新产品开发与项目管理4.ppt
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1、新产品开发与项目管理 之四产品功能规划浙江大学管理学院 葛亚力Email:1产品功能规划n n功能的产品设计作用n n功能元及其实现n n功能的搜索与整理n n功能水平定位2一、功能的产品设计作用功能与产品功能与成本的导向作用功能系统图31、功能与产品n n功能是用户的本质要求功能产品用户满足需要产品设计市场需求产品的本质4功能与产品n n产品是功能的实现形式,企业通过产品设计来满足用户的需要整体功能功能部件元件功能元件功能元件元件部件产品功能部件元件功能元件功能元件元件部件52、功能与成本的导向作用n n现代产品的开发设计应遵循市场的导向原则。市场对产品的要求集中表现在功用和价格两方面。因此
2、,建立功能与成本的导向约束机制,是产品开发创新的重要内容。n n功能与成本导向约束机制的基本原则是按功能和成本进行设计,它包括后面三项内容:6功能与成本的导向作用n n1、将功能规划和成本设计纳入产品设计过程,导向后续的结构设计、工艺设计和营销设计n n2、建立功能目标系统和成本目标系统n n3、运用功能目标和成本目标导向,约束方案的创造、评价和优化。7功能与成本的导向作用n n功能与成本的导向作用至少有三点:uu明确目标市场,准确定位产品方案明确目标市场,准确定位产品方案uu激发创意,便于提出富有成效的设计方案激发创意,便于提出富有成效的设计方案uu引导与约束产品开发设计引导与约束产品开发设
3、计83、功能系统图n n产品结构系统存在对应的产品功能系统,后者更具有本质意义。功能系统图是批按目的功能居左、手段功能置右、同位功能并列的原则,将各项功能连接起来所形成的一个完整的功能体系,它揭示了功能之间的内在联系,为方案创造提供了一个创新的思路和本质模型。93.1、功能系统图的结构n n根据产品开发的范围和深度,功能系统图有简单与复杂之分。下图是功能系统示意图。F0F1F2F3F4F5F6F8F9F7第一级第二级第三级10功能系统图的结构n n1、整体功能与设计功能uu在功能系统图中,最左边的功能是产品整体在功能系统图中,最左边的功能是产品整体功能,如图中的功能,如图中的F0F0,是用户的
4、直接要求和最,是用户的直接要求和最终实现目标;右边的所有功能都是设计功能,终实现目标;右边的所有功能都是设计功能,是由设计者规划、设计的,它们是实现整体是由设计者规划、设计的,它们是实现整体功能的直接或间接手段功能。功能的直接或间接手段功能。uu整体功能是必须保证的功能,而设计功能是整体功能是必须保证的功能,而设计功能是可以改变的。可以改变的。11功能系统图的结构n n2、功能级别uu功能级别的划分是依据功能与整体功能相隔功能级别的划分是依据功能与整体功能相隔的功能数来定的,它反映了各级功能与整体的功能数来定的,它反映了各级功能与整体功能关系的紧密程度。功能关系的紧密程度。n n3、目的功能与
5、手段功能uu目的与手段的关系是相对的。目的功能就自目的与手段的关系是相对的。目的功能就自己实现的另一目的功能来说,又是手段功能;己实现的另一目的功能来说,又是手段功能;手段功能就实现自己的另一手段来说,又是手段功能就实现自己的另一手段来说,又是目的功能目的功能12功能系统图的结构n n4、上位功能与下位功能uu上位功能与下位功能是目的功能与手段功能上位功能与下位功能是目的功能与手段功能的代名词。它们之间的区别在于,目的功能的代名词。它们之间的区别在于,目的功能与手段功能强调功能本身的目的与手段之间与手段功能强调功能本身的目的与手段之间的关系,而上位功能与下位功能强调目的功的关系,而上位功能与下
6、位功能强调目的功能与手段功能在系统图上的位置关系。在图能与手段功能在系统图上的位置关系。在图上,上位功能居左,下位功能居右,两者相上,上位功能居左,下位功能居右,两者相差一级。具有同一上位功能差一级。具有同一上位功能 的多个下位功能的多个下位功能称为同位功能。称为同位功能。13功能系统图的结构n n5、中间功能与未位功能uu既有手段功能又有目的功能的功能称为中间既有手段功能又有目的功能的功能称为中间功能,只有目的功能没有手段功能的功能称功能,只有目的功能没有手段功能的功能称为未位功能。为未位功能。n n6、功能区uu功能区是指由目的功能和实现这一目的功能功能区是指由目的功能和实现这一目的功能的
7、直接和间接手段功能组成的功能区域。整的直接和间接手段功能组成的功能区域。整个功能系统图是一个大功能区,它由若干个个功能系统图是一个大功能区,它由若干个小功能区组成。小功能区组成。143.2、功能系统图的类型n n全新产品的开发与设计主要围绕整体功能进行;老产品改进则应在对老产品深入剖析的基础上,通过功能定义与整理,建立功能系统图而进行。n n功能系统图有两种类型:uu(1 1)结构式功能系统图)结构式功能系统图uu(2 2)原则式功能系统图)原则式功能系统图15(1)结构式功能系统图n n从产品整体、部件、组件直至零件进行逐级功能定义,然后依据相互间的目的手段关系和同位并列关系将各功能连接起来
8、。这种连接方式由于功能区与产品、部件、组件结构完全对应,故把以这种方式建立起的功能系统图称为结构式功能系统图。16结构式功能系统图实例自行车中轴系统中轴左右脚蹬链条飞轮滚珠车架车把前叉车座车闸系统衣 货 架车轴轴套辐条轮圈内胎前后轮系统外胎滚珠代步、载货传递力矩固定足蹬转变动力传递力矩单向传递力矩减少摩擦连接各部件、构成车体控制方向连接前轮承载乘员减低速度承载货物固定车轮与轴配合承受拉力支撑车胎保持气压承重、转动承受压力、摩擦减少摩擦自行车的结构与结构式功能系统图17(2)原理式功能系统图n n原理式功能系统图是指围绕产品整体功能的实现,以产品工作原理为内容,从抽象到具体逐级定义出中间功能,并
9、根据目的手段关系和同位并列关系把零件或非解部件(不分解到零件进行功能定义的部件)的功能作为未位功能,分级分区地连接起来所构成的功能系统图。18原理式功能系统图实例抽排气体提供抽排气道形成抽气口、排气口连通泵腔与抽气道、排气道形成双抽气道、双排气道产生定半径转动产生转动形成液环动变真空腔处理混杂水气支撑全泵和电机消除噪音排放积水形成泵腔形成轮腔产生离心力供给液体密封泵腔形成外观形成抽气道、排气道连通泵腔与补充液流管保护泵轴保护轴承减轻转动摩擦支承泵轴和轴承输入动力供给补充液连通润滑、冷却体与液流管形成密封槽稳定转动供给润滑、冷却体传递扭矩增强密封压紧填料2YK-27型水环真空泵的原理式功能系统图
10、减轻磨损隔离泵轴与分配器形成泵轴冷却缘固定轴承外圈润滑轴承密封轴承转换能量输出动力固定轴承内圈传递动力紧固轴承提供动源撑托电机19二、功能元及其实现功能与功能载体性质类功能元原理类功能元201、功能与功能载体n n产品及零部件都是功能的载体。任何功能都要产品及零部件都是功能的载体。任何功能都要根据一定的技术经济路线来寻求功能解,即功根据一定的技术经济路线来寻求功能解,即功能的载体。能的载体。整体功能整体功能设计功能设计功能解法原理解法原理功能解功能解零部件功能载体零部件功能载体整体功能载体整体功能载体显示时间显示时间贮能贮能化学能化学能电能电能微型电池微型电池指针式石指针式石英电子表英电子表计
11、时基准计时基准晶体震荡电磁摆晶体震荡电磁摆石英晶体震荡器石英晶体震荡器传动传动机械传动机械传动齿轮齿轮显示显示指针刻度显示指针刻度显示指针,刻度盘指针,刻度盘防护防护固体外壳固体外壳表壳表壳调整调整人力人力旋扭旋扭21寻求功能解的主要方法n n1、采用类比方法进行求解。借鉴现有技术系统,分析同类产品的优缺点,在消化吸收其优点的基础上进行改进和创新;通过查阅专利、专业书刊、科技报告、产品样本和其他技术文献,寻求有用的解决方案n n2、利用设计目录求解n n3、运用创造技法求解222、性质类功能元n n(1)、物理功能元uu基本物理功能元。技术系统中基本物理功能元。技术系统中1212对物理功能对物
12、理功能典型基本动作,如下:典型基本动作,如下:t t放出放出吸收;传导吸收;传导绝缘;集合绝缘;集合扩散;扩散;t t引导引导阻碍;转变阻碍;转变回复;放大回复;放大缩小;缩小;t t变向变向保持;调整保持;调整波动;联结波动;联结隔断;隔断;t t结合结合分离;接合分离;接合分开;贮存分开;贮存取出取出uu常用的物理功能有六个:常用的物理功能有六个:能量、物料、讯号的特征能量、物料、讯号的特征类型类型大小大小数量数量位置位置时间时间物理功能元物理功能元变换变换缩放缩放联结联结传导、离合传导、离合贮存贮存23性质类功能元n n物理功能元的解法uu物理功能元可依据物理基本效应求解。机械、物理功能
13、元可依据物理基本效应求解。机械、仪器中常用的物理效应有:仪器中常用的物理效应有:t t力学效应:重力、弹性力、惯性力、摩擦力等力学效应:重力、弹性力、惯性力、摩擦力等t t液气效应:流体静压、流体动压、毛细管效应等液气效应:流体静压、流体动压、毛细管效应等t t电力效应:电动力学、静电、电感、电容、压电电力效应:电动力学、静电、电感、电容、压电t t磁效应:铁磁、电磁效应等磁效应:铁磁、电磁效应等t t光学效应:反射、折射、衍射、光干涉、偏振等光学效应:反射、折射、衍射、光干涉、偏振等t t热力学效应:膨胀、双金属效应、热贮存、传导热力学效应:膨胀、双金属效应、热贮存、传导t t核效应:辐射、
14、同位素效应等核效应:辐射、同位素效应等24性质类功能元n n同一种功能可用多种物理效应求解,解法目录就是针对常用的功能元考虑力学、液气、电、光、磁、热、核等方面的物理效应,用表格或矩阵形式列出的各种解法。252、逻辑功能元n n逻辑功能元主要出现在控制系统中,如进行运作控制、时间控制等,分为“与”、“或”、“非”三种。n n逻辑功能元可从机电、电子、射流、气体、液体等领域寻求实现途径。263、原理类功能元n n从工作原理考察,系统功能一般由动力功能元、传动功能元、控制功能元和工作功能元组成。n n(1)动力功能元。动力功能元为工作系统提供动力,其功能载体有电动机、汽轮机、内燃机、泵、空压机等n
15、 n(2)传动功能元。传动功能元传递、变换运动和动力,以满足工作机的需要。可由一般常用传动机构求解。27原理类功能元n n(3)控制功能元。包括检测、控制、提供信息等功能。检测功能用于测定力、位移、转角、速度等系统的工作状态。目前应用的检测机构大多是电测传感器和显示器。控制功能用于控制讯号和电路断通,可由手柄、开关、继电器、阀等发出控制命令。提供信息功能是向系统提供信息,功能结构有逻辑线路、软件等28三、功能的搜索与整理整体功能规划步骤;功能规划的信息来源整体功能规划步骤;功能规划的信息来源整体功能的市场搜索;整体功能的技术搜索整体功能的市场搜索;整体功能的技术搜索功能的分解与组合;设计功能定
16、义功能的分解与组合;设计功能定义291、整体功能规划步骤n n明确企业实力与经营目标n n广泛采集企业内外相关信息n n研究市场需求和技术发展n n用一定方法提出整体功能的规划方案n n对提出的多个方案进行评价、比较,从中选出一个最合适的方案作为新新产品开发的功能目标302、功能规划的信息来源n n企业职工n n顾客n n销售商n n供应商n n竞争者n n发明家行业313、整体功能的市场搜索n n三程序理论是功能市场搜索的有效方法三程序理论是功能市场搜索的有效方法uu第一程序,市场细分。按照某种特性或标准,将市第一程序,市场细分。按照某种特性或标准,将市场上的顾客划分为若干个顾客群,每一个顾
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