面向制造业技术开发项目的阶段-关口流程

张 璇

（广西柳工机械股份有限公司，广西柳州 545007）

0 引言

自加拿大学者罗伯特·G·库珀提出使用阶段-关口流程管理新产品开发过程，以提高其成功率后，阶段-关口流程已逐步为大多数企业接受。这些企业在阶段-关口流程的基础上进行再设计，以符合企业自身特点以及能力。同时，阶段-关口流程被不断扩展，应用于除新产品开发以外的产品平台开发、基础技术研究、技术应用开发等其他类别的创新性项目。本文研究的是一种面向制造业技术开发项目的阶段-关口流程。

为了维持企业的核心竞争力，技术型企业通常有自已的核心和关键技术，这些技术是企业在一段时间内领先于竞争对手的独有技术。核心及关键技术的开发立足于技术或原理，交付的是一种技术或能力，交付标准是技术或能力的成熟程度，存在较高的不确定性和失败的风险[1]。多数企业为了降低风险，往往选择将技术开发从产品开发中分离的方式，对技术开发进行提前立项预研，以确保在新产品开发进行时获得相对成熟的技术，从而缩短新产品开发周期。这些技术开发项目的实现需要遵循一套标准的方法运作，以控制过程质量及风险，设计一种灵活的3 阶段-4 关口流程，运用于这类别的项目。

1 技术开发项目的3 阶段-3 关口流程（图1）

1.1 可行性分析

在制造型企业中，技术开发项目通常来源于产品技术战略规划中对核心及关键技术的突破型创新要求、产品平台技术路标、现有技术的优化及改进，尚未解决的产品技术问题。这些项目被提出来后，首先需要进行可行性论证，目的是评估技术的实现价值，主要从需求、现状、竞争、技术实现、代价等方面进行评估，从而得到是否可行的结论。其过程主要包括7 个步骤。

图1 技术开发3 阶段-3 关口流程

（1）初步技术需求分析。功能型需求、技术指标需求、其他需求分析。

（2）需要交付的技术规格。需要交付的技术规格及要求，需要解决的问题。

（3）技术竞争分析。现状、标杆、行业主要竞。

（4）知识产权及技术文献的检索分析。所涉及领域或专业的知识产权分析及当前的技术研究经验水平，如没有，则寻找其他行业类似技术。

（5）技术实现方式。技术实现的路径或方式，实现难点及关键点。开发模式讨论：自主/合作/委托/购买。

（6）实现成本分析。技术实现成本。

（7）下阶段计划及投入。更新下阶段项目计划及投入。

通过可行性分析关口（关口1），意味着项目得到立项批准。技术研究项目进入第二阶段——方案设计及初始验证阶段。

1.2 方案设计及初始验证阶段

方案设计及初始验证主要是对需求进行深入分析，转化为技术规格及交付目标，开展方案设计及评审，并通过变换方法、计算机模拟及仿真等较低的代价验证技术方案，主要步骤如下：

（1）详细的技术需求分析，确定关键参数或技术规格。对技术需求进行详细分析及分解及转化，转化为技术规格及交付目标，并确定关健参数。

（2）方案设计及评审。开展方案设计及初步的设计，通常会产生多个方案，对每个方案进行成本、工艺性、制造经济性、可靠性等方面的评估。通过评审选择最优方案。

（3）验证方案及计划。制定验证方案、计划及投入，包括代价较低的理论验证及试验室验证和代价高的试验室验证。

（4）理论验证。通过有限元等计算机辅助设计、模型、模拟及仿真、试验室等方式，对设计方案进行理论验证。

（5）知识产权保护。申请知识产权保护（如需要）。

（6）理论验证结果评审。对理论验证结果进行评审，以评估是否进入正式的试验室验证。

（7）下阶段计划及投入。更新下阶段项目计划及投入。

通过方案设计及初始验证关口（关口2），意味着方案设计及理论验证的结果已得到认可，可以进入代价较高的试验室验证。技术研究项目进入第3 阶段——详细设计及验证阶段。

1.3 详细设计及验证阶段

详细设计及验证阶段主要是开展详细的设计，建造样机或样件，进行试验室测试及验证，分析结果及改进。主要步骤如下：

（1）详细设计。开展样机（件）的详细设计。

（2）更新验证计划。根据当前情况，对上一阶段制定的试验室验证计划及投入进行更新。

（3）样机（件）建造及采购。根据设计图纸建造或采购样机（或样件）。

（4）测试、验证、分析、改进、确认、评审、试验室测试及验证，包括性能、功能、台架、可靠性等，对试验结果进行分析，改进及持续优化设计，对试验结果进行评审。

（5）知识产权保护。申请知识产权保护（如需要）。

（6）应用推广评估。对技术应用的成熟度进行评估，是可以马上运用，还是需要进一步的系统及小批量验证推广。

通过详细设计及验证阶段关口（关口3）后，意味着技术研究项目已通过试验室验证，可以进入顾客验证。如果不是马上需要该项技术，则通常会进入企业技术储备库中进行暂存。

2 技术开发流程的特点及设计原则

在流程实施过程中，需要经历诸多的创新及发明过程，因此技术开发流程被设计为一种适应性强、灵活且敏捷的流程，在每个阶段之间或者是阶段过程中会呈现出诸多“方案—测试—反馈—修改”的螺旋式循环交叠过程[2]（图1），这是这种流程的主要特点。同时，流程设置了很多灵活的出口，当判定技术的不确定性超越了企业的承受能力，就要允许项目退出或冻结。

此外，流程的设计应基于资源的投入原则。在可行性阶段，只需要投入少量的技术开发工程师及系统专家，做少量的调查工作，主要依靠技术情报信息及专家的专经验做出快速的可行性判断。进入方案验证及初始验证阶段后，调查范围扩大，需要更多的工程师及系统专家投入，将前一阶段确定的初始目标及技术需求细化，并开展方案的设计和初步验证。进入详细设计及验证后，资源的投入达到最大的程度，调动了大量的工程师及系统专家参与，还需要开模、提供样件及样机，长时间的试验室验证及用户测试，因此流程中的关口设计时间点变得尤其重要。

3 技术开发流程关口

关口的决策会影响项目的进程。关口的决策分为5 种：通过、有条件通过、终止、暂停和驳回。为了有效控制关口质量，通常会设置通关标准，通关标准包括各种定量或定性的评估。定量的评估一般为可测量的指标，例如技术参数或规则，标准文件及工作的交付、过程质量数据等；定性的评估主要包括一些预估的财务前景、感知性评价、战略性评价等。与新产品开发项目不同，技术开发项目的关口决策准则为战略性准则，而非财务指标准则。关口的评审团队由相关专业的技术专家组成，他们并不直接参与项目过程，这样可以确保得到较为公正的第三方评价。关口的决策者为总工或技术负责人。

4 技术开发流程与新产品开发流程的切入关系

技术开发项目的交付物并不是新产品本身，而是一种技术或能力，基于这种技术或能力，多种新产品可以被创造出来[2]。因此，技术开发流程的产出物可以在任何时机切入新产品开发流程（图2），切入后与新产品开发同时进行，直至进入市场。

图2 技术开发产出物切入新产品开发流程时机

5 关注过程技术状态

技术开发项目在实施流程的过程中，还需要关注过程的技术状态，由于不断地执行螺旋式开发，受开发周期较长、资源波动等不确定因素影响，其技术方案、测试结果、目标等技术文件需要及时更新，以免出现严重后果。

6 结束语

不同于对未知领域的探索性创新及对现有技术的颠覆性创新，本文介绍的技术开发流程更适用于技术应用型和继承性的创新，它们的特点是目标明确，实现难度中等，周期通常不超过3 年，它们都属于企业急待解决和突破的问题。