什麼是產品架構?
在現代化的製造流程當中,產品架構通常指的是產品功能元件的組織與整合,乃至於這些元件彼此之間的互動模式。某些方面來說,就是產品的「藍圖」。因此,產品架構攸關獨立產品方案的設計、製造、銷售與維修服務。
產品架構為何重要?
產品架構是每一項產品在開發策略上的重要關鍵,原因不外乎是它能促進產品變體及組態變化的有效管理。對於特定產品的各項元件來說,具備「能讓功能與外型彼此相符」的功用,以便產品得以高效率地進一步修飾、重新設計、客製化,或是個人化,以便重新投產。隨著產品複雜度日益增加,且特定的產品線變體數量跟著上升,產品架構的重要性也隨之提升。
舉例來說,假設擁有多條產品線的汽車製造商旗下包含多款車型、數千種配置選項以及數十間工廠,正面臨著前所未見的產品複雜性。正確的產品架構策略可消除公司產品、場址與專案間的相互抵觸並提升能源綜效。此外,由於許多架構決策都是在研發階段所確立,因此與研發單位息息相關,並且進一步影響到產品創新。
產品架構的類型有哪些?
產品架構有幾大特定方針,端看產品特性、市場與所面對的市場而定。這些包括模組、整合、可設定、平台與制式架構。在適合的情況下,也可以部署混合式架構。近距離觀察模組與整合架構,有助於比較這兩項最為獨特的架構之間的差異。
模組產品架構
像是電腦、汽車與電子類產品而言,模組架構通常較為適合。此類產品通常具備一系列變體、客製化需求,並在一段時間後需要升級零件。據說複雜性是營運效率的敵人,而模組架構則是嘗試大幅推翻這個定律。此方式會以明確定義、可互換且功能上獨立的元件或模組來設計產品。
整合產品架構
第二大方針,亦即整合架構,則是將產品視為統一而單一的實體。此類產品的元件傾向於彼此高度隸屬,且緊密整合。這些元件是特別因應工作需要而量身打造。整合方針通常適用於高效能產品,但其組態彈性可能較低,且維修或升級便利性也不高。航太及國防工業產品,像是戰鬥機、衛星與武器系統等,通常傾向於採取整合方針,而特定高效能運動用品也是如此。
產品架構的優點
定義與修飾最適合產品生產所需的產品架構策略,有利於取得多項重要的商業優勢。
縮短產品上市時程
設計週期時間得以大幅縮短,連帶免除各種人為錯誤與準確性失誤情況,並且縮短整體開發流程,以便在最短的時間內產出效能如預期的高品質產品。
更有效率的產品開發流程
如上所述,不同的架構所帶來的成本與優勢也不同,針對目標產品適當地定義最有效的架構將為特定產品類型帶來最高的效率。
更方便使用者自訂產品
最有利於客製化的方針,能夠以最高效率推出各項功能與改善項目,進而減少維修所需的時間與成本,乃至於服務需要。
有助於建立使用壽命悠久的永續型產品
選擇架構時,可以針對目標產品最可能出現的維護與升級情境進行最佳化設定,以協助確保一旦產品開始提供服務時,能夠高效率地將產品的使用生命週期展延至實際需要的時間。
支援同步工程
當企業採用了最合適的通用架構方針,所有的元件便能夠由獨立運作的多個團隊放心地同步進行開發。
改進產品品質
一般而言,產品架構對於產品品質而言影響極為深遠,而且根據所選用的方針,在特定效應上也會出現差異。當中最重要的優勢當屬更出色的失誤隔離與維修功能,可運用更快速且通常獨立的測試通訊協定專注在各項元件的品質控制上,並針對相關產品提供更為一致的品質。
要如何建立產品架構?
一般而言,開發有效的產品架構涉及四個步驟。
建立產品圖表
關鍵的第一步,就是建立架構圖表或是電路圖。為此,市面上已經出現眾多的工具及範本。該工具不只用於產生圖表,更重要的是它能擷取並明確地傳達,產品生產時的功能定義。
將圖表的每個面向匯聚在叢集當中
在整體電路圖裡,功能與元素子集間有一些共通之處。這些子集應該依照共用的功能面向,以及個別叢集之間的互動程度加以分組。
建構元素的幾何配置圖
接著應該從叢集化圖表中衍生幾何配置圖,以構成產品效能及所需屬性示意圖的基礎。
識別各種元素間的相異關係
幾何配置圖中各項元素之間的關係與相依性便可輕鬆擷取。程序流程與功能應該明確表示。當所有重要的業務負責人皆已完成、檢查並確認此步驟後,便可透過可行的規劃文件輕鬆實現產品架構策略。
PLM 產品架構
我們必須體認到 PLM 系統 (像是 Windchill) 與特定產品架構之間的關係,攸關運作是否能夠順暢進行。特定 PLM 系統內的整合項目、工作流程與資料結構等,都必須仔細調校以符合特定架構方針所提出的設計與管理需求。
若非如此,便有可能出現各種錯誤,並影響高效協作,產品生命週期非但無法順暢進行,還可能因為系統問題而拖慢整體效率。問題無法順利解決、公司資源遭到浪費,還莫名地增加了一些行政管理上的負擔。此外,在此類情況下,因為無法順利實現營運的真實潛在成本而損失的機會成本,會讓這類系統阻礙與效率問題所衍生的真實成本大幅增加。
另一方面,與產品開發及製造環境架構進行高效整合有助於設計人員、工程師、開發團隊及其他關鍵領域之間推進合作無間且具生產力的協作。
當效率大幅提升之後,商業優勢便會迅速累積,成本跟著降低、前置作業時間縮短,進而加速推進產品上市時程。當產品越來越多樣化,且產品效能持續地突破技術限制向前推進時,只要藉助有效的產品架構策略及其與 PLM 系統的整合,就有可能將所需投入的時間、金錢及能源轉化為強大的競爭優勢,讓這些挑戰變成成長的動力。
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