随着信息技术的发展和经济全球化进程的加快,国际化经营与突出核心竞争力逐渐成为新的企业模式。由此也带动了运营管理理论与方法的创新和发展,如绿色制造、产品生命周期管理、精益生产、流程再造、ERP与协同商务等,这些给传统的运营管理理论带来了巨大的冲击和新鲜的内容。
作者:邓华
最好的零部件是无零部件
美国NCR公司成立于1884年,是一家拥有一百多年历史的世界领先计算机公司。组装NCR公司的新型2760电子现金出纳机的速度是很快的。事实上,William R. Sprague闭着眼睛也能在不到2分钟之内完成装配。为了实现这种简便的装配,NCR公司的高级制造工程师斯普尔坚持认为,应该设计不用螺钉或者螺栓便可将零部件组装在一起的销售网点终端。
整个终端仅包括15个供应商生产的零部件,比公司以前的低档的2160型终端减少了85%的零部件和65%的供应商,而且只需要用原来装配时间的25%便可以组装完毕。安装和维护也非常容易。William R. Sprague说:“这完全归因于我们简化了下游的业务活动,包括现场服务。”
面向可制造性设计(Design for manufacture,DFM)是一种新的技术方法。NCR公司的产品是目前因该方法受益的最佳案例之一。其他热衷于DFM的企业有福特、通用汽车、IBM和惠而浦公司。从1981年起,从主要的家用电器到喷气式飞机发动机的齿轮箱,通用电气公司在一百多个开发项目中应用了DFM方法。通用电气公司估计,从成本节约或者从市场份额增长中,利用DFM这个理念净赚了2亿美元。
1. 螺钉与螺母
Geoffrey Boothroyd是DFM的支持者之一,他是罗德岛大学工业与制造工程教授,也是Boothroyd Dewhurst公司的联合创始人。这个公司已经开发了几个计算机程序,用于分析装配简易性设计。
Boothroyd认为最大的收益是因为节约了螺钉和其他紧固件。在供应商发票上,虽然每个螺钉、螺母仅有几美分,共计占一个典型产品原材料成本的5%。但加上所有相关成本,如安装螺钉并紧固零部件的时间和使用那些普通零部件的代价,能占到总装配成本的75%。“紧固件是第一个需要剔除的东西。”他说。
Sprague通过计算机发现,若NCR公司的2760型产品设计中包括螺钉,则它的生命周期内的总成本会是每个螺钉125000美元。他说:“小零件如螺钉的巨大影响主要是使间接费用增加,从而增加损失。”他认为这是可以理解的,因为新产品开发项目“会受到多种因素的影响,甚至会使项目搁浅,所以准时的超额预算要好于滞后的准确预算。”
最终NCR在既定时间内将其简化的终端推向市场,并且没有忽略任何细小细节。产品在1月末,即在开始开发的24个月后正式推向市场。设计从一开始便是一种无纸的、跨职能部门的工作。产品只是存在于计算机中的模型,直到团队所有成员(工程设计人员、制造人员、采购人员、顾客服务人员和关键供应商)都满意时为止。
同时开发的还有印刷线路板、塑料壳的铸模和其他零部件,可消除设计者将产品“隔墙”扔给制造者以及制造者再考虑如何生产而造成的时间滞后。Sprague说:“拆掉设计和创造间的围墙以利用并行工程是一个突破。”
在设计过程中应用计算机辅助设计软件,团队可在计算机屏幕上设计出每个零部件的三维模型。软件也用于分析最终产品和零部件的性能和可靠性。接着,在计算机工作站屏幕上装配仿真的零部件,确保它们能恰当组装。在设计过程中,定期用Booothroyd Dewhourst的DFM软件检查。这促进了设计的改进,以及零部件的改进,将零部件数由最初的28个减至15个。
2. 无实体模型
当团队内每个人都竖起拇指时,就把有关零部件的数据直接传到不同供应商的计算机辅助制造系统中。NCR设计者相信,所有一切都会像预计的那样进行运转,他们再也不用自己麻烦地来做实体模型了。
DFM能成为对付国外竞争对手的强有力的武器。若干年前,IBM采用Boothroyd Edwhurst软件分析应用于日本的点阵打印机时,发现它可以生产得更好,而且使打印机IBM Proprinter的零部件减少了65%,装配时间削减了90%。Boothroyd坚持说:“几乎所有在日本制造的产品都可以用DFM加以改进,而且通常是大幅度的改进。”
① NCR方法解决了什么样的开发问题?
② NCR方法体现了产品设计中哪些理念?
新产品是组织发展的生命力。通过将新的设想迅速推向市场,可以更好地满足客户需求以及使产品变得更加易于生产、使用和维修,美国NCR公司就是一个很好的例子,卓越的产品设计也给企业带来了新的竞争力。
当今时代,唯一不变的事情就是变化,创新已经成为时代发展的主旋律。对企业而言,开发新产品是企业生存与发展的重要支柱,开发新产品具有以下几方面的战略意义。
由于任何产品都具有投入期、长大期、成熟期和衰退期,因此,企业想长大、想发展,就必须不断进行新产品的开发。
任何产品只要进入长大期后期,只要有利润,必然有大量的同行进入竞争行列,由此,势必造成本企业利润空间的大大缩小。因此,一个成功的企业应该抢夺先机,开发新产品。
因为在总的固定成本不变的情况下,开发新产品能使企业的资源利用率提高,由此使产品的成本随着降低,企业的经营能力也可得到较大的提高。
在经济社会迅速发展的今天,企业面临的各种环境条件也不断发生变化,如不及时开发新产品去适应环境,企业就会面临被淘汰的境地。如今各行业间的竞争越来越激烈,不同价位、不同材料的产品充斥市场,导致市场对产品的要求越来越高,不断开发新产品使之顺应市场的需要成为一种必需。
每一种新产品在研制过程中,都会对技术、材料和工艺提出新的难题,正是在解决这些难题的过程中,促进了新的技术、新的材料和新的工艺的产生与应用。例如,在“鸟巢”的主体结构框架设计过程中,为了满足其抗低温、易焊接、抗震性能强的要求,舞阳钢铁厂的科研人员开发出了Q460钢材,而且加工的钢板厚度达到110mm,这些都促进了新材料的研发和新工艺的采用。
综上所述,开发新产品不仅有利于企业的长大、进步和竞争能力的提高,而且也将使企业与社会、自然环境的适应能力大大提高。因此,要把握未来就要把握先机,开发出好的新产品并且尽快占领市场,只有这样,企业才会在激烈的竞争中永远立于不败之地。
新产品是指在产品特性、材料性能和技术性能等方面(或仅一方面)具有先进性或独创性的产品。所谓先进性,是指由于采用了新技术、新材料而产生的先进性,或由原有技术、经验技术和改进技术综合产生的先进性。所谓独创性,是指产品由于采用新技术、新材料或引进技术所产生的全新产品。
根据对产品的改进程度,可把新产品分为创新产品(break through product)、换代新产品(next-generation product)、改进新产品(derivative product)三类。
(1)创新产品。即采用新技术、新发明生产的具有新原理、新技术、新结构、新工艺、新材料等特征的新产品。成功推出创新产品可以使企业获得先入为主的优势。例如,美国摩托罗拉公司于1973年推出了第一部手机,日本东芝公司于1985年推出了第一台笔记本电脑。这些革命性的产品深刻地改变了人们的生活和工作方式。创新产品可使企业保持持续的竞争力。
(2)换代新产品。即在原来产品基础上,基本原理不变,部分采用新技术、新结构、新材料、新元件,使产品功能、性能或经济指标有显著改进的新产品。如从电熨斗到自动调温电熨斗,再到无绳人工智能电熨斗,以及从第三代战机到三代半战机,再到第四代、第五代战机。
(3)改进新产品。即改进原有产品性能、功能,提高质量,增加规格型号,改变款式、花色而制造出来的新产品。推出改进新产品需要投入的资源很少。改进新产品是对现有产品的补充和延伸,通过不断改进和延伸现有产品线,企业可在短期内保持市场份额。例如,江民公司每年下半年推出的新年序列杀毒软件就属于改进新产品。
产品开发就是企业在开发新产品、改造老产品、采用新技术和改变生产组织时所进行的一系列技术活动。企业的研究开发分为产品开发(产品革新)、生产方法开发(工艺革新)和生产手段开发(生产设备、设施革新)等。产品开发包括开发新产品和改造老产品,它是企业技术开发的“龙头”。生产方法是指在生产过程中劳动者运用劳动工具作用于劳动对象的技术组合和加工方法。这种开发主要是伴随制造新产品或改进老产品和为降低产品成本提高生产效率而进行的新工艺的研究开发,如发明新的加工方法或操作方法等。机器设备和工具是企业的生产手段,是现代化生产的物质技术基础。生产手段开发主要包括对现有设备的更新改造、设计和制造各种先进的专业设备和工具,这种研究开发主要是围绕新产品的开发和生产能力的提高而进行的企业的技术设备和生产设施的改造。
当代科学技术迅猛发展,用户需求向个性化和多样化方向发展,产品生命周期急剧缩短。企业要生存和发展,一方面要不断采用新技术、新工艺、新设备,不断提高产品质量,降低产品成本,提高生产效率;另一方面要不断开发新产品,提高企业的竞争能力和适应能力,才能不断地提高经济效益。
关于研究与开发的分类方法,在国际上并无定论。但一般来说,可以分为3类:
(1)基础研究(basic research,fundamental research);
(2)应用研究(applied research);
(3)开发研究(development research)。
基础研究又可分为纯基础研究与特定目标基础研究。纯基础研究以探索新的自然规律、创造学术性新知识为使命,与特定的应用、用途无关。纯基础研究主要在大学,国家的研究院、所中进行。特定目标基础研究是指为取得特定的应用、用途所需的新知识或新规律,而运用基础研究的方法所进行的研究。一般来说,企业中所进行的基础研究大都属于此类范畴。
应用研究是指探讨如何将基础研究所得到的自然科学上的新知识、新规律应用于产业或工业上而进行的研究;也即运用通过基础研究所获得的知识,为创造新产品、新技术、新材料、新工艺的技术基础所进行的研究。所以也有人把应用研究称为工业化研究。
开发研究是指利用基础研究和应用研究的结果,为创造新产品、新技术、新材料、新工艺,或改变现有的产品、工艺、技术而进行的研究。这种研究是以生产为目标的。也就是说,在应用研究或工业化研究的阶段,并没有具体的产品意识,只有到了开发研究阶段,才开始与具体的新产品、新技术联系起来。因此,也有人把开发研究称为企业化研究。
一般来说,企业的研发主要是开发研究,也有一些研发实力较强的企业从事部分应用研究和特定目标基础研究。随着科技进步和市场竞争的日益激化,研发在企业中逐渐得到升级,从开始的开发研究,逐渐向应用研究和特定目标基础研究发展。
产品开发的主要内容如图3.1所示。首先要进行市场调查研究,了解用户的需求,通过对产品市场生命周期的分析研究及技术预测,根据企业的资源条件和开发能力做出老产品改进或新产品开发的决策,选择产品开发的时机、策略和方式,然后进行产品设计、工艺设计和试制鉴定。
产品开发的调查研究与预测分析包括市场和技术两个方面。前者就是要了解国内外市场对产品品种、规格、数量、质量、价格和供应等的需求,从而根据需要来开发新产品;后者则是调査有关产品的技术现状与发展趋势,预测未来可能出现的新技术,为制订新产品的技术方案提供依据。
根据调查掌握的市场信息及企业自身条件,充分考虑用户的使用要求和市场竞争情况以及相关技术的发展趋势,有针对性地在一定范围内提出开发新产品的构思创意。构思创意是新产品孕育、诞生的开始。新产品开发的构思创意主要来自以下4个方面。
(1)研发人员。研发人员掌握技术发展的规律和最新趋势,是提出新产品构思创意的主要力量,除本企业的研发人员提供的构思创意外,也可通过咨询有关专家、科研机构,获得新产品开发的构思创意。
(2)用户。满足用户需求是开发新产品的目的,要通过各种渠道了解、掌握用户的需求信息,有时用户的投诉、抱怨等也是新产品构思创意的重要来源。
(3)本企业职工。他们熟悉企业的生产技术条件,也在不同程度上了解市场和用户的需求,特别是销售人员和技术服务人员,他们经常接触用户,因此,要鼓励他们提出新产品的构思创意。
(4)竞争者。任何一个具有市场意识的公司都会留意竞争者的一举一动。任何一个新的构思,都会给对手在市场上带来一定的竞争优势,哪怕这种优势只是暂时的。因此,要时刻关注竞争对手的产品开发动向,并据此决定是选择跟进策略,推出类似的产品或服务,还是推出一个有所区别的构思。
构思创意筛选就是从收集到的众多构思创意中筛选出具备开发前景的方案。从构思创意到产品开发方案的形成,需要经过多次的筛选和评价,如图3.2所示。产品开发过程中的方案分析与评价也是产品开发的重要组成部分,必须给予高度的重视。
产品生命周期是指从产品研制成功投放市场开始一直到最后被淘汰退出市场为止所经历的时间。产品生命周期大致分为引入期、长大期、成熟期和衰退期4个阶段,如图3.3所示。
图3.3 产品生命周期曲线
引入期是指企业的新产品刚刚进入市场,用户对产品还不了解,销售量小而且增长缓慢,销售收入不足以弥补生产成本和销售费用,通常不能提供利润。这一阶段要求企业采取增加广告宣传、改善工艺、提高生产效率、降低成本、稳定和提高产品质量等措施,使产品尽快进入长大期。长大期是指产品被消费者接受,销售量迅速增长的阶段。这时产销量大幅度上升,成本下降,利润也迅速增长,同时,竞争开始加剧。这一阶段企业应采取的主要策略是,迅速提高生产能力,扩大市场占有率,同时稳定和提高质量,促进产量高速增长并进入成熟期。成熟期是产品的主要销售阶段,这时产品已经享有盛誉,有一定的市场份额,企业为开发新产品和营销所支付的投资已经全部收回,产品所提供的利润达到最高水平,但与此同时,竞争也到了白热化阶段。这一阶段企业应采取的主要策略是,不断降低成本,加强服务,同时要注意对产品进行改进,以延长成熟期。在衰退期,产品已不能适应市场需求的发展,销售量锐减,直至被市场所淘汰,退出市场为止。
产品生命周期曲线揭示了大多数产品在市场上的销售收入(利润)随着时间变化的一般规律,它表明任何一种产品在市场上有兴旺也有衰退的现象。产品生命周期主要受4种因素的影响,即技术进步的推动、消费者需求和偏好的变化、市场竞争的压力和企业追求经济利益的驱动。在一般情况下,企业为了保持良好的经营状况,要不断地研究开发新产品,要求企业自身在生产第一代新产品的同时,试制第二代新产品、研制第三代新产品、构思第四代新产品,这样形成技术储备和新产品梯队,保证不断地有新产品投放市场。与此同时,还要注意新一代产品投放市场的时机选择:若投入过早,会使老一代产品还未结束成熟期就被新一代产品所取代;若投放过晚,则市场有被竞争者占领的危险。
另外,企业开发一代产品是很不容易的,不应该轻易就让它退出市场,应该想方设法延长其生命周期。如图3.4所示,可以通过以下几种方式:一是增加广告宣传;二是在不改变产品整体结构的基础上,对产品进行局部改进设计,如更换产品的外观和包装、增加某些新机构和新功能等,以吸引新用户和稳定老用户;三是开拓新市场,在产品尚未被认识的新销售区域或经济较落后的区域争取新用户;四是寻找新用途,这一般需要对产品做较大的改进。总之,要千方百计地使这一代产品为企业创造更多的效益。
采取正确的新产品开发策略是使新产品开发获得成功的前提条件之一。在制定新产品开发策略时,应预测技术发展和市场需求的变化,还应做到“知己知彼”,即不仅要知道本企业的技术力量、生产能力、销售能力、资金能力以及本企业的经营目标和战略,还应了解竞争对手的相应情况。新产品开发策略一般归纳为领先型策略和跟随型策略两种。
(1)领先型策略。领先型策略是指企业定位为该行业或领域的领跑者。在产品研发技术方面,企业能够掌握该行业或领域的技术前沿和发展趋势,具备很强的研发能力和雄厚的技术储备;在市场需求分析方面,企业不仅能够准确地掌握目前现实的消费者需求,还可以预测潜在的市场需求,即消费者对市场上还没有出现的产品的需求;在管理方面,企业要具有很高的研发管理水平、生产管理水平和市场营销水平。这样的企业具有主动引导消费和主动创造新市场的能力。
当然,企业要采用领先型策略是很不容易做到的,需要有先进的经营理念、完善的运营机制和强大的财力支持。一般认为,对于一般的制造业企业,若采用领先型开发策略,则每年的研发资金投入不得少于企业年营业收入的5%;对于技术进步较快的电子信息行业,不得少于企业年营业额的10%。
(2)跟随型策略。跟随型策略是指企业发现市场上出现有发展前途的产品时,就不失时机地进行跟随和仿制,并迅速投入市场。一些中小企业常采用这种策略。这种策略也要求企业有较强的应变能力、高效率的开发组织和通畅的销售渠道。
(1)独立开发。这是有独创性的开发方式,企业自行独立开发新产品,要求企业具备较强的科研能力、雄厚的技术力量和保持一定的技术储备。采用领先型开发策略的企业一般采用这种开发方式。
(2)技术引进。技术引进一般是指企业利用国内外的先进技术如直接购买专利、技术诀窍,从事新产品开发的方式。技术引进是许多企业开发产品的成功经验。利用这种方式可以节省企业的科研经费,减少开发风险,加速企业技术水平的提高,缩短新产品开发周期。此方式适用于研究开发能力较弱的企业。
(3)技术引进与独立开发相结合。它是指只引进关键的核心技术,外围的配套技术由企业自己开发。这种方式可以在充分消化吸收引进的核心技术的基础上,结合本企业的特点进行创新。这种开发方式投资少,见效快,不仅能引进先进技术,而且还能创造出具有本企业特色的新产品,适用于已有一定的开发条件、外部又有比较成熟的开发这类新产品的若干新技术可以借鉴的企业。采用追随型开发策略的企业一般采用这种开发方式。
(4)联合开发。联合开发是指与有关大专院校、科研院所或其他企业合作研究开发。采用这种方式的企业自身有一定的研究开发条件和能力,但尚不具备独立开发的能力,或基于对研究开发的费用高、风险大、联合各方实现优势互补等因素的考虑。
(5)委托开发。委托开发是指企业有新产品的构思创意,但是没有开发能力,从而委托有关大专院校、科研院所或其他生产企业进行产品开发。采用这种方式的企业自身一般不具有研究开发的资源条件和能力,或考虑到研究开发费用太高、风险大等因素。
(6)仿制。仿制是指对其他企业的产品进行分析、拆解、测绘后,形成本企业产品的一种开发方式。从市场竞争和企业经营角度看,在发展新产品中仿制是不可排除的,因其有现成产品和技术可借鉴,技术难度和技术风险小,投入开发的人、财、物都相对少些,开发速度也最快。但是仿制不能全部照抄照搬,处理不好的话将会面临严重的侵权投诉,影响企业的形象和经营活动。
为了使企业保持长久的竞争力,必须不断向市场推出新的产品,为此,企业必须有效响应用户需求,并且能超过竞争对手。抓住机会的能力、快速开发出新产品、用很短的时间将产品推向市场,对一个企业而言是十分重要的,因为产品的市场寿命是有限的。
为此,必须对企业的产品和服务设计的绩效进行测量和控制,争取取得最大的效益。根据企业在市场上的竞争要素,通常用表3.1所列出的内容作为度量产品开发绩效的主要指标。
产品设计是指从确定产品设计任务开始,到确定产品的具体结构为止的一系列技术工作和管理活动,是产品开发的重要环节,也是产品生产过程的开始。由于产品设计阶段要全面确定整个产品的具体结构和规格,从而也就确定了生产该产品的整个生产系统的构成,甚至售后的维修服务工作的构成和报废后的处理工作构成。所以,产品的设计阶段决定了产品的前途和命运,一旦设计出了错误或设计不合理,将导致产品的先天不足,工艺和生产上的一切努力都将无济于事。因此,产品设计的意义重大,具有“牵一发而动全局”的“龙头”作用。产品设计的重要性具体体现在以下几个方面。
第一,产品能否在预定的使用环境中发挥预定的性能、机能,主要取决于设计阶段。
第二,产品成本的主要责任在于设计阶段。一项研究表明,产品成本的80%取决于设计开发部门和生产技术部门,如图3.5所示。
第三,产品设计影响产品的制造工艺性。在规定的产量规模条件下,能采用经济的加工方法,制造出合乎质量要求的产品,通常称为产品结构的工艺性。良好的结构工艺性,要求设计的产品结构能够最大限度地降低产品制造的技术难度和劳动量,减轻产品的重量,减少材料耗费,缩短生产周期等。
第四,设计阶段对控制产品质量有重要的意义。因为在设计阶段将具体确定产品及其零部件的各种技术参数,如材料型号、公差、配合精度、表面粗糙度等,这些技术参数的设置不仅影响产品的性能、加工工艺性,还影响产品加工质量的保证程度和使用过程中的可靠度。因此,必须从设计阶段起就树立产品质量观念,尽量不使任何会带来产品不良的因素掺杂到设计中。
选择一个真正能为企业带来效益的产品很不容易,关键看产品开发人员是否真正具备市场经济的头脑。一方面,新技术的出现对新产品的形成有重要影响;而另一方面,则主要看企业是否真正把用户放在第一位。
因此,产品设计和选择应该遵循以下几条原则。
1. 设计创新性的产品(服务)。设计本身就是创造性思维活动,只有大胆创新才能有所发明,有所创造。但是,今天的科学技术已经高度发展,创新往往是在已有技术基础上的综合。有的新产品是根据他人研究试验结果而设计,有的是博采众长加以巧妙的组合。因此,在继承的基础上创新是一条重要原则。
2. 设计可制造性强的产品。可制造性原则表述了产品是否能用现有的生产技术和手段制造出来,并符合产品的质量和成本要求。在产品的设计阶段就考虑产品的可制造性,从而保证设计出的产品易于制造和装配,缩短产品的开发周期,降低产品成本,保证产品质量。
3. 设计可靠性强的产品(服务)。产品设计力求技术上先进,但更要保证使用中的可靠性,即无故障运行的时间长短,这是评价产品质量优劣的一个重要指标。所以,产品要进行可靠性设计。
4. 设计绿色产品。出色的设计应该兼顾环保,致力于维持稳定的环境,合理利用原材料。同时,设计也不应仅仅局限于防止对环境的污染和破坏,也应该注意不让人们的视觉产生任何不协调的感觉。
(1)编制技术任务书。技术任务书是产品设计的指导文件,是在新产品方案论证基础上编制的。其目的在于正确地确定产品最佳总体设计方案、主要技术性能参数、工作原理、系统和主体结构。其主要内容包括:确定新产品的用途、适用范围、使用条件和使用要求,设计和试制该产品的依据;同国内、外同类先进产品对比,说明其结构、特征及技术经济指标的先进程度,提出选型的依据;确定产品的基本性能、结构和主要参数,概括地做出总体布置、传动系统略图、电气系统略图、产品型号、尺寸、标准系列等;概略地计算技术经济指标。
(2)方案设计。这是产品设计的选型阶段,主要任务是确定产品的基本功能、性能结构和参数,一般包括产品的功能和使用范围、产品的总体方案设计和外观造型设计、产品的原理结构图、传动系统图、电气系统图、产品型号、尺寸、性能参数标准等,对各选型方案计算其技术经济指标并进行经济效果分析。
(3)技术设计。这是产品设计的定型阶段,主要任务是将方案设计中确定的基本结构和主要技术参数进一步具体化,根据技术任务书中的要求,进一步确定产品结构和技术经济指标,以总图、系统图、明细表等表现出来。技术设计的基本内容应视产品类别而异。对于机电产品,一般包括试验、计算和分析确定重要零部件的结构、尺寸,以及配合并画出机器总图、重要零部件图、液压系统图、冷却系统图和电气系统图等;编写部件、附件、通用件、标准件、外购件等明细表及特殊材料明细表;编写设计说明书,说明产品结构特点和结构间的相互关系以及重要零件强度、刚度和计算公式等;制定加工和装配的技术条件以及产品验收和订货的技术条件;分析产品的技术经济指标和技术经济效果等。
技术设计还要考虑企业的设备条件、生产技术水平,尽量简化结构、提高结构工艺性。从设计方面提高结构工艺性的主要方法是尽量采用标准化零件、扩大产品结构的继承性和零部件的重复性。
重要的非标准产品,尚需在技术设计之前进行初步设计。其主要任务是对产品开发采用的新原理、新技术、新结构、新工艺、新材料和新计算方法进行专项试验研究和验证工作,为产品设计提供科学依据。
(4)工作图设计。工作图设计的任务是将技术设计进一步具体化,在技术设计的基础上绘制供试制(生产)及随机出厂用的全套工作图样和编写必要的文件。其主要内容包括:设计并绘制全部零件的工作图,详细注明尺寸、公差、配合、材料和技术条件;绘制产品总图、部件装配图、包装图和安装图;编写零件一览表;编制产品说明书和使用、维护保养规程等。工作图的质量直接影响新产品试制,因此,保证图样质量、加强图样的审查校核工作也很重要。
不同类型的产品设计程序和具体内容有所不同,但一般来说,产品设计程序为编制技术任务书、方案设计、技术设计和工作图设计。对复杂的非标准产品,尚需在技术设计之前进行初步设计。利用引进技术开发的新产品,一般只进行技术设计和工作图设计。
传统的产品开发组织模式实际上是一种线性阶段模式,如图3.8所示。在这一模式环境下,企业内部对产品开发进行了明确的专业化分工,采用流水线作业方式。一个产品的开发要经过概念产品形成、产品设计、加工制造及营销这4个阶段,且每一个阶段必须完全达到要求后才能转入下一阶段。这种模式下各下游开发部门所具有的知识难以加入早期设计。如前所述,越是设计的早期阶段降低费用的机会越大。另外,各部门独立操作,对其他部门的需求和能力缺乏理解,目标和评价标准的差异和矛盾降低了产品整体开发过程的效率。
图3.8 产品开发的线性阶段模式
这种产品开发组织模式不能使企业顺应市场竞争所带来的时间、数量、成本、供应方面的要求。企业必须改变这种线性阶段模式,探索新型产品开发组织模式,才能及时抓住市场对新产品需求的机遇,快速开发新产品,赢得市场。
为了解决线性阶段模式带来的问题,缩短产品开发时间和降低开发成本,基于“反向工程”的产品开发组织模式应运而生。它要求设计人员在早期的产品设计阶段综合考虑产品生命周期中的各个方面,包括产品概念、功能需求、可制造性、可装配性、可靠性、可维护性、价格估计、报废处理等。其目的是在初始设计阶段识别出产品生命周期的关键因素,并用它们来指导设计决策,使设计能够获得较大的并行性。
这种模式的一个特点是将从事产品设计、控制系统设计、电子仪器、仪表设计、制造、生产计划、维修、质量控制等不同工作的人员组成的多学科工作小组集中到产品设计阶段,协同进行产品设计。我们将这一把下游工作小组集中到上游工序的产品开发组织模式称为基于“反向工程”的产品开发组织模式,如图3.9所示。
图3.9 基于“反向工程”的产品开发组织模式
这种模式需要在产品开发的早期阶段投入较多的资金,但由于将多学科工作小组集中到了产品的设计阶段,并综合考虑下游的各种影响因素,可以帮助设计人员尽早发现设计上存在的冲突问题,避免了因相互冲突造成不必要的重复设计,从而加快了产品开发进程,一定程度上缩短了从产品定义到投入市场的时间,使整个产品的开发和生产成本有所降低,同时产品质量和可靠性也相应提高。
基于“反向工程”的产品开发组织模式是传统意义上的并行工程,但是它所强调的只是并行设计。产品最终交由用户使用,要经历产品设计、生产及营销这几个阶段。基于“反向工程”的产品开发组织模式仅将多学科工作小组的协同工作局限在产品设计阶段,它对企业生产及营销阶段的帮助很有限。
如果能将多学科工作小组的协同工作贯穿企业的整个经营生产过程,在各个阶段均考虑产品生命周期的关键因素,将使产品设计、生产及营销过程获得更大程度的并行性,从而更进一步加快产品开发速度,缩短产品上市时间。据此,有学者提出了基于“并行工程”的产品开发组织模式,如图3.10所示。并行工程是指对产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)进行并行、一体化设计的一种系统化方法。
图3.10 基于“并行工程”的产品开发组织模式
这种模式要求多学科工作小组以平行的、交互的、协同的方式进行产品及相关过程的设计,完成产品的生产及销售。不仅要在产品设计阶段考虑下游影响因素,而且要在产品生产及销售过程中综合考虑上游影响因素,这一模式主要着眼于以下几点。
(1)开发时间短。以产品投入市场的时间为评价标准,明确研制周期的重要性。
(2)产品质量高。质量不仅指“零缺陷”,而且要让用户满意;明确开发流程和组织的综合质量的重要性。
(3)开发费用低。现行的产品设计变更都是在产品整个生命周期的后半部分发生的,这时发生的成本费用过高,流程与设计都难以改变,应尽量采用并行工程的方法进行设计。
下面以汽车工业为例,来说明基于并行工程的产品开发组织模式的工作原理。在线性阶段模式下,汽车设计、制模、生产及营销部门明确分工,各司其职。先有设计,后有制模,再有生产,最后到营销。在企业运行过程中各部门之间往往会产生许多矛盾,导致设计的不断反复以及生产和营销过程中人力、物力资源的浪费,不利于缩短产品开发周期。在基于“反向工程”的产品开发组织模式下,通过将下游部门的人员集中到产品设计阶段协同工作,力求尽早发现产品设计上存在的冲突问题。由于减少了重复设计,从而一定程度上缩短了产品开发的周期。但这种模式对生产及营销阶段的促进作用很小,而生产阶段对营销过程的帮助也有限。而在基于并行工程的产品开发模式下,产品设计、生产及营销等几个阶段相互交叉,企业各部门密切配合,在整个过程中,既考虑下游因素对上游工序的影响,也考虑上游因素对下游工序的影响。其产品从设计到营销的过程,如图3.11所示。在汽车产品结构设计的初期,产品设计人员综合考虑汽车应具有的功能、特点以及可制造性、可装配性、可靠性和可维修性等产品生命周期的各种因素后才开始设计工作;模具部门并不必等待产品结构设计部门完成设计后才启动。在产品结构设计的早期就及时了解模具的大致要求,只要设计方案基本成型,即可开始探讨模具的设计、制造方法。同样,生产部门(如铸造、加工及装配部门)可以通过密切跟踪产品设计信息,提前做好样品试制的准备工作,完成样品的试制工作,进而提前做好小批量、大批量生产的准备工作。销售部门则可根据上游工序的工作情况,提前拟订销售计划,让用户及早了解产品信息。在整个过程中,采用让产品设计人员充实到生产、营销部门的做法,尽早让生产部门掌握产品的生产和制造技术,让销售人员及时了解产品的性能和使用方法。
图3.11 基于并行工程的产品开发组织模式下的产品开发过程(以汽车工业为例)
在这种模式下,企业各个部门之间协同工作,并行运作,大大提高了产品设计、生产及营销效率,从而能够有效地缩短产品开发周期。
建立基于并行工程的产品开发组织模式,要重构制造和企业经营过程。而在这之前,需要一套企业建模系统,来帮助企业重构制造和经营过程,并研究并行工程对整个企业和产品生命周期的影响。
企业建模是对企业经营过程和工程过程建立模型并动态仿真企业内部各种行为活动的一种方法。借助企业建模系统,重构制造和经营过程,首先要尽可能减少过程中不能增值的活动,其次要设法提高现有活动的效率,要认清在哪些过程中能使并行工程得到最好的应用以达到并行化。
为了建立基于并行工程的产品开发组织模型,要求企业建立各种过程模型,以确保恰当的信息、技能、资源在恰当的时间用于恰当的地点。一个企业建模系统要求能够完成以下几项工作:
(1)研究设计决策是怎样影响制造过程的,怎样更好地考虑产品生命周期中的可操作性和可靠性等问题;
(2)评价人的创造力怎样才能更有效地用于决策过程,在生产过程中如何自动增加利润;
(3)帮助企业制定经营发展战略,并根据外部因素(如竞争力、用户需求、经济环境等)的变化,定期地对发展战略进行更新。
建立基于并行工程的产品开发组织模式也可以说是创造一个能够使组织中的专家同时合作的多目标群体决策环境。在这一决策环境下,决策者之间加强了与制造和经营活动相关的思想交流以及约束的识别。
要创造这样一个决策环境,要求企业具有灵活的组织结构。组织结构的各个经营单元能有效地进行信息交流。信息交流既有纵向的又有横向的,多学科小组成员间的信息交流必须及时、准确。
目前,在我国盛行的企业组织形式是一种依职能而设立的部门建制,每个决策者在各个部门独立运作。这种企业组织形式由于组织结构的逐渐膨胀而导致“信息孤岛”激增,部门间难以密切协作,不利于缩短产品开发周期和提高产品质量。
为了建立基于并行工程的产品开发组织模式,需要对这种企业组织结构进行重构。国际上流行的企业组织结构变革措施(如组织分裂法、组织调整法、一条龙法等)将为我们提供借鉴,企业要勇于探索,寻求适合本企业进行产品开发的组织结构,从而加速建立基于并行工程的产品开发组织模型。
基于并行工程的产品开发组织模式对企业内部各部门之间的协作提出了更高的要求,有必要开发一种能够支持这种产品开发组织模式的协作信息处理系统来加强从产品设计、生产到营销各部门之间的信息交流,并有效地化解协作过程中的冲突。这一协作系统包括各种类型的数据库和基于知识的决策子系统,需要应用许多使能技术(enabling technology),如开放的网络通信技术(允许系统之间无缝地交互信息)、共享领域知识(包括从产品设计、生产到销售领域的知识模型)、约束定向搜索以及计算机辅助冲突化解技术。这些使能技术的应用将有利于并行工程、人工智能、计算机集成制造技术的联合应用,从而从整体上提高生产率,而不是仅在专门领域提高生产率。
随着经济一体化与全球化市场的发展,企业为了适应新经济竞争环境,增强国际竞争力,越来越趋向于采取全球化、外包和协作等策略,通过全球资源的优化配置来开发并推出最具有竞争力的产品,利用网络技术的发展,在并行工程的基础上建立跨企业的产品开发网络,寻求有效的开发合作伙伴,协同创造产品竞争优势。美国咨询公司Aberdeen Group于20世纪90年代初提出了协同产品商务(collaborative product commerce, CPC)的概念。从管理上说,协同产品商务是一组经济实体(制造商、供应商、合作伙伴、顾客)的动态联盟,是共同开拓市场机会并创造价值的活动的总称。通过互联网技术使在产品商业化过程中扮演不同角色、使用不同工具、在地理上或供应网络上分布的个体能够协作完成产品的开发、制造以及产品整个生命周期的管理,能带来更快的上市时间、更大的市场份额和更高的利润率。
协同模式包括三层架构,如图3.12所示。
图3.12 CPC的基本框架
(1)基于角色的Web访问。这一层为协同各方提供方便、安全、无障碍的信息访问门户,具体工程包括信息的浏览、搜索、订阅等。
(2)CPC的应用逻辑(产品应用财富)。这一层体现了人、活动和信息相互交互的逻辑,具体功能包括协作流程管理、信息的共享和重用、同已有系统的集成等。
(3)CPC的Web数据存储(产品信息财富)。这一层的主要作用是把产品数据变成企业的知识财富,具体功能包括信息的捕获、存储、整理、丰富、结构化和摘要。
协同产品商务蕴含着以下一些核心的管理思想。
(1)价值链的整体优化。协同产品商务从产品创新、上市时间、总成本的角度追求整体经营效果,而不是片面地追求诸如采购、生产和分销等功能的局部优化。
(2)以敏捷的产品创新为目的。迅速捕获市场需求,并且进行敏捷的协作产品创新,这是抓住市场机会、获取高利润的关键。
(3)以协作为基础。协同产品商务的每个经济实体发挥自己所擅长的优势,实现强强联合,以获得更低的成本、更快的上市时间,更好地满足顾客需求。顾客参与到产品设计过程中,可以保证最终的产品是顾客确实需要的。
(4)以产品设计为中心进行信息的聚焦和辐射。产品设计是需求、制造、采购、维护等信息聚集的焦点,也是产品信息向价值链其他环节辐射的起源。只有实现产品信息的实时、可视化共享,才能保证协作的有效性。
1. 引子
2008年1月上旬的一天,一台崭新的ThinkPad X300放在了彼得·霍坦休斯(Peter Hortensius)的面前,这是联想经过一年半时间研发出来的最新款超薄笔记本电脑。跟着ThinkPad X300来到霍坦休斯跟前的是一则令人深感焦虑的消息:苹果史蒂夫·乔布斯把其最新发布的铝外壳超轻超薄笔记本电脑MacBook Air从一个大信封里拿了出来,并且乔布斯宣称这是全世界最薄的笔记本电脑。
要知道,ThinkPad X300的上市时间定在2008年2月,如果MacBook Air比它还要优秀,那就意味着这款产品还没推出就已经过时了。如果真是这样的话,其后果对于联想不亚于一场灾难。
霍坦休斯急不可耐地让他的秘书菲利斯找来了一个大号信封。当霍坦休斯小心翼翼地把X300塞进信封时,他兴奋地大叫:“装下了!装下了!”
2. 联想对ThinkPad X300寄予的厚望
今天,人们对产品生命周期理论已耳熟能详,该理论及实践表明:对于任何一家企业,如果未能不断地开发新产品终将被无情的市场所淘汰。
可是,值得人们深思的是,在IT行业,耗时一年半开发一款笔记本电脑,这可真是犯了大忌,而且联想方面表示,ThinkPad X300不是一款畅销产品。那么,究竟联想对X300寄予了怎样的厚望呢?
让我们把日历翻回到2005年5月1日。当天下午3点,联想正式宣布完成收购IBM全球PC业务。至此,这桩在国内外影响深远的IT行业的“蛇吞象”收购案尘埃落定。
无论联想对这次收购是多么信心满满。但是,当局者也好,旁观者也好,都不得不思考这样的问题:美国IBM的金牌产品ThinkPad到了中国联想手里,原来的客户会不会流失?潜在的客户会不会举棋不定,甚至调转船头?首先,IBM每年可以从美国政府及其他官方组织得到约10亿美元的固定订单,这笔业务占IBM PC业务的10%左右,谁能保证这部分订单不会流失?其次,原IBM的个人计算机用户中有很大一部分是企业客户,谁又保证这些客户在IBM出售其个人计算机业务后不会转而购买惠普或戴尔的产品?最后,一直以来,IBM以其高品质在个人客户群中保持了极佳的口碑,更有对“小黑”(指ThinkPad)解不开的情结。这个情结除来自产品过硬的品质外,还来自对IBM品牌的崇拜,赢得顾客的崇拜绝非一朝一夕可以成就。
为应对客户流失的风险,联想进行了周密的策划。根据协议,联想此次收购的不仅是IBM个人计算机业务的办公机构、场所等,IBM原来属于个人计算机业务的员工也被统一打包,整合到联想。此外,生产线不变,研发中心也不变。由于宣传到位、计划周密,同时得到了IBM很好的配合,联想在稳定客户方面取得了一定的成功。
铁打的营盘,流水的兵。在IT行业,员工跳槽司空见惯,更何况,每个人都有退休的那一天。产品要改进,技术要创新。当联想推出新产品时,如何延续ThinkPad原有的品质呢?这个问题实实在在地摆在了联想的面前。毫无疑问,这是联想历时一年半研发ThinkPad X300的主要动因。
3. 推出X300的时机选择
联想把ThinkPad X300的上市时间选在2008年,这个年份耐人寻味。2008年对于中国来说注定是不平凡的一年,南方50年不遇的雪灾、汶川特大地震让全国人民守望相助、上下同心。也正是在这一年,北京举办了一届无与伦比的奥运会。2004年3月,联想与国际奥委会签约,成为2008年北京奥运会的顶级赞助商。联想绝不会失去这个千载难逢的好机会。联想希望X300在2008年北京奥运会上大放异彩。
但是,如果奥运会提前或推迟两年举办,联想还会把ThinkPad X300的上市时间选在奥运年吗?在思索这一问题之前,还是让我们回顾一下ThinkPad X300的开发历程吧。
4. ThinkPad X300开发历程回顾
(1)公司战略布局
IBM ThinkPad曾经一直是管理和商务人士的至爱。看到它的光芒逐渐淡去,联想董事会主席杨元庆表示:“我们想传递这样一个信息,如果有哪家企业能够不断研发出最具创新性和高品质的产品,那它一定是联想。”
(2)产品开发战略
产品开发战略是对公司战略的支撑。根据高层传达的信息,相关部门需要制定相应的产品开发战略。事实上,企业的形象也好,品牌也好,一切都要落实到产品/服务上。没有高品质、没有持续影响力的产品/服务,企业所谓的良好形象、高端品牌只能是昙花一现。为了制定产品开发战略,需要确定产品定位和目标、开发产品平台、确定产品线、规划产品开发项目。
产品定位和目标要解决的是“瓜种”问题。联想推出X300的目的就是要重现ThinkPad昔日的辉煌,为联想在全球市场上赢得声誉。ThinkPad定位于精品,而非畅销产品,这就明确了产品的定位和目标,解决了“长什么样的藤,结什么样的瓜”的问题。
产品平台是“瓜的主藤”,是企业核心技术的集合,是使企业所有产品线和产品根植于此的公共平台。联想的选择必然是在巩固原有技术优势(如日本大和实验室)、人力资源等的基础上,投入更多的资金强化产品平台的开发。
产品线是“瓜的支藤”,是基于产品平台的同类产品的集合。ThinkPad X300连同其他产品构成了ThinkPad X系列产品线。
产品项目是“藤上的瓜”,是基于产品线规划的单项新产品。联想的产品开发战略是把ThinkPad X300打造成X系列上的一个硕果。
制定产品开发战略的重任理所当然地落在了霍坦休斯的肩上,因为他是联想集团负责笔记本业务的高级副总裁。
(3)产品的设计方案与技术应用
此时该是希尔·萨帕、项目经理及设计人员登场的时候了。希尔是联想公司企业形象综合战略和设计主任,以笔记本电脑传统的继承者为世人所知。理查德·萨帕是ThinkPad笔记本的原创人之一,他曾主导设计了ThinkPad 700C系列笔记本电脑,奠定了ThinkPad笔记本的经典设计风格。
对于笔记本电脑,轻小便是价值。如何将重量、价格和功能完美地结合在一起,使用什么样的新技术是最重要的问题,也只有研制出ThinkPad史上最薄、最轻、最优雅的笔记本电脑才符合杨元庆的要求。
2006年6月,希尔提出两个基本设计方案:一是把简朴发挥到极致,笔记本表面上只保留联想的标志和前面的弹簧锁,以往笔记本侧面的各种接口和底部的各种标签都通过一种金属壳隐藏起来;二是努力将笔记本做到最小,长度不超过10英寸(约25.4cm),厚度小于1英寸(约2.54cm),为此需要使用折叠式键盘。
经过调查论证,时下13英寸(约33.02cm)屏幕正大受欢迎。同时,隐藏接口和标签等的金属壳也将大大增加笔记本的重量。于是,希尔放弃了原来的想法。那么最后的方案是什么呢?2006年10月,公司经过反复论证,通过把希尔的设计理念与可能的技术相结合,确定这款新产品的代码为kodachi,意即小武士刀。这款高端笔记本电脑囊括了3种新兴技术:固态存储,即当笔记本电脑被摔时不会支离破碎;LED背灯照明显示器,以增强电影观感;超薄DVD驱动器,厚度仅为7毫米。
(4)实施与试生产
2007年1月,kodachi获得联想高层批准,正式进入项目计划阶段。
kodachi项目的产品研发人员热情高涨,不停地探索和试验任何可能用到的先进技术和工艺。希尔更是每天通过电话和邮件同日本项目组紧密联系,时刻关注着项目的进展。
但是,市场营销人员得出的预测结论是:kodachi的销售前景并不看好,还不到目标销售量的一半。尽管如此,霍坦休斯还是决定以铁腕继续推动kodachi项目。他认为,销售人员过于保守,kodachi并不是一款普通的高端计算机,它与以往任何产品都不同。
2007年4月,kodachi项目进入实际研发阶段。即刻起,所有设计人员和工程人员都陷入深深的担忧:没准明天一上班就看到竞争对手抢先推出一款更加轻薄的新机器。他们别无选择,只有抢时间。而联想高层给研发人员定下的时间表更如战鼓催征,最后期限及等待审查的鼓声一直在他们的耳边敲着。
2007年9月上旬,机械原型。9~10月,原型和组件的性能测试。11月,推出定型样机。12月上旬,生产前测试。12月,审查委员会小组一行6人计划在大和实验室会面,共同决定kodachi是否能投入试生产。kodachi机器原型顺利通过了包括最为残酷的“自由坠落”测试在内的一系列压力测试。10月1日,问题还是出现了:从两家亚洲供应商那里订购的固态存储驱动器没有通过质量检测。作为霍坦休斯的得力干将,马克·科恩凭借其超人的自信和技术才干,决定在没有固态存储驱动器的情况下继续下一阶段的研发。事实上,任何研发过程都会遇到这样那样的问题,能有效地解决这些问题才是实力的体现。
2007年12月10日,位于深圳的ThinkPad生产线上的员工开始装配最初的25台kodachi试验产品。他们的工作就是发现问题并为流水生产线的工作人员提供操作指南,从而为2008年1月25日开始的大规模生产做好准备。
2008年1月上旬的一天,第一台具有联想徽标的ThinkPad笔记本电脑ThinkPad X300放在了霍坦休斯面前。
5. 没有结束的故事
霍坦休斯的“信封实验”着实令人后怕。霍坦休斯成功了,希尔开心地笑了。但故事并没有结束。IT行业到处是刀光剑影、硝烟弥漫!这真应了那句老话:“商场如战场,身在江湖,你别无选择。”
洛杉矶玩具公司(LATC)研发出一款独一无二的、可以“从婴儿期玩到青春期”的玩具。可以利用公司的多功能浇铸工具浇铸塑料来生产这种娃娃。
然而,如果杰里·圣菲德娃娃投入生产,生产规模必须扩大,装备和检测过程也要做出大幅调整。以目前的技术水平和工作能力,新玩具的装配是没有问题的。但是合成发声器和电池驱动的运动装置的生产必须转包出去。LATC和分包商一直保持着良好的关系。因为公司能较好地控制订单的提前期,此款玩具可以让下属的50个玩具制造商全年都有活干。
圣诞节高峰期对杰里·圣菲德娃娃的需求是50 000个。这种娃娃的零售价格定为29.50美元,每个娃娃的制造成本不会超过7美元。公司目前以70%的生产能力进行运转,经济上可行而且现金流动也没有问题。
杜威·史密斯·丹尼尔正在考虑是否将杰里·圣菲德娃娃投入生产。
① 杰里·圣菲德娃娃的订单与LATC目前的能力和重点是否保持一致?
② 如果能够将工作转包给墨西哥的一家企业,采购成本为8美元,那么是自制还是外包更好?
在确定了企业将提供什么样的产品与服务,并完成运营流程决策之后,就需要对运营能力进行规划。企业运营管理人员必须提供能够满足当前和未来需求的生产能力,否则,企业就会错失长大与盈利的机会。