在汽车与其他工程产品行业，企业面临着复杂并昂贵的产品开发挑战。各种临时变更、时间延长和成本超支等问题十分常见，在很多情况下，这都是由于产品需求与项目时间设定、目标成本严重偏移而造成的。有些产品尽管有明显缺陷，但由于内部政治掩盖了客观事实，仍在继续开发。这些问题通常源于部门内或部门间合作不足，以及未能在整个组织内撷取、利用与分享知识所导致的。
当前的市场环境加剧了这些挑战：产品线激增，客户更高的要求，同时数字化正在改变公司的运营方式。为应对这些挑战，保持在动态市场中的竞争力，各公司需要一套新的产品开发方法，可以同时提升产品质量与开发速度，并控制成本。正如大众汽车前首席执行官马丁.文德恩所言：“重点不再只是更大、更高、更远;现在，要做到更精益、更迅速、更高效。”
为解决这一当务之急，许多公司已经开始探索精益工程设计带来的机遇：他们正在将应用于生产和管理的精益方法转用于产品开发中。率先掌握精益工程设计的公司已经获得了显着的竞争优势，其开发更优质产品的周期缩短了6个月，同时产品成本超支减少了35%以上。
虽然精益工程设计的效益十分明显，但事实证明，许多公司要想实现却很难。由于产品开发过程难以分析并排序，其中的浪费也难于辨识，因此在生产与管理中行之有效的那些精益方法并不完全适用于产品开发。不同于其它的传统精益目标领域，在产品开发流程开始时，成品如何尚属未知。
而生产与管理都是一贯到底的过程，工程设计却需要在过程中包含多个创作循环。这意味着过程本身影响着最终产品的规格，因为获取到的知识会带来各种改进。另外，偏离计划好的过程会给生产现场和后台运作的办公室带来问题并增加成本。然而，在产品开发中，偏离可能会带来有价值的见解。
虽然精益工程设计的效益十分明显，但事实证明要想实现却很难。
企业在工程设计中可以将精益方法应用到什么程度?哪些因素决定这类工作能否成功地创造价值?为找到答案，我们结合了两方面的见解，一部分来自我们支持精益转型的经验，另一部分则来自近期对100家汽车与其他工程产品行业领先公司的对标研究。本次研究的合作伙伴是亚琛工业大学(RWTH Achen University)机床与生产工程实验室创新管理部。
我们的结论为：企业对精益工程设计的期许与现状相差较大。为弥合这些差距，各公司需在更大范围内采取更深入的措施，以彻底提升产品开发部门的工作效能与效率。
从四个维度提升效能与效率
就像传统精益方法一样，精益工程设计针对的是产品开发过程中的八类浪费。然而，与生产和管理相比，工程设计的环境有许多鲜明特点，其中最重要的就是产出的不确定性，因此，这种环境中会有一些独特的浪费源和非增值活动。
在寄望于通过精益工程设计来消除浪费时，公司的目标不应放在设计出一套完全可预测的简化流程上。这是一个难以企及的目标。除了降低成本之外，公司还应该致力于提升质量、时效，以及客户与员工的满意度。公司不应该只关注短期效益，而是要将目光放长远一点，追求各种长期可持续的改进。要想获得成功，既需要产品开发团队提出自下而上的解决方案，也需要公司高层制定自上而下的战略决策。
此外，各公司也需要跳出传统的精益方法，考虑应用配套技术。我们的分析表明，那种已在软件和信息技术行业产品开发中广泛应用的“敏捷”方法论，也能成功地适用于汽车和其他工程产品行业。这里所谓的“敏捷”，就是指整个项目过程中采用有周期循环的、快速的迭代时开发方法。其目标是快速开发出可用的产品，接着在反复迭代中改进。与传统开发方法相比，不同之处在于，后者旨在先全面细致地确定产品规格，再产出“完美”的产品。
为掌握精益工程设计，公司需要有能力提升工作效能(做正确的事)和效率(正确地做事)。在支持多家公司工程设计精益转型的工作中，我们发现有16项能力对取得成功至关重要，其中包含了四个维度：产品、开发流程、领导力与行动、支持与工具。
以四个维度评价表现
研究中，我们评估了公司在工程设计中应用精益方法的现状，并将参加研究的公司与表现优秀的同行对标，以找出那些成功要素。结果显示，多数参加研究的公司已至少在考虑将精益方法应用到工程设计中。然而，其中大部分公司尚停留在起步阶段。走在前列的则是汽车整车厂和机械设备制造商。近30%的汽车整车厂和35%的机械设备制造商，有规可循地在工程设计中采用精益方法，相比之下，仅有约5%的汽车供应商与约15%的零部件制造商做到了这一点。
通过对不同行业的定性评估，我们发现，在16项精益工程设计能力中，参与研究的公司某些能力表现良好，但明显在四个维度上都需要提升表现。图2向我们显示了，参与研究公司在16项能力上每一项的表现如何，参照所有能力表现的中位数孰高孰低。我们可以从中看到现有的优势和改进机会分别在哪里。
从积极的方面来看，我们发现有多项能力已经高度成熟。例如，在开发初始阶段，多数参加研究的公司已经会积极按客户需求，确定完整的产品规格，其开发团队中也会包括来自其他职能部门的代表。
然而，我们的评估也发现，在每个维度都存在明显的能力提升机会。
在许多公司，仅有几个产品系列采用模块产品体系。新产品开发中，现有模块的再应用非常有限。
通常，工程设计过程可分解为最多5个阶段，某些阶段耗时长达6个月以上，如有反馈可在中期提供。但是，由于工序拉得太长，很难对已进入深层开发阶段的产品再进行大幅改动。
尽管有工时、预算等相关工程设计关键绩效指标可用，但它们并不够明确，也不足以实现严格务实的项目方向控制。开发过程中，往往太迟才进行设计审核，无法有效控制项目方向。
多数公司没有跨部门知识管理体系，如设计图书馆。恰恰相反，技术诀窍管理分散，经验几乎只在部门内部共享。
是什么让精益领先企业出类拔萃?
我们按公司在产品开发中应用精益方法的程度，从参与研究的公司中分出了精益工程设计“领先企业”与“后进企业”。那些精益领先企业(占19%)在多数项目中经常应用精益方法，或已将精益方法作为工程设计中的新标准。而精益后进企业(占81%)尚未考虑在工程设计中采用精益方法，或仅在寥寥几个工程设计项目中采用了精益方法。
调查发现，精益领先企业极大地缩短了产品开发周期。例如，机械设备制造商中的精益领先企业，其产品开发进程比后进企业平均快25%，这意味着那些领先企业的产品开发最多可快上6个月。
精益领先企业极大地缩短了产品开发周期。
另外，精益领先企业在满足产品开发项目的时间和预算限制方面也有巨大优势。这些企业平均有71%的项目能在计划周期内完成，74%的项目能在预算内完成。相比之下，精益后进企业仅有49%的项目能在计划周期内完成，56%的项目能在预算内完成。
上述这些优势表明，精益领先企业在四个维度上对精益工程设计能力的应用都领先一步。
踏上征程
产品开发过程的精益转型是一个综合性项目，需要全面打造各个维度的精益工程设计能力。对所有正踏上这个征程的企业而言，那些精益领先公司的做法值得效仿。
产品。精益领先公司会横跨所有产品线，设计出一个模块化的标准产品组合。通过设计并推动使用可移植的模块或部件，精益领先公司减少了每个项目和产品的工程设计工作量与资源需求。他们也调整了运营模式，以实现工作方法从“定制化”转为“标准化”。他们将这些调整应用于与产品和模块相关的各种流程、参与者、文件以及工具中。同时，在项目初期就将供应商也纳入流程中，携手供应商合作开发模块。
流程。精益领先企业采纳了敏捷流程，拥有一种快速应对失败的心态，他们不会等到一个很长的开发阶段告终再来收集市场反馈。他们定期将整个工程设计流程可视化，以确保全面理解所有流程步骤的性质、时间与相互关系。这种透明化的措施可帮助他们辨识出瓶颈和机会，减少产品上市前的开发周期。他们也借鉴了软件行业的经验和方法，找出适于快速迭代的步骤，使公司在开发中能迅速设计并调整产品。
领导力与行动。精益领先企业一般都能通过制定标准反馈回路和信息流，实现开发团队的跨部门合作。通过为各部门划定相关的周期、任务和决策权，精益领先企业确保各部门代表不会在工程设计中孤军奋战。可视化管理工具能使工作流和各部门的行动更加透明。
支持与工具。精益领先企业会创造并采用多种工具，以支持其加速开发进程。他们意识到，要抓住以周衡量的开发周期所带来的时间和灵活度优势，就要放弃一些耗时数月才能制成的工具，比如物理样机。为在精益流程中使用适当的工具，领先企业应用了多种新技术，如3D打印、快速成型和数字化工程。其选取工具的标准包括：能否满足某一流程步骤的时间、质量与精度要求，另外最重要的是，能否便利地与现有工具和步骤结合。
在精益工程设计领域，那些走在前列的汽车企业与其他工程产品企业已在质量、速度与成本方面都取得了巨大的竞争优势。尽管“从跟随到领先”的转型过程需要长期不懈的努力，但回报将是丰厚的。我们的经验和全面对标研究都足以表明，采用正确方法打造精益工程设计能力，企业有望以更快速度开发出更好的产品，并减少资源消耗。
