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对于从事新产品开发的制造商来说，数字化转型意味着采用嵌入式软件的智能新产品。数字产品反过来要求软件和硬件开发团队一起工作——这是一个混合项目——最终导致软件开发方法与制造商使用的更传统的门控过程相结合。

其结果是一种新的更灵活的产品开发方法。一些领先的制造商已经采用了敏捷阶段门，并取得了非常积极的结果。可能还需要数字平台来支持嵌入式软件。许多制造商已经熟悉了技术开发过程，但这通常是针对物理科学和发明，而不是软件。因此，新的数字平台要求制造商大幅修改他们熟悉的技术开发方法;给出了一个样本模型。数字化转型还为产品开发人员提供了新的工具——从通过模拟进行测试，到人工智能来发明或设计产品，再到使用神经传感器来衡量消费者对产品的反应——这些工具极大地加速或增强了新产品的开发过程。

制造商的新数字世界

数字化转型有望在新产品开发领域带来巨大利益，但同时也带来重大挑战，特别是对实体产品制造商而言。对于传统制造商来说，数字化转型以许多重要的方式影响着新产品开发领域:它极大地改变了公司的新产品格局——其产品、方法、组织、流程，甚至心态——具体来说:

  • 使用嵌入式软件开发智能产品，这反过来又需要一种新的开发方法，不同于制造商几十年来一直依赖的传统门控流程。
  • 采用新的基于数字的工具，提供对用户需求的洞察，预测实验室测试结果，甚至发明新材料，所有这些都旨在使开发过程更加高效和有效。
  • 开发数字技术平台，而不是传统的产品或技术平台。

超过70%的美国公司计划引入新的数字技术平台，将其产品(即物理、软件和混合)数字化，或将其创新管理流程数字化。1数字转型研究所将数字转型定义为:“将数字技术整合到业务中，从而重塑组织，使其围绕客户体验、业务价值和不断变化重新定位。”2解释继续说道:“这一定义认识到数字化转型不仅仅是硬件、软件或数字平台等IT技术的变化。数字化转型进入业务流程的核心，并将其转化为利用工业时代无法实现的数字化功能。”

智能或数字产品

数字化转型意味着制造商必须发展智能新产品，特别是内置数字技术的新产品;也就是说，软件与硬件相结合，为客户提供新的功能。从历史上看，硬件/软件组合产品的硬件部分一直是市场上的差异化因素;现在情况正好相反:软件组件日益成为导致差异化和竞争优势的因素。

目前，制造商的研发支出中有多少比例是用于软件开发(相对于机械、电气和材料工程和设计)，这是未知的。然而，2019年德国的一项调查揭示了一些真相。3.这项对124家制造企业的研究表明，硬件组件仍然主导着产品开发:近三分之二的制造企业的产品组成(产品的份额)中超过50%是硬件。但进一步的分析表明嵌入式软件现在占28.9%在这些制造商的新产品的构成中，平均而言，占相当大的比例。

更敏捷的开发过程

数字新产品的一个主要影响是需要改变制造商开发新产品的方式——开发过程．传统上，制造商依赖于相当线性和严格的门控过程，例如经典的阶段门，项目的每个阶段或阶段都被很好地定义，并以从构思到开发再到发布的顺序方式进行布局-参见框“阶段门”。

阶段-关卡

阶段-关卡描述了一个系统，在这个系统中，产品开发过程——从想法的产生一直到市场推出和超越——被分解成离散的阶段。从构思到发行，每个阶段通常有5到6个阶段有明确的任务要完成和规定的可交付成果。每个阶段之前的Gates标记了Go/Kill或投资决策点，并且是项目团队确保前进所需资源的地方。这种方法已被制造企业广泛采用，以推动新产品项目进入市场。

但是这样的过程并不适用于软件开发，因为在软件开发中，项目的环境、信息、时间表、计划，甚至产品定义都是不稳定的。因此，软件世界依赖于一套被称为敏捷开发的方法和思维模式。当开发项目同时涉及硬件和软件开发时，这两种完全不同的开发方法之间显然存在潜在的冲突。

对于这些软件/硬件组合开发项目，什么样的开发过程是正确的?越来越多的制造商已经通过采用从软件世界借来的敏捷开发方法的元素铺平了道路。4这些公司已经将敏捷方法(参见方框“敏捷基础”)嵌入到他们传统的阶段之门或门系统的各个阶段中，从而创建了一位丹麦研究人员所说的“敏捷阶段之门混合模型”。5这样做的动机是加速他们现有的物理产品的Stage-Gate过程。根据欧盟进行的两项大规模研究(见图1)，结果是积极的:更快地推向市场，更高的开发生产率和更好的团队士气。6、7

另一个好处是“……软件在实体产品中发挥的作用越来越大”。8事实上，最近一项对6家在Stage-Gate中使用敏捷方法的全球公司的研究表明，所有6家公司——从乐高到霍尼韦尔——在很大程度上采用了新模型来适应软硬件组合项目。9此外，数字转型研究所指出，“随着公司从工业时代过渡到数字时代，产品开发的运营控制不需要发生巨大的变化。几乎所有工业时代的公司现在都在使用跨职能团队开发新产品，并使用Stage-Gate控制流程管理这些团队。这种通用方法在数字时代仍在使用，但每个阶段所花费的时间都可以大大减少。”10

敏捷的基础知识

敏捷的Scrum版本(最流行的版本)将开发过程分解为一系列简短的、迭代的、增量的时间框冲刺每期通常在两周左右。sprint包括:

  • Sprint计划会议:在每个冲刺阶段的开始，团队开会讨论在冲刺阶段可以完成的任务，并创建任务计划。
  • 每日站立或scrum会议:在冲刺阶段，团队每天早上开会以确保工作按计划进行。
  • 演示:在每个sprint结束时，向涉众(包括管理层和客户)演示可能发布的软件增量或新特性。
  • 回顾会议:最后，团队开会讨论如何改进工作方式。

然后，团队根据客户和管理层的反馈来计划下一个sprint。因此，产品需求和技术解决方案，甚至项目计划，都会在开发周期中演进。开发团队的工作对所有人都是可见的，并通过团队房间中显示的一组可视化工具进行监控。

有没有传统的项目领导或项目经理在Agile-Scrum。相反，新的角色是:

  • scrum管理员作为团队的仆人式领导者，他确保团队遵循敏捷理论、实践和规则。
  • 产品负责人管理层成员，通常是高级营销人员，代表产品的涉众，并为团队提供方向(例如，在sprint计划会议上)。
  • 开发团队这是一个专门的团队，100%致力于这个项目，通常是技术人员，并进行物理配置。

敏捷阶段门模型是理想的，因为它可以处理智能产品所需的两种类型的开发——软件和硬件。11图2中的模型已经在前面描述过;12简单地说，制造商通常保持他们的阶段之门模型，适当地修改，并在该模型的阶段中嵌入敏捷方法，就像乐高积木一样。霍尼韦尔、丹佛斯和利乐都有。13基本原理是敏捷是一种项目管理方法，而阶段门不是。阶段之门在本质上更具战略性，提供关于如何执行项目、需要什么任务以及是否执行项目的指导(Go/Kill)。在图2中这个新的混合模型中，敏捷项目管理只是在阶段之门的各个阶段中取代了旧的项目管理工具，比如甘特图和关键路径计划。所以敏捷不是阶段之门的替代品，而是对它的补充。一项大样本研究在实践中证实了这一点:研究显示，100%使用敏捷的顶级制造商确实在传统流程的闸门之间采用了冲刺，59%的公司在传统的闸门过程中使用了单独的敏捷方法，换句话说，他们采用了混合模型。14

制造商在采用和适应这种新模式时确实会对软件-敏捷进行一些更改:15

  • 通常制造商不会像软件开发人员那样在大多数项目中使用敏捷阶段门，但是大约20%的项目，而且通常只适用于更模糊、风险更大、定义更少的项目。
  • 他们应用了敏捷阶段之门对整个过程的所有或大部分阶段——从构思到发布——而不仅仅是软件中的开发或技术阶段——敏捷。
  • 制造商选择更长的冲刺，通常是4-6周或更长时间，比软件敏捷的1-4周的冲刺长得多，为了让团队有时间开发和演示一些物理的东西。
  • 他们采用不太频繁的会议——不是每天，而是通常每周2-3次，但整个团队都在场。
  • 项目团队通常不像在软件领域那样100%专注——敏捷:考虑到不可避免的等待时间，一个团队100%致力于一个项目是不可行的。尽管如此，这个团队还是会将60%到75%的时间集中在一个项目上，比制造商的传统项目更加专注。考虑到团队的跨职能性质(来自不同部门或地点)，共同办公——所有人都在一个房间里——通常是不可能的。
  • 许多制造商保留了项目领导或项目经理的角色，部分原因是他们的项目往往更复杂;来自更多部门的人(软件敏捷免除了这个项目经理角色)，也因为这避免了敏捷项目与传统管理项目有两个不同的团队结构。

随着数字化或智能产品和更敏捷的开发过程，人们产生了一种新的更敏捷的思维方式。图3显示了一个建议的思维模式示例，它借鉴自敏捷软件世界，但针对制造商进行了适当的修改。16

数字工具加速这一过程

数字转型对NPD的第二个主要影响是使用数字技术援助和加速发展进程．如今，算法和机器人正在调查用户论坛、博客、众筹平台和社交媒体帖子，以了解潜在客户的愿望、痛苦，甚至投资兴趣。一个例子是分析社交媒体，为为特殊活动寻找新衣服的消费者提出量身定制的新衣服。17此外，客户语音研究开始采用神经科学方法，从直接用户交互中获得更深入的见解。使用脑电图、生物传感器和眼球跟踪可以测量注意力、参与度、记忆、激活、影响和内隐关联，这比仅仅是消费者访谈或焦点小组提供了更多的见解。例如，一家橙汁生产商通过使用神经传感器，特别是脑电图(EEG)——一种测量大脑活动的医学技术——来测试哪种产品属性与价格组合能给消费者带来最大的效用(积极的心理健康)。18

新技术使得原型开发更容易、更快、更便宜。基于3D打印的快速原型是这些新原型工具的前身;快速原型不仅可以用于测试产品设计的技术方面，还可以寻求客户反馈和对提议的新产品的验证。快速原型制作，现在更便宜，更普遍，部分解决了新产品失败的首要原因，即缺乏对客户需求的了解。正如从来不支持传统市场调查的史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)所说的那样，“人们不知道他们想要什么，直到你把它展示给他们。”19快速原型使这成为可能。今天，3D打印已经不仅仅是原型;成品现在正在3D打印。例如，通用电气先进涡轮螺旋桨发动机中超过三分之一的部件是由3D打印制造的。20.

其他数字测试技术也在以类似的方式使用。模拟不仅在技术上测试新产品，而且还允许对还不存在的产品进行客户测试。例如，沃尔沃建筑公司(Volvo Construction)在新卡车原型车制造之前，会使用实时模拟器对其设计进行评估，这与飞行模拟器没什么不同。21截至2019年年中，alphabet公司的自动驾驶汽车Waymo已经行驶了100亿英里，全部是通过模拟完成的。22

最近，虚拟现实和增强现实技术被用于测试产品的早期版本，远早于真正的项目开发。VR和AR可以用来模拟用户的环境，这样测试客户不仅可以在实验室中试用产品，还可以在预期的设置中试用产品。例如，在联邦快递的新投递箱的开发过程中，早期的原型最初是用纸板开发的。23随着潜在用户配备VR眼镜，开发人员能够让用户在各种环境中看到和使用原型，例如在自己的家中，还可以测试不同的落箱饰面和颜色。

人工智能也开始被用于预测技术产品测试的结果，从而提前加速选择正确的技术解决方案。在这种情况下，人工智能是一种使用真实世界的数据和分析来预测结果的工具，比传统的实验室测试方法更快、更便宜。随着制药公司取得一些成功，制药行业开始认识到人工智能的力量:24“研发的逐步序列过程将转变为超迭代和集成，因此从开发中返回的真实信息将实时改变正在进行的研究。”安进(Amgen)、辉瑞(Pfizer)、诺华(Novartis)、赛诺菲(Sanofi)、葛兰素史克(GlaxoSmithKline)和默克(Merck)等公司都宣布与人工智能初创公司合作，为一系列疾病发现新的候选药物。现在，即使是新产品的设计或“发明”也可以通过使用数字技术来加速，例如使用机器学习来发明太阳能电池板或电池的新材料。

如何将众包创意转化为商业提案 如何将众包创意转化为商业提案

2020年10月，Pact启动了由美国国务院支持的区域创新计划AfrIdea。该活动旨在释放西非企业家、社会活动家和开发者的潜力，以找到应对新冠疫情后挑战的解决方案。通过竞赛、培训、创意马拉松和后续资助，他们试图激活一个由来自几内亚、马里、塞内加尔和多哥的青年企业家和创新者组成的网络，以寻找和发展创新解决方案。在AfrIdea案例研究中了解他们的七个阶段过程。

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为制造商开发数字技术平台

数字化转型的第三个影响是挑战开发平台，而不是传统的实体产品平台。对于物理产品，平台被定义为“产品家族中一组产品共享的设计和组件”。26一个例子是汽车的发动机传动总成，它可以用于许多汽车型号。相反，需要的新平台是技术平台——定义为主要软件，如操作系统、操作环境或数据库，各种小型应用程序可以设计在其下运行27-简而言之，一个用于运行应用程序、进程和系统的环境。28技术平台可以被视为开发和运营量身定制的服务和流程的工具集，以及面向客户的新信息和销售渠道;一些样本技术平台包括数据库、分析、物联网和人工智能平台。这些技术平台使用户能够交换信息，购买产品或服务，并推广产品。29例如，包装设备制造商开发了用于监控和分析设备性能的软件平台(人工智能、分析和物联网);在这个平台上，该公司为其开发的每一件设备开发特定的应用程序，就像利乐正在做的那样。

开发这些与物理产品一起使用的基于软件的平台也需要一个新的过程，或者至少是几个现有方法的集成。一些领先的公司已经在使用技术平台开发流程基于阶段之门，其最终结果是一门新的科学或新的技术能力，然后可以用于公司的实物产品开发。例如，3M在开发新产品时采用了一个五阶段的新产品门控过程(NPI)，该过程由一个三阶段的技术开发过程(NTI)提供支持。30.这个技术开发过程，通常称为Stage-Gate-TD，已经为物理产品环境提供了很好的文档。31

其中技术是基于软件的平台，Stage-Gate-TD的修改如下图4所示:

  1. 敏捷方法被构建到这个TD过程中，就像前面关于敏捷阶段之门的文章中所概述的那样。也就是说，在Stage-Gate-TD的各个阶段中包括冲刺、迭代、scrum和演示。
  2. 通常，在开发之初，人们并不知道平台的全部影响(即平台的所有潜在应用程序)。智能手机平台的开发就是一个很好的例子:最初的平台开发人员无法想象最终会有这么多应用程序基于他们的平台，甚至也无法想象会有全新的服务，比如短信。
  3. 第2项的一个含义是，“项目定义”在项目开始时通常是不清楚或不完整的，并随着开发过程或后续版本的潜在应用程序变得更加清晰而演变。敏捷阶段门方法适应这种缺乏明确定义的模糊项目。32
  4. 第2项的另一个影响是，为这样的平台开发开发业务案例是困难的，因为在做出关键的Go/Kill决策时，并不是所有的应用程序(因此许多收入流)都是已知的。因此，在极端不确定条件下进行此类平台投资决策的新技术被提出，例如敏捷投资组合方法。33
  5. 最后，数字平台一旦开发完成，就需要不断发布新的版本和更新，以寻求改进和发现新的潜在应用。因此，开发人员还需要一个Stage-Gate- td的快速通道版本，这与Stage-Gate XPress不同，Stage-Gate XPress是一个两阶段、两门的版本，现在用于物理产品的扩展和改进。34但是对于快速发布的项目，需要进行调整。

数字世界的新产品、新挑战、新解决方案

数字化转型为制造业的产品开发人员提供了巨大的机会，不仅可以使他们的新产品与众不同，还可以改善这些产品的构思、开发和发布方式。收益是巨大的，但正确实现这种转变的挑战也是巨大的。解决方案包括采用新的、更敏捷的开发流程来处理软件/硬件项目;为市场研究和产品测试，甚至产品发明实施新的数字化方法;采用系统但迭代的方法进行数字平台开发。

作者简介

罗伯特·g·库珀

罗伯特·g·库珀博士是当今商界最有影响力的创新思想领袖之一。他开创了许多开创性的研究，包括Stage-Gate®Idea-to-Launch过程。他花了30多年的时间研究了数千家公司的3000多个新产品项目的实践和陷阱，并汇集了世界上最全面的研究。

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彼得•福斯特

Peter Fürst是五个创新咨询公司的管理合伙人，也是优化创新系统的专家，如敏捷阶段门混合，创新投资组合管理和模糊前端。在他20年的高水平创新咨询经验中，他曾与不同行业的公司合作，包括消费品、化学、机械工程、电子和服务等部门。Peter同时也是Vorarlberg应用科学大学创新管理的讲师。

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兴

电子邮件:(电子邮件保护)

参考文献

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  2. 来自:辛，R。产品开发中的数字化转型2019年5月1日，数字转型研究所。https://www.institutefordigitaltransformation.org/digital-transformation-in-product-development/
  3. 本分析的数据来源:Schmidt, t.s.， Atzbeger, A. Gerling, J. Schrof, S. Weis & Paetzold, J。物理产品的敏捷开发:关于潜力、过渡和适用性的实证研究。《报告》，德国联邦武装部队大学，2019年，图6.1，第59页。http://www.unibw.de/itpe
  4. Cooper, R. G.《敏捷-阶段-门的混合:产品开发的下一阶段》研究技术上的管理， 2016年1月，59,1,pp 1-9。另外:库珀，R.G. & A.F.”敏捷阶段之门:新产品从创意到推出的方法更快、反应更灵敏。”产业营销管理，59, 2016年11月，第167-180页。和:库珀，R.G. & A.F.面向制造商的敏捷阶段之门——改变新产品的开发方式。”研究技术上的管理,2018年3月- 4月，61,2,pp 17-26。所有三篇文章均可在以万博网页版max下网址下载:http://www.bobcooper.ca/万博网页版maxarticles/agile-stage-gate．
  5. Sommer, A. F, Hedegaard, C.， Dukovska-Popovska, I. &和Steger-Jensen, K.“通过敏捷/阶段门混合改进产品开发性能——下一代阶段门流程?”研究技术上的管理， 2015年1月至2月，第1-10页。
  6. 施密特，t.s.，魏斯，SPaetzold, K。物理产品敏捷开发:关于动机、潜力和适用性的实证研究。《德国联邦武装部队大学报告》，德国慕尼黑，2017年，图6.1，页64。www.unibw.de produktentwicklung-en
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  22. -埃瑟林顿,D。”Waymo目前已经在模拟中驾驶了100亿英里。”TechCrunch2019年7月10日。https://techcrunch.com/2019/07/10/waymo-has-now-driven-10-billion-autonomous-miles-in-simulation/
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