研发能力持续成长路线图：产品平台设计及步骤详解

2024-01-27 百科知识版权反馈

【摘要】：在5.2节，通过产品平台规划工作获得了所需要的产品平台及其平台要素定义。从产品平台设计角度来说，最重要的的步骤是第一步“系统总体设计”，这一步骤将在下文中详细介绍。依据产品平台总体设计所开发的第一款产品型号被称为基型产品。两者主要的不同之处，在于基型产品开发项目需要产品平台设计部门较多参与，且对新CBB要着重针对共用特性进行设计、评审和测试。

在5.2节，通过产品平台规划工作获得了所需要的产品平台及其平台要素定义。在此基础上该如何进行产品平台的设计工作，以提供可共用的系统架构和更多的CBB呢？

模块化设计

所谓模块化设计，就是为了取得产品系列开发的最佳效益，从系统分解、组件封装的观点出发，即研究产品（或系统）的最佳构成形式。因此，模块化设计针对一个产品系列，而非单个产品型号。

由于产品平台都可以通过变型设计派生出一个产品系列，因此产品平台的设计工作非常适合采用模块化设计方法。

模块化设计有两个重要的优点：第一，产品各模块因相互之间“松耦合”的特点，各模块可以由不同的设计小组并行开展设计工作，这就比串行化开发方式大大缩短了产品开发周期；第二，获得可共用的系统结构和CBB，可提高未来产品开发工作的研发资源利用效率。

如图5.7所示，模块化设计的基本过程分为三个步骤：系统总体设计、模块内部设计、基于模块的产品设计。从产品平台设计角度来说，最重要的的步骤是第一步“系统总体设计”，这一步骤将在下文中详细介绍。

图5.7　模块化设计过程示意图

在图5.7中，系统架构是指可共用的产品系统架构，包括确定系统应划分为哪些子系统、模块，以及这些子系统和模块之间的相互关系。接口/界面是指模块的对外接口/界面定义，例如USB接口标准、结构件装配接口定义、电源模块接口定义等等。集成协议则是模块之间的输入输出关系，例如USB通信协议。

系统总体设计

从产品平台设计的角度来看，系统总体设计的基本过程如图5.8所示。

图5.8　系统总体设计过程示意图

图5.8的第①框是“功能模块分解”。这个步骤的工作要点是以产品系列的需求规格作为输入，根据系统技术原理，将系统划分为若干个功能模块，并大致确定这些功能模块的设计规格。本步骤的主要输出是初步划分好的功能模块，以及系统架构图。

划分功能模块时，首先要从技术角度符合“高内聚、松耦合”原则。其次，可从功能需求考虑以下方面：

1．公共组件应模块化，以方便变型设计。例如，电脑电源是电脑产品都要实用的公共组件，应作为单独的模块；

2．可选功能应模块化，可根据客户需求选择或删除。例如，电脑硬盘、CPU、内存等都应该是可供客户选择的，应分别作为单独的模块；

3．需定制功能应模块化，以方便进行工程设计。例如，分体式空调的排水铜管，长度必须根据安装现场条件来确定，因此应作为单独的模块；

4．可扩展功能应模块化，提供接口，通过新增功能模块满足客户新功能。如台式电脑可扩展多条内存和双硬盘，从可扩展性的角度来看，内存和硬盘也应该分别模块化。

图5.8的第②框是“模块差异分析”。这一步骤应分析模块是否可以进行多产品共用，以确定模块类别。模块可划分为以下三大类别：

1．如果模块用于满足产品系列的公共固定需求，就是可共用模块，或称为通用件。通用件显然是CBB。例如，台式电脑电源模块通常就是通用件。(www.chuimin.cn)

2．如果模块用于满足产品系列的公共可变需求，但是因技术或成本原因必须设计成为多个模块，则应重点考虑制定统一的外部接口规格，以便这些模块可互换使用。这些模块就属于可选配模块，或称为可选件，可选件也是CBB。例如，电脑都需要硬盘，但硬盘容量可变，且接口规格统一，因此硬盘是可选件。

3．如果模块用于满足某种专用需求，仅用于某一个产品型号，就是专用模块。专用模块的完整需求通常是不能在相应的产品型号开发之前预先确定的，因此也不能提前开发。例如，台式电脑机箱与外观、内部装配接口等都有关，因此每种电脑型号通常都需要设计专用的电脑机箱，即电脑机箱通常属于专用模块。

模块差异分析所需要的相关信息可从本章第二节的产品系列差异分析表、产品平台关键要素表中提取。

图5.8的第③框是“通用件提取与应用规划”。根据模块的功能需求，可判断是否属于通用件。由于这些模块属于通用件，通常应在产品系列的所有产品上得到应用。如有特殊情况，可在此框明确。

图5.8的第④框是“选配件提取与应用规划”。对于选配件，本框要明确其需求变化的方式，例如硬盘容量可有哪几种选择。

图5.8的第⑤框是“专用模块”，即识别专用模块。

图5.8的第⑥框是“接口与协议设计”。这里所说的接口包括装配接口、电气接口、软件接口等。对于已识别的所有通用件、选配件等CBB，这一框应制定明确的接口规格和集成协议。特别强调，CBB的接口规格和集成协议应尽可能简化，尽可能统一。对于专用模块，则只需要大致说明其接口形式和集成协议的要点即可，未来开发相应产品型号时再做详细设计。

产品平台开发

产品平台的总体设计确定了本产品平台可共用的CBB，而这些CBB的开发工作可以有两种方式来完成。一种情况是单独设立一个技术项目进行预研或开发，针对技术难度大、较为复杂的CBB，预先完成后再提供给产品开发者使用。关于技术项目的实施和管理详见本章后续小节。

另一种情况则是针对相对简单、技术较为成熟的CBB。依据产品平台总体设计所开发的第一款产品型号被称为基型产品。例如，iPhone1可被称为iPhone产品系列的基型产品。产品平台的大多数CBB都将在基型产品上完成开发工作，并被随后的其他产品型号采用。因此，产品平台的开发工作主要由基型产品开发项目来完成。

基型产品的开发项目组织和流程类似于产品开发项目的组织和流程，请见本书第二章相关小节。两者主要的不同之处，在于基型产品开发项目需要产品平台设计部门较多参与，且对新CBB要着重针对共用特性进行设计、评审和测试。

CBB管理

为了促进CBB的积累、维护和应用，需要明确CBB的管理组织和管理流程。

在CBB管理组织方面，通常可由企业研发系统下设的总体技术管理部门承担CBB管理工作。对于小微型企业，可能未设立总体技术管理部门，此时只能由总工程师或类似岗位承担重要CBB的管理工作。

对于中型和大型企业来说，如果CBB数量和种类很多，总体技术管理部门只能在CBB管理方面起到牵头的作用，还需要根据CBB的技术类别将其管理责任归属到相应的下层组织。一种可行的做法是，将各类CBB的具体管理责任归属到各种专业技术专家组，例如软件技术专家组、电子技术专家组等。当然，CBB的管理工作只是这些专家组的职责之一，同时，各个专家组负责的技术范围、专家组的数量等都可以根据企业的自身情况来调整。

CBB的管理流程主要是创建、维护与修改流程，即创建新CBB，以及对已有的CBB进行维护修改都应该依照一个明确的管理流程，以保证相关工作必须接受CBB管理部门的适当审批。同时，要对CBB应提供的文档和信息做出规定，以方便使用者选用。再者，还应该建立相应的CBB管理数据库，以方便使用者检索。

为了促进CBB应用，一定要在产品开发流程中做出明确规定，在进行产品高层方案设计时，对本产品应用产品平台和CBB的可能性进行分析和规划，并在产品详细设计时予以落实，且相关情况应由CBB管理部门对进行评审。

CBB也不全是通过产品平台规划和设计工作来产生。很多情况下，在产品开发过程中也会附带产生新的CBB。这种情况应该给予鼓励。这也需要在产品开发流程中做出明确规定，在产品开发项目完成前应检查是否有新CBB产生，并接受CBB管理部门评审。

研发能力持续成长路线图：产品平台设计及步骤详解

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