新产品开发系统及其系统特性研究

2008-06-25 15:00
新产品开发系统及其系统特性研究
一、引言
经济竞争已成为世界各国竞争的焦点和世 界发展的重要推动力。对制造业而言，每个企业 皆面临持续多变和不可完全预测的全球化市场 竞争，竞争的核心是以知识为基础的新产品的 竞争。因此，新产品开发是企业确保市场优势、 维持企业生存和发展的重要机能。
有鉴于此，国内外学者已在新产品开发技 术的模型、策略、目标、方法、工具及其环境等方 面做了大量研究，取得了大量成果 [1-5] 。
但是已有的研究大多是就产品开发中涉及 的具体技术及方法而言。而本文是把新产品开 发全过程看成一个系统，研究其整体特性和系 统特性。
二、新产品开发系统概念的提出
产品是制造企业生产的、与顾客交换实现 企业利润的商品。新产品开发过程则是从捕捉 市场机遇开始；经历市场分析、产品定义(概念 设计)，研究开发、设计、制造、上市销售、支持 (质量、采购、发送、服务)直到产品最后报废环 境处理的一系列企业活动。
系统工程的有关理论指出：系统是由相互 作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的， 具有特定功能的有机整体 [7] 。
根据上述系统的定义和新产品开发过程的 一系列活动，我们提出了新产品开发系统的概 念：新产品开发涉及的全部过程及其相应的硬 件包括设备、材料、能源和各种辅助装置，有关 的软件包括信息、设计、制造理论和技术等以及 人组成了一个具有特定功能的有机整体，即为 新产品开发系统。
三、新产品开发系统的体系结构
1．新产品开发系统的目标体系
新产品开发的目的是：为了适应市场快速 变化的需求，企业不断快速开发高质量、低成本 的新产品，在竞争中求得生存和发展，并产生良 好的社会影响。由于新产品开发系统涉及到企 业的全部活动，因此我们根据企业的战略发展 目标，建立了新产品开发系统的目标体系，内容 包括：时间(t)、质量(q)、成本(c)、柔性(f)和 环境(e)五个目标，如图1所示。

ket)是从接到订单起，直到新产品投放市场为 止的整个时间。新产品上市快是企业赢得市场 竞争的重要手段。
(2)质量(q)产品质量反映的是产品满 足用户期望值的程度。通常，新产品的质量内容 主要有以下3个方面：产品设计开发质量、产品 制造质量、产品的服务质量。
(3)成本(c)现代新产品开发系统的成 本目标是降低产品在整个生命周期中的总消 耗，即不仅要力求降低产品的销售价格，同时还 要考虑用户的使用成本和社会效益。
(4)柔性(f)新产品开发系统柔性主要 包括新产品制造柔性和新产品发展柔性。新产 品的制造柔性主要包括工艺柔性、制造设备柔 性、生产能力柔性、运行柔性、维护柔性。新产品 的发展柔性是指产品具有开放性和可扩展性， 更新换代容易，具有对老产品的继承性和良好 的新旧产品兼容性，如pc机就是一个典型的 例子。
(5)环境(e)资源、环境、人口是当今人 类世界面临的3大主要问题，整个新产品开发 系统特别是其中的设计、制造、包装、使用和用 后处理均应考虑资源消耗最少，开发环境最小， 这就是新产品开发系统的环境性目标。
上述新产品开发系统的5个目标都非常重 要，但要同时达到这5个目标的优化是困难的， 只能根据具体的系统要求，采用多目标优化方 法，求得某几个目标的最优解，其余则求其次优 解或满意解。
2．新产品开发系统的功能体系
现代新产品开发系统涉及到企业的全部功 能，其系统构成可用图2粗略描述如下：

(1)市场功能新产品开发系统的市场功 能有助于企业捕捉市场机遇，确定产品市场定 位和实现产品用户需求定义。另外，市场功能也 有助于加强企业和用户之间的交流，确定产品 上市方式和价格，并服务于用户。应用cims等 高技术，使得企业的信息集成成为现实，从而加 强和扩展了新产品开发系统的市场功能，快速 实现产品开发的目标。
(2)设计功能设计系统通过产品概念设 计的定义开发产品的物理结构以满足顾客的需 求。设计功能包括工程设计(机械、电气、软件 等)和工业设计(工业美学、人机工程学、人机界 面等)两部分。由于并行工程模式和各种计算机 辅助技术的广泛应用，新产品开发逐步向功能 集成和过程集成方向发展，这样设计出的产品 不仅具有良好的性能，并且易于制造、装配、检 验和维修。
(3)制造功能制造系统按照设计要求，运 用生产系统制造产品。制造功能包含加工、装 配、供应、分配等环节。80年代末出现的快速原 型制造(rapidprototyping)和薄层制造(layer mfg)技术的迅速发展，使得制造零件在质量、 性能、大小和制造速度等方面都取得了较大的 进展。
(4)管理功能管理系统是新产品开发系 统的神经中枢，它与外部市场信息及内部质量 保证系统紧密联系，然后作用于设计系统与制 造系统。通过计划协调和控制，保证产品开发过 程的实现，用最少时间和资金开发出最好产品， 从而实现企业的目标。
(5)质量保证功能质量保证功能的目标： 首先是质量保证贯穿于产品开发、生产、销售和 服务的始终；二是建立一套预防质量缺陷的“零 缺陷”质量保证体系。因为质量是设计制造出来 的，而不是由检查来保证的。
3．新产品开发过程系统
传统的新产品开发过程主要经历4个阶段 10个步骤：
a：新产品策划→行性研究→b：初步设 计→细设计→验→最终产品设计→c：试 制(工艺设计)→量生产→d：销售→使用。
以上过程阶段反映产品设计开发的基本模 式和内在规律性，它们互相依赖和互相作用，由 过程联系在一起形成一个整体，因此称之为新 产品开发过程系统，而系统中的每一个组成部 分又构成一个独立的过程子系统。当然，不同类 型产品，其开发程序有差异，但其本质是相同 的。
现代新产品开发过程系统就是集成地、并行地、交叉和反复地设计开发产品及其相关过 程的系统。它要求产品开发人员从设计开始，就 考虑产品整个生命周期中的所有因素，最大限 度地满足用户的要求。由此看出，从系统工程的 角度，对新产品开发的过程系统及其社会影响 进行全面的、整体的优化十分重要。
4．新产品开发组织系统
新产品开发组织系统是企业中各种与新产 品开发目标有关的关系的总和，它与新产品开 发计划及开发过程系统相适应。新产品开发系 统中的人员可以通过两种不同的组织方式来分 类，即：
(1)功能型组织系统系统中的人员根据 他们所处的业务部门分类。在功能型组织系统 中，部门的业务联系是首要联系。功能型组织系 统适合专业化和大批量生产产品的开发，传统 的新产品开发组织系统大多数是这种方式。
(2)项目型组织系统系统中的人员根据r>
他所参与的项目进行分类，在新产品开发中，项 目就是开发新产品而从事的一系列活动。项目 型组织系统将市场营销、产品开发、生产制造、 供应商以及顾客等方面人员集成起来，组成多 功能项目组，总经理加强对项目组的指导并赋 予项目组更多的责、权、利，借助计算机网络的 帮助，运行并行工作方式，综合解决产品设计和 生产中的各种问题，从而实现产品开发的目标。 因此，项目型组织系统是现代新产品开发组织 系统的首选方式。
四、新产品开发系统的系统特性
1．新产品开发系统的基础特性
新产品开发系统是一个有多个优化目标的 复杂大系统，因此具有集合性、相关性、目的性、 动态特性、环境适应性等系统基础特性。现简述 如下：
新产品开发系统是由两个以上可以相互区 别的要素(环节或系统)所组成的、适合人类社 会发展的“社会—人—技术”系统。新产品开发系 统内各要素相互联系，其目的在于以低成本、高 质量、快速度上市的新产品赢得市场竞争。新产 品开发系统总是处于不断发展、不断完善的运 动中，对环境具有动态适应性，以最短的时间延 迟去适应变化的环境，使系统接近理想状态。
2．集成性
(1)集成有不同层次的含义，它包括功能的 集成、过程的集成、组织的集成、信息的集成和 资源的集成。不同的新产品开发系统集成的层 次不同，范围不同，深度不同，集成的效果也不 同。
(2)新产品开发系统是“社会-人-技术”一 体化的复杂系统，它强调以人为中心，充分调动 人的积极性和主动性，处理好人与人、人与社会 和人与技术的关系，发挥集成优势。
(3)新产品开发系统综合运用多学科的知 识和技术、它的集成是多学科技术的高度协调 和综合。
3．整体性
(1)目标的整体性新产品开发系统的各 分系统协调存在于整个系统中，各分系统的功 能及其相互联系，服从系统的整体目标。新产品 开发系统目标的整体性主要表现在以下两点：
·从追求产品设计目标延伸到全面实现企 业目标。
·从达到企业目标延伸到全面体现社会目标。
(2)功能的整体性对于新产品开发系统 的每一个子系统而言，并不要求它们的功能十 分完善，而是在整体功能的要求下，将各部分功 能有机地集成起来，形成整体功能良好的有机 整体。
(3)环境的整体性对环境这高一层的整 体而言，不同的国家有不同的社会制度、文化背 景、价值观念、技术发展水平和企业文化。新产 品开发系统不仅依赖于技术进步，也有赖于社 会的参与配合与支持，即新产品．开发系统必须 与其所在的环境这一大的整体相适应。
4．信息观
(1)新产品开发过程实质上是一个数据的 采集、传递和加工处理的过程，最终形成的新产 品可看作是信息的物质体现。
(2)信息是连接新产品开发系统各子系统 的要素，新产品开发系统的功能集成、过程集 成、组织集成及未来实现系统集成，都必须以信 息集成和信息资源共享为前提。
(3)新产品开发系统结构具有分布性和并 行性，其高效、通畅的信息交流和实时的信息处 理方式，使新产品开发系统的组织结构和开发 过程发生了根据性的变化。传统的线性结构、顺 序决策、精细分工、集中领导与分级管理模式被 平等环状结构、并行决策、多功能项目组及分布 式管理新模式所取代。
5．最优性
整体最优性是新产品开发系统追求和活动 的准则。
(1)由于系统的复杂性以及人们对系统的 要求、理解和价值的观念等不一致性，这种最优 性的实现往往不存在最优解而只有满意解。
(2)新产品开发系统并不追求系统各个目 标的最优解，而在强调上市快的前提下，达到整 个系统的整体最优。
(3)新产品开发系统中的最优性是多目标、 全性能、全生命周期的优化，是结构优化和性能 优化的结合。它的整体优化通过分层、分步、分级 与并行优化来实现，并且由于问题的复杂性，这 种实现通常是一种正确处理与解耦的“逼近”。
五、结论
本文提出了新产品开发系统的概念，即新 产品开发涉及的全部过程及其相应的硬件、软 件以及人组成了一个具有特定功能的有机整 体，称为新产品开发系统；建立了新产品开发系 统的体系结构，主要包括目标体系、功能体系、 过程系统、组织系统等；最后总结出了新产品开 发系统的系统特性，主要包括基础特性、集成 性、信息观和最优性。