产品设计与设计链研究(郭)

产品设计与设计链研究主讲人：郭永辉Email:guoyhchina@一、设计链基本内涵二、设计链应用案例三、设计链联盟及伙伴选择四、设计链协同模式与协同管理五、设计链知识转移与知识共享六、设计链管理五、设计链发展存在的问题一、设计链基本内涵

1.设计链涵义Twigg认为设计链是涉及组织间产品设计和研发信息传递的一种特殊供应链。Martin（2002）等人认为设计链连接硬件和软件虚拟组件的供应者、或知识团队到系统公司，研发产品并供最终用户使用。2002年设计链协会（DesignChainAssociates,DCA）给出的定义是设计链支持产品的研发与设计，它可以是一个信息网络、工具和方法，应用知识、能力、需求、标准、记录和模型等，设计并确保新产品在正确的时间以正确的形式发表。2.设计链结构模型图1设计链结构模型供应商供应商供应商供应商供应商供应商制造商销售商客户信息流设计链的基本特点：设计链涉及到产品研发设计过程中的所有相关主体，包括制造商、供应商、销售商和客户等。各主体之间传递的主要是产品研发和设计信息。设计链主要定位于上下游企业间的协同研发设计关系，通过信息技术和网络将协同研发设计具体化，并将最终结果输出到供应链中。3设计链发展进程在1994年Munk、Nina在纽约福布斯（Forbes）杂志发表文章，指出服装业者（Levi）希望尝试引入设计链，以增加收益。1997年Brown和Susan撰文指出美国佛罗里达州家具商和零售商通过引入设计链概念来增加收益。1998年学者Twigg以学术论文的形式发表题为“以设计链管理产品研发”的文章，指出供应商和顾客间需要交换设计资源，第一次有了“设计链”专业术语。4设计链分类按研发属性划分，设计链可分为产品研发设计链和技术研发设计链。产品研发设计链侧重于产品方面的创新，通过设计链成员企业的通力合作，向市场较早地推出新产品。产品研发设计链通常用于三种产品类型：新产品（Newproduct）、升级产品（Upgradedproduct）和定制产品（Customizedproduct）。技术研发设计链侧重于技术方面的突破与创新，该技术可以是产品生命周期内的某一方面技术，例如制造技术或包装技术等等。按合作模式分类其一是核心企业模式，研发新产品时，以核心企业为中心，通过与供应商设计流程的连接以及设计信息的沟通，达到成功研制新产品的目的，该模式属于“被动式”设计链。早期的设计链主要属于这种模式，它由少数垄断企业构成一个封闭链条，具有较高的进入障碍，无法适应迅速变化的市场；其二是合作伙伴模式，在销售商获取产品消费信息的情况下，产品价值链上的节点企业组成研发合作联盟，共享设计信息，达到快速研发新产品的目的，该模式属于“合作式”设计链。它主要强调功能性组织间的合作，组织间较少签订长期合作契约，常常为研发某一新产品而组成临时性合作联盟。例如，微软公司开发设计Xbox游戏机；其三是协同模式，通过设计资源与知识的完全整合以及设计流程的即时反应，达到进一步缩短新产品上市时间的目的，该模式属于“协同式”设计链。例如，2005年3月组建的硅设计链协作组织。5设计链与供应链的关系

供应链为物流供需链结，设计链可以看作涉及组织间产品设计和研发信息传递的一种特殊供应链。与供应链等跨企业组织模式相比，设计链更多地表现为企业间信息或知识的交流与共享；目标不同。供应链是安排制造并分配组织的协同作业，以确保产品上市。设计链则是安排工程和技术，调度组织的协同作业，以传递最终产品设计给供应链。未来趋势：两者间的动态、灵活、弱耦合关系6.设计链与研发联盟的关系研发联盟是为解决单一企业研发设计能力的不足，与不同产业领域企业合作，相互授权，迅速推动新产品的研制。设计链是由多个企业组成的一个协同研发团队，它必须在联盟基础上才能发挥应有的效能。相对于传统的研发联盟，设计链还包含协同研发流程和机制等内容。因此，设计链联盟是一种研发联盟协同组织，它可以管理企业内部与外部的研发资源，集中各种研发创新力量，使产品从初始构想到最后量产都能连结成价值链。7．设计链与协同设计的关系协同设计作为一种策略性方法，为达到企业间设计作业的无缝连接，需要借助协同设计来虚拟整合因研发设计分工而分散开的设计链成员（企业）。协同设计的功能在于设计资源与知识的完全整合与设计流程的即时反应以最佳化设计链绩效。8设计链所涉及领域

协同机制协同设计设计链管理供应商早期参与客户/供应商关系管理合作/联盟关系产品研发设计图2设计链研究领域图二、设计链应用案例

案例1.微软的Xbox游戏机可以说是视频游戏市场的一枚重磅炸弹，但其更重大的意义或革命是消费电子厂商开始构建设计链，并借助它来研发新产品。在硬件资源方面需要处理器技术、图形芯片技术和主板技术等。因此，微软与包括Intel（中央处理器供应商）、NVIDIA（图形处理芯片供应商）、Flextronics（主板供应商）在内的近200多个公司进行研发合作。历经20个月，在2001年11月成功推出产品。在此期间，设计链协同高效地运行。例如，Intel和Flextronics一起合作解决热耗散问题。案例2.iPodMP3开拓了数字化音乐播放新模式。微小的设计链战略为Apple公司在MP3市场赢得领先地位。当时Apple意识到MP3市场还处于萌芽状态,他让PortalPlayer公司对iPod外观进行设计，然后选择Sony（电池供应商）、Wolfson（解码和芯片供应商）、TexasInstruments(界面控制器)、LinearTechnology(电源管理供应商)等合作伙伴协同进行iPodMP3的研发，并取得成功。案例3.奇瑞公司请设计公司进行概念设计，自己完成工程设计。与意大利设计公司进行汽车造型合作，与英国的试验公司进行专门的试验合作，与世界上著名的发动机开发公司奥地利AVL公司进行发动机的研发合作。目前，奇瑞公司以汽车工程研究总院为核心，上海、北京等国内分院和东京、都灵等海外分院为支撑点，与一批设计公司、关联零部件企业和供应商、国内大专院校科研院所开展协同设计，形成一个较完整的产品研发设计链。从整车、动力总成、关键零部件设计到试验试制形成了比较完整的研发体系，建立了自己的标准体系和数据库。案例42005年3月由Cadence、应用材料（AppliedMaterial）、ARM、台湾集成电路公司（TSMC）等大型半导体跨国公司专门组建了硅设计链协作组织（SiliconDesignChainInitiative,SDC）。通过硅设计链的协同合作，大大简化上下游厂商间的设计数据交换，减少设计数据在传递过程中因格式不同带来的损耗（成倍减少交换时间，避免信息减损）。同时，借鉴已有的设计经验，加快新技术应用，提高整个设计产业的效率。由该组织开发的低功耗90纳米级芯片设计技术可使芯片总功耗降低40%。2008年6月，由台积电与合作伙伴协同开发完成40纳米世代芯片设计的挑战、提升芯片设计精确度，并提高生产良率。该设计参考流程9.0版，为该公司近日揭示的开放创新平台(InnovationPlatform)构成要素之一。PCB产业案例台湾华通案例公司背景属于有多个跨国公司的著名PCB企业。研发设计的产品:

IC封装基板(ICSubstrate)。项目推行方式:OEM客户制造商供应商ATi该公司原料供应商

为IC芯片的载体主要功能:

进行IC芯片和外部线路板间的信号传递。案例公司设计链系统电视会议项目管理变更管理主要功能客户客户DesignerCoordinatorBuyer封装厂PCB厂客户封裝厂PCB厂设计链系统瑞轩案例公司背景该公司为显示器制造商。专注研发设计和生产，没有自有品牌。主要产品为LCDMonitor和LCDTV项目推行方式:ODM

客户制造商供应商Sharp,Sony瑞轩公司显示器零件供应商、模具厂LCD显示器产业案例瑞轩公司电子化全球支援中心协同维修反馈系统客户标准零件库供应商执行零件认证流程产品数据管理系统工程变更管理电视会议系统协同研发设计链系統自行车产业案例巨大案例公司背景包括研发中心、制造商、销售公司等较完整体系。主要产品为自行车，既有自主品牌，又有代工产品。项目推行方式：OBM/OEM客户中心厂供应商销售公司或其他品牌商GMC,TC自行车零部件供应商e-PDM巨大集团TGDEcBox客户协同作业辅助供应商后端系统*供应商可使用TGDE提供的简单产品管理子系统或自行导入PDM系统再与TGDE接轨量产开发流程

IRPDM新产品开发流程

全球化零件管理

系统协同中心简单产品管理子系统

各PDM系统连接界面设计链系统模具研发设计链案例公司提供客户整体创新产品研发服务主要服务项目为工业设计、结构设计和项目管理协同设计项目推行方式：ODM

客户设计厂商供应商Samsung案例公司富骅、双鸿

研发设计信息管理系统案例公司Co-Mo-DISC-interface

客户富骅、双鸿项目管理系统协同设计系统模具零件库研发设计信息管理系统设计链系統三、设计链联盟及伙伴选择1设计链联盟动机内部动机包括：（1）通过联盟分担研发设计费用。新产品研发往往需要巨额资金投入，与合作伙伴联盟可以弥补企业自身在研发资金方面的不足；（2）在竞争日益激烈的市场条件下，分担风险。当研发设计失败时，合作联盟可以彼此支援，避免单一企业蒙受巨额损失；（3）复杂的产品功能，需要整合多个企业的研发设计资源，进行资源互补。面对日益复杂的产品，单一企业无法依靠自己力量完成整个产品的研发设计，必须寻找合作伙伴，借助伙伴的专业研发优势完成产品的部分功能；（4）设计链中合作成员的先进技术、知识和经验，能提升自身的研发设计能力。设计链联盟的外部动机包括（1）降低研发设计活动所衍生的交易成本；（2）迅速研发新产品，制订行业标准；（3）提升企业在市场中的竞争力；（4）通过联盟，能迅速、有效地进入国际市场。2联盟的合作机制与冲突机制（1）联盟合作关系分类从联盟双方研发资源的性质讲，设计链联盟合作关系可分为资源互补式和资源竞争式两种类型。资源互补情况下的联盟，合作关系容易长期维持，可以发展为战略层次的合作。例如，硅设计链协作组织（SiliconDesignChainInitiative,SDC）。资源竞争情况下的合作，容易引发利益冲突，只能是短期内的战术性合作。例如，从事芯片设计和生产的台湾威盛电子公司与同样从事芯片设计生产的Intel公司，为研制新一代芯片架构曾一度进行研发合作。对于竞争性合作模式，需要在时间上、阶段上做好安排，以便及时加入或撤出，同时要保持合作期间的相互信任。研发资源互补性高高低高高低低低互信程度目标一致性设计文化与流程兼容性协同深度IIIIIIIV图1设计链联盟合作模型（2）联盟的合作模型（3）联盟冲突类型

分为三类：第一类是认知冲突（Cognitiveconflict）,不同决策者在相同信息条件下，会对同一事情产生不同的判断，从而引发冲突。例如，在半导体芯片设计链中，因大陆与国外使用的专业术语不同，导致合作研发的芯片质检时的技术认定不同，合格品与不良品的判定标准不同，双方易产生冲突；第二类是利益冲突（Interestconflict），利益冲突源于资源的有限性。当决策者对决策结果有不同偏好时，双方进行的博弈即为典型的利益冲突。例如，台湾威盛电子公司与Intel公司组成研发联盟后，对芯片新架构专利权的最终归属问题存在冲突，并诉诸法律；第三类是关系冲突（Relationshipconflict），当决策者所处立场不同时易产生关系冲突。例如，设计链核心企业人员直接以命令口吻与协作企业人员交流时，易引发关系冲突。123456高高高低低低直觉分析目标一致性协同深度与互信程度冲突程度决策模式图2设计链联盟冲突模型（4）联盟的冲突模型3设计链伙伴选择合作伙伴的选择质量关系到了整条设计链的运行质量。良好的合作伙伴能使设计链运行顺畅，带来低研发设计成本、短的上市时间或高的产品质量等效果。相反，一旦合作伙伴的选择出现问题，轻则增加研发时间或成本，重则导致整条设计链的崩溃。设计链合作伙伴评价指标体系准则指标说明技术指标具备技术厂商对合作伙伴所依赖（需要）的技术创新历史合作伙伴的技术创新情况知识财产合作伙伴创造的创新知识（技术）研发能力基本能力合作伙伴拥有的基本研发设计能力足够设计能力合作伙伴拥有足够设计能力支持产品研发响应速度对突发事件的应变能力与速度交付时间按合同规定，准时交付研发项目作业情况设计质量设计文件更改率项目合作过程，文件的变更比率造成的客户退货率由合作伙伴设计不当引起的客户退货率准则指标说明流程兼容性研发流程相似性合作伙伴与厂商的研发流程相似程度研发流程的自动化合作伙伴研发流程的自动化程度设计工具的兼容性合作伙伴与厂商所采用设计工具的兼容性组织联盟文化融合性合作伙伴与厂商的设计文化的匹配性组织匹配性合作伙伴与厂商组织的一致性程度联盟历史合作伙伴的联盟历史企业品牌合作伙伴的信誉情况准则指标说明财务状况资产负债率合作伙伴的资产负债率流动资金周转时间合作伙伴的流动资金周转情况知识产权合作伙伴每年用于知识产权方面的资金数量投资积极性合作伙伴对研发合作方面的投资态度成本直接成本与合作伙伴合作时直接产生的成本四、设计链协同模式与协同管理随着分工专业化和竞争全球化，企业关系已经由传统的信息交换关系转向合作关系，并逐渐向无清楚组织边界的协同关系演变。协同(Collaboration)是指企业间的战略性整合与共同目标的实现，它不同于简单的合作，它要求所有合作企业致力于共同的目标，彼此共享信息、专业知识和利益，并分担风险。

1协同的好处与难处有效的设计链协同可以降低成本，增加产品创新。设计链的协同还可以缩短40%的产品研发时间。由于设计链每个成员企业具有不同的设计文化和设计流程，以及设计环境的动态性，使得设计链协同是困难的。2协同类型根据协同对象的不同，设计链协同有设计流程协同、设计作业协同、信息协同和文件协同四个方面。设计流程协同是指合作双方在进行产品设计时，必须相同合作，共同执行设计流程，如概念设计、样品试作、客户验证与测试等；设计作业协同是指合作双方共同进行的设计作业，如结构设计、规格验证等；设计信息协同要求诸如项目开始、暂停以及设计变更（如需求改变、规格改变和文件改变等）等信息协同一致，同步执行；设计文件协同指设计文件、讨论信息、设计图档、资料表格和会议记录等要一致，同步变化，同步修改。低（弱）强高产品复杂程度作业关系设计复杂程度高图1设计链协同模式的三维决策模型3协同决策模型4协同模型为快速、动态地调整设计思想和工作流程，一个协同的工作环境是必需的。协同工作环境为来自不同地域的工程师和管理者提供了虚拟场所，可以让他们同步审阅同一CAD资料、文件资料或其它格式的资料。协同模型的提出能帮助构建这一协同工作环境。设计链产品规划概念设计细部设计设计验证设计修正流程协同文件协同作业协同信息协同组织再造流程再造界面整合项目管理绩效管理协同管理知识管理信息技术信息工具图2设计链协同模型5设计链协同能力与深度

对设计链协同效率和效果的衡量可以从两方面展开，即协同能力和协同深度。协同能力主要考察设计链成员企业在与其他企业协同设计时所具有的能力与水平。协同深度则具体衡量设计链运行期间，成员企业间的实际协同程度。6设计链协同管理

作为企业整合的新趋势，协同管理能提高虚拟组织的整体运作效率，这一点已经在供应链中得到应用和证明，如宝洁与沃尔玛对协同计划、预测和补给（CPFR）的应用。在整个产品研发生命周期，借助协同管理有效率地交换并分享研发设计信息是重要的（1）协同管理的层次根据协同管理的内容，设计链协同管理可分为三个层次，即战略层、执行层和基础建设层。战略层主要负责评估双方的协同需求，确定协同范围、类型和模式。根据协同需求，制订双方的共同目标。进行组织再造和设计流程再造，确保组织的兼容性和设计文化的匹配性。建立协同的客户关系管理机制，以提高双方的互信程度。执行层负责定义合适的协同机制，评价设计链成员企业的协同能力。同时，借助项目管理、知识管理、客户关系管理、绩效管理等手段对设计链协同过程与内容进行控制，以提高协同深度，优化设计链。基础建设层的主要任务是借助信息技术和网络技术实现并支持设计链协同。（2）协同管理模型协同需求分析协同类型分析协同模式分析协同机制分析协同管理内容分析协同能力分析协同深度分析图1设计链协同管理内容分析工具五设计链知识转移和知识共享根据学者Polanyi对知识的分类，设计知识可分为显性设计知识和隐性设计知识。显性设计知识是指可以用文字表达并能向别人传授的知识，包括设计手册、设计分析报告、设计流程、设计项目记录、设计造型图、人因工程数据和设计软件等。隐性设计知识是指虽然拥有，但不易描述的知识，不仅包括设计技能、设计经验、设计灵感、创意，还包括设计创造力、设计问题的解决能力和设计的评估能力等。由于设计作为一种重要的创造性活动，需要灵感与创意。设计是创造，是艺术。因此，隐性设计知识比显性设计知识更加重要。知识转移

当信息加载上经验、判断、直觉或价值时，信息就变成了知识。作为组织的重要资产，知识是维持组织竞争优势的关键。一方面，作为知识高度集中的研发设计活动，有效地运用知识资产，可以提升企业研发设计效率。日本本田公司在开发HondaCity车型时，有效运用设计知识，开创了日本汽车工业运用知识转移来提高设计效率的新局面；另一方面，有效的知识转移对提高设计链整体竞争力有重要作用。如，2005年组建的硅设计链协作组织。1．设计链知识转移特征

（1）知识转移的流量大、速度快。设计链高度的协同性和互动性，意味着设计链存在许多正式和非正式沟通渠道，沟通渠道越多时，知识转移的流量越大。同时，设计信息和知识的流动特性，使得知识转移的速度较快；（2）知识转移的次数多。设计链协同互动过程，一方面，知识接收者和知识提供者不断地接触与沟通，进行隐性设计知识（如设计经验、设计灵感）的转移。另一方面，通过移交文件或授课培训等方式来传递设计造型图等显性设计知识；（3）知识转移的内容丰富。设计链运行过程具有不同专业知识的成员不断沟通与合作，使得不同的设计观点、理念、经验和设计知识相互交融，形成丰富多彩的知识转移；（4）知识转移的绩效显著。能力方面，个人、团队和组织的素质与能力提高，具体表现为设计经验和知识的运用、设计问题处理能力以及整体设计创新能力提高。知识转移程序方面，包括设计知识（资料）的齐备程度、设计知识获取容易度、设计知识系统的易学程度等在内的多项指标不断改善。顾客方面，设计链的协同研发设计，能较早地完成产品设计，从而提高顾客对设计链整体研发设计的满意度。成果方面，主要涉及设计链知识转移成果，如专利数量、设计报告、设计模型、设计图档等设计成果都较多。3设计链网络结构与知识转移关系封闭式设计链网络结构的优势在于组织内部的凝聚力，有利于设计链内部的知识转移。开放式设计链网络结构的优势在于不同信息与知识的获取（多元化信息），有利于设计链外部的知识转移。4知识转移视角下的设计链网络构建时需要注意以下几点：（1）采用契约形式与主要合作伙伴进行战略联盟，组建相对稳定的设计链，在设计链核心区域形成一个关系密切、相对封闭的网络，网络内部企业间互动程度较高，这既有利于设计链内部显性设计知识的转移，更有利于隐性设计知识的转移；（2）采用临时性合作研发方式选择一些企业作为设计链的边缘节点，在设计链外围形成一个关系较松散的结构，便于从设计链外部获取大量不重复的新信息、新知识，增加设计链外部知识转移的次数；（3）健全知识转移激励机制和利益分配机制，强化设计链连接关系，诱发和激励个人、团队以及企业进行设计知识的有效转移；（4）借助信息技术和网络技术等手段，采用Viewer软件、CAE软件、BBS、Blog、SNS、Wiki等工具，增加沟通渠道，提高设计链连接关系密度，提高知识转移强度和效果；（5）在设计链核心区域尽可能形成一种平等机制，避免产品设计发言权掌握在少数企业手中，阻碍知识转移的进行。知识共享设计链的实质是形成知识流动的创新网络，企业间的知识互补性是形成设计链的基础。企业间以高度协同方式进行知识交流与合作，产生知识共享行为。1设计链知识共享具有以下特征：（1）知识共享的综合性。企业间相互共享的知识是多个专业领域知识的综合；（2）知识共享的敏捷性。伴随产品研发设计过程，包括设计文件和设计经验在内的设计知识正以无法估量的速度增加。由于设计链高度的协同性和互动性，设计链存在许多正式和非正式沟通渠道，借助众多沟通渠道，大量的设计知识得以快速共享；（3）知识共享的内隐性。设计链企业间的知识具有很强的互补性，这种知识互补更多的体现在隐性设计知识方面。因此，知识共享较多侧重于隐性知识。（4）知识共享的高风险性。由于知识的互补性，知识间相互联系，设计链协同创新要求合作企业间共享具有敏感性的知识。共享的知识既会涉及专利、商标等知识产权，也可能涉及到技术秘密和未公开的秘密信息，导致企业知识产权流失，出现知识产权外溢现象。2设计链知识共享机制每个设计链企业知识共享的期望效用与两方面因素有关：其一，企业能从设计链知识共享活动中获得的最大收益；其二，合作企业进行知识共享的概率（即知识共享意愿程度）。六、设计链管理Twigg认为设计链管理是对产品研发过程能提供相关知识、经验或能力的企业