IPD:技术重用/CBB

百科   2024-09-24 17:26   浙江  

研发的底色是创新,而是必须是高水平的创新。比如,精准定位市场需求的产品研发,关键核心技术实现重大突破,产品性能处于行业领先水平,等等。与之相对应,还有所谓的低水平研发创新,典型例子是研发中“重复造轮子”。

“重复造轮子”,不仅无益于产品竞争力的提升,而且是研发资源的严重浪费。为了消除研发领域“重复造轮子”,企业必须学会做“减法”,必须提高技术和构件的重用率。本节中,笔者就从“背景与趋势”、“定义与要求”、“流程与活动”等角度,谈一谈研发中的技术重用。

一、背景与趋势

在市场竞争非常激烈的乘用汽车、家用电器、消费电子等行业,通过技术重用来实现产品的降本增效,已经是业内同行的做法,其成效可以从过去数十年的行业变迁和产品进化中窥见一斑,具体可参见图4.52:

图4.52  乘用汽车的行业变迁和产品进化

如图4.52所示,分别列举了2001年、2010年、2024年等三个年份中大宗原材料价格和人工成本的变化,以及吉利汽车旗下三款同档次车型的公开售价。

图中,2024年的铁矿石价格、原油(化工原料)价格、制造人工和汽车商品售价分别是2001年的6.5倍、2.8倍、5.8倍和0.75倍。由此可见,相比较2001年,2024年的原材料成本和制造人工发生了大幅提高,而成品售价却明显下降,且成品的性能和质量还更好。这是怎么做到的?除了工艺水平和生产效率的提升,还有一个重要因素——汽车产品的模块化和技术重用度的提高。

我们常说,一个企业要想在行业中占据领先地位,就要着力强化“微笑曲线”的两端——营销和研发的能力。其中,研发创新能力的系统化提升,更是重中之重。从体系管理的角度,研发创新应该是继承式创新,是基于技术高度重用的创新,这既是企业参与市场竞争的大背景,也是研发体系建设的主趋势。

二、定义与要求

根据领先企业的研发实践,技术重用的通常做法是产品的模块化和平台化,具体落脚点则是公用基础模块的科学规划、合理开发和有效使用。因此,我们首先要弄清楚何为公用基础模块。

1. 共用基础模块的特征定义

共用基础模块的定义是“共用”+“基础模块”。所谓基础模块(Building Block,简称BB),是系统中一组实现特定功能,具备接口要素、性能及规格的实体单元。共用基础模块(Common Building Block,简称CBB), 则是指可供两个或两个以上的产品系统直接应用的基础模块。

CBB具有这么一些特征:1)界面清晰;2)功能、性能等指标明确;3)共用性、可集成;4)易理解、易使用;5)可维护、可测试;等等。

CBB的获得方法主要有:1)基于架构开发的CBB;2)基于已开发系统后向整理的CBB;3)遵循技术趋势与技术归纳/规划出的CBB;4)自行开发的CBB;5)外部购买的CBB;等等。

在产品的架构层次上,CBB处于技术要素/器件/组件与产品平台之间。通常,企业会根据CBB的定义和特征,将多个相互关联的技术要素/器件/组件等封装成CBB,再将多个CBB整合成产品平台,以供产品开发使用。当然,CBB也可以直接供产品开发时调用。

根据CBB的定义,研发中的CBB在具体形态上,可以是:

1)组件。组件模块是组成上层部件或整机的、具有独立功能和标准接口的单元。通用组件模块可以重用和互换。通过各种组件模块的组合,可以得到个性化的上层组件或整机。

2)零件。零件模块是组成组件或整机的、具有独立功能和标准接口的单元,相同种类的零件模块可以重用和互换。

3)结构单元。结构单元室组成复杂零件的虚拟单元。在设计过程中,通过各种结构单元模块的组合,可以快速得到新的零件。结构单元模块不具有独立的功能。

2. 共用基础模块的管理要求

总体上,企业通过CBB实现技术重用,在降本增效方面的成效是非常明显的。那么,为什么还是有很多企业在CBB建设和技术重用等方面要么缺乏实际行动,要么收效甚微呢?笔者认为,其原因可归纳为以下几个方面:

  • 认识不清。对于模块、共用模块、产品平台等概念理解不够准确,且未在企业内形成清晰和统一的认知。

  • 缺乏方法。没有建立科学的CBB管理方法,CBB的识别依赖于个别技术开发人员的经验和主观判断,CBB管理工作碎片化。

  • 应用乏力。产品开发中,相关人员使用CBB的主动性较差,缺乏政策引导和激励措施。

  • 协同不足。不同的产品或部门间缺乏对CBB的共享和重用,CBB信息在跨职能间流转不畅,导致企业层面整体开发和制造成本的上升,产品特性相差较大。

  • 力量薄弱。缺少专职人员对CBB进行管理和维护,未对过时的CBB进行及时更新或淘汰,CBB的数据管理和资源共享也缺乏IT工具的支持。

为此,企业需要建立完善的技术重用和CBB管理体系,从目标、流程、组织、工具、绩效等层面,明确技术重用和CBB的管理要求,夯实技术重用和CBB的管理基础。

三、流程与活动

技术重用和CBB管理体系建设,首先要落实到流程建设上。只有流程明确了,目标才有了承载,组织的职责才能明确,IT工具的建设才有需求输入。

流程建设上,技术重用和CBB管理流程,大体包括:规划、开发、使用、维护、评估等环节,而且要融入到整个研发流程框架中,具体可参见图4.53所示:

图4.53  技术重用和CBB管理流程的框架示意

 1.规划

CBB流程的规划环节,需要结合行业最佳实践、竞争对手发展现状和企业CBB应用情况,制定技术和产品端在CBB上的提升方向、目标和内容,确定相关考核指标并分解下发至相关责任部门。

CBB的规划,可以沿用技术规划流程的相关步骤和内容要求,也可采用图4.54所示的CBB规划七步法:

图4.54  CBB规划七步法的示意

如图4.54所示,CBB规划七步法包括七个步骤:

1)阐明任务,确定需求。具体工作内容包括:a. 调研市场和用户,梳理产品需求;b. 了解产品模块化的现状,确定各类产品的模块化方向、定位和需求,明确CBB的目标和范围。

2)零部件分析。具体工作内容包括:a. 零部件频谱分析,分析现有品类产品的零部件使用情况;b. 零部件归类分析,根据零部件的特性,进行零部件分类,明确标准、变型和定制的零部件。

3)产品功能分析。具体工作内容包括:a. 分解产品族功能,确定组成产品总体功能的各个层次子功能(包括:基本功能、辅助功能、特殊功能、适应功能、用户专有功能,等等);b. 建立产品功能树。

4)功能模块划分。具体工作内容包括:具体工作内容包括:a. 以相似性、聚类、相对独行性、可组合、可扩展性、可维护性等原则为指导,按照产品的功能特征和业务类型,聚焦零散的功能点,形成功能模块,实现产品功能模块的划分;b. 以功能树等形式将产品功能点予以结构化;c. 完成产品功能模块的设计。

5)结构模块划分。具体工作内容包括:a. 确定实现各个功能的产品结构单元;b. 将功能模块映射到结构模块,完成产品结构模块的设计。

6)CBB识别。具体工作内容包括:a. 梳理构成产品的所有零部件模块;b. 基于对重用性和共用性的评估,提取CBB。

7)CBB设计。具体工作内容包括:a. 完成CBB功能、技术参数及接口的初步定义和概要设计;b. 建立CBB清单和数据库。

CBB规划的结果清单和数据库中,每一个CBB必须有明确的名称、功能、应用范围、功能参数和接口定义:

  • 名称:规范的CBB名称可以促进开发人员对零部件有统一的理解和认识,减少各部门或职能间的认知和分歧,利于CBB在各产品线的推广。

  • 功能:描述了CBB在产品中的作用,以及为产品提供的全部功能点。

  • 应用范围:确定使用该CBB的产品集合。

  • 结构模型:描述了CBB的几何形状、物理结构、尺寸参数、工艺参数,等等,一般以设计图纸的形式体现。

  • 功能参数:定义了CBB功能的技术规格;

  • 接口定义:定义了CBB和产品其他模块进行组合时的接口模型,包括功能接口和几何接口。功能接口说明了零部件间的输入和输出,几何接口定义了模块间机械连接的结构和具体尺寸信息。

CBB的规划结果(含CBB路标规划),需要汇总到技术规划中,技术决策机构/ITMT在评审技术规划时,评审并批准CBB规划及其预算。

2. 开发

CBB的获得方式主要有两种:自主开发或外部采购。对于自主开发的CBB,需要有相应的CBB开发环节。

CBB流程的开发环节,基于CBB规划中所识别和设计的CBB,进行CBB的详细设计(包括参数设计和接口设计),并最终实现CBB的落地开发。

作为特殊类型的技术构件,CBB的开发流程,可沿用技术开发中的构件开发流程,具体包括概念、计划、开发和迁移等步骤,具体可参见前文的相关介绍。CBB开发完成以后,按相关管理要求进行入库。

3. 使用

CBB流程的使用环节,宣传CBB设计成果并组织相关培训,帮助技术和产品开发人员学习理解CBB的理论知识和应用方法,引导和要求技术开发团队/TDT和产品开发团队/PDT应用CBB完成相关开发任务。

为了确保CBB得到充分地使用,在产品开发的概念决策评审CDCP和计划决策评审PDCP等决策评审点,决策团队IPMT/ITMT需要评审产品开发或技术开发过程中的CBB应用目标和达成情况。

4. 维护

CBB流程的维护环节,需要分析和总结在预研、技术产品、产品开发和产品生命周期管理中,应用CBB时所遇到的问题,并制定相应的解决措施。比如,新CBB申请,已有CBB的更新,过期CBB的淘汰,等等。

对CBB进行新增、更新、淘汰等维护时,必须遵照变更流程,并通过CBB决策团队的审批。变更审批时,应该考虑如下几种情形:

  • 已有CBB库中,是否存在同类或相似的CBB,其应用情况如何?复用程度如何?

  • CBB的固话和设计是否符合业界或供应商的技术路标和趋势?

  • CBB变更是否符合企业的战略、产品/技术路标、投资组合?

  • CBB模块的技术参数、结构、接口是否已被清晰定义?是否规范合理?

5.评估

CBB流程的维护环节,需要实时监控CBB的使用情况,参与开发过程的相关评审,促进项目团队对CBB的使用,建立基于CBB使用率的项目绩效评价和考核体系,制定和落实CBB开发和使用的激励办法。

CBB使用率绩效评价和考核指标的选择,可参考下表4.10所示:

表4.10 CBB使用率的绩效评价和考核指标列表

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