它回家了 ： 敏捷硬件产品开发的回归

Operations 它回家了：敏捷硬件产品开发的回归 敏捷硬件产品开发可以缩短产品上市时间，提高质量和生产率。五个关键变化可以帮助领导者获得敏捷硬件的好处。 本文是EliaBerteletti，StefanFrank，PascalHaazen，AndréRocha和YifanWu的合作成果，代表了麦肯锡运营实践的观点 。 ©GettyImages 2023年9月 许多人认为硬件产品开发的物理性意味着它不适合敏捷方法，敏捷应该留给软件开发。事实并非如此。实际上，敏捷最初是作为多年前的硬件开发实践（参见侧栏“敏捷简史”），但自从2001年由一群软件工程师重新推广以来，它主要用于软件开发。 二十年后，敏捷为硬件的产品开发正在卷土重来。但困难依然存在。早在2017年，四分之三的受访公司领导人就认为敏捷已成为主要的短期优先事项，但只有4 2020年的一项调查发现，最大的障碍是需要打破“工作方式”现状。 敏捷是一种工作方式，利用变化作为竞争优势，而不是责任。它通过快速学习和快速决策周期来实现这一点，利用以人为本的文化团队网络。敏捷可以用于硬件产品开发以及结合了硬件和（嵌入式）软件的系统开发。在许多行业-如航空航天，汽车，和。 消费电子-硬件和软件交织在嵌入式系统中，如自动驾驶仪 1竹内博隆和野中义次郎，“新产品开发游戏”，《哈佛商业评论》，1986年，第64卷，第1号；达雷尔·里格比，杰夫·萨瑟兰和竹内博隆，“敏捷创新的秘密历史”，《哈佛商业评论》，2016年4月20日，第95卷，第5号。 2KarinAhlbäck，ClemensFahrbach，MonicaMurarka和OlliSalo，“如何创建敏捷组织”，麦肯锡，2017年10月2日。 敏捷的简史 敏捷创新具有丰富多彩且有争议的遗产-一些从业者指出早在1620年弗朗西斯·培根对科学方法的阐述。公司的敏捷方法至少可以追溯到1930年代， 当时贝尔实验室将计划-做-研究-行为（PDSA）周期应用于产品和流程的改进。当然，这早于电子计算机及其软件。在1960年代，洛克希德·马丁公司建立了自己的“臭鼬作品”，其中小型开发团队从正常的工作环境中撤离，并摆脱了管理限制，使他们具有自主性和权力。 在20世纪90年代，敏捷背后的想法真正开始大规模使用，初创公司和大型组织都在寻求变得更加灵活，以应对动荡的环境。2001年，由17名软件开发人员组成的小组在美国俄勒冈州开会，讨论他们如何加快开发时间，以便更快地将新软件推向市场。不到一年后，他们再次见面并产生了敏捷宣言，其中列出了四个价值观： —个人和交互过程和工具 —工作软件超过全面的文档 —客户协作而不是合同谈判 —响应改变而不是遵循计划 如今，企业正在以前所未有的规模在软件和硬件开发中尝试和采用敏捷性。发展不迅速的公司面临着进一步落后的风险。 1DarrellRigby，JeffSutherland和HirotakaTakeuchi，“敏捷创新的秘密历史”，《哈佛商业评论》，2016年4月20日，第94卷，第5期。 3NikolaJurisic，MichaelLurie，菲律宾Risch和OlliSalo，“做与存在：建立敏捷文化的实践课程”，麦肯锡，2020年8月4日。 或者信息娱乐系统。敏捷甚至适用于这些高度复杂和相互依赖的系统。在这样高度互联的系统中，我们已经看到模块化（但链接）团队的设置优于传统的线性规划。当B2B供应商 在中国创建了超过24个敏捷团队，在实施变革的两年内，新产品的平均上市时间减少了20%。 从线性到更迭代的过程 通常，研发（R＆D）的“开发”部分遵循高度线性的过 程，从概念到设计再到构建，测试，错误修复，然后最终启动，沿着既定的开发路径行进。这种方法-通常被称为瀑布模型-要求团队遵守项目开始时提出的要求和范围，并优先考虑将完整的产品推向市场。但是，到那时。Theproductgetstomarket,customerneedsmayhavepartiallyorcompletelychanged,whichisbothdefulentfortheengineers,andcombinableforthecompany.Incontrast,theAgileManifestofavors 在每个循环中寻找反馈的过程,从而避免了更线性方法的缺陷(图1)。 但是敏捷不仅是一种迭代和增量的工作方式。它在 硬件开发是指，在框架内，个人可以形成稳定、专注和不分散的团队（图表2）。随着时间的推移，人们始终与相同的团队成员一起工作。这与传统的矩阵结构不同，传统的矩阵结构是团队成员随着新项目和新举措而频繁变化。 这种稳定性的好处包括增强的可预测性，并避免了团队发展的“形成-风暴-规范-执行”阶段的连续循环。利用敏捷，团队可以始终如一地保持在“执行”阶段。因此，具有高企业敏捷性的组织可以将强大的稳定性和一致性支柱与快速将人员和优先级重定向到新的创造价值的机会的能力相结合。. 敏捷团队坐在一个房间里，有专门的工程师。团队在项目期间一起工作，然后转移到下一个项目，剩下一个团队 。因此，以这种顺序方式处理项目和可交付成果可以加强个人和整个组织的学习。 附件1 产品开发过程可以从瀑布式发展到敏捷。 瀑布与敏捷过程的图示 Concept 瀑布敏捷 开发 Design 测试 测试 开发测试 重申 Design反馈Design反馈 与线性瀑布过程不同，敏捷使用连续的测试和反馈循环来优化设计 4布鲁斯·塔克曼，“小团体的发展顺序”，《心理通报》，1965年，第63卷，第6期。 5“企业敏捷性：嗡嗡声还是业务影响？”麦肯锡，2020年3月20日。 附件2 敏捷研发团队是跨职能的，位于同一地点，并致力于自己的项目。 不稳定和支离破碎的团队（说明性）稳定和敬业的团队（说明性） ABCD 项目:12345地点: 项目负责人项目协调员 产品所有者工程师→工程师→Scrummaster 1工程师来自不同的功能，例如机械，工艺，电子。 对于某些组织而言，这种结构从根本上改变了工作的完成方式。在传统模型中，一个项目是根据公司内部员工的预算和能力来配备人员的，许多员工在任何时候都从事多个项目 给定的时间。敏捷方法优先考虑“单一目标”-每个员工都有一个核心项目要工作。这意味着他们一次也只有一个目标要实现，一个技能要磨练，一个优先事项。整个团队都是如此，每个人都全神贯注于手头的项目 ，拥有共享的KPI和时间表。 过去五年来，来自20多家公司的证据表明，这种敏捷方法如何适用于硬件。在汽车，消费电子等行业， 工业工程和医疗技术，经历了敏捷转型的上市公司看到了一系列研发指标的业绩增长，包括质量、生产率 、可预测性和员工满意度。在某些情况下，上市时间和简单性提高了60%（图表3）。 设计敏捷工程组织 转变为敏捷需要思维方式的改变。因此，有效的敏 捷转变既全面又迭代。它是全面的，因为它解决了业务和迭代的大部分问题，因为它需要在工作方式上不断保持灵活性。敏捷为硬件的产品开发保留了敏捷为软件的原则- 灵活性、进化和迭代——但要“坚持”，它需要适应产品和业务的硬件性质。领导者和管理者可以专注于五个主要领域来加强转型:战略、结构、流程、人员和技术。 为了做到这一点,敏捷组织设计了分布式的、灵活的方法来创造价值,并设定了一个共同的组织目标和愿景,以确保连贯性,并让他们的团队专注于这个价值— —“北极星”。 6“敏捷组织的五个商标”，麦肯锡，2018年1月22日。 附件3 敏捷的硬件开发提高了一系列指标的性能。 敏捷转型带来的性能改进，ü% 上市时间加速从开始产品设计到市场的速度提高 质量改进减少产品生命周期中的质量问题 简单性 减少典型工程师的接口数量 生产率 减少研发费用 可预测性 按时生成的开发阶段可交付成果（根据内部目标） 员工满意度 提高工程师的员工满意度得分 XX 最低Average最高 30 20 40 20 0204060801 00 50 ，横跨消费电子、先进电子、汽车、工业、医疗技术。 1基于对20多家公司的分析 17 TheNorthStarhelpspeoplefeelpersonallyandemotionalinvestedintheirwork.Onceithasbeenadoptedacrosstheentireorganization,theNorthStarguidestrategicandoperationalchoes,informinghowtheworkgetsdoneand 什么是重要的。它定义了公司运营的原因和方式。 然而，对于硬件产品公司来说，在价值方面没有真正的一致性是非常典型的，这也可以流向产品层面。为了改变这一点，一家欧洲工业集团通过在目标市场 、客户购买标准以及这些标准如何与高级产品功能相匹配的组织中创造清晰度来定义其北极星， 在全面扩展敏捷之前。这为构建敏捷转型奠定了坚实的基础。 结构。在敏捷产品开发组织中，大多数工程师工作在稳定 有专门成员的团队。当团队在一起的时间更长——通常至少一到两年——他们可以变得独立，每个成员都可以真正掌握一套特定的技能，而不是在团队之间断断续续地改变，每一次改变都完成不同的角色。 一家复杂的大型设备制造公司组织了敏捷团队，以匹配产品组合中产品的功能。每个团队负责不同产品应用程序中的特定功能，这意味着他们深入了解了几种不同产品中的功能。这种水平的洞察力-以及保持团队的稳定性 memberstogetherovertime-helpedteamsspotsimilitiesacrossproducts.Thegroupdedicatedtothefunctionaldecompositionpipelinewasabletospotopportunitiesforreusingequipment 跨不同的产品线，帮助减少浪费和降低材料成本。 作为跨产品和项目的固定团队工作的另一个好处是能够保持在团队建设的“执行”阶段。 长时间的合作可以让每个工程师了解他们的同事以及他们自己的优点和缺点。这些知识可以在发挥每个人的优势的同时提供最佳实践，并可以使生产更加有效和高效。 过程。在敏捷中，团队专注于快速迭代和实验。他们非常迅速地产生可交付成果，通常是在一周或两周的“冲刺”中——集中活动的短暂爆发，并有定期检查和截止日期 。当过渡到敏捷时，迭代和增量过程可以同时运行 与传统的范围界定，构建业务案例，开发，测试和验证的过程，称为阶段门过程。这种组合为团队提供了两全其美的优势；阶段门过程提供了更大的图景和里程碑目标 ，而敏捷方法则为日常方法提供了信息。 在我们20多家公司的敏捷硬件实现中，阶段门流程与每种情况下的敏捷工作方式都得到了保留。对于这些业务，敏捷方法的灵活性和自由度受到阶段门流程的结构化长期镜头的检查。 人员。最终，任何组织的绩效-敏捷与否-都是由其人员的行为来定义的。过渡到敏捷会使员工感到不安，因为 传统的边界被删除。有效的平衡是鼓励和实现员工的所有权，特别是在 硬件开发上下文，从工程师。 更糟：只有30%的可交付成果按时完成。但通过增加团队级别的所有权，敏捷转型帮助团队更好地优先考虑，增加了可预测性 自转型以来，大约80％的可交付成果按时完成，从而使整个生产管道更加顺畅，效率更高。 技术。领导者可以利用向敏捷的转变来部署数字工具来支持团队。这种支持可以通过三种方式实现。首先，通过确保为变化而构建的模块化设计。例如，使用现场可编程门阵列（FPGA）代替单用途芯片可以确保在不增加太多成本的情况下采用潜在的后期更改。第二，通过采用促进大规模信息共享的协作工具，例如，通过建立知识管理网络或积压管理软件。第三，通过采用数字和增材制造工具来更快地运行设计步骤，而不是依赖于传统的长而昂贵的硬件交付时间。示例包括虚拟集成或设计