整合设计链与供应链 重组新产品开发流程
作者：Michael Kirschner,Design Chain Associates LLC公司总裁

日益缩短的产品生命周期和采购与生产的外包，使得OEM(原始设备制造商)不得不革新原有的产品设计思想和设计流程，新产品开发也不再只是研发部门和设计工程师的事，“设计链”必须与“上下游供应链”互相渗透，发挥合力。本文将列举传统意义上产品设计的弊端、阐述问题的根源，并探讨将设计链与供应链整合起来的方法和实施的三个关键点。 


在传统意义上，OEM对新产品的开发、元器件的选择、采购决定常常仅由设计工程师一人决定。设计工程师负责选择现货供应的元器件，并设计所选供应商的ASIC。因而元器件的选择一般是仅仅根据设计与技术需求，而很少考虑下游供应链关心什么。这将在以后的量产中产生严重的高成本问题，以下就是一些现实的例子。
A. 有一位工程师设计了一个优化运行的网络交换机，但有来自5个供应商的7种类型、尺寸和存储器，因此至少需要为ASIC设计两种存储界面。而另一个竞争者的产品则是在每一个地方都用一个单一的高性能多元存储器件。生产前种交换机的结果是增加了开发成本、采购复杂性、组装复杂性和成本，从而导致利润和市场份额的丧失。
B. 去年，一家小型OEM将它的第一批网络产品进行扩产，并取得极大成功。不幸的是，原料清单(BOM)上的每一种元器件，包括电阻器和电容器，都只有一个供应商。CEM(合同制造商)在产品设计阶段未使用受欢迎的供应商名单(PSL)，而是寻求更多的货源。结果，公司不得不雇用更多的工程师和采购专家，额外花费了100多万美元的直接成本。而且，公司在6个月之内，在对第二个货源进行资格审查时，花费了大量的临时工程费用。同时，由于耽搁了产品的运输，公司不得不重新设计线路板以使用可得到的配置。
C. 大型跨国OEM公司将主板设计外包给远东的合同设计商。对所选的待配置元器件，不管是OEM或其CEM都不与供应商发生关系。结果，装货延迟，而为了得到必须的配给，OEM又要与以前不相干的供应商商讨。而实际上，现有的PSL完全可以以更好的价格满足产品需求。
D． 新公司也无例外，很多产品开发部门根本不关心供应链。想想看：设计师的契约只是设计满足市场营销部门产品需求文件上的产品，这种文件通常详细描述单一一个产品或生产线的市场、产品功能等信息。设计产品与产品的可获得性、可测试性、服务性、可靠性和可生产性并没有多大关系。而且，元器件和供应商的选择常常遵循障碍最少的原则。通常会选用以前设计时用过的供应商或元器件，或者查看最近的技术销售说明，或者通过搜索因特网，或是通过熟人推荐获得。结果是，产品成本的70%~95%存在于产品开发的5%~20%时间段中，也就是说，早在考虑下游之前就确定了。
E．某个服务器制造商的设计师选择了一个他不了解的高密度连接器，不久就过时了，但这个问题直到组装线路板时才发现，因购买了生命周期末端 (EOL)的元器件，公司为应急花了1万美元，并要花时间用替代的连接器重新设计线路板。也许更痛苦的是调研和线路板重新设计，公司花了200人小时。
以上这类问题几乎在每个OEM的每个产品身上都发生过不止一次。设计管理缺乏供应链的经验和敏感性、选择不理想的元器件和供应商都将对产品生产有很大的负面影响。即使是管理层审核设计师所建议的元器件和供应商，他们也仅从开发部门的角度考虑，很少对元器件选择持反对意见。在开发新生产线过程中，高级管理层对战略性供应商的选择更是如此，这样以来，如果产品计划和主要元器件供应商不能吻合的话，就潜在着灾难性危机。
症结所在
产生上述A~E一系列问题的根本原因既有来自OEM内部的组织结构问题，也有外部EMS(电子制造服务)提供商的问题。
长期以来，OEM的开发与采购生产部门之间的沟通就不畅通。开发部门设计新产品，然后交于采购与生产部门。每个部门都各行其是。由于不同的流程安排，这些部门对供应库或新设计适用什么规则无法达成统一的意见。更有甚者，由于开发和采购生产部门通常都分别由副总裁负责，很多情况下，只有当总裁介入才能解决矛盾。而这也不是长久之计，总裁通常只会关心战略性的产品问题，常常远离具体细节，况且这也不能从根本上解决事情。
组织结构问题也对设计产生影响。90年代早期，在OEM产品开发的早期阶段，协同设计在许多大公司里非常普遍，即由不同的职能部门，如可靠性、生产和检测等部门的工程师共同参与设计。如果做的好，管理得当，协同设计可使供应链深入到产品开发的早期阶段。实施ISO9001，建立一个相对大型的、人员配备良好的项目组织。不过，收入少于10亿美元的OEM缺乏协同设计所要求的许多关键职能部门，因此，即使他们想把制造和供应链问题早点引进到设计中，也根本没人去做。
外包也对设计产生重要的影响。在生产和采购外包给CEM之前，OEM与供应商有着直接的信息和财务关系。OEM采购元器件，然后在自己的生产线上组装产品，因此，如果内部协同设计被大量采纳的话，他们就能减少新产品开发中出现的问题。但现在，OEM必须设计出一个BOM，同时提供组装文件，然后交由EMS去采购元器件、组装生产，这似乎大大简化了采购与生产部门的工作。但事实上，不同部门和公司之间在产品设计和采购生产上的沟通和管理难度却加大了。
EMS有自己的流程安排，他们会最大限度地利用他们的PSL，最大限度地利用生产能力，把生产周期和设计变化降至最低。这一目标与OEM截然相反，OEM控制自己的供应库，生产高价值、高动态的混合产品。OEM的采购与生产部门的作用转为管理EMS提供商、寻找战略性元器件、将新产品开发(NPI)融进EMS提供商，负责产品配送和退货等。
这些目标与流程的改变，使得采购与生产部门按照它所选择的EMS提供商的流程控制新品开发。他们必须在产品设计的初期，在元器件和供应商选定之前和选择过程中，与开发部门密切联系，以确保新产品使用正确的供应库，并且在EMS提供商的生产能力之内。这种紧密的工作关系可以尽早地发现风险所在，并予以控制、管理和消除。
毋容置疑，必须提高设计师对供应链问题的敏感程度，同时，采购与生产部门对复杂的外包环境和设计需求的敏感性也须改善。采购与生产部门还必须与之所选的EMS提供商建立密切的关系，对彼此的流程安排、要求、技术等问题经常地进行联合评估与了解。
解决方案
为解决类似A~F的设计问题，要控制好供应商、设计和元器件这三个方面。它帮助设计师定义 “安全设计空间”和“安全元器件空间”。建立合适的管理流程可以确保企业不会用拙劣的技术或肤浅的供应链决策。
1. 供应商控制
选择和管理供应商，不但要求他们有满足产品设计需求的元器件，还取决于他们的计划过程如何更好地与OEM的产品计划、生产和分销能力、定价、是否愿意同OEM在产品需求上紧密合作等。这些要素也可用于选择EMS提供商，但复杂性在于，OEM必须能衡量潜在的元器件供应商与EMS提供商之间的关系。
对供应商的控制需要一个跨职能部门的产品小组。该小组通常只为某类元器件而设计，如战略性或有问题的元器件(象ASIC，处理器，电源供应，光接收器)。
小组中至少有一人必须是元器件专家，小组成员定期开会审核当前供应库是否足够，并对增减供应商提出意见。
根据对项目、产品和企业需求对供应商进行正式评估，可以最大限度地降低下游生产风险。在与一家潜在供应商合作前，必须要查明它是否能满足你的产量、交付以及质量要求，或你所认为重要的任何事情。大多数OEM并不对供应商进行就地审计，许多供应商提供自我审计来减少客户进行现场审计的次数。不过，为彻底了解供应商的能力，对战略性供应商进行现场审计是至关重要的。
比如，一家大型服务器OEM的设计师选择了一个战略性I/O元器件供应商，整个产品将用它的元器件进行设计。但供应商很小，基础设施很少，很难向OEM提供如此大量的、广泛的信息需求。。一个审计小组来到这家供应商，并带来了开发主管以帮助供应商了解OEM的愿景，使它的计划与OEM的吻合。他们为此设置了程序化管理机制，集中处理合同，并跟踪双方的反应。结果不仅是该产品取得成功，供应商也从此成长为该行业中的佼佼者。
PSL是产品小组和“供应商审批”的结果，通常是一份受控文件，这是开发部门在整个设计过程中选择元器件时使用的主要工具。但是，它并不能保证产品开发没有问题。它只是最大限度地减少了下游的问题，有助于在产品开发的早期确定新的供应商。同设计伙伴共享PSL并解释其用途有助于避免例子C中的问题。
2. 设计控制
新产品通常需要新供应商的新技术，下游越早意识到可能的新供应商或新技术，就越需要更多的时间来评估其价值、使用的风险，更深入地了解开发部门的生产需求，并鼓励在OEM内部共享流程。它还可以对OEM与EMS提供商的关系和EMS的意愿、能力、要求等进行测试，以供设计早期使用。
定期的元器件审核，项目跨职能部门的协同设计，是为了解与元器件相关的设计需求，推荐选择元器件，找出与元器件相应的利害关系，提出解决方案，这称为BOM审核。但为了对其进行审核，太多的人希望BOM已经存在，在了解高层的需求之后和元器件选择之前开始元器件审核，防止粗劣的决策，节省下游时间。
回到例子B，要是OEM有这两种流程，它就不必去寻找每一个元器件，并且它的下一个产品会很快面市，因为开发部门获得了大量的支持，不必为解决这一问题而分心。最后，新选的部件应标上部件号码，以便跟踪和控制。采用一个正规的流程做这样的事情，可以减少数据库中多余的部件，并作为评估元器件决策的最后一道关口。
3. 元器件控制
为确保生产出符合要求的产品，需要有一套方法来鉴别、检验质量，以及变更和审批关键元器件。元器件审批可以获得数据表和其它资料，从而将元器件性能与需求进行比较。但是，常常无法衡量一个元器件是否在设计中起作用，不同供应商提供的元器件，尽管有相同的数据表参数，也可能具备完全不同的信号特性。在设计时就需要获取模型，先确定一定范围内的计划，然后在线路板上按要求对每个在设计中要使用的元器件进行选择。
供应商审批程序的一部分是要确定什么时候，以什么方式发送产品更改通知(PCNs)，PCNs可从无关紧要的事情(如植入水平变化以提高产量)到严重问题产品(使用了生命周期末段元器件)。而且，采购外包的OEM必须确保其EMS提供商和分销商提供及时的PCN发送机制。然后，OEM必须有处理和评估PCN对生产和采购影响的机制，如果一个单一供应源元器件是EOL，可能有各种各样的方法，包括产品重新设计，第二货源鉴别与审批。对于可避免的下游产品问题，丢失一个PCN可能是最频繁的原因。
当供应商改变或抛弃了一个部件，OEM必须获取并在内部传达这一信息。元器件是由部件号码控制的，每一个元器件都有一个经审批同意的供应商名录和他们自己的部件号码，这就是已审批供应商名录(AML)。改变管理意味着要拥有AML，改变的影响可在所有使用AML的BOM中传达，不同的设计可能以不同的方式使用相同的元器件，审批一个BOM不等于同意所有的，因此，AML的任何变化必须按照元器件的使用分别进行评估。
作者：Michael Kirschner
Design Chain Associates LLC公司总裁

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