動成本與生產數量成一定比例時。

32 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

33 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： 方案2： 方案3： 售價︰$300/單位
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 33

34 計算說明 成本極小化？ 利潤極大化？ 課本中的損益平衡點表示為不同方案最低總成本之選擇來選取執行方案。

35 損益平衡圖 A B 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
Sales=300xQ TC = 200xQ 50 100 150 200 250 300 金額 數量 TC=80,000+75xQ C 外購 半自動化車床 收益 TC=200,000+15xQ 機器中心 A 損益平衡點 A 之計算︰ 80,000+75xQ=200,000+15xQ Q = 2,000 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 ~ 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 35

36 節省時間 節省人力 製造流程的設計 6 節省成本 增加利潤

37 製造流程設計 圖是最好的 表達方式 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！ 圖是最好的 表達方式

38 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

39 製程分析︰ 製程流程圖 - 用以描述整個過程 投入 鑄造零件 外購零件 XYZ元件作業 元件 外購零 鑄造零 件存貨 件存貨 最後組裝
最後零件 元件

40 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

41 全球化的產品設計與生產 把思考模式放大！ 眼光放長！ 空間放大！ 時間? 7 100 年後！ 宇宙化的產品設計與生產！ 交通！ 通信！
網路！ 貨運！ 貨幣金融！ 語言文字！ 全球化的產品設計與生產 7 100 年後！ 宇宙化的產品設計與生產！

42 全球化-的策略意義 用整體思考的模式，思考供應商、生產地點、市場和競爭等各個層面，考量國內和國際市場的標準，評估每項產品的各個層面。
企業必須在設計階段就以國際化的觀點思考；而不是在產品完成後再思考如何行銷國際。 企業必須在開始尋找國際市場之前就符合世界標準，在當地市場就能達到世界級。 企業必須更深入了解當地文化，以便成為真正的全球化企業。 重要的是要學習用全球化思維來思考，而不是只把產品銷售到全球。公司努力拓展市場時，有全球化的思考流程，就能提高公司的成功機會。

43 全球化產品的設計與生產-1 目標︰ 目地︰ 在本國以外的地區開發與生產與設計產品的能力 尋求公司規模大小的平衡及新市場增加銷售的知識
遠距供貨的成本、常迫使公司在新市場的地區內生產產品。 目地︰ 增加市場 ？ 降低生產成本 ？ 創新產品 ？

44 全球化產品的設計與生產-2 方式︰全球化合資 全球產品設計的策略 多家公司和當地公司合作，在當地生產、當地銷售，利用當地之資源及優勢
策略性供應商︰跟著供母公司外出的海外公廠 全球產品設計的策略 利用來自全球各地生產的零組件及技術 產品標準化，建立標準模組、標準生產模式、產量易達經濟規模 若為適合當地需求，可以透過更改另一模組達成，便利、易修正、有風格等

45 全球化補充說明1 全球佈局活動，不只尋求海外的生產基地 隨著世界經濟活動的持續發展，不同地區逐漸形成特定產業資源供應或服務的集中地
可以擴大為尋求最佳的技術來源、最佳的資金財務調度機制、最有效的市場行銷活動據點等等，而架構成最具全球競爭優勢的策略佈局。 隨著世界經濟活動的持續發展，不同地區逐漸形成特定產業資源供應或服務的集中地 例如尋求新技術資源、最佳的投資地點，必然需要選擇具備較高研究能力的地區，如美國矽谷等；要提供低成本的物流運籌服務，選擇海空運條件較佳的投資地點等等。 有效整合全球各地高效能的營運資源 不是只有生產製造資源，尚須建置市場行銷基地、產品開發基地等，讓企業能夠吸納全球各地的營運優勢資源。

46 全球化補充說明2 生產製造成本的確是企業國際化、配置全球生產據點時必須考量的要素
隨著產品與企業結構的改變，產品的設計、前置時間的考量、規模市場間的距離等都直接或間接地影響企業國際化與全球運籌的策略。 產業發展趨勢造成產品生命週期的縮短，加上全球競爭的壓力，可發現廉價的資源與生產成本不再是企業最重要的考量，企業應在乎的是產品的附加價值與消費者的及時需求。

47 你做的好不好？ 有沒有改進的空間？ 激勵 成長 產品開發績效的衡量 8 考核 考績 加薪紅利

48 產品開發績效衡量 開發專案的績效衡量 績效的構面 衡量標準 對競爭力的影響 上市所需時間 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 比較實際與規劃 新產品佔銷售的比例 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 每個專案所佔用的時間 每個專案的材料及工具成本 成本比較實際與規劃 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-績效與顧問滿意 產出-廠內及實際 商譽-顧客忠實度 吸引顧問程度-市場佔有率 獲利率-繼續使用的成本

49 產品開發績效衡量 不斷推出新產品對持續獲利是非常重要的 顧客需求的變化、競爭者的行動
回應必須迅速，以繼續保持成功 維持競爭力需有效率的工程、設計、與開發活動，所以針對各項活動均需設計相關指標(KPI)進行監控及衡量。

50 本章結論 9

51 本章結論 決擇無所不在！ 設計產品是一種藝術、製造一件產品是科學、 將產品從設計交至消費者手中是管理 選擇正確需要的生產作業方式
精於敏捷生產、管理有彈性及速度、團隊合作 選擇正確需要的生產作業方式 大量生產或批次生產、自製或外購 有效的製程規劃需要很清楚的了解 製程結構能做的有那些？不能做的有那些？ 生產製程的些微差異？製程是否適用新產品規格？ 有系統的分析系統中每一步驟的產能的能力！ 決擇無所不在！

52 本組心得 生產與作業的管理無所不在，看了本書才驚覺，每一章節都是好大的題材
本小組的題目是「 “製造業”的產品設計與製程選擇」，本組同學均未有這方面的工作經驗，如有錯誤請多多指導 僅就小組討論及多方研讀進行本次報告 期待老師的指導及經驗的分享 期待同學的經驗分享

53 Q & A 老師指導時間 10