0 前言
隨著國家政策對實體經濟的重視，制造業開始回暖。制造領域的一系列信息化概念在深入解讀后，逐漸回落到根本價值所在——質量、價格、適用性、安全可靠。在自動化生產、定制化生產、智能制造等領域進行多種形式的探索后，行業焦點已經從產品生產過程本身向上下游環節擴展開來，上游的設計環節、下游的物流和使用維護環節的重要性重新回到視野之內。其中，產品設計由于其對產品價值的決定性作用，重要性越發凸顯。
新時期的工業產品設計主要是創新，已經不是簡單的堆砌參數指標，而是涉及到多個專業的多項技術方案的綜合應用。對于企業來說，產品設計已經成為核心競爭力的主要組成部分，產品設計結果決定了生產組織、物料供應、銷售方式、維修維護甚至回收銷毀的方式和成本。但是，產品設計以及技術儲備，雖然能夠保障企業持續發展，但是投入大、見效慢，往往不同級別的企業，存在不同方面的問題。
按照新產品對設計人員的需求動態組建設計團隊，快速解決企業在新品開發或產品升級換代時所面臨的各類創新難題，就要求企業必須調整產品設計的組織管理方式，使之既能滿足企業千變萬化的產品研發需求，又能夠降低產品設計和團隊維持的成本。
1 不同企業面臨的問題
企業規模和行業不同，在產品研發方面存在不同的問題。
大型企業一般會維護完整的研發團隊，從技術儲備、方案設計、產品設計、試驗試制、產品規劃等環節都會開展工作，確保產品延續性和系列化。但是存在研發費用高，研發團隊建設費用高，研發工作量不足且不均衡，研發模式和思路固化，對新技術和新領域無視等問題。
中小企業沒有能力承擔完整的研發團隊建設，往往只是維護關鍵技術人員和工藝團隊。但是存在技術應用范圍狹窄，人員培養費用高，產品設計周期長等問題，人員流動對產品研發甚至核心競爭力的影響非常大，且產品實現過程嚴重受到具體設計人員能力的限制。
小微企業或者不發達地區的企業，沒有自己的研發團隊，被動的接受訂單，按照訂單要求或者外來工藝進行生產或加工，基本上無力實現自己的產品研發和改進。
研發人員的發展必然是金字塔形狀的，依托企業發展成為某一領域的專家，既要靠自身努力，還要靠企業平臺的高度。而且，作為企業的一員，必然在視野、技術層面等方面收窄，接觸相關、相近領域的技術的機會變少，限制了研發人員能力的提升。反過來，研發人員能力及對技術的敏感度，又制約了企業創新的能力和方向。
企業為了維持一支完整的研發團隊，不但要支付人力資源的成本，還要持續建設研發體系，例如采購設計軟件，采購基礎數據庫，建立研發管理模式，建立數據管理模式，進行技術研究等。受到企業規模和投入成本的限制，大量企業都不能夠建立足夠的設計基礎設施，甚至是不斷推翻重來、在淺層次重復建設，無力持續優化研發體系。
究其原因，傳統企業的研發體系是基于企業自身，以既有資源為主要基礎進行調配，進度、質量、資源分配等全部按照行政管理的模式進行組織。當人力資源不足時，企業會通過咨詢或招募新成員補充研發能力，這就造成企業研發隊伍越來越龐大，而單個人員的工作量不飽滿，工作強度不均衡。同時，部門墻等問題造成研發管理成本高昂，以及新技術應用要沖破固有模式和人員慣性等阻礙。
2 協同設計模式
無論是系統工程、產品全生命周期管理（PLM）、還是集成產品開發（IPD），其適用范圍都是在一個固定的組織內部、或者多個相關聯的組織之間進行項目管控，項目中進度、質量、風險、成本等各項因素，往往是通過直接調度、強關系約束（如行政劃撥）進行處理。但是在互聯網上，所有的設計資源都是平等的，沒有隸屬關系。落實在一個具體項目上，項目研發團隊的組建是弱相關的，是按照項目中涉及到的各個專業組合而成的；隨著項目的進展，其團隊成員處于流動狀態，各設計資源間只是按照工作界面的劃分進行協作，而不存在行政領導，對于研發設計資源的占用，也是臨時性、階段性的。這種新形態的產品研發管理模式，與成熟的企業中嚴格按照分工進行管控調度的管理模式，完全不同。而建立在企業組織架構基礎上的項目管理模式、產品研發管理模式，都不能夠適用于基于互聯網的這種組織形式，雖然可以在操作層面以不同方式參考和借鑒，但總體組織方式是全新的。
這種研發模式，其創新點在于：
- 聚集大量的、專業完整的設計資源，動態組織研發團隊；
- 創建一個企業共用的公開平臺，實現研發過程管理規范、設計環境統一；
- 以合同、信用等約束條件替代行政指令管理方式，實現平級的團隊管理；
- 項目統一的設計環境；
- 基于設計結果和產品模型的溝通方式。
2.1 動態組織研發團隊
打破企業邊界墻，將設計人員分散為個體，自行完成能力培養，然后按照實際需要，針對產品研發需求，選取適合的個體組成研發團隊，以成熟的研發管理模式進行過程管控，完成產品設計和交付，之后保留設計結果，解散團隊，在下一次產品升級或新品開發時再重新組織。企業不再維持固定的研發團隊，設計人員脫離固定組織，雙方都不再受到地域、時間的限制，只是以企業產品研發需求為牽引，實現設計外包的研發方式。
動態組織研發團隊，能夠解放沉積于企業內部的設計資源，提高資源利用率，形成良性循環。企業可以通過兩個途徑隨時建立團隊，甚至同時建立多只不同的團隊：1、從以往的產品研發團隊中選取適合的人員，并通過公開招募的方式補充其它專業人員，考核其是否適合企業選取的研發管理模式后，快速地組成團隊，并在研發過程中調整，而不涉及到人員聘任、解聘等一系列人力資源工作；2、委托一個較為穩定的合作伙伴，由其按照企業需求形成產品概要設計后，選取其它的適合的設計團隊參加。
為保障產品延續性和一致性，企業可以與核心人員或團隊簽訂長期合作協議，并對該團隊或人員進行持續跟蹤、評估，并可參照其承擔的其它企業任務，以決定進一步合作意向。
2.2 企業共用的公開平臺
動態團隊的運作和日常工作，必然需要有平臺作為載體。平臺能夠實現產品規劃和設計過程的管理，實現多個企業和設計人員的對接，實現風險管控，實現產品數據管理，實現設計環境的規范統一，并實現各方的信息展示。平臺不是專屬于某一個企業所用，而是建立一個環境、并存多種模式。公開的研發平臺，是將原本零散存在于各個企業內部的研發管理工具合并起來，SaaS化，企業共用一套豐富、完整的設計資源，選取設計人員，參考發布的最新技術方案，規劃自己的產品路線，并從平臺上選用適合的供應鏈和配套方，最大程度地利用了公開的技術方案。
平臺以設計為源頭，引入物料、配套、試驗、生產等資源作為設計約束，擴大了企業的資源調配范圍和能力，剝離了一切設計過程中低效、低價值的環節和積累，使企業以最小代價使用了成熟的設計環境，融入到廣闊的制造生態圈中，從而專注于打造核心競爭力，并可從平臺發現新的商機和業務，促進企業加速產品更新換代，或增加有潛力的產品線。
為協助企業從0到1地規劃新產品，平臺需內置一系列工具，組織專業人員配合企業發現并量化其真實需求，完成概要設計和產品定義。為協助企業完成新產品設計，平臺需提供多種管控功能，實現技術指標分解、費用概算、團隊組建、風險分析、進度管控、變更管控、質量管控、交付管控等方面的顯性化管理，使企業像在內部管理一樣知悉產品設計狀態。企業將項目發放給平臺，平臺承接后組織總體進行任務分解和關聯接口，之后組織多個設計方承接任務，各自完成任務并對接口進行驗證、調整，記錄溝通過程和結果，以及企業的需求變更，在可控的范圍內進行指標優化，最終完成產品交付。
平臺為多企業共用，其上的設計環境、設計資源、各類信息均為共用。平臺以設計人員的認證信息和歷史記錄作為信用基礎，不斷擴充設計人員和團隊。對于企業和設計人員來說，平臺不是一個對接工具，而且企業完成產品設計、設計人員獲取利益的環境。
2.3 平級管理模式
傳統企業的組織形式必然是分層級管理，即使是項目團隊的管理方式，也存在層級匯報和任務分發考核，同時資金、周期、材料、技術指標等研發資源也是分層級進行分配。而在平臺中，一個產品設計項目的設計團隊間，是平等的協作關系，真正實現了“只有分工不同，沒有高低之分”。組織形式的變化，帶來了管理方式的變化，資源分配的方式、設計結果的考核方式等，都與傳統的研發管理方式有所區別。
在平臺上，任務是與研發要求掛鉤的，在任務說明中包含了時間、經費額度、功能性能技術指標、設計規范要求、安全保密要求等一系列信息，承接任務時，默認接受了相關的管理要求和交付要求，同樣接受了在平臺中進行協同、審核交付結果等方面的約定。因此，雖然還存在項目經理、技術負責人等角色，但是這些人在團隊中只有負有管理責任，而對其它承接任務的項目中的團隊沒有管轄權。對于交付的結果，也只有聯合其它相關方的審核、檢查權，而沒有批準等權力。這也導致團隊間的約束關系僅僅來源于資金分配和個人信用。而信用額度的累計，在平臺中代表了設計者的水平等評估條件，會受到設計者的高度重視。
產品設計全過程在平臺中留有記錄并可隨時調閱，這就使得設計進程等狀態、設計結果等交付物，對項目參與的各方來說都是一樣透明的。企業需求方依次對研發狀態進行評估，并可進行需求變更；項目管理方和總負責人依次進行項目管理，對進度、質量、風險進行評估，并適時調整任務分布和接口關系，組織參與方完成設計工作；各參與方依此對自己的工作進展狀況進行了解，并可以直到項目整體進展和資金發放等情況。
資金是以合同付款計劃的方式發放給參與人員，而不是經費劃撥的方式，這也有利于促使設計人員按時按量的完成工作并提交出優質的交付結果，并具有主動性向客戶、管理方進行通報。
2.4 統一的設計環境
由于設計者來自各個地理區域，不可能要求他們的工作習慣和設計思路完全一致，因此建立統一的設計環境和設計規劃，是支撐協同研發的重要保障條件。
在設計環境中，要求項目團隊采用統一的設計軟件版本，并使用統一的標準件庫、樣本件庫、模型庫、符合庫，遵循統一的建模規范、文檔編寫規范、項目管理要求、交付物格式/形式規范、信息傳遞規范等，以保障設計結果的一致性，保證企業拿到符合自己要求的設計結果。
設計人員在統一的設計環境中完成工作，對數據的干凈程度和完成度，都會有良好的保障，避免了各團隊采用不用設計工具，在聯調、總裝配時無法裝配的風險。同時，企業不再需要關注設計環境的建設，也不需要關注基礎信息的維護，只要提出明確的需求即可。
當使用人員逐漸提高使用頻次時，平臺還可能根據使用記錄、反饋信息等一次性對設計環境進行改造，使平臺更加適合多領域、多要求、多專業的設計環境需求，提高整體應用效果和應用能力。
2.5 基于模型的溝通工具
設計團隊分布在不同的地理區域，無法實現面對面甚至是同處一室的設計溝通環境，只能夠通過平臺進行工作協同和溝通。而在設計過程中的溝通、交流、協調、審查等工作，大多數情況下需要針對唯一的設計結果如模型、系統圖、文檔、圖表等進行交流。在現有的企業內部，需要溝通各方在會議室中進行講解和意見反饋，之后將會議結果以紀要的形式留存下來。在平臺上，既無法實現這種當面交流形式，也沒有必須實現。
平臺以網絡會議系統的形式提供溝通工具（如圖1所示），包括發言記錄窗口和模型展示界面兩大部分，能夠記錄參與人員、交談內容、對模型的操作、上傳的其它參照物等信息，即使會議結束，參與會議的人員也能夠隨時進行查詢和復盤。
圖1.溝通工具示意圖
多方參會者進入會議界面，可通過申請輪流取得發言權；所有人可在信息窗口發表自己的信息，包括文字、圖片、視頻、文檔等；取得發言權的用戶可以選擇產品容器中自己有權限查看的產品數據（包括3D模型、工程圖、文檔等），需要瀏覽數據時，選中數據，點擊“查看”，可以在瀏覽窗口中顯示，并可以通過語音進行說明，語音和文件操作記錄也會發布在信息窗口。對于3D模型，可以在瀏覽窗口中進行如下操作：平移、縮放、旋轉、拆分、剖切、測量尺寸、隱藏指定零部件、添加批注；對于2D圖紙或者其他文件，可以在瀏覽窗口中進行如下操作：平移、縮放、翻頁、添加批注。所有參會者都可以在自己的頁面中實時查看到發言人的對模型的操作和批注信息。
3 協同設計平臺實現方式
基于互聯網的產品協同設計平臺主體由三部分組成：面向客戶的需求定義模塊，項目執行過程管理的PMS模塊，產品數據管理的PDM模塊。如圖2所示：
圖2.協同設計平臺模塊架構
3.1 需求定義模塊
需求定義模塊主要是對企業需求的收集、整理、明晰、評估，并完成概要設計和總體方案，其主要業務功能是：
（1）、量化、顯性化客戶需求，重點是要有一套顯性化客戶需求的表單，牽引客戶逐步說清楚所需要的產品到底是什么，對外觀、功能、性能指標、使用條件等要能夠量化；
（2）、組織專家組審查總體方案及可行性，對于大項目，項目管理人員組織專家組通過遠程會審、視頻會議或者現場會（重大項目）對項目進行評審；對于小項目，由項目管理人員直接審查；
（3）、提出立項報告，簽訂合同；
（4）、按照一套模板建立WBS和PST，這個是重中之重，涉及到產品完整性和進度控制，WBS的周期是順排+周轉時間，還是倒排，如何設定里程碑等都需要在模板中體現，以便于項目管理人員快速實現具體項目的WBS，并能夠保障所有項目管理在工作分解上的一致性；
（5）、對客戶能力、信用等進行評估和記錄。
3.2 項目管理模塊
項目管理模塊主要是對產品設計項目進行工作結構分解，組織形成動態團隊，完成產品設計過程管理和變更管理，最終完成產品設計結果交付。其主要業務功能是：
（1）、WBS分解，要有WBS引擎，能夠按照實際需求建立條目+甘特圖形式的工作結構；
（2）、工作包信息明確，在會員承接任務后，要自動與工作包掛接成為負責人，之后工作包下的活動條目可多層分解設置；
（3）、WBS要與PDM的產品結構樹關聯，在提交產品經過審查定版后，才能夠確認工作包完成；
（4）、在里程碑檢查、交付審查中，要有明確的交付文檔齊套要求，平臺要列出所有文檔的清單，由項目負責人按照實際情況裁減。
3.3 產品數據管理模塊
產品設計管理模塊主要是實現對需求信息、設計結果信息、過程管理信息、過程記錄新的記錄和存儲，以及設計環境基礎信息的維護。其主要業務功能是：
（1）、產品設計結果按照不同產品進行管理，實現在線裝配，完成版本管理，形成最后產品整機模型和文檔集合，交付給客戶；
（2）、實現標準件庫和通用件庫，累積平臺的非結構化數據，為平臺積累基礎數據，增加對會員的粘性；
（3）、逐步制定平臺自己的三維造型規范、系統模型規范、產品分析要求規范、數據管理規范等，提高數據質量的同時，為后續數據分析、培訓、平臺推廣等積累素材。
4 存在的風險分析
傳統研發模式經過長期的完善，無論是在啟動、規劃、執行、監控、收尾等過程管理方面，還是在范圍、時間、質量、風險、成本、人員、溝通等要素管理方面，都非常成熟，并與企業的組織架構很好的融合在一起。而基于公開平臺的協同設計模式，打破了組織范圍的限制和層級管理的方式，導致既有的項目管理工具不再適用，增加了團隊管控、質量控制等方面的風險，還有待于破而后立，逐步豐富管理工具。
平臺提供一套高度抽象的管理模式，再根據不同行業、不同領域、不同專業、不同產品的實際條件，分解細化出不同的流程、階段、節點、模板、報表、接口、約束等工具，實際上加大了平臺的復雜度，降低了易用性，隨著平臺觸及的產品數量增加，模式需要不斷進行優化和完善。
產品數據是企業的核心資產，將其研發過程和結果放在公開平臺上，企業會擔心數據的安全性得不到保障，導致核心資產流失、破壞企業競爭力。而且平臺對數據的存儲、分類、清理和分析，也侵害了企業對產品數據的所有權和獨占性。解決消費市場的個人數據濫用問題，與解決企業市場的數據濫用，是極為類似的情況，且重要性更高，若不解決，企業很難放心啟用產品設計外包的研發模式。
在公開平臺上進行產品設計，必然受到平臺提供的基礎數據、供應鏈資源、加工能力、物流能力等方面的限制。由于產品設計最終會形成BOM等信息，作為企業生產制造的輸入信息，因此從某種意義上講，企業會被平臺“綁架”，喪失部分自主權。若要解決這個制約因素，需求平臺與足夠充足的供應商進行合作，并與其它技術服務平臺建立關聯關系，形成豐富的制造生態森林，才能夠滿足絕大多數企業的自有需求。
5 結論
企業制造能力不僅限于生產能力的提升，更多的是產品設計和技術儲備的不足導致競爭力低下。而大型企業的研發團隊工作量不均衡和技術更替速度加快、中小企業保有研發團隊的成本居高不下，是制約其產品研發的主要因素。將分散隸屬于不同企業的設計力量匯聚在一個公開平臺上，按照企業需要動態組建設計團隊，用平級的管理模式和統一的設計環境實現企業的產品設計需求，隨著互聯網和SaaS模式的成熟，已經成為可能。雖然還存在很多不穩定因素，但是基于公開平臺的協同設計模式，是具有可行性的，是快速提升企業、國家產品設計能力的有效途徑。隨著國家對制造行業支持的力度增加，各類協同設計平臺將會蓬勃發展，產品實現的其它階段的平臺也會出現，最終形成生態樣式豐富的生態森林，成為產品設計的主要模式。
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