導讀：企業中的產品研發是一項復雜的事物。我們不僅可以用OPM來解構企業中復雜的產品，也可以用之來解構企業的產品研發。

作者：丁肇之 | 來源：數字化演易，本文已授權

    從語言學角度來說，世界是由名詞、動詞、形容詞、副詞、代詞和介詞等詞語所組成的，其中的主角是名詞和動詞。通過名詞和動詞，我們基本可以表示出完整的意思，比如“我吃飯”；而形容詞、副詞等其他詞語則主要起修飾作用，比如“我優雅地吃飯”。名詞和動詞在語言中的核心作用，引申到系統和架構實踐中，就是OPM（Object-Process Methodology，對象過程方法論），及其在解構復雜事物時的廣泛應用。

圖1：OPM方法學示意

如圖1所示，OPM把事物的構成要素分為兩類：對象（Object）和過程（Process），對象類似于名詞，而過程則類似于動詞，兩者通常成對出現，一個對象往往隱含一個或以上的過程，一個過程也隱含著一個或以上的對象。對象與過程的關系是多樣的，過程可以改變對象的狀態（比如圖1所示的打開“開關”的操作過程將對象“開關”的狀態設為“打開”），過程可以導致對象（比如，生產過程產出產品），過程可能消耗對象（比如生產過程消耗原材料），過程受到對象的控制（比如，生產過程接受生產者的主導和控制），等等。通過OPM方法論，我們可以比較簡單地解構一個復雜的事物或系統，可謂深得“大道至簡”的精髓。

企業中的產品研發是一項復雜的事物。我們不僅可以用OPM來解構企業中復雜的產品，也可以用之來解構企業的產品研發。從OPM的視角看，產品研發中有對象，比如產品本身、研發人員、設備或工具，等等；也有一系列的過程，比如產品創意、概念設計、結構開發、工藝開發、產品驗證、生產支持、售后服務，等等。作為對象，產品由各種形式的產品定義來表示，產品定義就是各種研發過程的產出物；作為過程，研發活動的目的是獲得正確的產品定義，同時又受研發人員的控制，并需借助研發工具或技術來進行。

應用OPM方法對企業的產品研發和產品生命周期管理（PLM）進行解構，我們將發現三個維度的復雜性：產品、組織和數據。產品，或者說產品定義，是研發活動的主要對象之一，是研發活動的主要產出物。組織，即產品研發活動如何開展，是流程、人員、技術和工具的有機復合體，形式上表現為項目。數據，即產品的數字化和研發過程的數字化，是產品研發中對象和過程的數字化表現形式。通過上述三個維度的解構和復雜度剖析，我們不僅可以將復雜的產品研發簡單化，也可以發現產品研發的演變趨勢。

圖2：產品研發和PLM復雜度解構

 

    產品維度

在產品維度，產品研發和PLM的復雜度沿著產品（Product）à產品系統（Product System）à系統生態（Product Ecosystem）的方向在演變，其復雜度也越來越高。

在本世紀初之前，產品主要以單一物質形態的形式存在，它們要么是機械產品，要么是電子電氣產品，或者在機械中內嵌少量電子電氣控制系統的機電產品。隨著物聯網等數字化技術的應用和服務型制造等商業模式的出現，產品正逐漸成為智能互聯產品（Smart Connected Product，SCP）或產品系統，并朝著產品生態系統的形態進行演變，比如智能手機、智慧家電、智慧電網、智能網聯汽車，等等。在智能互聯產品或產品系統生態中，產品的構成里不僅有機械、電子電氣等部件，還包含軟件、通訊、云、數據和服務等新型產品形態。

圖3：產品維度的復雜度演變

上述產品形態的演變，對企業中的產品研發和產品生命周期管理提出了更多、更復雜的挑戰，尤其是如何對產品定義進行架構。在上世紀90年前后，PLM的前身——PDM，主要以文件夾的形式來進行產品定義，之后又以各種形式的BOM，也就是xBOM，包括原型BOM、工程EBOM、制造MBOM、服務SBOM等表現形式或業務用途的BOM，來對產品進行結構化定義。在工業互聯網和產品系統生態時代，企業需要在MBSE（Model-Based System Engineering，基于模型的系統工程）和PaaS（Product as a Service，產品即服務）等思想的指導下，以CPS（Cyber-Physical System，信息物理系統）的架構來進行產品定義。

為此，很多PLM解決方案中正在逐漸進行需求管理、軟件管理、DevOps、應用生命周期管理（Application Lifecycle Management，ALM）、服務生命周期管理（Service Lifecycle Management，SLM）、云服務平臺等功能和平臺的完善。在產品維度管理得好的企業，不僅可以為客戶提供高質量的產品服務，還可以通過結構化、模型化的產品定義，提高產品構成要素的復用度，從而降低產品的研發、制造和服務成本，縮短新產品上市周期，并實現大規模客戶定制，支持企業向服務型、創新型制造轉型。

 

    組織維度

企業要參與市場競爭，就需要研發出“爆款”產品。對企業而言，開發一個“爆款”產品可能不難，開發出源源不斷的“爆款”產品則一定是難上加難。另外，企業中的產品研發是跨專業、跨組織的集體性創造；為此，需要有合理的組織形式——項目管理來保證，而源源不斷的新產品研發，則需要項目群，乃至項目組合管理來保證。從項目管理，到項目群管理，再到項目組合管理，是產品研發在組織維度的復雜度演變。

 

圖4：組織維度的復雜度演變

 

項目是產品研發管理的基本組織單元，是產品研發中人員（崗位職責、勝任力和績效管理）、流程（任務與活動、輸入輸出），以及技術和工具（CAD/CAE/CAM設計開發工具、增強現實、PLM系統等）的有機組合。項目管理要確保研發人員按正確的方法去做事，通過五大過程（啟動、計劃、執行、控制和收尾）和九個領域（范圍管理、時間管理、成本管理、質量管理、人力資源管理、溝通管理、采購管理、風險管理和集成管理）的高效實施，實現產品研發在時間、成本、質量等維度的多贏。

項目群是基于項目之上的產品研發組織管理形式。項目群管理的內容是不同項目之間的依賴關系和沖突，以確保多項目產品研發的有序進行，尋求的是研發資源的產出最大化和多個產品研發項目的集體成功。

項目組合是基于項目和項目群之上的產品研發組織管理形式。項目組合管理的內容是產品研發項目與企業發展目標的對齊。對企業而言，項目組合管理需要實時地監控項目或項目群的推進狀態，實時地監控其中可能存在的風險，實時和反復地評估產品研發項目可能的投資回報。對于那些風險較大，預期投資回報低的產品研發項目，企業要敢于壯士斷腕，將其予以停止或關閉。

有效的產品研發項目、項目群和項目組合管理，不僅可以支持同步工程在產品研發中的實現，以確保不同團隊之間的高效協同，甚至能有效消除產品研發過程中的各種浪費，實現精益化產品研發。

 

    數據維度

在之前的文章中，筆者曾經提到過，在企業的數字化建設中，營銷領域的數字化工作相對較簡單，制造領域的數字化工作則較難，而研發領域的數字化工作則最難，其難就難在產品的定義、交付物和工作成果，等等，都屬于虛擬世界，是以數據的形式來體現，是以虛造虛，所以很難將之顯性化、結構化、程序化、有序化和可量化。而且，隨著產品研發中產品維度和組織維度的復雜性增加，數據維度的復雜性在成倍，乃至指數級增加。

首先，產品研發所管理的數據是異構的數據。有結構化數據，更多的則是非結構化數據；有需求、工藝指令等文檔型數據，有二維工程圖紙等工程數據，有三維數字模型等模型數據，有CAE分析結果，有BOM等形式的關系型結構，有以電子電路板為代表的電子電氣數據，還有以代碼和應用等形式存在的軟件數據，等等。

其次，產品研發所管理的數據是動態的數據。不僅設計環節有頻繁的設計結果更新，即使到了產品的制造和服務環節，因為市場變化、結構變化、工藝變化所導致的工程變更也在所難免。尤其是在面向訂單工程（Engineering to Order，ETO）的運營模式，以及產品中的軟件更新，其數據變化更是頻繁。

再次，產品研發所管理的數據是產品全生命周期的數據。不僅有概念階段的數據，有設計、測試、驗證等階段的數據，有制造環節的產品制造履歷數據，有服務和使用環節的保養、維修和更新數據，還有關于產品再循環的拆解和回流數據，等等。上述產品生命周期中不同環節的數據，其數據形式和格式不一，數據產生的頻率也不同。

從管理的角度看，企業希望上述數據能夠以某種形式的產品定義為主線，實現集成化管理，實現從上游到下游的有機衍生和雙向追溯，以消除信息孤島，并保證數據的單一來源、準確性和完整性。圖文檔的Check In/Check Out、版本管理、發布簽審、工程變更管理、配置管理、企業級BOM，等等，都是圍繞這個目的來展開的。在工業互聯網時代，隨著CPS（信息物理系統）式產品的出現，產品研發中的數據管理，正在從以文檔（Document-Centric）為中心，演變到以主數據（Item-Centric）為中心，到以模型（Model-Centric）為中心，再到以數字孿生（Digital Twins-Centric）為中心，PLM解決方案正在演變成數字化主線（Digital Thread）式產品數據管理解決方案。

圖5：數字孿生：產品定義數據的新形式

 

圖6：數字主線：新型產品數據管理解決方案

   

    除了不同表現形式的數據管理，企業還可以遵循DIKW的演進路徑，從數據到信息，從信息到知識，從知識到洞察，不斷提高產品數據的可讀性和可理解性，不斷挖掘產品數據的業務價值，比如參數化產品設計、專家系統的建設，等等，以提高產品研發中數據管理的數字化、智能化水平。

 

    綜上，從產品、組織和數據等維度，對企業的產品研發進行解構，可以幫助我們理解并掌握產品研發和產品生命周期管理的復雜性，識別其中的演變趨勢。企業沿著上述演變趨勢，通過數字化產品研發解決方案的實施和應用，通過產品研發領域的數字化轉型和實踐，可以幫助企業在產品維度實現高復用，乃至創新型產品研發；在組織維度實現高協同，乃至精益型產品研發；在數據維度實現一體化，乃至智能型產品研發。