基于并行工程的产品开发组织模式

HEATS

摘要：首先对产品开发的线性阶段模式、基于“反向工程”的产品开发组织模式进行了分析，继而提出了一种新型的产品开发组织模式——基于并行工程的产品开发组织模式。它将并行工程理论贯穿到从产品设计、生产到营销整个过程，在强调下游因素对上游工序影响的同时，也进一步考虑了上游因素对下游工序的影响。最后，分析了建立基于并行工程的产品开发组织模式需要考虑的几个问题。

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随着以计算机为主导的现代信息技术的飞速发展，以“时间驱动”为重要特征的全球性市场竞争更加激烈，产品更新换代的速度加快，产品中的技术含量更高。人们对产品质量、产品交货期、价格及售后服务提出了更高的要求。传统的产品开发组织模式，越来越不能适应市场的需求。企业需要通过现代化信息技术、管理手段的集成来增强产品开发能力，缩短产品的交货期，以便提高企业的市场竞争力。为此，对以往的产品开发组织模式进行了分析，并借鉴并行工程哲理提出了基于并行工程的产品开发组织模式，旨在寻求一条有效缩短产品开发周期，提高产品质量，从而提高产品市场竞争力的途径。
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图1 产品开发的线性阶段模式

1 产品开发的线性阶段模式

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1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产品设计、生产及营销这3个阶段，且每一个阶段必须完全达到要求后才能转入到下一阶段。这种模式的结果是工程决策缺乏远见，从产品初始设计到最终定型，要经过反复修改。既延长了产品开发周期致使产品开发费用增高，也不便于工艺产品的创新。 + z# B/ O! p1 \4 ]' w5 K

显然，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T、Q、C、S方面的要求。必须改变这种线性阶段模式，探索新型产品开发组织模式，帮助企业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。

2 基于“反向工程”的产品开发组织形式

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长期以来，并行工程(也称同时工程或生命周期工程)被认为是对产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)进行集成化、并行设计的一种系统化方法。它要求设计人员在早期的产品设计阶段要综合考虑产品全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。其目的是要在初始设计阶段识别出产品全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程度的并行性。

图中的箭头表示下游信息向上游的流动情况 图2 基于“反向工程”的产品开发组织模式

它的一个特点就是将从事产品设计、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。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2所示。这种产品开发组织模式需要在产品开发的早期阶段投入了较高的资金,但由于将多学科工作小组集中到了产品的设计阶段,综合考虑下游的各种影响因素，可以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，从而加速了产品开发进程，一定程度地缩短了从产品定义到投入市场的时间，使整个产品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。 ( j1 P6 j( t* D

3 基于并行工程的产品开发组织模式

事实上，传统意义上的并行工程强调的只是并行设计。但是，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。 # p. H' @# L# e7 F

如果能将多学科工作小组的协同工作贯穿于企业的整个经营生产过程，在各个阶段均考虑产品全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，更进一步地提高产品开发速度，缩短产品上市时间。据此，提出了基于并行工程的产品开发组织模式，如图3所示。它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。不仅在产品设计阶段考虑下游影响因素，同时在产品生产及销售过程中综合考虑上游影响因素，这样，既能减少因相互冲突造成的不必要的重复设计，也能有效地提高企业的生产及营销水平及效率。
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图3 基于并行工程的产品开发组织模式

如图4示，以汽车工业的设计、制造及销售为例，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、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，从而一定程度地缩短了产品开发的周期。但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。其产品设计到营销的过程，如图4所示。在汽车产品结构设计的初期阶段，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全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，继而提前做好小批量、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，提前制订销售计划，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、营销部门做法，尽早让生产部门掌握产品的生产、制造技术，让销售人员及时了解产品的性能、使用方法。

图4　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)

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在这种产品开发组织模式下，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。 7 N9 s0 W7 q! W( b* d

4 基于并行工程的产品开发组织模式需考虑问题

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1. 企业建模系统 $ K! d- s9 D: }+ m) l" K! n
   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全生命周期的影响。 9 T2 j6 r" \/ W6 B
   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，其次要设法改进现有活动的效率，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。 $ B9 s8 v& e) z5 ^
   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上。一个企业建模系统要求能够完成以下几项工作：

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   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； 7 j4 p$ M7 z4 ?; _
   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值利润；
   3. 帮助企业制订经营发展战略并随着外部因素的变化，如竞争力、用户需求、经济环境等，定期地对发展战略进行更新。
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2. 企业组织结构
   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进行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。 5 Q1 {$ W# ], @7 F. O) E1 g5 t( ]" ^
   创造这样一个决策环境要求企业具有一个灵活的组织结构。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要及时、准确。
   目前，在我国企业盛行的企业的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自运作。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，难以使部门间密切协作，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企业组织结构，从而加速建立基于并行工程的产品开发组织模型。
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3. 使能技术 + l( p, {* A/ }: h9 |# ?. x
   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，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、生产和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(CE)、人工智能(AI)、分布式人工智能(DAI)、计算机集成制造(CIM)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。