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1、应对产品设计中的IT复杂性由于越来越多的产品带有更多的新技术含量，复杂的IT设计可能破坏产品战略。产品经理与技术专家需要更好的行动方案。2010年5月JuergenReinerandMarcusSchaper本文包含:如今，大概每种产品中都或者多或者少存在着某种嵌入式计算机技术。汽车、电话甚至洗衣机都大张旗鼓地推出了各类交互功能。而十年前，这些功能是人们所无法想象的，即使有，产品的价格也比现在昂贵得多。过去五年的事实告诉我们，在汽车行业生产的每一辆新车中，高科技功能型发动机操纵元件的平均数量，由原先的20个增加到了80个。而在手机行业，每年基于IT的更新大约为40次，是2000年的两倍以上。尽
2、管最近几年经济形势不佳，但新型飞机引入的驾驶舱的网络电话、风力传感器与电子飞行手册等航空电子功能的数量还是翻了一番。产品越来越需要基于电子技术的增强功能,因此,各个行业中的企业置身于快速变化的技术浪潮之中，时刻面临着产品升级的压力，它们拼尽全力，想要操纵成本。嵌入式技术汽车19702010电子/软件创新占所有创新的份额（单位：百分比）1090加快创新速度手机19992008全球年发货量（单位：百万部）210创造出全新的产品种类全球自动化市场200220071设备和软件支出（单位：十亿美元）90113通过标准化软件和组件阐摩本数字家庭娱乐设备20042010市场规模（单位：十亿美元）100大幅扩
3、展产品的功能资料来源：ARCAdvisory,全球行业（工业自动化）分析机内，IBM,IDC,Mcrccrt麦有锡分析注释：技术复杂性产生的问题产品开发的步伐在设计与技术开发方面产生了巨大的挑战。传统的产品开发在很大程度上是由硬件方面的因素推动的。当您按下模拟电话上的一个按键时，只能拨出一位号码，这对它的功能造成了限制。如今的技术主导型产品依靠对多种软件与硬件组件的成功集成，这是一个涉及方方面面的过程。现在，按下新款智能手机上的一个按键，能够通过不一致的方式连接到十多种应用程序上。就本质而言，软件更加抽象，它们是在相互联系的层次上拼合起来的一连串程序代码。新产品设计底层的IT架构远比传统产品的
4、规格复杂得多。比如，在进入数字化时代之前，各类吸尘器的工作方式大同小异。但在里面放入硅芯片后，您也许就能拥有一台Roomba：一种由传感器与处理器操纵的智能吸尘机器人。糟糕的产品架构开发团队常会被要求提供各类定制功能的呼声所困扰，只是，他们可能却没有意识到,假如事先决定的产品架构十分糟糕，那么，很可能会在下游产生代价高昂的后果。这些团队往往由电气工程师领衔，他们有的时候缺乏必要的软件工程技能，因此难以预测编程、升级或者重复使用等方面可能存在的问题。这一问题可能会形成恶性循环：糟糕的设计决策与架构导致代码无法管理，同时增加了复杂性。比如，在汽车行业，一家制造商因电子问题被迫召回产品，从而蒙受了近
5、3亿欧元的缺失。这些设计失误可能会让一家公司的名声毁于一旦，而这正是某高端汽车制造商得到的教训。该制造商推出了新的用户界面，但事实证明，新界面极难操作，该制造商终因软件问题而破产。过多地纠缠于任何单一产品的各类技术需求，可能会妨碍公司的思考能力，使之难以从更广的角度考虑如何在其产品组合中利用某些的特性与功能。这种失策也许会迫使企业使用一系列“一次性”的应用程序。苹果公司的工程师将新硬件（一种触摸屏）与更优秀的软件逻辑（一种直观、友好的用户界面）结合起来，成功地设计出iPod的触摸功能，而其他公司的工程师们却在为如何制造灵活的集成架构而大伤脑筋。比如，某家用电子产品供应商在每次升级产品时都不得不
6、设计一套新的用户界面，与在产品开发中更多地利用模块化（或者即插即用）方法的竞争对手相比，这是一大劣势。缺乏与业务重点任务的密切联系关于某些机构而言，更严重的问题在于，技术主导型产品面临的技术挑战往往与经营战略相冲突。许多企业在开发大批量生产的硬件主导型产品方面拥有数十年的经验，比如，电视机、收音机与家用电器等使用寿命相对较长的产品。因此，这些企业一直以来都围绕着批量生产与效率来优化设计与研发流程。技术主导型产品的新时代已经到来，这些产品往往面向利基市场，产品变化的速度更快，这就要求企业拥有一套完全不一致的流程与技能，而且在转变传统经营模式的过程中要花更长的时间学习。其结果是，企业面临着成本上升
7、、周期延长与任务膨胀等巨大风险。产品经理们为了压倒竞争对手而绞尽脑汁，他们会要求实现新一代的设计改进，而这常常超出了现有技术的限度。热衷于利用某一应用程序之能耐的IT开发人员，可能对某一组功能进行过度的设计。要让产品战略取得成功并具有可持续性，就务必以业务因素推动技术因素。比如，为了始终如一地提供高品质的游戏体验，任天堂公司有意使其Wii系统保持了简单的底层架构，限制了功能数量，以利于遵循严格的质量与操纵标准。消费者对这些特性感到十分满意,该平台也因此成为款畅销产品。确保业务受众懂得那些深入产品基本架构而且很不直观的选择是十分重要的，而其他一些公司可能忽视了这一点。很多嵌入式IT系统具有抽象性
8、，因此，很难描述其功能。业务部门中的非技术管理人员可能很难从成本、易用性与流程时间等角度，来推断功能与可选方案的适用性。比如，一家手机公司有过这样的教训I：职权界线的不明确导致产品开发与工程两个团队为由谁来负责某个产品的功能、成本与时间表而争论不休。这种混乱使得完成该产品的时间过长，无法提供与公司的竞争对手相抗衡的技术。在技术主导型产品环境中，软件与硬件组件的生命周期常常不一致，使得架构集成非常困难，这大大增加了成本管理的复杂性。如今艰难的经济环境更是让这一问题雪上加霜。经理们承受着繁重的压力，需要在节约成本的同时迅速将新产品推向市场。由于缺少兼顾技术与业务因素的明确的开发框架，开发团队常常会
9、寻求快速搞定，或者者寄望于“天才招数”,而不是去寻找更具有持久性的解决方案。比如说，为了赶上公布日期，某公司的工程师在设计设备时使用了已有的功能丰富但价格昂贵的第三方软件。这种做法尽管让这家公司实现了如期公布的目标，然而成本却超出了预期。挖掘更大的价值由于各行业中消费者关于技术主导型产品的需求都在不断增长，一些制造商正在解决这些问题，对产品的电子架构进行优化。协调业务与工程设计目标汽车与高科技等行业中某些企业之因此能够取得成功，其背后的关键原因在于用集成的方法来设计电子产品的架构。在实际操作中，这意味着要在产品构思与设计之间、单个产品的路线图与更广泛的电子平台战略之间进行协调，最终使产品管理中
10、的业务方面与工程设计方面取得一致。企业只有设立了要求进行这种协调的明确目标，才能将客户与商业考虑因素都摆在核心位置，为开发流程与尽量降低不必要的复杂性打下基础。这种管理开发团队的优劣之别，能够使总体生产率相差十倍。良好的架构具有一系列重要特性：它是模块化的，同意给各个部分加标签、储存起来同时应用在不一致的产品中；它是按标准构建的，更容易集成：它是可配置的，能够让一个系统满足许多客户需求；它还是可更新的，基本勿需摒弃旧版本就能实施新功能。这些特性看似简单，但是，明白什么是好的架构是一回事，构建这样的架构并使之保持良好状态又是另外一回事。设立正确的目标还需要清晰地熟悉任务的各个方面。考虑一下技术主
11、导型产品由什么东西构成。硬件、塑料、树脂、螺母与螺栓构成了“骨架”。晶体管、微电路与其他各类电子元件管理着信息的流淌，就像生物的组织与血管。而软件则进行类似于神经系统的联系，指导与操纵各项操作。这一层次化架构确定了产品的解剖结构，全面说明了用户界面、产品的工作方式与产品与其他系统与组件的互动等各个方面。使用透明流程企业务必使用一种能够优化各层次协作方式的管理流程。该流程涉及工程、市场营销、产品设计与其他产品职能之间新的协作方式。与工程开发团队之间的互动，有助于在市场关于功能的需求与企业对成本与时间周期的需求之间实现更好的平衡。当然，这一切应当限定在技术上可行的范畴内。如图表2所示，最好的解决方
12、案通常会在多种权衡因素间取得平衡。根据需求得出多种可选方案业客产可产务户品获品求求能的市 需需功得上预目算标优化各权衡因素并排定其优先次序1 .定义不同的解决方案,包括产品规 格.2 .根据优先的需求评估每种方案,明 确权衡因素并使之透明化.3 .决定最住解决方案.技术需求 现有的行业技术 可行的设计实施方案 内部同类设计 成本根据现有可选方案来调整需求在此架构的指导下，来自业务部门与IT部门的团队开始着手描述产品需求，同时解决诸如“买方受众是谁？”、“最大的机会来自何处？”与“什么是正确的功能特性？”等问题。在综合考虑了成本、预算与其他限制之后，团队会将有可能对客户满意度产生最大影响的功能特
13、性作为重点0这些特性将转化为一系列架构组件，在成本与性能方面，每个组件都有自己的优势与劣势。团队在最具业务合理性与最具技术合理性的可选组件方案之间反复斟酌，所得的答案确定了产品的底层架构。在梳理出业务需求之后，团队将检验各类可选的架构设计方案。他们可能会发现，自己所需要的方案在商业上并不切实可行，或者者务必进行太多的定制工作才能实现大批量生产。这些限制使团队不得不在自己需要的方案与现实方案之间反复斟酌，以便找到最适合的架构。这种反复的过程迫使业务与IT部门的视角相互融合，从而在产品的总体战略目标与以技术为主导的适当架构之间达成一致。关注可行架构的局部家手机制造商需要制造种在新兴市场上销售的低成
14、本手机。根据业务要求，这种手机应当具有牢固耐用的设计与有限的功能。在通过反复设计之后，工程团队拿出了几套设计方案，这些方案侧重于能够经受恶劣自然环境的电子与机械部件，与之配套的是成本相对较低的小型处理器。另一家手机制造商打算争取iPhone的用户群，因此拥有不一致的业务要求，青睐于更加复杂的内存密集型架构，该架构需要支持各类功能，即使提高成本，也在所不惜。根据业务战略在不一致的可选设计方案之间进行平衡，是对技术主导型架构进行优化的基础。架构框架的不一致要素支持着产品性能的不一致方面。比如，有些要素操纵着面向客户的流程，定义软件与硬件的关联方法，或者者指导着各应用程序之间的相互操作（图表3）。我
15、们发现，团队能够通过要紧关注架构的部分特定要素，权衡它们关于整体业务目标与产品功能的相对重要性，来简化这一过程。图表3层次化方法放大图表口架构层次作用使用情形定义用户如何与产品交互,例如通过用户界面功能（域）找出运作用户流程所需的各个产品功能组，以及环境限制（根据硬件和软件功能的交集,例如手机的网络访问功能）应用/集成将应用与功能域对应起来.定义应用程序和软件环境之间的工作接口,例如汽车的发动机控制器如何向仪表组发送有关每分钟转速的信息软件技术自顶向下描述软件技术栈.例如使用哪种操作系统来运行应用程序、如何存储数据硬件抽象定义如何在产品基础结构（电子装置和硬件）中分发应用程序,以及如何使应用程
16、序独立于单个硬件元素,例如在具有许多互联型电子控制单元的汽车中.控制单元上各自运行哪些应用程序硬件技术列出所要包括的硬件技术列表,例如使用那些类型的处理错和存储设备我们看看某个尽力改进其燃油喷射系统的汽车供应商的经历。这家公司原先使用孤立的机制，在每次升级时，工程师会从头构建定制的IT组件。这种方法拖延了生产时间表，使该公司无法跟上其他市场领先者的步伐。该公司将提高投入市场速度作为要紧业务目标，组建了一支跨职能的产品开发团队，该团队坐下来处理上面所说的重复设计过程。为了停止一切从头做起的做法，这支团队决定建立个内部资源库，以便更好地利用现有技术。这些嵌入式软件系统与应用广泛的电子部件由架构的功
17、能（域）层操纵。为了简化开发并降低部件成本，该团队精心选择出一些所需的燃油喷射硬件，同时找出了能够在多种发动机之间实现标准化的基本部件。为了加快开发速度，工程师与产品经理们决定利用模块化的软件与电子元件。这些软件与电子元件能够插入用于支持燃油喷射系统正常运行的各类应用程序之中。最终，电子架构以相当于旧架构两倍的速度将产品推向市场，而且工作量更少。通过优化内部的电子设备，用简单架构取代复杂架构，该公司生产每一辆车都能省下一笔资金。整个系列产品所节约的资金累计超过IoOO万欧元。此外，该平台最初是为四缸发动机而设计，而现在能够用于八缸发动机，这为该公司进一步节约了成本与开发时间。再举一个例子。某发
18、电设备供应商迫切需要将新的风力发电机产品线投入市场。但是,用于这些风力发电机的高级操纵设备遇到了个重大障碍：该公司需要找到一种经济高效的方法来监测风力发电机向电网的供电量。该功能的业务要求说明，最好的解决方案显然应当是具有低成本的操纵设备，其架构应使其能够轻松地在整个风力发电机网络中大规模推广。技术团队决定，将重点放在以功能域为主导的架构层来满足产品需求0技术团队与来自业务部门的团队举行了会议，针对系统流程的管理提出了三套可选方案：通用型处理器、微操纵器与数字信号处理器。三种解决方案都能测量电力输出量，但每种都有各自的成本与优势。技术团队需要确保产品经理懂得不一致的权衡因素，以便他们能够共同为
19、新的技术主导型架构做出最佳选择。在权衡了三种可选方案之后，该团队发现，尽管通用型处理器具有易于安装与升级的优势，但支持处理器的硬件却需要单独购买，因此成本太高。数字信号处理器提供的分离的操作系统架构开发成本低廉，也能够监测基本的用电情况，但无法提供必要的计费与报告功能。这就使得微操纵器成为最佳方案。它尽管成本较高，但使产品团队获得了完整的现成解决方案所具有的灵活性，由于所有必要的硬件与软件都已完全内置。建立更好的产品开发组织技术主导型产品的集成化开发需要同样集成化的管理方法。在一家成功的企业中，首先成立了由总体产品小组经理与首席技术官共同担纲的项目指导小组，由两人起制定产品的平台战略并发出有关
20、指示。在这一领导层下工作的业务与工程团队分别提出消费者需求与技术需求，然后，一同讨论最终方法的各个要素，并排定优先次序。两支团队将最终的架构汇报给产品小组经理与首席技术官，以确认这一解决方案能够满足公司在消费者、成本与市场交付方面的目标。他们还制定了一系列绩效指标，以量化成本与生产率效益，进一步细化自身关于待改进领域的构想。这种着眼于全局的过程有助于确保业务与技术团队集中精力处理最重要的功能，也就是与产品的总体战略目标息息有关的功能。为技术主导型产品建立正确的架构，决非一项一劳永逸的工作。它是一个持续进行的过程，关于支持产品的生命周期特别重要。当对正确架构的寻求上升为工程师与业务部门共同遵循的准则后，拥有技术主导型产品的企业就能在生产率、质量与成本方面获益匪浅。O作者简介:JuergenReiner是麦肯锡法兰克福分公司副董事，MarcusSchaper是该分公司董事。
