印制板企业新产品开发管理模式研究

周文木 刘国平

（无锡江南计算技术研究所，江苏 无锡 214083）

0 前言

近些年来中国PCB产能快速扩张，产值不断增大，产品越来越向高端发展。高多层刚挠板、高频混压板、高速背板、金属基（芯）板、高阶HDI板、封装基板等特种PCB工艺流程复杂，对设备/仪器、材料特性等要求高，具有很高的技术壁垒和资金投入。

PCB企业属于典型的代加工企业，主要为各大OEM（Original Equipment Manufacturing）、CEM（Contract Electronic Manufacturing）厂商提供专业的订单式PCB制造服务。PCB企业应掌握“三品”——传统规模化（量化）产品、市场刚出现的新型产品和今后将应用的开发产品。只有握有“三品”，企业才能既抓住了“现在”，又把握着“将来”，才能处于良性循环发展之中[1]。新产品是持续发展的源动力，各PCB企业均不遗余力投入资金、人力加快发展，大型PCB企业由于有相对专业的研发队伍、更强资金投入、更明确的技术规划、更完善的制度，在新型产品和开发产品上越来越超前，OEM、CEM在选择供方时越来越集中于大企业，而没有核心能力的小型企业无论从市场份额和订单数量将越来越少。PCB企业只有不断提升平台技术能力、开发新产品，通过优质的产品和服务满足市场需求，才能推动企业快速、健康发展。

1 国内PCB企业新产品开发的主要误区

1.1 重视新产品开发，但忽视平台能力建设

有些PCB企业新产品开发人员众多，特别是小批量、多品种模式的企业，这类企业通过制前策划、下厂跟产、亲自操作、挑选出货等方式完成新产品开发，应客户之急需，而忽视平台技术能力建设，如高精度阻抗控制技术、层压对准技术、高厚径比小孔钻孔技术、高厚径比小孔孔化电镀技术、树脂塞孔技术、检验检测技术、失效分析技术等。平台技术本质上是一个渐进的技术，从底层往上包括厂房规划、新设备、新物料、新工艺等，平台技术是一个PCB企业的根基，它经历长期积累和逐步优化的过程，也应当是PCB企业加大力气布局、发展的技术。现实中很多PCB企业产品和技术是混合的，产品开发所需的技术模块开发时间是包含在产品开发进度中的，这种模式带来的后果是进度不可控，常常引起客户抱怨，甚至转产。

1.2 新产品开发脱离工厂一线实际情况

有些PCB企业下属工厂众多，每家工厂有不同的厂房环境，配置不同的设备，使用不同的物料，采用不同的制程参数，甚至操作人员有不同的经验水平。很多PCB企业将新产品开发定位为高于工厂的中央技术，殊不知PCB新产品开发本质上是建立在平台能力基础之上，而这个基础就必须包括工厂的方方面面，脱离了工厂的方方面面谈新产品开发都是“空中楼阁”，是很难落地的。

因此，基于现有条件的新产品开发，开发之初就应当实事求是。当然，若新产品开发涉及到新厂房规划建设、新设备申购及使用、新物料评估导入、新工艺优化提升等情况，应当立刻转为平台技术开发，平台技术开发不完成，不能贸然进行新产品开发。

1.3 跨部门协作困难、流程落地难

新产品开发是一项需要跨部门合作的综合性活动，通常需要市场、研发、工艺、工程、计划、生产、品质、采购等职能部门都参与进来，甚至客户代表也参与进来[2]。国内很多PCB企业常设研发部门，将新产品开发变成研发部的事情，职能部门之间壁垒严重，新产品开发工程师推动、协调工作困难，部分PCB企业高层不直接参与新产品开发，造成职能部门配合不积极，新产品开发过程中调用资源不足，项目监控不严。

部分企业制定的新产品开发流程有详细的模板和各种策划、方案、报告的产出要求，但在做法上不切实际。新产品千差万别，有的整体新颖，有的仅个别指标要求超出常规，有的订单量很大，有的数量很少。相关订单周期要求也不尽相同，实际开发时不能“一刀切”，应该针对不同类型制定不同的开发流程。

1.4 不重视产品数据管理、重复开发

新产品开发过程技术部门策划的相关技术要求、工艺参数、检测方法、特殊做法等在生产一线如何落地是关键，落地的过程中大量数据的收集、反馈也更加重要，即从上往下和从下往上的循环过程。目前PCB企业大多采用下厂跟产、手工记录的方式，常常出现漏记、记录不全等状况。目前企业内也存在数据共享不充分的情况，各种设备、仪器是相对独立的，虽然通过网络连接起来，但并未真正集成起来，各种收集的数据、策划的要求仍是“信息孤岛”，共享性不高，不易于成果的重复利用。

新产品开发应当按照产品分类，调用对应平台技术，同类产品相似技术可以转为平台技术开发的不要纳入新产品开发，否则会重复开发。有些PCB企业新产品开发项目结束后，对整个产品或同类产品开发过程的技术问题解决对策和相关经验教训缺乏有效的总结和提炼，难以指导后续项目。

的注意。开普敦启程之时，来到火车站的专属候车室，迎接我们的是鲜花、香槟酒、现场乐队的奏鸣曲，还有工作人员的笑脸和罗斯先生彬彬有礼的握手……但这一切，都无法阻止我的目光被这位苍老的妇人夺去。她戴着一顶淡粉色大宽檐缀满花朵的帽子，身穿复古的高贵蓬蓬衣裙（不知道裙撑里有无鲸鱼骨？），显出不可一世的矜持，像刚喝罢下午茶从宫廷油画中走出来的老夫人。恕我直言，这略略带点儿戏剧性的滑稽。老妇人不看任何人，独自摇着长柄羽毛扇，款款而坐。要知道，天气可一点儿都不热。

2 新产品开发管理模式研究

2.1 借鉴IPD理念，建立强大的CBB，形成技术货架

集成产品开发（Integrated Product Development，IPD）是一套产品开发的模式、理念与方法[3]。最先将IPD付诸实践的是IBM公司，在IBM成功经验的影响下，国内外许多高科技公司采用了IPD模式，如美国波音公司和深圳华为公司等，都取得了较大成功。实践证明，IPD既是一种先进思想，也是一种卓越的产品开发模式。PCB企业虽然是订单式加工类型，但IPD的很多理念精髓可以为PCB新产品开发所利用。IPD提出“产品开发不仅仅是研发的事，而是整个公司的事”，建立跨部门的产品开发团队（Product Development Team，PDT）或跨功能团队（Cross Functional Team，CFT），通过有效沟通、协调以及决策，达到尽快满足客户要求的目的。在IPD中，可采用异步开发模式，也称并行工程，通过严密的计划，准确的接口设计，把原来许多后续活动提前进行，从而缩短开发时间。

在IPD中，重视公共构建模块（CBB：Common Building Block），即平台技术，他是可以在不同产品之间共用的模块、技术及其他相关成果。如高厚径比小孔互联技术，不仅对背板、高速印制板等至关重要，对高端芯片测试板也不可或缺，如果在产品开发中尽可能多地采用这些成熟的CBB，无疑这一产品的质量、进度和成本会得到很好的控制和保证，产品开发中的技术风险也将大幅降低。

新产品开发与平台技术开发一定要采用分开的模式，技术开发鼓励创新，允许失败；而产品开发要遵循程序，不允许失败。以形象的比喻来说明两者的区别和关系，技术开发就像中药铺的各种药材，产品开发则是开处方，正是有了提前积累的各种药材，开处方才能从容不迫。

新产品开发过程发现有无法解决的平台技术问题时，一定要暂停产品开发，转而平台技术攻关。CBB是可以通过公司级战略规划并实施落地的，它不像新产品开发，CBB主要是模块化的平台技术，通过一定时期本公司的质量部门、新产品开发部门、营销部门的汇总反馈或者外部市场趋势变化，建立部门级、工厂级或公司中央级的工艺技术开发需求清单，然后通过自主开发、产学研合作（企业与高校、科研单位合作）、产业合作（企业与供应商、企业与客户或者企业与同行合作）、委托开发等形式实施。CBB通常在某一个职能部门内部或少量部门联合即可实施，通常不涉及复杂的跨部门沟通、协作。CBB是一个长期优化的过程，随着外部需求变化而变化，是一个单位的“核心能力”。

PCB企业CBB相关的制程工程师（或称工艺工程师、研发工程师）应当秉承“既要脚踏实地，又要仰望星空”的原则，在基于公司及工厂现状，不断解决制程异常问题的同时，积极与各大设备厂商、物料供应商之间加强战略合作，甚至定制开发，最大限度确保业界领先技术能被及时、正确应用。PCB企业研发创新可依托以行业为基点、以客户为基点、以企业自身为基点三个方向开展[4][5]。

2.2 基于市场导向的跨部门协同，分层级实施

PCB新产品开发应当贴近市场、贴近终端OEM，而非CEM或代理商，PCB企业要对市场进行管理，理解市场、做好市场细分、进行产品组合分析、制定产品的业务策略和计划[6]；要掌握产品市场容量、发展趋势和同行竞争等情况；要对客户需求进行分析，关注客户不断变化的需求、核心痛点和可承受的价格情况。新产品开发部门应当好公司的参谋和作战指挥员角色。

国内多家PCB企业近些年逐步采取基于市场导向的跨部门协同方式，组建既直接面向客户、又面向工厂各职能部门的新产品导入（或产品研发）部门，有些PCB企业甚至将工艺流程复杂的特种PCB全部纳入产品研发部门，由大量研发工程师负责，从根本上解决内外部、内部各部门信息沟通不畅的问题。如某企业十多年前开始推行开放型客户导向项目管理模式，由客户项目经理负责协调各个战略客户的业务在工厂的运作，并担当所负责客户的厂内代表，作为与外界（包括兄弟厂、中央部门、客户和供应商）沟通的一个重要窗口，取得了显著成效[2]。

PCB企业需要组建两类跨部门团队：一个是集成产品管理团队（IPMT），属于高层管理决策层，应当有固定的人员组成，如公司总经理、技术副总、财务副总、新产品开发部门经理等，管理着所有新产品项目，需要协调各个新产品项目的优先级、资源的优先级；另一类是多个产品开发团队，属于项目执行层，作为临时小组，由跨职能部门的人员组成，通常包括市场、工艺、品质、工程、计划、制造、采购等不同部门的人员，每个PDT常设有1名核心小组长，一般可称为产品经理或项目经理，通常是新产品开发部门的成员，新产品开发成功并完成技术积累后临时小组解散，小组长重新组建PDT开发下一个项目。

PCB新产品开发应当按照项目情况分层级设定新产品经理，包括产品工程师级、经理级及以上级等，不同级别人员调用公司资源能力不同，通常要求重大新产品项目必须由副总及以上级人员直接作为PDT小组长，采用项目管理平衡矩阵的模式管理团队。产品经理要求有深厚的工程、工艺、质量知识背景和相对较长的从业经历，熟知印制板全流程加工细节，熟知生产一线和公司各部门运作情况，熟悉项目管理和各类工具使用，有很强的进度、质量和成本意识，有较强的沟通协调能力，能够结合产品数据、客户各项要求、产品族本身风险点，梳理细化成产品加工规格，找到关键质量控制点并制定切实可行的措施加以落实，即从纷繁复杂的“病症”中，结合各种“药材的药效”和组合后的潜在疗效，开出“正确处方”，做到“药到病除”。

2.3 采用项目管理和APQP的思路，保证项目成功率和产品良率

项目管理作为一门学科，是在二十世纪60年代以后逐步发展起来的，微软公司甚至开发了项目管理软件Project。项目管理由最早的时间—成本—质量三角形到工作范围、项目组织、质量、成本和时间五大功能，再到五大过程（启动、计划、执行、控制和结束）和九个知识领域（集成、范围、时间、成本、质量、人力资源、沟通、风险和采购），不断进行深化和完善。项目管理通常采用的分析工具和方法主要有：工作分解结构（Work Breakdown Structure，WBS）、责任分配矩阵、甘特图、关键路径法（Critical Path Method，CPM）等[7]-[9]。ISO/TS16949要求使用五大工具：产品质量先期策划（APQP）、产品批准程序（PPAP）、统计过程控制（SPC）、潜在失效模式及后果分析（FMEA）和测量系统分析（MSA）[10]。

二十世纪90年代以后，项目管理大量运用于企业，PCB企业也逐步借鉴相关理念用于工厂规划建设、新设备评估引入、新物料评估引入、平台工艺开发、新产品开发等，特别是新产品开发项目，项目管理在运作方式上最大限度利用了内外资源，从根本上改善了中层人员的工作效率，已成为企业重要的管理手段。表1是笔者单位的高难度、大批量新产品开发管理流程。

在过程设计与开发阶段，强调新产品开发要“合作分工”，即先合作后分工，绝非“分工合作”。要做好WBS和责任分配矩阵，WBS是项目计划、执行和控制的基础，分解成的互相独立、互相影响和互相联系的项目单元是被管理的工作对象，同时通过项目管理将所有的项目单元合成为一个整体活动，以达到综合计划和控制的要求。责任分配矩阵除了可用以明确项目组织中各部门或个人的职责，还可用于系统阐明项目组织内部门与部门之间，个人与个人之间的相互关系。责任分配矩阵使得各部门或个人不仅能认识到自己在项目组织中的基本职责，而且充分认识到在与他人配合中应承担的责任，从而能够充分、全面地认识自己的全部责任，将开发全过程融入合作分工的理念。

在设计过程与开发阶段，产品经理除了制定初始材料清单（BOM）、PFMEA、初始流程图、MSA、试生产《品质控制计划》外，特别需要制定初始制程能力（Ppk/Cpk）分析计划，计划中至少包括产品的特殊要求和关键特性项目，确定初期制程能力分析的项目、数据收集方式、数据数量、频率、责任人及完成期限。初始制程能力研究不仅为了获得一个指数值（Cpk：稳定过程能力指数；Ppk：性能指数），而是能够更好了解过程变差，确定新产品初期策划的符合性。这个分析计划与策划样品试生产的数量是相关联的，样品试生产最少数量一般由客户确定，若客户未确定，由PDT依据产品类型、代表性、后续测量评估全面性等因素决定。

表1 高难度、大批量新产品开发管理流程

在样品试制与确认阶段，样品试生产应采用正式操作者、设备、工装夹具、材料、制程参数、生产环境和检测手段进行。若试制条件与正式生产时的条件明显不同，试制时并不能验证和评估将来正式生产凸显潜在的缺陷出来，那么此试制不能算是正式生产前的验证评估性生产。试制结束后PDT首先根据MSA计划，使用规定的设备和方法按要求全面检测、评估产品，验证客户的要求和期望能否满足，通常样品测试项目多于正式产品或客户规定的必测项目，且必须考虑产品可靠性品质；内部测试合格后，送样给客户，跟进客户方测试、调试情况。同时，也需对预设的测量系统进行评价。PDT通过对试生产的评估来验证正式生产流程、审查控制计划和PFMEA中提出减少潜在缺陷发生的行动是否能保证实施，产品是否满足客户要求并须得到客户的认可。

在量产阶段，经PDT审查，确认所有过程都已具备可供使用的《品质控制计划》，作业指导书包含了《品质控制计划》中规定的所有关键特性，且作业指导书中所有参数均经过试制验证，并已表示出适用的PFMEA的建议措施，合适的量具和试验装备都进行了测量系统分析，所有制程都符合量产能力。计划生产部门策划，依据作业指导书和量产《品质控制计划》执行生产。量产过程一方面要采用SPC管制图分析和识别过程变差，并采用相应的纠正预防措施，以减少变异；另一方面，若发现制程能力不足，不稳定或制程、产品、检验方法及频率等有变更发生时均需适当对控制计划予以审查和更新。

2.4 建立贯穿始终的PDM，保证过程可控

PCB新产品开发过程最怕策划的方案得不到落实、研制过程的数据不能很好的收集与分析。PCB企业应当建立一整套产品数据管理技术（Product Data Management，PDM）制度，并通过信息化手段实现数据共享。PDM是以产品为中心，通过计算机网络和数据库技术，把PCB企业新产品策划过程和生产过程中所有与产品相关的信息和过程集成起来，统一管理，使产品数据在其生命周期内保持一致，为技术人员提供一个协同工作的环境，实行并行工程，从而缩短产品开发周期，降低成本，提高质量，为企业赢得竞争优势[11]。

PDM是产品信息、知识管理、过程管理的集合，也是项目管理的基石，更注重新产品开发的全面质量管理和过程管理，将产品开发过程记录在统一的产品数据系统与项目管理系统中，而不是简单的记录表格，通过对这些过程信息的存储和管理，为PCB企业积累大量的产品数据知识和项目管理经验，以利于知识共享、重用和管理创新，实现管理过程信息化。PDM是提高企业研发管理能力的重要环节，可以引导研发工程师遵循各种研发业务流程和规范，是新产品研发工作协调一致的重要纽带，是新产品研发的使能器[12]。PDM从制度体系上涉及到新产品开发的全过程，可能需要流程再造，打破了原有职能制部门，使得矩阵化、网格化。PCB企业通过引入合适的信息化系统，将技术策划的落地和研制过程的有效反馈有机结合起来，并在不同新产品项目间建立起联系，如品质矩阵，使得产品经理和PDT其他成员随时掌握开发过程细节情况，使过程完全受控，提升新产品开发的成功率。

由于不同PCB企业的规模、产品类型、订单模式、市场定位不同，没有一种新产品开发管理模式是放之四海而皆准和绝对适用的，本文仅可给PCB同行在面临类似问题时提供一些参考和借鉴。

3 总结

（1）新产品是PCB企业持续发展的源动力，只有不断开发新产品，才能推动企业快速、健康发展。（2）在充分调研基础上，分析国内PCB企业新产品开发的主要误区包括：①重视新产品开发，但忽视平台能力建设；②新产品开发脱离工厂一线实际；③跨部门协作困难、流程落地难；④不重视产品数据管理、重复开发；（3）经过实践研究提出，PCB新产品开发可以借鉴IPD理念，采用项目管理和APQP的方法，建立贯穿始终的PDM，逐步构建基于市场导向、跨部门协同和分层级实施的新产品开发管理模式，保证开发过程可控和项目成功。