产品开发模式的演变

(清华大学自动化系，北京100084)

摘要：集成产品开发团队已成为贯彻并行工程理念的一种标准组织模式。但是，对于航空等大型复杂产品的开发，需要建立集成产品开发团队群，因此面临团队内部的组织、团队之间的协调、多个团队的管理、团队群与已有组织框架结构之间的关系等一系列理论和实践问题。本文首先介绍了航空产品集成开发团队的组织方法，构建了集成产品开发团队群的框架结构，然后结合我国航空产品开发过程的管理现状，提出了集成产品开发团队与已有组织框架的协调方案。该研究对于在组织上保证并行工程理念的贯彻执行具有一定的指导意义。

关键词：并行工程；计算机集成制造系统；集成产品开发团队

中图分类号：TP391.72文献标识码：A

1 概述

波音(Boeing)公司在波音777上全面使用无纸设计制造技术和并行工程的理念，极大地缩短了设计制造周期，减少了工程更改，提高了产品质量，在市场竞争中取得成功。该成功范例对于全球的航空制造企业都具有非常大的示范作用。该公司在777项目中实施并行工程理念时，成立了238个集成产品开发团队(IPT)，有关产品开发过程中产生的所有问题都在IPT内部协商解决。由于制造提前介入设计过程，减少了制造返工和工程更改的数量，保证了产品设计制造的一次成功。

国内目前在实施CIMS过程中产生的包承组、联合设计小组等，都是具有IPT特征的组织模式，但有关IPT内部组织的一些理论问题还需要进一步探讨。对于简单产品，可以使用单一的IPT小组负责整个产品的开发工作，但对于如航空产品这样的大型复杂产品，必须形成一个IPT团队群来承担整个产品的开发任务，当团队群的组织结构形成后，还需要明确它与已有组织框架之间的关系。因此，有必要进行深入研究。

为了提高我国航空行业的市场竞争能力，在引进先进设计制造技术的同时，还需要在航空产品开发组织模式上进行变革。我国航空行业经过40多年的发展，已经形成了具有自身特点的产品开发组织运行模式，需要在此基础上研究我国航空企业实施IPT所面临的特殊问题。

2 集成产品开发团队的运作原则

IPT是一个由少量能力互补的人员组成的小组，所有成员被委托以共同的目的、行为目标和工作方法，并相互负责[1]。IPT具有四个基本属性：①承担有限的任务；②由具有多种交叉能力的成员组成，其中包括参与产品开发各阶段的核心成员组；③具有可定义和可度量的输出；④有唯一的团队领导。

IPT组织规范中最需要解决的问题是成立IPT的动因、团队领导、团队成员、工作过程和方式，以及与成员原来组织单元的关系等。这些是实际运作过程中必然碰到的问题，在大量实践经验的基础上，可以总结出比较完善的规则指导IPT在整个产品开发生命周期中的运作。

IPT是有其适用条件的。技术更新率的提高是IPT的源泉。当一个产品开发任务需要的新知识超过20％时，或其更新率达到某个百分比时，成立IPT来完成产品开发才能够取得希望的效率和效益。对于一个新的研制项目，成立IPT承担相应部件的开发任务是合适的；对于飞机的改型项目，如果有些部件改动较大，成立IPT也是有效的。如果产品改动较小，则在原有组织框架内解决更好。

对于航空产品开发团队，其成员数目应限制在一定范围内，太大的团队不利于成员之间的交流。说明一个团队在确定任务时，一定要遵循有限任务的原则。典型的IPT团队在制造阶段的成员包括技术类(设计、制造)和非技术类(财务、市场、销售)人员，团队领导往往来自设计开发专业和管理人员。在所有IPT成员中，其核心成员是由设计、管理和制造专业人员组成，他们在产品开发的整个生命周期中都担负主要工作。非核心成员即辅助成员，在产品开发的某一阶段发挥作用，可以来自硬件和软件设计专业、工艺设计和工业工程专业、材料、质量保证、市场、会计/财务、采购/材料、公关、维护和备件供应、安全和环境、用户培训等，还包括供应厂商和用户的代表。IPT内部的组织方式为强矩阵结构(如图1)，其成员得到原功能组织单元的授权，在团队内部代表原部门全权处理产品开发中遇到的各种问题。在运作期间，其成员只接受IPT领导的直接指挥。

IPT的典型工作阶段包括概念设计、系统层设计、详细设计、测试与改进和产品推出。在每一阶段，IPT成员的活动如图2所示[1]。

对于航空产品，一个飞机型号的开发需要形成一个IPT群体来承担不同部件的开发工作。针对我国航空工业的现实情况，使用IPT进行产品开发的主要目的是为了实现设计到制造的一次成功，而不是飞机开发工作的一次成功。目前，从飞机设计出来到生产出原型机，试验和试飞工作还需要延续相当长的时间，因此，IPT的生命周期仅到完成设计图纸结束，并不涵盖整个飞机开发的生命周期。

　 概念设计 系统层设计 详细设计 测试与改进 产品推出
市场 ·确定市场空间
·确定主要用户
·确定竞争产品 ·开发产品选择和拓展产品系列计划 ·开发市场计划 ·开发升级和发放材料
·促进区域测试 ·与关键用户一起处理早期生产
设计 ·调查产品概念的可行性
·开发工业设计概念
·建立和测试试验原型
·建立可选的产品体系结构
·定义主要的子系统和接口
·改进工业设计 ·定义部件几何尺寸
·选择材料
·分配公差
· 完成工业设计控制文档 ·进行可靠性试验、寿命试验和性能测试
· 获得控制方法
· 实施设计更改 ·评估早期生产输出
制造 ·估计制造成本
· 评估生产的可行性
·确定关键部件的供应商
· 进行制造—采购分析
·定义最终装配图 ·定义零部件生产
·设计工具
·定义质量保证过程
·开始寻求长导前期工具 ·促进供应商快速提高
·完善制造和装配过程
·培训工作人员
·完善质量保证过程
·开始运作整个生产系统
其他功能 ·财务：促进经济性分析
·法律：调研专利问题 ·财务：促进制造—购买分析
·服务：确定服务问题 ·销售：开发销售计划