产品研制项目新模式之项目管理的应用效益
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任何曾经参与过科研（产品研发或科技应用研究）项目的人士都会清楚项目在起动初期要建立项目交付的最终规格是相当困难的事情。 纵然有一些项目的最终交付要求比较明确，但项目在实施过程中从论证到设计、采购、施工、测试等阶段的执行过程中，最终的成果多依赖对原设计及规格不断进行调整和修改， 才能够有希望完成项目的交付。 这种 “摸着石头过河”的研发模式被昵称为三边模式，就是边计划，边执行，边修改的项目交付方法。 这是我国在建国初期， 为了能够以最快的速度， 最短的时间实现从农业社会转变成工业社会的一种改革思维。 到今天， 我国大部份技术人员在项目实施过程中也深受这种三边模式的影响。在这种情况下，项目经理对项目过程中的变动和项目的进度等情况基本上是不能够执行任何有效的管理。
我国在自 2000 年开始引进国外项目管理知识到今天，企业领导与项目管理从业人员对项目管理知识的应用往往着眼于如何能够把项目在指定的预算和时间内完成。国外能够成功利用项目管理知识，让项目管理能够在企业中发挥应有的作用， 主要是因为国外企业大多有一套比较成熟的项目实施过程，让项目经理可以在项目起动前对项目所需的成本，资源，时间，工作量、能力和风险进行评估，让项目可以在实施过程中不断进行监控，使项目能够在过程中达到可视、可控的状态。同时项目经理更应该和需要在项目进程中不断思考如何能够以更快， 更有效的方法完成项目的建设，不断对计划进行调整，提升技术的应用方法来满足项目的成功交付因素。
从 2005 年开始参与一些国家及国营企业的科研项目管理咨询工作，这数年的时间共完成了不少于二十多个科研项目的交付， 其中包括多个产品及科技应用研究与发展的项目， 目前我们还有十多个项目在实施过程中。相关单位在项目执行的过程中面对各种不同的技术挑战，过去惯用的三边研发模式如何能够按时， 按预算完成也让单位的管理层受到严格的考验。如何能够在三边研发模式的环境中估计项目的工期，投资，资源需求，风险，范围变动，进度监控和管理等也成为项目管理能否成功应用在我国特殊环境中的重要指标。
三边模式的特点与管理方法
虽然三边模式是一种缺乏规范的技术实施过程， 但细心分析后仍然可以对没有规范的三边模式有效地规范起来，然后结合到项目管理的过程中，对项目执行项目管理的工作。
三边模式也被形容为“摸着石头过河”的思维，是一种朝着对岸（目标）不断进行摸索、探求、和前进的方法。在踏足河上第一块石头的时候开始，我们的每一个目标便成为如何能够找到下一块石头，在寻找下一块石头的过程中，我们需要确认方向（计划） ，踏足摸索（执行） ，调整方向和距离（修改）的三个步骤才能够找到下一块石头，要到达对岸，我们便不断实施这三个步骤， 过程中踏足的每一块石头是过河整个过程中的一个临时目标，也成为我们为实现下一个临时目标的驻足点。在每一个临时驻足点上我们都需要考虑是否能够继续朝同一个方向找到下一块石头，如果估计下一块石头的位置超出个人的能力的时候，便需要考虑调整方向，包括往回走，从上一块石头上找寻另一个新的临时目标。这样不断计划，执行，和修改，最后才能够到达对岸。
项目经理可以考虑每一个临时驻足点是项目中的一个里程碑， 完成每一个里程碑的实施过程都是完整的计划、执行、修改等三个步骤，每一个驻足点都有一个评估（方向是否正确，是否能够找到下一个驻足点）的过程。这已经满足了项目管理的一些基本条件，它提供我们每一个里程碑间的工作过程，让我们可以估计每一步的所需工期，成本和风险。但在过河的过程中我们需要找寻多少驻足点？需要多少时间才能够到达对岸？这可不是一个预先可以进行评估，不是一个容易解决的问题。所以接下来是如何估计需要多少驻足点，每一个驻足点估计所需的时间，（计划、执行、修改的）工作量，成本，能力要求等提供一种有效的评估方法，让项目经理能够对项目进度有效地监控。
我国技术人员对科研或产品研发项目的工期和成本估计多依据市场的竞争需求或在领导的压力下对项目工期和成本提供“拍脑袋”出来的数据，这些拍脑袋出来的数据往往成为企业进行研发的基线，项目最终能否按时、按预算进行交付也只能靠技术人员的运气和尽力而已。
毕竟我国的技术人员的技术能力有一定的水平， 对项目的主要里程碑也可以有效把握， 但基于如何实现下一个里程碑多依赖摸索的三边模式进行，所以最终的结果与初期拍脑袋出来的指标便有很大的差异。加上我国技术人员的工作习惯，组织及分工的方法，国外的进度管理模式便不能够达到预期的理想， 我们不能够按照国外依靠做了多少工作的数据来评估三边模式的进度，因为我们实在不知道在完成百分三十的工作后，余下的工作真正只有百分七十而已吗？
技术与管理分家
我们改变了项目管理应用的基本方法，以余下的工作量作为进度的指标，让我们可以对项目余下的工作进行监控。同时让每一个里程碑的交付成为一个独立的阶段，由总工程师或高级工程师指派（技术）负责人分担每一个部件的研究和发展，对每一个阶段的交付过程中的计划、执行和修改三个主要步骤编制成独立的任务。在任务开始前，任务负责人必须对任务进行成本，工作量，成本和技术应用风险的评估。
在这种情况下，项目经理便需要联同项目总工与任务负责人进行协商，从技术人员（总工和任务负责人）身上明确每一个里程碑的预期交付物成果。 任务负责人负责引导参与这个任务的其他技术人员对里程碑的工作进行细分，制定实施工序，估计各工序的工作量和工期，技术风险及初步执行工作分派，在总工确认后交由项目经理编制任务阶段计划（工序） ，对预算，工作量，风险和工期进行评估后才起动任务中各工序的实施。 任务负责人需要定期提供各工序的执行情况， 汇报余下工作需求， 让项目经理能够评估余下的工作是否能够如期完成。 任务负责人必须在任务过程中定期对技术人员的工作进行监控， 在执行过程中任何没有规划的工序是否合理，是否需要追加工时或工期，或是否应该避免，如何避免等进行评估。
项目经理主要负责整个项目能够在拍脑袋所建立的基线上监控项目的预算和进度。每一个里程碑的交付完成后，接下来的里程碑必须在基线上余下的预算和余下工期内完成交付。 项目总工在里程碑交付后必须评估余下的预算和余下的工期能否完成项目中剩余的每一个里程碑。 是否需要调整余下各里程碑的交付目标和技术风险。
项目经理同时需要在里程碑交付的过程中不断评估余下的工作是否可以在预设的时间和预算内完成。 任务中各技术人员有没有增加计划工序以外的其他工作， 评估技术人员对技术应用及技术瓶颈会否影响及延误里程碑的交付， 是否能够调整项目计划以避免或降低项目可能延误的风险等情况。
这套管理方法在 2005 年底全面实施后，项目经理及主要项目干系人能够对每一个项目都可以有一个比较清晰的视野， 定期知道当时的进度和余下的工作量，实际开支，延误的风险和技术的挑战。但仍然不能够保证项目能够如期在预算内完成。
改善项目实施过程
科研目标与产品研发项目有两个主要瓶颈， 第一是项目在起动初期技术可行性多以论证方式制定，经总工程师或高级工程师进行设计，制定产品最终规格。下属工程师依据有关规格制做有关部件，在制做过程中遭遇技术困难的时候，会请示后及对规格进行调整。其他相关的部件也需要进行相应的修改，规格的变动导致最终产品未必能够跟原规格配合。第二个瓶颈是当产品的部件制做完毕后开始进行组装， 那时候会发现部件之间的接口未能依据要求进行接合， 有关部件便需要额外的修改和调整。到组合完成后，产品的最终规格与原设计的规格也有一定的落差。这两个主要的瓶颈是导致科研或产品研发项目超支，延误的主要区域，结果也间接地鼓励技术人员采用三边模式来实现项目交付。
要降低项目延误的风险，让项目能够如期完成，避免延误带来的超支，我们必须调整和改变三边模式的交付方法和思维，考虑如何能够在项目交付过程中避免延误，建立一套比较规范的技术实施过程，让我们可以“踏着石头过河” ，不用“摸着石头过河” ，让工程能够顺利开展，顺利完结。
今天的科研目标和产品研发项目比较复杂，项目多包括硬体和软体，功能的要求也越来越多，技术横跨多个领域。纵然是经验丰富的技术人员要把握整件复杂产品的各种技术和功能要求进行设计， 制定最终规格往往是很大的挑战。任何疏漏都会直接影响最终的结果，在过程中修改和调整。
既然不能够在项目起动的时候建立完整的最终交付规格， 那么是否可以让最终规格在实施的过程中一步一步加以完善和强化， 在施工过程中让科研目标或产品规格能够朝着最终目的逐步完善，达到最佳的质量指标，满足科研目标或产品的初期设计要求。这种完全依赖企业内部总工程师，设计院内设计师对产品进行规划、设计的“封闭创新”模式已经不符合国际上的竞争条件，需要考虑“开放创新” （Open Innovation）或“协作创新” （Collaborative Innovation）的设计模式对项目成果引领到一个全新的领域，改变项目实施过程来解决两大瓶颈的困境。
以开放创新替代封闭创新
所谓“封闭创新”是指任何的创思，发明和创新主要以企业内部的研发部门或技术部门带领，不考虑融合外部现有的科技、方法和方案。以不断改良和改进的模式带出科研成果或新产品。 这种封闭创新模式往往需要巨额的投资，创新思维局限在小数高级技术人员及专家身上，局限于这批人员过去的经验所定下的固定模式， 对一些崭新的领域需要在开发过程中学习和理解，加长研发周期，让创新的含量受到多方面的制约。而近年“开发创新”或“协作创新”的构思强调外部知识资源对于创新过程的重要性,并要求从内部和外部两个渠道加快技术研发和商业化速度，是如何能够借用别人的思维、方法、成果和方案结合到本身的项目中，降低科技和产品的研发成本和研发周期，带来更高的效益和利润指标。
任何科研目标或产品，都是经由多个部件或组件所组合而成，每一个主要组件的设计主要是为了提供和满足产品的一些特定功能要求而构建。过去封闭创新的设计模式让高级技术人员与设计人员花费相当大的精力于个别部件的设计上。基于最终产品的复杂度，设计人员往往对部分部件的技术方案未能准确把握，导致生产过程需要不断修改和调整。在这种情况下，研发初期只能依据产品概念建立项目的目标，其中包括产品的各种功能和雏形设计蓝图。
在传统的研发模式下， 总工程师及高级工程师会对最终设计进行产品结构分解（Product Breakdown Structure） ，一直到部件或更细的阶段后制定有关规格， 然后采用工作结构分解法 （WBS） 对各部件进行工作分解，评估工期和工作量，技术含量，资源分派等项目基线，但当产品结构分解到部件或更细的配件时，正正进入研发项目的第一个瓶颈。
降低及避免这个瓶颈的替代产品规格规划和部件详细设计的方法是把产品先进行分拆，使成为多个主要组件。组件与部件最大差异是前者能够独立提供一个或多个完整的产品功能， 部件则注重如何能够在组合后提供多个及全部产品功能。这个阶段我们称为“目标阶段” 。
完成组件分拆和组件功能说明后，项目开始进入“环境阶段” 。总工程师或高级工程师开始考虑这些组件如何连接才能够提供产品的最终目的， 达到项目的最终目标。 这个阶段基本上没有考虑各组件的规格要求，但会考虑各组件如何能够组合到产品的雏形设计中， 同时制定组件在最终产品组装时可以接受的容忍度（Tolerance）及接口的定义和规格。一些非核心组件经由招标的过程让内部及外部提供解决方案。 让项目组技术人员可以省却大量的组件规格及外形设计的投资和工作。 总工程师及高级工程师会从各标书回应中选择最合适或最接近的方案进行合作。 一些核心的组件则交由内部技术组负责详细设计。
总工程师及高级工程师的责任回归到全面宏观的
产品规划和组合评估，让合作伙伴及其他技术人员尽量发挥本身的创意。 一些复杂的组件可以沿用下一层分拆的模式进行招标和寻找合作伙伴， 在确认各组件的设计可以融合到产品的雏形设计后， 各合作伙伴及技术组便开始进行组件的构建，进行组件的功能测试。完成后提交总工程师或高级工程师进行确认。这个阶段便是“构建阶段” 。
在各组件完成构建后，总工程师，高级工程师及各组件技术负责人便共同进行组装的工作，适度调整部分有关接口的设计，保证项目的最终目标能够体现。这个“演示阶段”最终完成项目交付并进行移交的工作。
开放创新研发过程能够解决相关项目中的第一个瓶颈， 让最终产品的规格能够在实施过程中逐步完善， 降低或避免过去对原规格的不断修改和调整，让项目经理能够有效地进行规划，分工，进度监控，管理成本等项目管理工作，同时降低第二个瓶颈，在组装阶段对个部件的接口修改需求。
目前仍然未能完全解决这个第二瓶颈在组装时部分组件间接口差异的问题。解决第二个瓶颈的最终解决方案是科技的应用，在计算机辅助设计（CAD）与计算机辅助生产（CAM）的过程中开发及设计一套虚拟组装（Virtual Assembly）的软件，让我们能够在部件和组件进入生产前在计算机中尝试进行虚拟组装，清除部件及组件接口间误差，让部件及组件在完成生产后能够马上进入组装的状态， 避免第二个瓶颈在项目中可能带来的延误和成本。
与项目管理的结合与效益
开放创新研发过程仍然采用技术与管理分家的思维对项目进行管理。 项目的实施过程让我们可以有效地规划每一个阶段的交付结果， 对项目中各个阶段的交付成果进行有效评估、监控和管理。
每一个组件是一个完整的任务包，组件（任务包）负责人也可以把组件分拆为多个工作包，交由不同的技术人员负责部件的设计和构建。成本和进度的管理仍然采用初期管理三边研发模式的方法， 以余下预算和余下工期为项目的主要管理目标。 质量管理交由项目总工程师或高级工程师负责。
采购管理方面，在选择了合作单位后，项目组与服务商以伙伴合作的模式共同进行研发，摆脱过去传统的甲方和乙方的合同关系，尊重合作伙伴的知识产权和创新思维，结合到项目的实现过程中。
项目总工程师和高级工程师的工作集中在技术实施的宏观监控， 利用本身的丰富的经验在过程中对各个任务组的设计和交付质量进行监控的时候实现技术和知识的转移，让下属技术人员在每一个项目中能够获益。
产品的规格从最初的雏形设计，到产品的主要组件规划，分割核心和非核心组件，到组件的功能设计，到组件接口设计，到组件和部件的详细设计，然后进行构建，组装，测试和认证等过程，这种从上而下、逐步细化的研发模式取代了过去把部件规格完成设计后组合成最终产品这种从下而上的模式。 让项目团队可以在项目实施过程中逐步完善产品的设计和规格，降低过程中对组件和部件的修改次数。
项目的风险管理经由项目总工程师和项目经理分别负责， 前者负责技术风险，后者负责项目交付风险。范围变动亦交由项目总工程师负责定期进行评估，连同项目经理一起与业主进行沟通和协调。
合作伙伴的选择是基于他们本身的技术能力，类似产品的技术含量，构思的初步解决方案，和对实现方法的研判后才决定，在实施过程中这些技术人员能够更快，更有效地处理项目组件的详细设计，降低研发周期和投资。
自 2006 年初开始逐步在 3 个项目中采用这套开放式的研发模型，到2008 年初的26个月中，3 个项目都能够提前完成项目的交付，分别节省了15％到28％的投资预算。最主要的效益是在过程中让技术人员建立本身的自信，在经验丰富的高级工程师带领和指导下，充分发挥个别的创意，开创出高含量的创新成果。其中两个合作伙伴更在项目的过程中改善了他们原技术的设计和本身产品的功能，开拓出自身的核心产品，占领更大、更广的市场额度。从业主的角度来看，他们获得希望得到的科研成果，达到他们投资的目的。
类似的研发思维在国外已经广泛地应用在药物，航天，航空，电信，消费电子产品，信息科技及大型 EPC 项目等领域中。而项目经理更应该在项目规划过程中思考如何能够改善工程实施过程， 让项目可以提前完成，降低交付风险和投资成本。