面向制造業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的階段-關(guān)口流程

張 璇

（廣西柳工機(jī)械股份有限公司，廣西柳州 545007）

0 引言

自加拿大學(xué)者羅伯特·G·庫(kù)珀提出使用階段-關(guān)口流程管理新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程，以提高其成功率后，階段-關(guān)口流程已逐步為大多數(shù)企業(yè)接受。這些企業(yè)在階段-關(guān)口流程的基礎(chǔ)上進(jìn)行再設(shè)計(jì)，以符合企業(yè)自身特點(diǎn)以及能力。同時(shí)，階段-關(guān)口流程被不斷擴(kuò)展，應(yīng)用于除新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)以外的產(chǎn)品平臺(tái)開(kāi)發(fā)、基礎(chǔ)技術(shù)研究、技術(shù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)等其他類(lèi)別的創(chuàng)新性項(xiàng)目。本文研究的是一種面向制造業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的階段-關(guān)口流程。

為了維持企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，技術(shù)型企業(yè)通常有自已的核心和關(guān)鍵技術(shù)，這些技術(shù)是企業(yè)在一段時(shí)間內(nèi)領(lǐng)先于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的獨(dú)有技術(shù)。核心及關(guān)鍵技術(shù)的開(kāi)發(fā)立足于技術(shù)或原理，交付的是一種技術(shù)或能力，交付標(biāo)準(zhǔn)是技術(shù)或能力的成熟程度，存在較高的不確定性和失敗的風(fēng)險(xiǎn)[1]。多數(shù)企業(yè)為了降低風(fēng)險(xiǎn)，往往選擇將技術(shù)開(kāi)發(fā)從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中分離的方式，對(duì)技術(shù)開(kāi)發(fā)進(jìn)行提前立項(xiàng)預(yù)研，以確保在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)進(jìn)行時(shí)獲得相對(duì)成熟的技術(shù)，從而縮短新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。這些技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)需要遵循一套標(biāo)準(zhǔn)的方法運(yùn)作，以控制過(guò)程質(zhì)量及風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)計(jì)一種靈活的3 階段-4 關(guān)口流程，運(yùn)用于這類(lèi)別的項(xiàng)目。

1 技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的3 階段-3 關(guān)口流程（圖1）

1.1 可行性分析

在制造型企業(yè)中，技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目通常來(lái)源于產(chǎn)品技術(shù)戰(zhàn)略規(guī)劃中對(duì)核心及關(guān)鍵技術(shù)的突破型創(chuàng)新要求、產(chǎn)品平臺(tái)技術(shù)路標(biāo)、現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)化及改進(jìn)，尚未解決的產(chǎn)品技術(shù)問(wèn)題。這些項(xiàng)目被提出來(lái)后，首先需要進(jìn)行可行性論證，目的是評(píng)估技術(shù)的實(shí)現(xiàn)價(jià)值，主要從需求、現(xiàn)狀、競(jìng)爭(zhēng)、技術(shù)實(shí)現(xiàn)、代價(jià)等方面進(jìn)行評(píng)估，從而得到是否可行的結(jié)論。其過(guò)程主要包括7 個(gè)步驟。

圖1 技術(shù)開(kāi)發(fā)3 階段-3 關(guān)口流程

（1）初步技術(shù)需求分析。功能型需求、技術(shù)指標(biāo)需求、其他需求分析。

（2）需要交付的技術(shù)規(guī)格。需要交付的技術(shù)規(guī)格及要求，需要解決的問(wèn)題。

（3）技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)分析。現(xiàn)狀、標(biāo)桿、行業(yè)主要競(jìng)。

（4）知識(shí)產(chǎn)權(quán)及技術(shù)文獻(xiàn)的檢索分析。所涉及領(lǐng)域或?qū)I(yè)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)分析及當(dāng)前的技術(shù)研究經(jīng)驗(yàn)水平，如沒(méi)有，則尋找其他行業(yè)類(lèi)似技術(shù)。

（5）技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式。技術(shù)實(shí)現(xiàn)的路徑或方式，實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)及關(guān)鍵點(diǎn)。開(kāi)發(fā)模式討論：自主/合作/委托/購(gòu)買(mǎi)。

（6）實(shí)現(xiàn)成本分析。技術(shù)實(shí)現(xiàn)成本。

（7）下階段計(jì)劃及投入。更新下階段項(xiàng)目計(jì)劃及投入。

通過(guò)可行性分析關(guān)口（關(guān)口1），意味著項(xiàng)目得到立項(xiàng)批準(zhǔn)。技術(shù)研究項(xiàng)目進(jìn)入第二階段——方案設(shè)計(jì)及初始驗(yàn)證階段。

1.2 方案設(shè)計(jì)及初始驗(yàn)證階段

方案設(shè)計(jì)及初始驗(yàn)證主要是對(duì)需求進(jìn)行深入分析，轉(zhuǎn)化為技術(shù)規(guī)格及交付目標(biāo)，開(kāi)展方案設(shè)計(jì)及評(píng)審，并通過(guò)變換方法、計(jì)算機(jī)模擬及仿真等較低的代價(jià)驗(yàn)證技術(shù)方案，主要步驟如下：

（1）詳細(xì)的技術(shù)需求分析，確定關(guān)鍵參數(shù)或技術(shù)規(guī)格。對(duì)技術(shù)需求進(jìn)行詳細(xì)分析及分解及轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化為技術(shù)規(guī)格及交付目標(biāo)，并確定關(guān)健參數(shù)。

（2）方案設(shè)計(jì)及評(píng)審。開(kāi)展方案設(shè)計(jì)及初步的設(shè)計(jì)，通常會(huì)產(chǎn)生多個(gè)方案，對(duì)每個(gè)方案進(jìn)行成本、工藝性、制造經(jīng)濟(jì)性、可靠性等方面的評(píng)估。通過(guò)評(píng)審選擇最優(yōu)方案。

（3）驗(yàn)證方案及計(jì)劃。制定驗(yàn)證方案、計(jì)劃及投入，包括代價(jià)較低的理論驗(yàn)證及試驗(yàn)室驗(yàn)證和代價(jià)高的試驗(yàn)室驗(yàn)證。

（4）理論驗(yàn)證。通過(guò)有限元等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、模型、模擬及仿真、試驗(yàn)室等方式，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行理論驗(yàn)證。

（5）知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。申請(qǐng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)（如需要）。

（6）理論驗(yàn)證結(jié)果評(píng)審。對(duì)理論驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行評(píng)審，以評(píng)估是否進(jìn)入正式的試驗(yàn)室驗(yàn)證。

（7）下階段計(jì)劃及投入。更新下階段項(xiàng)目計(jì)劃及投入。

通過(guò)方案設(shè)計(jì)及初始驗(yàn)證關(guān)口（關(guān)口2），意味著方案設(shè)計(jì)及理論驗(yàn)證的結(jié)果已得到認(rèn)可，可以進(jìn)入代價(jià)較高的試驗(yàn)室驗(yàn)證。技術(shù)研究項(xiàng)目進(jìn)入第3 階段——詳細(xì)設(shè)計(jì)及驗(yàn)證階段。

1.3 詳細(xì)設(shè)計(jì)及驗(yàn)證階段

詳細(xì)設(shè)計(jì)及驗(yàn)證階段主要是開(kāi)展詳細(xì)的設(shè)計(jì)，建造樣機(jī)或樣件，進(jìn)行試驗(yàn)室測(cè)試及驗(yàn)證，分析結(jié)果及改進(jìn)。主要步驟如下：

（1）詳細(xì)設(shè)計(jì)。開(kāi)展樣機(jī)（件）的詳細(xì)設(shè)計(jì)。

（2）更新驗(yàn)證計(jì)劃。根據(jù)當(dāng)前情況，對(duì)上一階段制定的試驗(yàn)室驗(yàn)證計(jì)劃及投入進(jìn)行更新。

（3）樣機(jī)（件）建造及采購(gòu)。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙建造或采購(gòu)樣機(jī)（或樣件）。

（4）測(cè)試、驗(yàn)證、分析、改進(jìn)、確認(rèn)、評(píng)審、試驗(yàn)室測(cè)試及驗(yàn)證，包括性能、功能、臺(tái)架、可靠性等，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，改進(jìn)及持續(xù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)審。

（5）知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。申請(qǐng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)（如需要）。

（6）應(yīng)用推廣評(píng)估。對(duì)技術(shù)應(yīng)用的成熟度進(jìn)行評(píng)估，是可以馬上運(yùn)用，還是需要進(jìn)一步的系統(tǒng)及小批量驗(yàn)證推廣。

通過(guò)詳細(xì)設(shè)計(jì)及驗(yàn)證階段關(guān)口（關(guān)口3）后，意味著技術(shù)研究項(xiàng)目已通過(guò)試驗(yàn)室驗(yàn)證，可以進(jìn)入顧客驗(yàn)證。如果不是馬上需要該項(xiàng)技術(shù)，則通常會(huì)進(jìn)入企業(yè)技術(shù)儲(chǔ)備庫(kù)中進(jìn)行暫存。

2 技術(shù)開(kāi)發(fā)流程的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)原則

在流程實(shí)施過(guò)程中，需要經(jīng)歷諸多的創(chuàng)新及發(fā)明過(guò)程，因此技術(shù)開(kāi)發(fā)流程被設(shè)計(jì)為一種適應(yīng)性強(qiáng)、靈活且敏捷的流程，在每個(gè)階段之間或者是階段過(guò)程中會(huì)呈現(xiàn)出諸多“方案—測(cè)試—反饋—修改”的螺旋式循環(huán)交疊過(guò)程[2]（圖1），這是這種流程的主要特點(diǎn)。同時(shí)，流程設(shè)置了很多靈活的出口，當(dāng)判定技術(shù)的不確定性超越了企業(yè)的承受能力，就要允許項(xiàng)目退出或凍結(jié)。

此外，流程的設(shè)計(jì)應(yīng)基于資源的投入原則。在可行性階段，只需要投入少量的技術(shù)開(kāi)發(fā)工程師及系統(tǒng)專(zhuān)家，做少量的調(diào)查工作，主要依靠技術(shù)情報(bào)信息及專(zhuān)家的專(zhuān)經(jīng)驗(yàn)做出快速的可行性判斷。進(jìn)入方案驗(yàn)證及初始驗(yàn)證階段后，調(diào)查范圍擴(kuò)大，需要更多的工程師及系統(tǒng)專(zhuān)家投入，將前一階段確定的初始目標(biāo)及技術(shù)需求細(xì)化，并開(kāi)展方案的設(shè)計(jì)和初步驗(yàn)證。進(jìn)入詳細(xì)設(shè)計(jì)及驗(yàn)證后，資源的投入達(dá)到最大的程度，調(diào)動(dòng)了大量的工程師及系統(tǒng)專(zhuān)家參與，還需要開(kāi)模、提供樣件及樣機(jī)，長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)室驗(yàn)證及用戶(hù)測(cè)試，因此流程中的關(guān)口設(shè)計(jì)時(shí)間點(diǎn)變得尤其重要。

3 技術(shù)開(kāi)發(fā)流程關(guān)口

關(guān)口的決策會(huì)影響項(xiàng)目的進(jìn)程。關(guān)口的決策分為5 種：通過(guò)、有條件通過(guò)、終止、暫停和駁回。為了有效控制關(guān)口質(zhì)量，通常會(huì)設(shè)置通關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，通關(guān)標(biāo)準(zhǔn)包括各種定量或定性的評(píng)估。定量的評(píng)估一般為可測(cè)量的指標(biāo)，例如技術(shù)參數(shù)或規(guī)則，標(biāo)準(zhǔn)文件及工作的交付、過(guò)程質(zhì)量數(shù)據(jù)等；定性的評(píng)估主要包括一些預(yù)估的財(cái)務(wù)前景、感知性評(píng)價(jià)、戰(zhàn)略性評(píng)價(jià)等。與新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目不同，技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的關(guān)口決策準(zhǔn)則為戰(zhàn)略性準(zhǔn)則，而非財(cái)務(wù)指標(biāo)準(zhǔn)則。關(guān)口的評(píng)審團(tuán)隊(duì)由相關(guān)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)專(zhuān)家組成，他們并不直接參與項(xiàng)目過(guò)程，這樣可以確保得到較為公正的第三方評(píng)價(jià)。關(guān)口的決策者為總工或技術(shù)負(fù)責(zé)人。

4 技術(shù)開(kāi)發(fā)流程與新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程的切入關(guān)系

技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的交付物并不是新產(chǎn)品本身，而是一種技術(shù)或能力，基于這種技術(shù)或能力，多種新產(chǎn)品可以被創(chuàng)造出來(lái)[2]。因此，技術(shù)開(kāi)發(fā)流程的產(chǎn)出物可以在任何時(shí)機(jī)切入新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程（圖2），切入后與新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)同時(shí)進(jìn)行，直至進(jìn)入市場(chǎng)。

圖2 技術(shù)開(kāi)發(fā)產(chǎn)出物切入新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程時(shí)機(jī)

5 關(guān)注過(guò)程技術(shù)狀態(tài)

技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目在實(shí)施流程的過(guò)程中，還需要關(guān)注過(guò)程的技術(shù)狀態(tài)，由于不斷地執(zhí)行螺旋式開(kāi)發(fā)，受開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng)、資源波動(dòng)等不確定因素影響，其技術(shù)方案、測(cè)試結(jié)果、目標(biāo)等技術(shù)文件需要及時(shí)更新，以免出現(xiàn)嚴(yán)重后果。

6 結(jié)束語(yǔ)

不同于對(duì)未知領(lǐng)域的探索性創(chuàng)新及對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的顛覆性創(chuàng)新，本文介紹的技術(shù)開(kāi)發(fā)流程更適用于技術(shù)應(yīng)用型和繼承性的創(chuàng)新，它們的特點(diǎn)是目標(biāo)明確，實(shí)現(xiàn)難度中等，周期通常不超過(guò)3 年，它們都屬于企業(yè)急待解決和突破的問(wèn)題。