工作方法与业务流程,具体来说,与L4级子业务流程、L5级流程活动和L6级流程任务,有着很多的相似之处,它们都是描述工作是如何开展的;所不同的是,业务流程更加地具体和特定化,除了明确输入、输出和过程,也有明确的绩效要求,需要针对企业的业务特点进行定制,而工作方法则更加地通用化,适用于多个行业的不同企业。
工作方法可作为流程设计的参考。企业可以根据自身的行业特点和管理目标,选择相应的工作方法,并将其工作程序和专业要求融入到业务流程的详细设计中。
在企业的研发体系中,可供参考的工作方法有:开放式创新、多方案并行工程、TRIZ、DFX、对标管理、系统工程、价值工程、APQA、DFEAM、QFD、SFC、FTA、Poka-Yoke、LDA/LCT、ABC,等等。根据工作方法的专业属性,也可分为:创新方法、设计方法、工程方法、质量方法、可持续性方法、财务方法,等等。
一、创新方法
研发领域的创新方法主要有:开放式创新(Open Innovation)、多方案并行工程、TRIZ,等等。
1. 开放式创新
开放式创新,是企业将系统外的科技、知识、经验、人才,以更快的速度导入企业,打开组织的边界,更好地为顾客创造价值,获得战略竞争优势的创新方法,具体形式有合作创新、跨界创新,水平思维,等等。
2. 多方案并行工程
多方案并行工程(set-based concurrent engineering),是针对某个输出,组建多个团队,按照不同的方案和技术路线,并行进行和得到多个成果,再从多个成果中选择高质量输出的创新方法。
在汽车企业中,多方案并行工程的典型例子是在产品的造型设计环节准备多个备选方案,广泛考虑各种备选方案,然后有系统地缩小方案集,最终选择一个较好的方案。
3. TRIZ
RIZ,Theory of Inventive Problem Solving,发明式问题解决理论,是通过对既有发明创造进行归纳总结,尝试提炼发明创造的内在规律,并使用技术推演的方式,来实现新的发明创造。
借鉴TRIZ进行技术或产品的创新,基本工作步骤包括:定义问题、功能分析、原理探索、趋势预测、创新方案生成、评估与实施,等等。
二、设计方法
最具代表性的设计方法是DFX,即,Design For X,面向X(下游需求或全生命周期)的设计。根据下游环节的不同,又可分为面向测试的设计DFT、面向制造的设计DFM、面向装配的设计DFA、面向采购的设计DFP、面向服务的设计DFS、面向可靠性的设计DFR、面向回收的设计DFR、面向6-Sigma的设计DFSS,等等。
DFX方法要求各职能团队在开发项目中,在项目的立项、概念、计划等阶段,尽早考虑并明确提出各领域的相关需求,将DFX需求纳入到产品需求中,并制定相应解决举措,以确保DFX需求的实现,以尽量避免开发后期的变更和返工,进而做到产品从概念到设计、开发、测试,再到发布、生产、上市的一次做对和一次成功,做到真正意义上的集成产品开发。
DFX方法体现了并行工程和团队合作的理念和要求。即,在产品需求分析、设计等阶段尽早考虑各阶段/各领域的各种要求,尽早发现并解决相关技术问题,优化设计,从而提高产品竞争力;另外,由于技术和产品的复杂性,产品设计人员需要借助团队中其他专业人员的协同设计,在产品需求分析、设计等阶段进行充分沟通与交流,使得产品满足DFX的各种要求。
图7.1 开发项目中的DFX方法示意
三、工程方法
工程方法,是应用有关的知识和技术,通过有组织的团队协作,将现有实体或要素,转为有预期价值产品的过程。研发领域的工程方法,具体包括:对标管理、机械工程、软件工程、系统工程、价值工程、可靠性工程、健壮性工程,等等。
1. 对标管理
对标管理,是落后企业追赶领先企业的常用方法。在研发领域,通过领先产品的对标分析,可以了解竞品的领先之处以及如何领先,为自身产品的产品定义、创新点设计等工作提供有效参考。对于采取逆向研发策略的企业,对标管理是必要的手段和方法。
对标的企业和对象选择,可以在企业内部,或者是行业竞争者,甚至是跨行业对标的技术对标。对标管理的主要工作步骤包括:制定对标计划、组建对标团队、选择对标对象、收集对标数据、分析对标差距、制定追赶举措、举措实施和持续改进,进而实现从追赶标杆到超越标杆的跨越。
2. 系统工程
系统工程(System Engineering,简称SE),是一种跨学科的综合性方法,强调使用系统的原理和概念,以及科学、技术和管理的方法来实现系统的设计与开发。对于机械、电子电气、软件等一体化的复杂产品,常用的系统工程方法是基于模型的系统工程(Model-Based System Engineering,简称MBSE)。
MBSE从传统的基于文档和以代码为中心的过程过渡到更高效的、基于模型的过程,其主要特点是从一开始即以模型的形式,对复杂系统的需求、结构与行为等进行基于图(Diagram)的无二义性说明、分析、设计等,从而在机械、电子电气、软件等不同技术领域的相关人员之间建立统一的交流和协作平台。
MBSE的核心内涵是统一的MBSE方法论、统一的系统设计语言、统一的建模工具和统一的协同平台,主要工作内容包括:系统建模、系统分析、系统设计、系统验证和确认,等等。
3. 价值工程
价值工程(Value Engineering,简称VE),也称价值分析(Value Analysis,简称VA),是在产品的功能分析基础上,以提高产品的价值为目的,力求以最低的生命周期总成本来实现产品的必要功能,确保产品性价比最优的工程方法。
价值工程可用算术公式表示为:价值(V)=功能(F)/成本(C)。由此可知,要想提高产品性价比,要么降低作为分母的成本,要么增加作为分子的功能。
价值工程贯穿了产品生命周期的全过程,具体工作内容包括:价值规划、价值设计、价值验证、价值改进,等等。
四、质量方法
研发领域的质量方法,代表性的有APQP、FEMA、QFD、PPAP、SFC(统计过程控制)、FTA(Fault Tree Analysis,故障树分析)、DFSS(六西格玛设计)、TQM(全面质量管理)、设计防错、田口方法,等等。
1. APQP
APQP,Advanced Product Quality Planning and Control Plan,产品先期质量策划与控制计划,是企业将顾客需求从概念转变成实体产品,确保实体产品能够满足顾客需求的结构化方法。
APQP贯穿了开发项目的全过程,从项目的立项、概念、计划、开发、验证、发布等各个阶段识别质量需求,制定相应的质量控制计划,并确保控制计划的实施和落地。
APQP将产品开发过程分为策划、产品设计和开发、过程设计和开发、产品与过程确认、量产等多个阶段。在汽车零部件等行业,APQP的工作程序和具体要求,可用于指导开发项目的项目计划和工作分解结构(WBS)的制定。
2. FEMA
FEMA,Failure Mode and Effects Analysis,(潜在)失效模式分析,作为用于策划和制定失效预防措施的方法,通过发现、分析和评价产品/过程中潜在的失效及其后果,进而找到能够避免或减少潜在失效发生的措施并不断完善。根据服务对象的不同,又可分为DFEMA(设计FEMA)和PFEMA(制程FEMA),开发项目中常用的是DFEMA。
DFEMA的基本工作程序包括:识别客户的功能性/可靠性需求、制作方块图、按系统/子系统/部件进行质量功能展开、制定系统DFEMA、制定子系统DFEMA、制定部件DFEMA、制定设计验证计,等等。
3. QFD
QFD,Quality Function Deployment,质量功能展开,主要用于识别客户或者市场需求,并把这些需求转化为产品特性/功能/要求的方法。QFD是一种将研发、工程以及制造等工作与客户需求(VOC)进行关联的方法。
QFD的核心是管理矩阵/质量屋的制作和跟踪,基本工作程序包括:1)制定产品规划矩阵(将顾客需求转换为产品设计规格),2)制定产品/零件配置矩阵(进行产品结构设计,将产品设计规格转化为关键零部件特征),3)制定工艺规划矩阵(明确关键工艺操作和工艺参数),4)制定生产规划矩阵(将关键工艺操作级工艺参数转化为可行的生产及质量控制手段),等等。
4. 田口方法
田口方法,Taguchi Methods,是在产品设计过程中,利用质量、成本、效益的函数关系,在低成本的条件下开发出高质量产品的方法。田口方法的基本思想是把产品的稳健性设计到产品和制造过程中,通过控制源头质量来抵御大量的下游生产或顾客使用中的杂音或不可控因素的干扰。
五、可持续性方法
可持续性方法是生命周期和可持续发展理论在研发领域的应用,具体包括生命周期设计LCD和生命周期评估LCA。
1. 生命周期设计
生命周期设计(Lifecycle Design,简称LCD),是将产品报废处理和资源再生的要求纳入产品设计的考量,具体包括:面向处理的设计(Design for Disposal,简称DFD)和面向再生的设计(Design for Recycle,简称DFS),等等。
生命周期设计,要求产品设计时就要考虑产品报废处置时的环境保护、工作条件、资源优化、资源回收等方面的要求,确保环境友好、易于处置、易于回收和回收的低成本,等等。
2. 生命周期评估
图7.2 产品生命周期成本和收益的核算
六、财务方法
研发领域的财务方法主要有:作业成本法、质量成本法、成本导向设计(Design to Cost),等等。
1. 作业成本法
作业成本法,Activity-Based Costing,简称ABC法,是以作业(类型)作为成本对象,收集和核算各种费用。在研发领域,通过ABC法,可以将各类研发费用较为准确地核算到项目WBS结构的相关工作包,进而做到项目费用的精确核算。
2. 质量成本法
质量成本法,Cost of Quality,将产品生命周期的质量成本分为预防成本、鉴定成本和故障成本,进而通过三类成本的合理分布,以实现总质量成本的最低。一般策略上,通过增加质量预防,尤其是设计环节的质量预防性支出,以大幅降低质量故障修复等方面的质量支出。
3. 成本导向设计
成本导向设计,是将产品的目标(制造)成本作为产品开发的约束条件,通过设定和跟踪产品的目标(制造)成本,来计划、管理和控制相关开发活动的方法。