产品开发的核心基础：专案管理与系统工程中的流程模式.doc

/smsp1982產品開發的核心基礎：專案管理與系統工程中的流程模式摘要本文首先介紹在產品開發中最常用的流程模式。文中以一個最簡單的IPO模式(Input-Process- Output Model)帶出各種流程模式如：系統工程的KS模式(或三八模式)及專案管理的五大流程。文中將簡單介紹專案管理知識體系的發展與五大流程的工作項目及產出、系統工程的KS模式的三個階段與八個步驟；藉著不同模式的觀察與比較，文中試圖強調流程中各接段的序列性及同步性以及源流管理與介面管理的重要性。關鍵字模式、流程模式、信號模式、K&S模式、五大流程、專案管理、系統工程清雲科技大學電機研究所吳英秦、陳忠正、廖萬泰清雲科技大學經營管理研究所林詩倫、吳晴華、林翊庭一、前言這幾年系統工程、品質工程、專案管理及創新管理等學科受到企業極大的重視。主要的原因是大家都體會到在競爭中以上領域的知識能建立經營團隊紮實的基本功夫。誠然，成功的新產品開發過程需要完整的系統工程與品質工程的設計入習慣，而各部門的介面管理與共同努力又有賴於專案管理與創新管理的技巧。近日偶得一書軟科學綱要，是中國大陸三聯書店在2003年3月由馮之浚先生主編1。軟科學是一門新興的綜合性科學，它的研究對象是複雜的社會、經濟、技術等系統包括其組織、規劃、控制、指揮、協調、交流等各方面的問題，其主要目的是為各種類型各種層次的決策提供科學的依據。本文撰寫的動機是由此激發出來，作者群希望能在專案管理及系統工程中找出明確的模式以科學的方式呈現以幫助更多的年輕人在產品開發上更得心應手。美國各項學會的組織中，大多數的組織是屬於縱向性專業的研究組織，如美國機械工程師學會(ASME)及電機電子工程學會(IEEE)，但也有橫向性專業的組織，如美國專案管理學會(PMI)及系統工程學會(INCOSE)等。後者日益受到重視，近年來專案管理師及系統工程師的價值及薪資大幅提高是明顯的現象2-5。二、專案管理的發展從1950年開始，專案管理已歷經了12次在知識體系上不斷的發展。在管理對象上也有不同的專注及發展，如：資訊管理、知識管理、科技管理、企業資訊管理、企業流程管理、供應鏈管理、六標準差、電子商務及客戶關係管理等(見圖1)6。圖1專案管理知識體系的發展軌跡管理的學問是時間的累積，管理科學的進步是大家的努力逐漸使之完整有用。流程模式化是有幾分困難，因為它要真實，如具有以下的幾點特性：序列性(Sequential)、同步性(Concurrent)及互動性(Interactive)等。依據不同任務的性質，專案管理可能牽涉的知識十分廣泛，一般而言，我們常要考慮及使用的有九項：整合、範疇、時間、成本、品質、人力資源、溝通、風險及採購(見圖2)。圖2專案管理的五大流程與九大知識三、建模及流程模式建模是建立準確描述系統特徵和行為的模式(Model)或模型的過程。靠著流程模式，工程師可以瞭解流程上下游單位互動的基礎，增強系統或產品開發進度的查察及測試模擬，並可針對特定的價值重點設定流程管理。一般而言，模式可分為三種：(1)數學模式(Mathematical Models)；(2)示意模式或圖形模式(Schematic Models)及實體模式(Physical Models)三種。本文主要介紹的是圖形模式中的流程模式。文中以一個最簡單的IPO模式(Input-Process-Output Model)帶出各種流程模式如：系統工程的KS模式(或三八模式)及專案管理的五大流程。圖形模式，顧名思義，是用圖、圖表、矩陣等圖形來描述系統內部信號的資訊流(Information Flow)以及系統結構或系統狀態轉移等情況。圖形模式的應用很廣，它分為信號模式、流程模式、結構模式及離散事件模式等四種。信號模式是用圖形表示系統內部信號流及信號間的輸入輸出關係。這種模式最有名的是系統方塊圖(System Block Diagrams)及信號流圖(Signal Flow Diagrams)，在控制系統工程或自動控制原理中是分析使用的主力。流程模式是信號模式的延伸，它還包括了能量、成本、品質、整體後勤等其他的資訊流。換言之，它用圖形表示了系統工作或專案工作的流程、作業程序及處理順序。圖3顯示專案的邊界及其輸入與輸出。一般人多只在意專案的成果而忽略執行專案留下來的流程記錄。這個屬於公司的團隊資產的經驗累積是未來公司執行另一個專案成功的基石。圖3專案管理是一個簡單的IPO模式一個最基本的系統描述為IPO模式，即輸入(Input)、流程(Process)及輸出(Output)。在實際生活中，它可以是最簡單的SISO(Single Input and Single Output)，也可以是很複雜的MIMO(Multi-Input and Multi-Output)。戴明博士提出SIPOC的產品開發流程，即是在開發之前應考慮供應商(Supplier)的能力，開發後必須考慮客戶(Customer)的感受(其實開發初期就要考慮)。當然，有時我們也必須考慮企業的環境因素及團隊的流程資產等其它的因素。圖4顯示五大流程進行當中，在每一階段也都可以看成有五個小流程在進行以確保每一階段的順利進行。五大流程其實與戴明博士提出的PDCA是不謀而合的。PDCA是代表英文字plan, do, check and act四個字首之集合。換言之，凡事都要遵守規劃、執行、檢討及採取應變措施的基本動作。圖4五大流程與PDCA有異曲同工之妙四、專案管理與系統工程K&S模式的創造者Alexander Kossiakoff & William Sweet二人強調專案管理包含了系統工程及專案或計畫的規劃與管制(Project Planning and Control)兩大塊78。這兩塊有聯集(Union)也有交集(Intersection)。交集中有任務定義、風險管理與顧客互動等三部分。而系統工程又獨立擁有系統架構、技術協調及系統整合等三部分；計畫規劃與管制則有計畫規劃、資源分配及財務/合約管理等三部分(見圖5)。圖5專案管理與系統工程的關連性從圖5中可以看出專案管理與系統工程的關連性。如果我們的專案是一項新產品的開發，若以嚴謹的專案管理手法，積極而有次序的建立圖5中顯示的模式與各項內涵是研究發展商品化最大的保證。進行的步驟有：(1)先以研究計畫的規劃與管制與系統工程兩大塊的交集為主：任務定義(任務分配及計畫審查)、風險管理(風險評估及風險防範)、客戶互動(從管理與技術雙管齊下)。(2)其次將探討執行的系統架構(概念設計及功能配置)、技術協調與配置(現有專業技術能力分析及可能技術外包探討)以及將來在系統整合時的先期考量(介面管理及驗證與證實)。尤其要特別注意各階段系統測試與評鑑的進行次序與型態。(3)最後在第(2)及第(3)項進行時，計畫的規劃將逐漸完整(工作細分及成本與時程的規劃)，在可能的技術合作(含國際合作)、併購等考慮下，有效的資源分配及相關的財務/合約管理(計畫承諾及合約商)的配套準備亦將登場。研究發展的進行中，若能選擇一個有關系統工程的國際標準(如2001年ISO/IEC國際標準版)，作為新產品開發流程管理的參考，以加強參與單位及人員的共識與內部的溝通。 如此在研究發展過程中，人人在流程上的共識可以避免許多不必要的設計錯誤與資源浪費。五、系統工程的K&S模式Kossiakoff & Sweet將系統開發流程分成三大主要階段(觀念發展、工程發展及後工程發展)及八小段步驟(需求分析、觀念探索、觀念定義、先期開發、工程設計、整合與評鑑、生產、使用與支援)45。為了方便記憶，我們稱之K&S模式或三八流程圖(見圖6)8。圖6K&S流程模式的三八流程圖K&S模式的三大發展階段各有其重要的追求，分別介紹如下：1.觀念發展階段(Concept Development Phases)(1)需求分析(Need Analysis)：為建立系統的使用需求而作的系統分析。需求分析針對新系統的發展試圖提供一份完整的文件。需求分析也會產出一組使用的需求(目標)來說明新系統必須依此而設計。(2)觀念探索(Concept Exploration)：尋找可行的觀念，主要是將新系統的使用導向的觀點轉換成工程導向的觀點。它將提出性能需求及多元的觀念。(3)觀念定義(Concept Definition)：選擇偏好的系統觀念，提供詳細的系統特性，功能。預測並量化發展所需的時間及生命週期的成本等。2.工程發展階段(Engineering Development Phases)(1)先期開發(Advanced Aevelopment )：證實新的技術，藉由分析與發展來解決多數的不確定性(風險)，證實系統設計的方式以作為真實及正式工程的基礎。提供設計規格及模型。(2)工程設計(Engineering Design)：將觀念轉換為硬體與軟體的設計，是設計所有系統中的組件部份，使它們能契合成一個可使用的整體來滿足系統的使用需求。換言之，產生試驗的項目要求及原型機。(3)整合與評鑑(Integration and Evaluation)：測試生產的原型機，認可或通過系統工程設計以便進行下一個流程，建立生產規格及生產系統。3.後工程發展階段(Post Engineering Development Phases)(1)生產(Production)與部署：生產及製造系統，生產一組相同的硬體與軟體的組件，組裝組件成滿足規格的系統，分送生產的系統給客戶。應建立所需的使用及銷售營運的文件。(2)市場使用與技術支援期(Operation and Support)：支援系統使用及維護面對之各項問題及主要系統更新的實現。要注意產品或系統報廢後的回收及再利用之社會責任。圖6是將Kossiakoff & Sweet在系統工程原理及實務一書中9的產品開發流程的各個階段與步驟整理而來。因為可以一目了然各階段及步驟的次序及每一步驟的產出，對許多從事產品設計與開發的工程師而言，可以有方便記憶及審查的功能與價值。但是圖6的顯示只能看出每一步驟的序列性，不能看出各接斷的同步性及每階段間的介面工作。其實在每一階段或步驟時，至少需要前後段人員的介入，除了可以提醒各單位或各步驟的工程人員瞭解事前協調及共識的重要外。對整合與評鑑的程序、方法及準則都不能等到工程設計完成後才開始的。在先期開發時，就要先建立對整合評鑑的共識。六、新產品開發的成功因素圖7說明企業新產品表現亮麗的三大因素：產品策略、資源承諾極高品質的產品開發流程。圖8提供了一個很好的專案活動強度的模式，理論上可以用正弦波來表示。這對未來人力與組織的規劃提供很有力的工具。從圖8中也再一次看出每一流程的不同時間的強度，也可以再度說明五大流程的序列性、同步性。圖7產品開發流程的重要910圖8專案管理活動的強度與時間的關係圖9提供的訊息是團隊的重要性，也說明了起案的重要性。圖10是一個簡略的整理，可以很輕易的發現各流程的工作重點及產出。同時也可以看出起案前除了專案發起人外，也應考慮企業環境的因素及企業組織內流程過去累積的資產。一個動態的專案管理及善用組織的資產是專案管理成功的秘訣。不過這需要長時期的投入及管理，牽涉到眼光與毅力，因此說來簡單，但是真能受益者都是過去累積而來的。圖9時間管理對專案管理的影響圖10五大流程中的工作重點與產出七、結語流程模式有兩項重要的管理觀念及關鍵：源頭管理及介面管理。前者強調源頭的重要，也就是古人說的慎於始，越在源頭的地方投入心血，整個系統的成本效益就越好。後者強調的是每一階段或步驟交接之時，前後相關的單位或人員應有很好的接棒。接棒的順利與否，不僅是在接棒瞬間的默契與臨場反應，而是要在比賽前要做好訓練與各種狀況的模擬。任何一件工作，都可看成一個IPO流程。IPO是一個最基本的流程模式(輸入、流程及輸出)。隨著我們關切的層面與程度，IPO就延伸至實際需要的狀況。如戴明的SIPOC(把供應面及客戶端的情況考慮進去)。因此，無論我們使用的名稱是產品開發、專案管理或系統工程，流程模式可以幫助我們扮演好自己的角色。有了對流程清楚的瞭解，無論是執行專案、產品開發或工程實務等工作時都會得心應手。用圖11做為未來在考慮因素及自我能力提升的參考。圖11起案時考慮因素與功力培養之道一個好的模式，端賴在建模過程中掌握建模的目的。簡單、清晰、易於瞭解且要接近實際的運作狀況。以流程模式而言，它與工作的重點、人員的素質、牽涉的風險即在QCD上的壓力等自然產生不同的流程名稱，有共識的流程能幫助開發團隊減少因溝通不良造成的失誤或失效，也能幫助團隊因彼此瞭解、互助而引起的綜效1112。參考文獻1 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