研發(fā)體系理想模型怎么形成的

一文中，我們給出了復(fù)雜產(chǎn)品的研發(fā)體系的理想模型，如圖1所示。文中還指出：研發(fā)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的藍(lán)圖應(yīng)該基于該模型來設(shè)計(jì)，數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過程，就是研發(fā)體系向理想體系進(jìn)化的過程。最近很多讀者提問：本模型是怎么來？本文就此模型的來龍去脈展開討論。

圖1. 復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)體系理想業(yè)務(wù)模型

復(fù)雜產(chǎn)品的研發(fā)體系包含多種要素，各要素之間具有各種模式的聯(lián)系。系統(tǒng)工程專家HALL提出一個三維框架，較好地解釋了這些要素之間的關(guān)系。以此框架為理論基礎(chǔ)，形成了復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)體系三維框架，如圖2所示。

圖2. 復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)體系三維框架

本框架的三個維度分別描述如下：

1. 時間維：描述產(chǎn)品或系統(tǒng)研發(fā)的進(jìn)程。在企業(yè)中往往被稱為“系統(tǒng)成熟度”或“研發(fā)階段”。隨著時間的推移，研發(fā)階段逐步推進(jìn)，系統(tǒng)成熟度逐步提升，直至產(chǎn)品研發(fā)完成。

2. 邏輯維：描述產(chǎn)品開發(fā)的思考邏輯、開發(fā)方法和實(shí)施步驟，在企業(yè)中稱為“系統(tǒng)設(shè)計(jì)”和“產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)”。在該維度上，每個階段會走完一個完整“V”字，然后轉(zhuǎn)入下一個階段。

3. 知識維：在產(chǎn)品研發(fā)的各個階段和流程的各個步驟，都會有知識的使用和新知識的產(chǎn)生。這構(gòu)成了第三個維度——知識維。主要管理企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)中的研究和積累。在企業(yè)中往往稱為“能力建設(shè)”。

在這三個維度中，時間維是管理視角，邏輯維是技術(shù)視角，知識維是智慧視角。分析如下：

1. 時間維是管理視角。管理的目標(biāo)是保證產(chǎn)品和服務(wù)滿足客戶需求的程度和進(jìn)度。程度是質(zhì)量管理，進(jìn)度則是項(xiàng)目管理。時間維考察客戶需求的滿足程度是否在隨著時間逐步提升，產(chǎn)品特性是否正在接近指標(biāo)要求。如果是，說明產(chǎn)品成熟度在提升。否則，時間的逝去和階段的推進(jìn)并不代表成熟度的提升。此維度要么向前，要么停止，不能后退，恰似時間的屬性。后退意味著對成果的否定，對結(jié)論的推翻，也意味著出現(xiàn)了質(zhì)量事故，研發(fā)項(xiàng)目的進(jìn)度將被顛覆?？茖W(xué)界還沒找到時間可逆的方法，穿越回過去也許永遠(yuǎn)是科幻。如果有一天真的找到了，是不是會成為顛覆人類和世界的災(zāi)難？

2. 邏輯維是技術(shù)視角。沿著V模型的技術(shù)執(zhí)行過程，是沿著預(yù)定路線，采用相應(yīng)工具和方法，獲得正確結(jié)果的過程，如圖3所示。V模型在時間維的每個階段存在，意味著在不同成熟度階段，此過程是多次迭代、往復(fù)循環(huán)的。

圖3. 技術(shù)開發(fā)流程

3. 知識維是智慧視角。該維度由知識的五個分類構(gòu)成，基于知識工程和知識增值思想，知識工程具有五個層次。研發(fā)體系中知識的積累和應(yīng)用層次決定了研發(fā)的智慧程度。知識層次越高，研發(fā)的智慧程度越高。目前普通企業(yè)研發(fā)所用知識的層次通常在顯性化、有序化和共享化層次，先進(jìn)企業(yè)開始使用自動化和智能化知識。這個維度沒有固定的方向和預(yù)定的路線，取決于企業(yè)的歷史積累。有積累，某個階段或某個流程則可以躍遷到上一個智慧層級飛翔；沒有積累，該階段或流程就貶黜到下一個層級爬行。這種上下只代表企業(yè)積累的厚度，既非迭代，也非顛覆。

HALL三維模型中嵌入的V模型是應(yīng)用系統(tǒng)工程理論對產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程進(jìn)行分解和展開而形成的。該模型給出了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的完整過程，如圖4所示。

圖4. 基于V模型的正向設(shè)計(jì)

理想的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的起點(diǎn)是涉眾需求，經(jīng)過需求定義、功能分解、系統(tǒng)綜合、物理設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品試制、部件驗(yàn)證、系統(tǒng)集成、系統(tǒng)驗(yàn)證和系統(tǒng)確認(rèn)等階段，最后完成產(chǎn)品的驗(yàn)收。V模型的右邊部分既是產(chǎn)品交付，又是對左邊相應(yīng)階段的驗(yàn)證。如果驗(yàn)證出現(xiàn)問題，會回到左邊相應(yīng)階段進(jìn)行修正。這個過程稱為“正向設(shè)計(jì)”。

為了保證V左半邊的五個設(shè)計(jì)過程結(jié)果正確，需要引入五個小V循環(huán)，分別是需求分析、功能分析、系統(tǒng)分析、工程仿真和制造仿真，以期通過計(jì)算、分析、模擬或仿真等手段對設(shè)計(jì)進(jìn)行確認(rèn)和優(yōu)化。如圖5所示（后文為了圖形的簡潔，有些圖省去了“制造仿真”）。

圖5. 產(chǎn)品研發(fā)的完整過程

這樣最終確定的研發(fā)體系是由多個V嵌套的模型。整體來看，多V模型的最左側(cè)是設(shè)計(jì)過程，最右側(cè)是試驗(yàn)與驗(yàn)證過程，最底層是試制過程，中間則是一系列仿真過程。

多V模型是對一般產(chǎn)品研發(fā)過程的抽象，它基本適用于所有產(chǎn)品的研發(fā)過程。但從企業(yè)角度看，它僅從技術(shù)視角表達(dá)了產(chǎn)品研發(fā)體系。企業(yè)完整的研發(fā)體系還應(yīng)包括管理和知識兩個層次：管理層包括需求管理、項(xiàng)目管理、流程管理和質(zhì)量管理等要素，知識層則包括五大類知識（或資源）：實(shí)物、數(shù)據(jù)、信息、模式和技術(shù)等，從而形成企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)體系模型如圖6所示。

圖6. 復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)體系模型

承擔(dān)復(fù)雜系統(tǒng)研發(fā)任務(wù)的企業(yè)一般都是由多家子企業(yè)構(gòu)成的集團(tuán)或產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟。每家子企業(yè)的研發(fā)體系都是一個包含了管理、開發(fā)（技術(shù)）和知識的多V模型。集團(tuán)或聯(lián)盟的研發(fā)體系是由多個多V模型構(gòu)成的復(fù)雜體系。多個模型之間，首先需要建立業(yè)務(wù)協(xié)同體系，主要包括數(shù)據(jù)協(xié)同和信息協(xié)同；其次需要建立知識（資源）共享體系，當(dāng)代研發(fā)知識（資源）共享最先進(jìn)的體系是研發(fā)云。如圖7所示。

圖7. 集團(tuán)企業(yè)的研發(fā)體系構(gòu)成

因此，集團(tuán)化研發(fā)體系還要包括協(xié)同層和共享層。這樣，最終完整研發(fā)體系的抽象模型是由協(xié)同、管理、技術(shù)、知識和共享五個層次構(gòu)成的多V模型，如圖8所示，本圖就是本文一開始引用的圖片。

圖8. 復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)體系理想業(yè)務(wù)模型

本模型稱為研發(fā)體系理想業(yè)務(wù)模型，可以簡稱為體系理想模型或理想業(yè)務(wù)模型，包含了完整的研發(fā)要素及業(yè)務(wù)構(gòu)件（圖中每一個矩形或菱形就代表一個業(yè)務(wù)構(gòu)件）。任何一家研發(fā)型企業(yè)的業(yè)務(wù)模型都是本理想模型的子集或某個成熟度級別。越是復(fù)雜產(chǎn)品的研發(fā)，或企業(yè)成熟度越高，其業(yè)務(wù)模式與本模型越一致。對于簡單產(chǎn)品的研發(fā)企業(yè)，其業(yè)務(wù)現(xiàn)狀是這個模型的子集。對于研發(fā)成熟度不高的企業(yè)，其業(yè)務(wù)現(xiàn)狀是這個模型的較低成熟度狀態(tài)。

審核編輯：郭婷