基于PLM平台的IPD实施及要素分析

IPD（Integrated Product Development，集成产品研发）是近年来国内外制造业倍受关注的一种全新的研发管理模式。通过IPD可建立基于市场和客户需求驱动的集成产品开发流程，将产品研发作为一项投资来管理，能有效管理产品开发，达到加快市场反应速度，减少开发成本，提高产品稳定性、可生产性、可维护性。

国外企业中最先应用并将IPD流程成功集成到企业自身研发管理平台的是IBM公司，1992年IBM遭受到自成立以来最大的危机，由于公司战略管理的失误，其销售收入、盈利均出现下滑并出现高额的亏损，市场地位受到动摇。这时，IBM在新任CEO路易斯·郭士纳的带领下进行了企业再造变革，在研发内部率先应用了IPD，从流程与产品两个维度的重构，实现开发周期的缩短、开发成本的下降，为客户提供更满意的产品服务，最终大大提升了IBM的产品竞争力。此后波音、三星、飞利浦等知名跨国企业也相继引入了集成产品开发（IPD）的方法。

国内最先应用IPD的是华为，华为在1999年引入了IBM咨询公司的IPD，同时也导入了PLM系统，结合自身公司需求进行二次开发整合，开发了适合企业自身发展与需求的PLM系统。IPD是一种管理思想、模式和方法，转化到企业内部就是一个流程体系，随着信息技术的发展，早期实施IPD方法论的企业，导入IT化手段来实现流程体系的IT固化，实现了流程与IT系统的有机结合。从一开始与产品数据系统（PDM）的结合以产品数据管理为主的模式，到当前以PLM（产品生命周期管理）的管理模式，都不同程度体现了IPD方法论的科学性、系统性。

对IPD模式的实施不是一个全盘照搬的过程，需要根据各个公司的业务模式的差异进行调整，但是流程核心的部分不变，整个理论框架、流程框架必须遵循，同时在深刻掌握了其理论精髓的前提下，对流程进行定制开发。

集成产品开发IPD是一种管理思想、模式和方法。它是以用户为导向，通过合理的资源分配、过程管理等因素调整来达到提升企业研发管理水平目的。企业在面临危机之下导入集成产品开发的方法论，结合公司实际业务情况再进行IT化，这将给公司产品开发带来质的变化。

IPD在应用过程中，主要着重于以下几方面的改进：

（1）产品研发资源的集中调配与合理分配。

（2）着重过程的管理，从项目的创建到关闭（全生命周期）管控。

（3）人员的管理：不仅是信息与过程的管理，对参与项目的人员也要求进行管理，确保影响因素处于可控范围内。

（4）信息流的互联互通，将跨部门的信息从流程上、制度上确保畅通，减少沟通成本的浪费，提升沟通效率。

（5）将业务全流程通过专业归纳，划分为产品规划、技术规划、技术研究、产品开发四个子项流程，在明确边界的同时，设定清晰的主流程路线，拉通各子项。

三大基本业务框架与四大研发流程框架如图1所示。

1.1三大基本业务框架

1）市场管理

市场管理主要是从客户需求、投资决策分析、市场等因素来评审产品的必要性与影响性。

●客户需求分析

一个良好市场管理就是要确保客户的需求被精准的分析与把握，确保项目的结果符合客户需求并最终取得较好的市场效益，IPD强调在前端就要通过工具与方法对客户的需求进行分析，并将分析结果运用于决策中。

●投资决策分析

企业资源是有限的，资源如何有效精准的投放，才能确保企业获得较高的ROI尤为重要。为此IPD要求企业要对产品是否投入进行明确的组合式的投资评价，通过多维度如动静态的分析，最终再给出确定的产品投资决策，以此提升投资有效性，减少无谓的投入或产品的开发。

图1 IPD框架与流程

2）流程重组

IPD的流程重组主要是通过跨部门团队的构建、结构化流程和项目与管理管理，三个方面来确保项目的实施。

●跨部门团队

IPD的跨部门团队，主要分为两类：一是属于决策类型的集成产品管理团队，二是属于执行类型的产品开发团队。两者都可以由跨部门的成员如财务、开发、制造、销售等部门人员组成，两者职责与工作内容不同。集成产品管理团队更多是由决策层人员构成，其职责是对项目的立项、实施进行评价，并对项目的资源投入进行评审与管理，简单的说就是决定项目是否开展、是否中止与是否立项。而产品开发团队是由执行层人员构成，主要是负责项目的具体实施工作，确保项目按期保质的输出成果。

●结构化流程

IPD的产品开发流程划分成六个阶段：创建、计划、实施、评价、发布、生命周期管理。每一个节点在完成后进入下一点阶段前，都要经过评审，每个评审均要有明确的评审标准，只有通过了评审标准，才可以进入下一阶段。IPD也是以此来确保项目的质量。

●项目及管道管理

项目管理由管理团队依据项目计划，对项目实施中的每一个活动环节进行管理，确保计划的执行，同时也在执行过程中不断对照活动与计划差异，必要时对原定计划进行调整，但通常最终的交付承诺是不能进行调整的，只能调整非核心的细节部分，这一整个管理过程主要是由产品开发团队来完成。

管道管理是指多项目并行的管理，主要是对资源的匹配、项目优先顺序的管理，确保多项目能有效运行。

3）产品重组

产品重组是IPD提高开发效率重要手段，它主要是异步开发和共用基础模块（CBB）构成。

●异步开发（并行工程）

异步开发主要是将原有的顺序式开发，改变为纵向断开划分层次或模块的方式，让每模块都可以独立由不同的团队甚至不同地点的团队并行开发完成，在时间上也无需等待（如图2）。从而减少等待时间与因上游模块开发的延迟引发的后继模块延迟的连锁反应。这个思想的运用大大减少了项目延误的风险，而实施这个开发方式的前提是项目的各层次或各模块的拆分与共用，所以基础模块的共用性就尤为重要了。

●共用基础模块

共用基础模块（CBB）也叫模块通用化与共用化，它是指通过事先的接口（规格）标准化设计，使得一个模块与部件能在不同产品甚至跨产品平台共用。由于一般企业不可能只开发一个产品，那么在产品开发的积累过程中，随着企业的发展越久，产品部件的积累量将越大，开发的复杂度也越高，开发效率越低，而且相同功能模块的开发重复工作量也越大。共用基础模块理论的问世，可以让企业通过事先的规划，设计标准接口（规范），相同功能的模块只需设计一个，通过标准的接口可以随意的组装到不同的产品，由此一来，产品开发的效率自然能得到显著提升，而后端的制造、售后等复杂度也因此大大下降，整体产品品质、市场竞争力也能同步提升。

图2异步开发

1.2四大研发流程框架

1）产品规划

产品规划是运用严格、规范的工具、流程、方法，对消费者需求趋势、市场趋势、技术趋势进行系统的收集、分析、总结、提炼，创建适应当下的产品平台及市场细分规则，对要投资和取得领先地位的细分市场进行筛选，并对这些细分市场进行投资的优先级排序，匹配现有的资源并制定对应的业务方案和资源配套方案。

2）技术规划

技术规划是依据公司的总体战略，产品规划对未来的技术需求、消费者对未来技术的需求、竞争对手的技术对比、行业技术趋势、潜在的技术需求以及跨行业的技术融合等多个维度的输入来制定公司总体技术战略和目标。

3）技术研究

技术研究是确保技术战略实施的关键环节，技术研究通过对技术树、技术领域、技术点的构建，确保技术货架完整性以及技术的沉淀，通过对技术点的课题调研、技术可行性的验证、技术通用性的验证、技术可靠性的验证来确保技术研究成果能顺利向产品开发项目转化，减少在产品开发项目阶段因为技术成熟度不够而造成对产品上市、产品营销、产品推广的影响。

4）产品开发

产品是企业现金流和利润的主要来源，产品开发强调基于市场的需求、消费者的需求、平台共享，产品开发对市场和财务负责。打造完整的产品开发流程、体系、工具、方法，对企业的战略实现至关重要，产品开发的模式既要做到统一内部的流程、能产生规模、可批量生产、不同产品可复制重用，又要做到可以满足客户个性化的需求。

PLM系统即研发管理平台是一个以流程管理、数据管理、支撑管理为一体的复杂IT管理系统，对研发流程（含技术规划、技术研究、产品规划、产品开发四大领域）、研发工具（规划、开发、测试工具等）、产品物料主数据、基础数据等进行全面的横向、纵向整合、再造。

2.1需求分析

1）技术、产品规划系统需求

●按年度的技术研究计划，包括优先级，技术研究项目和技术路线图关联，技术路线图变更管理。

●按照树状结构管理技术树、技术清单和技术路线图，并管理技术趋势。

●系统可存储和管理公司内部已有的、现有的和未来的所有技术事项，以及事项的编码、分类和层级结构。

●将需求树、产品型谱、产品与产品项目之间进行结构化关联，实现从需求到零部件的映射。

●结构化管理产品族谱、产品路线图、关联产品数据、产品项目数据，实现从产品型谱到产品全生命周期数据的一体化管控。

2）技术研究系统需求

●技术研究项目的立项任务书和立项过程管理，即技术路线图规划范围内、外的创新，且实现差异化流程。

●分解调研课题管理的阶段，形成专业化的课题管理：研究方向管理、调研计划和过程管理、调研结果管理等。

●跟踪技术成果的转化和应用，以及效益分析和改进流程。

●专利分类、专利查新、专利跟踪、申报、转化以及应用的管理；专利编号、关键字和技术点关联。

3）产品开发系统需求

●对规划文档进行结构化管理，与产品数据、项目数据进行关联，并实现全要素全过程管理。

●爆炸图与BOM以及3D图的管理、变更管理。

●问题及问题解决方案的结构化管理。

●退市计划、零部件处理、产品、零部件的断点切换计划等。

●结构化的法规数据的记录和更新，按照BOM的合规验证管理，零部件级的合规管理。

●结构化的认证数据的记录和更新，按照BOM的认证零部件的认证状态的数据和认证基线数据的输出。

4）项目管理系统需求

●提供项目概要信息管理、项目资源授权管理、项目模版管理，并管理项目立项及启动的审批过程；建立技术研究项目与技术路线图的关联，产品开发项目与产品路线图及产品开发型号的关联。

●项目计划创建和定义，可以包含项目过程中的测试计划管理和试制计划管理；多项目计划管理、资源配置管理、项目计划调整与变更管理、项目基线管理、项目进度以甘特图的方式图形化表示，并可以进行动态调整；项目关键事件管理和项目讨论、通知、提醒管理。

●提供阶段决策评审的解决方案，评审流程与转阶段建立规则或关系；提供项目转阶段控制机制，进行关键交付物的齐套性检查，通过关键节点的审核驱动整个研发进程，并可以自动或手动执行项目各活动。

●项目组合的质量分析、项目资源分析、项目进度分析、项目延期报告、项目财务分析、驾驶舱模式。

5）基础数据管理系统需求

●零部件创建管理、零部件版本管理、零部件生命周期、零部件关联关系管理、零部件变更管理、零部件查询、零部件报表、外购件的样件确认；零部件的库存、供应商信息、认证信息、与模具关联信息管理；零部件与设计标准关联管理，零部件被引用关系管理，零部件定额管理，零部件属性管理。

●文档分类管理、文档的结构化关系管理、文档编码管理、文档版本控制、文档存储和组织管理、表单文档定义、文档查询、文档齐套性检查、文档变更控制、安全性控制、全文检索。

●图纸分类管理、图纸的结构化关系管理、图纸编码管理、图纸版本控制、图纸存储和组织管理、图纸查询、图纸齐套性检查、图纸变更控制、安全性控制管理，图纸发外版本及版本有效性管理。

2.2核心业务模块实施规划

应根据公司现阶段需求，总体要求是先实现业务僵化，通过信息化系统实现业务流程，通过信息化平台的使用再逐步优化业务流程，最终达到业务固化的目的。为此，项目根据前期调研的需求重要程度、问题先后顺序，进行核心子模块实施排序分期实施，以避免出现项目范围过大导致项目周期、投入与最终效果不成正比。

深度实施的模块有：

（1）技术规划与产品企划领域：技术库管理、产品型谱管理；

（2）产品开发领域：生命周期管理（结合产品型谱管理）、问题管理；

（3）研发项目管理领域：立项管理、进度计划管理、技术评审管理、阶段决策管理、支撑管理、结项管理；

（4）基础数据管理领域：产品管理（结合产品型谱管理与主数据项目的产品数据）、文档管理、零部件管理、图纸管理；

（5）系统集成领域：设计工具集成、周边系统集成（ERP、MES）。

浅度实施的模块有：

（1）技术研究领域：立项管理、专利管理、研究成果管理；

（2）产品开发领域：产品规划管理、软件管理、爆炸图管理、印刷品（使用手册、合格证等）管理、变更管理、合规管理、认证管理；

（3）研发项目管理领域：绩效与监控、项目资源管理；

（4）基础数据管理领域：BOM管理；

（5）通用支持功能领域：模块管理、优选件库管理、技术标准管理；

（6）验证管理领域：测试管理；

（7）系统集成领域：其他系统集成（WMS、QMS、TMS、竞品数据系统、材料数据库系统、CAE分析数据库等）。

2.3系统主要功能模块设计

1）技术库功能模块

技术库是产品企划、技术规划、技术研究、产品开发模块的基础数据管理库，总体方案设计以技术货架的形式进行技术点实例、技术点、技术领域、技术树、技术路线图、技术规划实施建议书、技术成熟度模型的管理。

●技术树

技术树定义：存储和组织技术点的方式，以层级结构展示。

●技术点数据模型设计

技术点是技术树的下层对象，根据技术本身的分类规划（技术领域）形成技术树，技术点相当于每一个技术领域，而技术实例则为每一个技术领域下的某一个技术项目。

2）产品型谱功能模块

产品总型谱管理的最终面向需求为产品企划可以很方便地管理产品总型谱和各类型谱；管理产品企划、开发、上市、退市等产品生命周期转变；对主销和以及非主销、将淘汰、淘汰机型等进行差异控制。

3）文档管理功能模块

文档管理的主要目标是要建立统一的文档存储和管理体系，规范文档的分类和属性，实现文档的信息共享与权限控制；对文档生命周期流转进行控制，建立标准化的电子审批流程；对文档进行版本管理，及时反映最新设计数据，并记录历史版本信息；提供文档的多维度查看方式，实现快速、准确检索文档资料，提高产品信息的共享和重用。

4）图档管理功能模块

图档的功能设计包括图档的分类管理，图档的生命周期管理，图档的结构化，关系管理，图档的编码管理，图档的图号管理，图档的版本管理，图档的存储管理，图档的权限管理，图档的齐套性检查、图档的模板管理，图档的标准化管理，图档的审批、查询管理。

5）项目管理功能模块

项目管理一方面根据项目的启动、计划、实施、控制、收尾五大阶段，对项目的实体进行管理，包括项目任务书、项目立项审批、项目里程碑计划、项目角色成员、项目报告、项目技术评审、业务决策单，结项审批单、绩效与监控报告等。另一方面，把项目管理与产品企划管理、技术库管理、图文档管理、测试管理、问题管理、零部件管理模块进行关联框架设计。

项目管理模块功能设计模块涉及立项管理、进度管理、技术评审管理、业务决策管理、绩效与监控管理、资源管理、支撑管理、结项管理等模块。

产品开发模式的优化是一个复杂而又漫长的过程，涉及到企业管理的方方面面，所以IPD模式的推行是一个长期的学习和优化过程。IPD的管理体系为有效运作IPD流程提供了准则和信息，是IPD实施的重要保障。IPD集成了十多年来与产品开发相关的各个方面优秀的方法和工具，它不仅仅是一套系统的解决方法，同时是先进的思想、方法和工具的综合体，它对传统研发体系中存在的各种弊端都提出了较好的解决方法，任何一个重视研发的企业都可以从中获得巨大的收益。