在汽車與其他工程產品行業，企業面臨著復雜并昂貴的產品開發挑戰。各種臨時變更、時間延長和成本超支等問題十分常見，在很多情況下，這都是由于產品需求與項目時間設定、目標成本嚴重偏移而造成的。有些產品盡管有明顯缺陷，但由于內部政治掩蓋了客觀事實，仍在繼續開發。這些問題通常源于部門內或部門間合作不足，以及未能在整個組織內擷取、利用與分享知識所導致的。
當前的市場環境加劇了這些挑戰：產品線激增，客戶更高的要求，同時數字化正在改變公司的運營方式。為應對這些挑戰，保持在動態市場中的競爭力，各公司需要一套新的產品開發方法，可以同時提升產品質量與開發速度，并控制成本。正如大眾汽車前首席執行官馬丁.文德恩所言：“重點不再只是更大、更高、更遠;現在，要做到更精益、更迅速、更高效。”
為解決這一當務之急，許多公司已經開始探索精益工程設計帶來的機遇：他們正在將應用于生產和管理的精益方法轉用于產品開發中。率先掌握精益工程設計的公司已經獲得了顯著的競爭優勢，其開發更優質產品的周期縮短了6個月，同時產品成本超支減少了35%以上。
雖然精益工程設計的效益十分明顯，但事實證明，許多公司要想實現卻很難。由于產品開發過程難以分析并排序，其中的浪費也難于辨識，因此在生產與管理中行之有效的那些精益方法并不完全適用于產品開發。不同于其它的傳統精益目標領域，在產品開發流程開始時，成品如何尚屬未知。
而生產與管理都是一貫到底的過程，工程設計卻需要在過程中包含多個創作循環。這意味著過程本身影響著最終產品的規格，因為獲取到的知識會帶來各種改進。另外，偏離計劃好的過程會給生產現場和后臺運作的辦公室帶來問題并增加成本。然而，在產品開發中，偏離可能會帶來有價值的見解。
雖然精益工程設計的效益十分明顯，但事實證明要想實現卻很難。
企業在工程設計中可以將精益方法應用到什么程度?哪些因素決定這類工作能否成功地創造價值?為找到答案，我們結合了兩方面的見解，一部分來自我們支持精益轉型的經驗，另一部分則來自近期對100家汽車與其他工程產品行業領先公司的對標研究。本次研究的合作伙伴是亞琛工業大學(RWTH Achen University)機床與生產工程實驗室創新管理部。
我們的結論為：企業對精益工程設計的期許與現狀相差較大。為彌合這些差距，各公司需在更大范圍內采取更深入的措施，以徹底提升產品開發部門的工作效能與效率。
從四個維度提升效能與效率
就像傳統精益方法一樣，精益工程設計針對的是產品開發過程中的八類浪費。然而，與生產和管理相比，工程設計的環境有許多鮮明特點，其中最重要的就是產出的不確定性，因此，這種環境中會有一些獨特的浪費源和非增值活動。
在寄望于通過精益工程設計來消除浪費時，公司的目標不應放在設計出一套完全可預測的簡化流程上。這是一個難以企及的目標。除了降低成本之外，公司還應該致力于提升質量、時效，以及客戶與員工的滿意度。公司不應該只關注短期效益，而是要將目光放長遠一點，追求各種長期可持續的改進。要想獲得成功，既需要產品開發團隊提出自下而上的解決方案，也需要公司高層制定自上而下的戰略決策。
此外，各公司也需要跳出傳統的精益方法，考慮應用配套技術。我們的分析表明，那種已在軟件和信息技術行業產品開發中廣泛應用的“敏捷”方法論，也能成功地適用于汽車和其他工程產品行業。這里所謂的“敏捷”，就是指整個項目過程中采用有周期循環的、快速的迭代時開發方法。其目標是快速開發出可用的產品，接著在反復迭代中改進。與傳統開發方法相比，不同之處在于，后者旨在先全面細致地確定產品規格，再產出“完美”的產品。
為掌握精益工程設計，公司需要有能力提升工作效能(做正確的事)和效率(正確地做事)。在支持多家公司工程設計精益轉型的工作中，我們發現有16項能力對取得成功至關重要，其中包含了四個維度：產品、開發流程、領導力與行動、支持與工具。
以四個維度評價表現
研究中，我們評估了公司在工程設計中應用精益方法的現狀，并將參加研究的公司與表現優秀的同行對標，以找出那些成功要素。結果顯示，多數參加研究的公司已至少在考慮將精益方法應用到工程設計中。然而，其中大部分公司尚停留在起步階段。走在前列的則是汽車整車廠和機械設備制造商。近30%的汽車整車廠和35%的機械設備制造商，有規可循地在工程設計中采用精益方法，相比之下，僅有約5%的汽車供應商與約15%的零部件制造商做到了這一點。
通過對不同行業的定性評估，我們發現，在16項精益工程設計能力中，參與研究的公司某些能力表現良好，但明顯在四個維度上都需要提升表現。圖2向我們顯示了，參與研究公司在16項能力上每一項的表現如何，參照所有能力表現的中位數孰高孰低。我們可以從中看到現有的優勢和改進機會分別在哪里。
從積極的方面來看，我們發現有多項能力已經高度成熟。例如，在開發初始階段，多數參加研究的公司已經會積極按客戶需求，確定完整的產品規格，其開發團隊中也會包括來自其他職能部門的代表。
然而，我們的評估也發現，在每個維度都存在明顯的能力提升機會。
在許多公司，僅有幾個產品系列采用模塊產品體系。新產品開發中，現有模塊的再應用非常有限。
通常，工程設計過程可分解為最多5個階段，某些階段耗時長達6個月以上，如有反饋可在中期提供。但是，由于工序拉得太長，很難對已進入深層開發階段的產品再進行大幅改動。
盡管有工時、預算等相關工程設計關鍵績效指標可用，但它們并不夠明確，也不足以實現嚴格務實的項目方向控制。開發過程中，往往太遲才進行設計審核，無法有效控制項目方向。
多數公司沒有跨部門知識管理體系，如設計圖書館。恰恰相反，技術訣竅管理分散，經驗幾乎只在部門內部共享。
是什么讓精益領先企業出類拔萃?
我們按公司在產品開發中應用精益方法的程度，從參與研究的公司中分出了精益工程設計“領先企業”與“后進企業”。那些精益領先企業(占19%)在多數項目中經常應用精益方法，或已將精益方法作為工程設計中的新標準。而精益后進企業(占81%)尚未考慮在工程設計中采用精益方法，或僅在寥寥幾個工程設計項目中采用了精益方法。
調查發現，精益領先企業極大地縮短了產品開發周期。例如，機械設備制造商中的精益領先企業，其產品開發進程比后進企業平均快25%，這意味著那些領先企業的產品開發最多可快上6個月。
精益領先企業極大地縮短了產品開發周期。
另外，精益領先企業在滿足產品開發項目的時間和預算限制方面也有巨大優勢。這些企業平均有71%的項目能在計劃周期內完成，74%的項目能在預算內完成。相比之下，精益后進企業僅有49%的項目能在計劃周期內完成，56%的項目能在預算內完成。
上述這些優勢表明，精益領先企業在四個維度上對精益工程設計能力的應用都領先一步。
踏上征程
產品開發過程的精益轉型是一個綜合性項目，需要全面打造各個維度的精益工程設計能力。對所有正踏上這個征程的企業而言，那些精益領先公司的做法值得效仿。
產品。精益領先公司會橫跨所有產品線，設計出一個模塊化的標準產品組合。通過設計并推動使用可移植的模塊或部件，精益領先公司減少了每個項目和產品的工程設計工作量與資源需求。他們也調整了運營模式，以實現工作方法從“定制化”轉為“標準化”。他們將這些調整應用于與產品和模塊相關的各種流程、參與者、文件以及工具中。同時，在項目初期就將供應商也納入流程中，攜手供應商合作開發模塊。
流程。精益領先企業采納了敏捷流程，擁有一種快速應對失敗的心態，他們不會等到一個很長的開發階段告終再來收集市場反饋。他們定期將整個工程設計流程可視化，以確保全面理解所有流程步驟的性質、時間與相互關系。這種透明化的措施可幫助他們辨識出瓶頸和機會，減少產品上市前的開發周期。他們也借鑒了軟件行業的經驗和方法，找出適于快速迭代的步驟，使公司在開發中能迅速設計并調整產品。
領導力與行動。精益領先企業一般都能通過制定標準反饋回路和信息流，實現開發團隊的跨部門合作。通過為各部門劃定相關的周期、任務和決策權，精益領先企業確保各部門代表不會在工程設計中孤軍奮戰。可視化管理工具能使工作流和各部門的行動更加透明。
支持與工具。精益領先企業會創造并采用多種工具，以支持其加速開發進程。他們意識到，要抓住以周衡量的開發周期所帶來的時間和靈活度優勢，就要放棄一些耗時數月才能制成的工具，比如物理樣機。為在精益流程中使用適當的工具，領先企業應用了多種新技術，如3D打印、快速成型和數字化工程。其選取工具的標準包括：能否滿足某一流程步驟的時間、質量與精度要求，另外最重要的是，能否便利地與現有工具和步驟結合。
在精益工程設計領域，那些走在前列的汽車企業與其他工程產品企業已在質量、速度與成本方面都取得了巨大的競爭優勢。盡管“從跟隨到領先”的轉型過程需要長期不懈的努力，但回報將是豐厚的。我們的經驗和全面對標研究都足以表明，采用正確方法打造精益工程設計能力，企業有望以更快速度開發出更好的產品，并減少資源消耗。
