孫永偉博士 原創(chuàng) 科學(xué)、技術(shù)、工程、產(chǎn)品開發(fā)差異大,勿用科研方法搞產(chǎn)品
作者:孫永偉 博士
??前一段時間,看到了網(wǎng)上有一些關(guān)于科技創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)方面的討論,有許多人以成功的科學(xué)研究的做法來批評搞產(chǎn)品開發(fā)的沒有耐心、急功近利,而另外有一些人以成功的產(chǎn)品(工程)開發(fā)為例來批評科學(xué)研究不考慮客戶、市場的需求,不講效率,沒有成本的概念。其實,我認(rèn)為他們說得都沒錯,但是搞錯了對象。
??在“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力"這一論斷中,人們經(jīng)常把科學(xué)和技術(shù)放在一起,認(rèn)為是一回事。雖然相關(guān)的幾個概念看上去很相近,從事此類工作的人看上去也差不多,但我認(rèn)為其中包含著科學(xué)、技術(shù)、工程和應(yīng)用四個方面的涵義。盡管它們經(jīng)常被混為一談,但實際上內(nèi)涵有非常大的差異,所采用的方法也迥然不同。
關(guān)于科學(xué)(Science)
??科學(xué)指的是運用范疇、定理、定律等思維形式反映現(xiàn)實世界各種現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律的知識體系。所采用的方法是科學(xué)研究,目的是發(fā)現(xiàn)認(rèn)知上未知的客觀規(guī)律。根據(jù)《科學(xué)發(fā)現(xiàn)國際登記日內(nèi)瓦條約》(1978)對“科學(xué)發(fā)現(xiàn)”的定義,科學(xué)發(fā)現(xiàn)是指“對迄今尚未被認(rèn)識和尚不能證實的物質(zhì)世界的現(xiàn)象、性質(zhì)或規(guī)律的認(rèn)識”。這些規(guī)律是客觀上已經(jīng)存在的,例如萬有引力、X射線、分子的結(jié)構(gòu)、電磁波、地球繞著太陽轉(zhuǎn)等現(xiàn)象,它們本來就是客觀存在的,但由于以往的認(rèn)知局限,我們并不知道它們的存在??茖W(xué)原理和規(guī)律被科學(xué)家們的發(fā)現(xiàn)后,我們知道了它們的存在??茖W(xué)研究類似于盲人摸象,我們就是“盲人”,而這些科學(xué)原理就是大象。大象本來就以它自有的狀態(tài)存在,無論我們發(fā)現(xiàn)與否,它就在那里。
??科學(xué)原理和規(guī)律剛剛被發(fā)現(xiàn)的時候甚至不知道它的實用性,是”無用之用,方為大用“,這些科學(xué)原理看上去沒什么用處,即使是發(fā)現(xiàn)者也很難預(yù)測它的用途,但往往有“大用”。如,當(dāng)法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象時,曾被問及”它有什么用“時,他也只能這樣回答:“尊敬的夫人,您說,初生的嬰 兒有什么用呢?” 事實上它的發(fā)現(xiàn)極大地推動了社會的進(jìn)步,生產(chǎn)和生活中隨處都可以看到它的應(yīng)用,如電動機、發(fā)電機、變壓器等,可以說沒有它,人類就不可能進(jìn)入電氣時代。類似的還有X射線、DNA的發(fā)現(xiàn)等等。
??科學(xué)原理的發(fā)現(xiàn)往往是源于聰明的、有好奇心的科學(xué)家們突破常規(guī)的假設(shè)、思索、有意無意的發(fā)現(xiàn)。從事這一工作的主體往往是政府資助非贏利的高校或從事基礎(chǔ)研究的科研院所。當(dāng)然,某些著名企業(yè)的研發(fā)中心也曾經(jīng)從事過類似的工作,如大名鼎鼎的貝爾實驗室,射電天文學(xué)就是基于貝爾實驗室發(fā)現(xiàn)了銀河系中心持續(xù)發(fā)射無線電波這一科學(xué)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上建立起來的。由于科學(xué)發(fā)現(xiàn)的偶然性,對于科學(xué)原理的探尋往往很難有目的性,很難下考核指標(biāo),也很難通過有目的的立項方式去開展科學(xué)研究,凡是能夠立項的都是在前人的首先發(fā)現(xiàn)某科學(xué)原理的基礎(chǔ)上做更加細(xì)致地探索,不可能是首創(chuàng)型的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。例如,萬有引力的發(fā)現(xiàn)緣于牛頓對蘋果落地的好奇心發(fā)現(xiàn)的,不可能立一個尋找萬有引力的科學(xué)研究項目。能夠被立項的往往是創(chuàng)始的科學(xué)發(fā)現(xiàn)確定了之后的更加深入的研究,例如只有X射線被倫琴發(fā)現(xiàn)后,又會有人去研究X射線的波長、功率、對不同材料的穿透深度、吸收或反射特性等。雖然仍然能被看作原創(chuàng),但意義比創(chuàng)始性的科學(xué)發(fā)現(xiàn)相差甚遠(yuǎn)。
???科學(xué)研究是推動式的,與后面要探討的基于市場需求的拉動式開發(fā)有著本質(zhì)的不同。例如,在電磁波發(fā)現(xiàn)之前,沒人知道它的存在,當(dāng)然也沒人會提出電磁波的需求。如果把科學(xué)研究工作放在技術(shù)成熟度(TRL)上,往往是TRL0到TRL1的轉(zhuǎn)變??茖W(xué)原理反映的是事物的本質(zhì),并不像解決技術(shù)、工程問題的時候,會遇到大量的矛盾。即使是看上去有矛盾的光的波粒二象性也是其本質(zhì)的反映,而不是存在矛盾。
??最近幾十年的科學(xué)研究似乎遇到瓶頸,并沒有比較大的成就。一方面是因為大量的容易被察覺、較低門檻的科學(xué)原理已經(jīng)被牛頓、居里夫人、愛因斯坦等大科學(xué)家們所發(fā)現(xiàn),現(xiàn)在的科學(xué)研究往往依賴高端、大投入的科學(xué)裝備如FAST射電望遠(yuǎn)鏡、大型高能粒子對撞機等。另一個原因是急功近利的社會風(fēng)氣使很多本可以在科學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)揮聰明才智的優(yōu)秀、高端人才轉(zhuǎn)向賺錢更多、更快的金融、互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。
??科學(xué)研究往往投入巨大,周期較長,而且大量的投入并不一定有產(chǎn)出,即使有了此類成果短時間內(nèi)也難以轉(zhuǎn)化為利潤,所以往往從事這一工作的是政府支持的不以贏利為目的的科研機構(gòu),以持續(xù)、雄厚的國家經(jīng)費為依托來開展,一般的企業(yè)往往是無法承受的,即使上面提到的貝爾實驗室也難以為繼??茖W(xué)研究往往很難急于求成,像類似要求科學(xué)家們在規(guī)定的期限內(nèi)“非升即走”考核的方法往往難以奏效,可以讓科學(xué)家們在沒有生存壓力、沒有生活上的后顧之憂的前提下持續(xù)開展工作。
??科學(xué)發(fā)現(xiàn)所針對的對象是物質(zhì)世界中存在的客觀規(guī)律和現(xiàn)象,屬于公有領(lǐng)域的信息,不能為個人所獨占,因此發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律的人不能轉(zhuǎn)讓其發(fā)現(xiàn)成果,亦不能通過許可他人使用或直接利用發(fā)現(xiàn)成果本身獲取經(jīng)濟利益,也就是說科學(xué)發(fā)現(xiàn),一旦公布,將無法保護(hù)。這與后面要談到的技術(shù)和工程是不同的。
關(guān)于技術(shù)(Technology)
??泛指根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和自然科學(xué)原理而發(fā)展成的各種工藝操作方法與技能,除此之外,還包括相應(yīng)的生產(chǎn)工具和其他設(shè)備,以及生產(chǎn)的工藝過程或作業(yè)程序等。技術(shù)運用了科學(xué)原理,例如發(fā)電技術(shù)的源頭是電磁感應(yīng)這一科學(xué)原理的發(fā)現(xiàn)。
??技術(shù)是方法,基于此技術(shù)開發(fā)出的產(chǎn)品或原型機只要某一項或幾項主要性能獲得突破就可以了,說明我們已經(jīng)掌握了這一技術(shù),即使它的成本很高、良率很低,我們?nèi)匀豢梢哉f是掌握了這一技術(shù)。比如,我們在實驗室中制備出可以多次重復(fù)發(fā)出某種波長的、某種功率激光的器件,就可以說我們掌握了此型激光技術(shù)。它可以在某些不計成本、其他后果可以容忍的條件下獲得應(yīng)用。在技術(shù)開發(fā)的過程中,雖然存在著諸多矛盾,但由于這些矛盾可以忍受、客戶的要求較低或者其他客觀條件可以允許,往往可以獲得應(yīng)用。例如,二戰(zhàn)末期的原子彈技術(shù)雖然很不成熟,對于它的爆炸威力、核輻射危害并不清楚,但仍然獲得了應(yīng)用。
??從事技術(shù)開發(fā)的通常是面向應(yīng)用的科研院所、工科類型的高校實驗室、企業(yè)的中央研究院(如GE的全球研發(fā)中心)等。在技術(shù)開發(fā)階段,往往技術(shù)成熟度比較低,TRL一般≤5。
??一種科學(xué)發(fā)現(xiàn)可以產(chǎn)生多種技術(shù)。例如X射線的發(fā)現(xiàn),相應(yīng)地開發(fā)出了X射線成像技術(shù)、X射線熒光技術(shù)、 X射線殺菌技術(shù)、材料改性技術(shù)等??茖W(xué)發(fā)現(xiàn)屬于全人類的共有財產(chǎn),但由科學(xué)規(guī)律所衍生出來的技術(shù)是有歸屬的,這些技術(shù)可以以專利的形式或者商業(yè)秘密(技術(shù)秘密)的形式加以保護(hù)。
??與科學(xué)研究類似,技術(shù)開發(fā)往往采用推動的方式來進(jìn)行。新的技術(shù)出現(xiàn)后會面臨著方方面面的問題,解決這些問題往往需要花費較長的時間、精力和財力,但一旦這些新技術(shù)獲得應(yīng)用,它們往往會扮演“游戲規(guī)則的改變者(Game Changer)”,并由此開啟新的賽道。如內(nèi)燃技術(shù)的出現(xiàn)結(jié)束了長達(dá)千年的馬車時代;數(shù)碼技術(shù)的出現(xiàn)結(jié)束了膠片相機的時代。游戲規(guī)則從此改變,新的賽道由此開啟。作為現(xiàn)代企業(yè)來說,為應(yīng)對越來越激烈的競爭,形成一個技術(shù)庫作為護(hù)城河是非常有必要的,而且將會成為成為企業(yè)用到國家成功的關(guān)鍵。技術(shù)團隊要預(yù)測該技術(shù)未來可用于改進(jìn)哪些產(chǎn)品什么特性,如何使企業(yè)在新賽道中帶來什么樣的差異化競爭優(yōu)勢,以獲得后續(xù)的支持,開展技術(shù)開發(fā)或者“預(yù)研”工作。還要了解如果該技術(shù)應(yīng)用到目標(biāo)產(chǎn)品上,需要解決哪些技術(shù)瓶頸,無論是核心的,還是外圍的。
??需要注意的是,許多人認(rèn)為掌握某一項技術(shù)離產(chǎn)品就不遠(yuǎn)了,其實這是兩個不同的概念。萊特兄弟讓飛機飛了起來,可以說他們掌握了這項技術(shù),但遠(yuǎn)遠(yuǎn)稱不上產(chǎn)品,它與后來的能夠載人長距離飛行的飛機相比還有很大的差距,更無法與現(xiàn)有的商用飛機相提并論。因為技術(shù)只需要滿足少數(shù)的性能指標(biāo)就可以了,但要形成產(chǎn)品還需要解決滿足其他多種要求,而這些需要解決的問題往往超出了該技術(shù)開發(fā)團隊所具備的技能。
關(guān)于工程(Engineering)
??工程是運用有關(guān)的科學(xué)知識和技術(shù)方法,通過有組織的活動將某些現(xiàn)有實體轉(zhuǎn)化為具有預(yù)期使用價值的人造產(chǎn)品過程。工程開發(fā)的目的是制造出產(chǎn)品,所以絕大多數(shù)的產(chǎn)品開發(fā)可以看成工程開發(fā)。與科學(xué)研究不同的是,科學(xué)是探索那些沒有被發(fā)現(xiàn)的但客觀上已經(jīng)存在的規(guī)律,而工程則是要制造世界上不存在的東西。例如,三峽大壩、手機、電腦、汽車等,它們以前并不存在,我們把它們制造出來。
??工程開發(fā)必須以市場為導(dǎo)向,要有明確的時間窗口,有明確的財務(wù)或其他考核指標(biāo)。工程開發(fā)必須以客戶為中心,源于客戶的需求,我們必須從客戶的需求出發(fā),逐步將客戶之聲(VOC,Voice of Customer)轉(zhuǎn)化為技術(shù)需求(CTQ,Critical To Quality,關(guān)鍵質(zhì)量特性),然后選擇相應(yīng)的技術(shù)來滿足,如果沒有現(xiàn)成的技術(shù),應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)向技術(shù)成熟度TRL更低的技術(shù)開發(fā)。需要注意的是這里的客戶指的是廣義上的客戶,而不僅僅是用戶。產(chǎn)品整個生命周期可能影響到的都可以看成客戶,甚至包括法規(guī)、政策等。這也就意味著客戶的需求其實非常廣泛,它并不像技術(shù)開發(fā)階段只考慮某些關(guān)鍵性能就可以了。產(chǎn)品開發(fā)團隊必須要做到“既要......,又要......,也要........,還要……”,需要考慮方方面面的問題,包括但不限于性能、質(zhì)量、成本、良率、美觀、安全、知識產(chǎn)權(quán)、環(huán)保、運輸、安裝、回收、可靠性、耐候性等。在眾多的約束條件下,開發(fā)出產(chǎn)品,有的約束條件還具有“一票否決”權(quán)。特別是ESG理念越來越成為企業(yè)共識,由選擇題變?yōu)楸卮痤},(ESG理念是指企業(yè)和投資者在傳統(tǒng)意義上財務(wù)指標(biāo)的同時,必須高度關(guān)注環(huán)境(Environmental)、社會(Social)和公司治理(corporate Governance)三個維度的非財務(wù)績效。ESG理念的本質(zhì)是企業(yè)應(yīng)該追求社會價值最大化,讓所有利益相關(guān)者實現(xiàn)共贏。)這必然又為工程(或產(chǎn)品)開發(fā)增加更多的約束條件。這些從不同的渠道所識別出來的需求及約束條件,絕大多數(shù)都應(yīng)該轉(zhuǎn)化成為技術(shù)問題,發(fā)揮工程師們的聰明才智來解決。
??從VoC客戶之聲出發(fā),一個小規(guī)模的項目(經(jīng)費在100萬元左右)往往可以分解出數(shù)百個關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)CTQ,中等規(guī)模的項目分解出數(shù)以千計的CTQ更是司空見慣。這里要指出的是,有相當(dāng)多的客戶需求并不是客戶明確說的,根據(jù)我們的經(jīng)驗,客戶能夠明確表達(dá)出來的需求不足10%,其他大量的需求是客戶表達(dá)不出來,或者客戶自己也沒有想到的需求。雖然客戶沒有說,但這些需求如果不能滿足,客戶照樣不會購買,這樣的產(chǎn)品照樣是失敗的產(chǎn)品。我們要經(jīng)過嚴(yán)密的邏輯推理(我個人比較推薦CTQ Flowdown)來把客戶的潛在需求挖掘出來。
??眾多的技術(shù)指標(biāo)也意味著產(chǎn)品開發(fā)不能只靠工程技術(shù)部門單打獨斗,現(xiàn)代研發(fā)活動早已不是工程、技術(shù)部門一個部門的工作,而是要整合整個公司的資源、甚至供應(yīng)鏈的資源,多個部門在開發(fā)過程中各司其職,共同為產(chǎn)品開發(fā)項目的成功貢獻(xiàn)自己的專業(yè)能力和聰明才智。(我在GE工作的時候,用的NPI新產(chǎn)品導(dǎo)入流程將不同的職能部門協(xié)作到研發(fā)活動之中的)。其他職能團隊發(fā)揮他們的專業(yè)能力把問題識別出來,工程師團隊負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)化為技術(shù)問題,并加以解決。例如,法務(wù)團隊在判斷某個解決方案是否會專利侵權(quán)方面肯定比一般的工程師團隊更加專業(yè),同樣地安健環(huán)團隊可以判斷是否符合國家或當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保要求,生產(chǎn)部門能更專業(yè)地識別工藝加工節(jié)拍的影響。他們應(yīng)當(dāng)對工程(或產(chǎn)品)開發(fā)中存在的這些風(fēng)險加以指出,并由工程師通過技術(shù)手段加以解決。這些問題應(yīng)該在產(chǎn)品開發(fā)階段就予以解決,如果這些問題遺留下去,越往后解決起來越困難,付出的代價也越高。解決這些問題的主體往往是企業(yè)的事業(yè)部工程團隊。
??眾多的需求也就意味著開發(fā)過程中會遇到各種各樣的矛盾,例如某企業(yè)面向網(wǎng)購開發(fā)了一張桌子,運輸過程中就要求小一些,所以很多桌子做成了可以拼接的,但安裝的時候又希望拆開包裝就能用,用戶安裝的工作量越小越好,最好不要拼接。這些要求雖然不至于影響它的核心性能,但如果這些外圍問題不解決,產(chǎn)品照樣無法在市場上獲得成功。
?工程開發(fā)解決的是一些核心性能之外的問題,例如,在解決了芯片的核心性能之外的散熱問題、電磁干擾問題、在電路板上的排布問題、振動問題、運輸問題、安裝問題、維修問題等等。如果某些影響關(guān)鍵性能的問題還沒有解決,就應(yīng)該開展成熟度更低的技術(shù)開發(fā)或“預(yù)研”工作,而不是工程開發(fā)。
?工程開發(fā)往往會伴隨著多種技術(shù)的應(yīng)用,而不同的技術(shù)又源自不同的科學(xué)原理,例如,如果所開發(fā)的產(chǎn)品是炒鍋,那么可能會涉及到冶鐵技術(shù)、鑄造技術(shù)、鍛造技術(shù)、噴涂技術(shù)、表面處理技術(shù)、機加工技術(shù)等多種技術(shù)的綜合運用。
? 由于比較困難的技術(shù)障礙在技術(shù)開發(fā)階段就已經(jīng)解決,產(chǎn)品開發(fā)過程中遇到的問題的特點往往是技術(shù)難度沒那么高,但是由于市場對產(chǎn)品需求的窗口期比較短,也決定了產(chǎn)品的開發(fā)周期比較短,要求產(chǎn)品開發(fā)中每個問題解決的周期比較短。另外因為需要考慮到整個系統(tǒng)的方方面面以及不同的應(yīng)用場景,所解決的問題和矛盾也非常多。考慮到此階段需要解決的問題比較多且時間比較短,需要具備的多樣化專業(yè)能力,往往需要多個團隊的協(xié)同。但協(xié)同的過程中往往出問題很多,因此,需要強有力的方法論工具的支持。
? 從技術(shù)成熟度來看,通常是TRL6-9。
關(guān)于應(yīng)用(Application)
? ?根據(jù)不同客戶、不同的應(yīng)用場景,更加精準(zhǔn)地滿足客戶差異化地需求。大部分的服務(wù)應(yīng)當(dāng)屬于這一范疇。它大大提高核心性能,但技術(shù)難度上卻沒那么大。應(yīng)用開發(fā)往往意味著技術(shù)障礙已經(jīng)很小。往往只是比較簡單的參數(shù)調(diào)整、流程的優(yōu)化。底層的技術(shù)并沒有多大的差別,相對于技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品開發(fā),挑戰(zhàn)沒那么大。舉個例子,某位汽車愛好者把某型越野車開上了坡度很大的山坡,玩出了不少的花樣,確實需要一些技能,因為并不是大多數(shù)人能夠做到的,或者說有可能是極少數(shù)人能夠做到的。但是這個難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是開發(fā)越野車(工程或產(chǎn)品)以及掌握內(nèi)燃(技術(shù))的難度所能比擬的。不難看出應(yīng)用是建立在技術(shù)、工程/產(chǎn)品之上的,沒有底層的內(nèi)燃技術(shù)和越野車產(chǎn)品,技能再強也無法實現(xiàn)。
不同應(yīng)用之間的區(qū)別往往只是商業(yè)模式、管理方式、細(xì)節(jié)、技巧等方面的差異,如界面更加友好、外觀更加漂亮、使用更加方便、操作更加容易、玩出的花樣更多,由于層面的技術(shù)障礙并不大,難以形成技術(shù)上的競爭優(yōu)勢,很多是通過讓用戶習(xí)慣來形成競爭力。雖然每個訂單的利潤并不高,但考慮到動輒億計的龐大的基數(shù),獲利也相當(dāng)可觀。最近幾年,網(wǎng)絡(luò)上所傳的新四大發(fā)明,”高鐵、網(wǎng)購、支付寶、共享單車“,除高鐵比較復(fù)雜外,其余的幾大”發(fā)明“都是在應(yīng)用層面上的開發(fā),雖然滿足的是用戶不同層面的需求,但在底層的技術(shù)上面并沒有多大的差異,都是建筑在互聯(lián)網(wǎng)這一基礎(chǔ)技術(shù)之上的。如果技術(shù)門檻很高,就不會出現(xiàn)多如牛毛的共享單車APP、打車APP,也不會出現(xiàn)“百團大戰(zhàn)”這么多的團購軟件,他們商業(yè)上的成功遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于技術(shù)上的成功。而高度依賴技術(shù)、技術(shù)門檻很高的,如航天、通信、半導(dǎo)體加工設(shè)備等企業(yè)在每個行業(yè)內(nèi)都是屈指可數(shù)的。

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? ? 就像上面提到的鍋這個產(chǎn)品,在這個產(chǎn)品的基礎(chǔ)上可以制作不同的菜品,這些菜品的差異僅在配方、工藝參數(shù)上,而且差異不算太大,但在底層技術(shù)層面并沒有太大的差異。這種應(yīng)用的開發(fā)往往門檻較低,可復(fù)制性較強。例如,一旦發(fā)現(xiàn)某款菜品比較受歡迎,立刻就會像雨后春筍般地遍地開花、到處都是。再如,X射線儀按應(yīng)用可以分為乳腺X射線設(shè)備、齒科(口腔)X射線設(shè)備、血管造影X射線設(shè)備等。它們僅在應(yīng)用上有所不同,在本質(zhì)是并沒有太大的差異。它們的差別僅限于尺寸的大小不同、功率的大小差異等,在底層技術(shù)上其實并沒有太大的差異。
關(guān)于四者關(guān)系的討論
? 上面討論的四者其實是緊密相連的,相互依存,區(qū)別僅僅在于有的聯(lián)系緊密一些,有的則疏遠(yuǎn)一些。
?從某個科學(xué)原理與技術(shù)及工程的關(guān)系來看,它應(yīng)該是這樣的:
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??以X射線為例,它具有能穿透對可見光不透明的物質(zhì)的特性(科學(xué)),可以產(chǎn)生X射線成像技術(shù),由此產(chǎn)生了X射線成像產(chǎn)品,它可以被應(yīng)用到不同的場合。另外,由于X射線具有高能量(科學(xué)),可以開發(fā)出電離輻射技術(shù),基于此開發(fā)出了輻照設(shè)備,可以用來殺菌、保鮮、育種等應(yīng)用。


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科學(xué)與技術(shù)的相互依賴
??科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的科學(xué)原理可以用于產(chǎn)生多種不同的技術(shù),例如,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了激光,就可衍生出來激光通信技術(shù)、激光切割技術(shù)、激光顯示技術(shù)等。技術(shù)又會反過來推動科學(xué)的發(fā)展,超導(dǎo)這一科學(xué)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)就得益于制冷技術(shù)的發(fā)展,當(dāng)制冷的溫度降到了4.2K,才發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)現(xiàn)象。而要獲得如此低的液氦溫度,就必須將氦氣進(jìn)行液化成為液氦,還必須借助于氣體壓縮技術(shù)和制冷技術(shù)。近年來,在科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)更是借助于昂貴的設(shè)備來實現(xiàn),這些設(shè)備中就包含著多種技術(shù)的綜合應(yīng)用。
??當(dāng)然,一種技術(shù)的實現(xiàn)也往往依賴多種科學(xué)原理,如制冷技術(shù)中,就會遇到制冷劑在高溫時冷凝放熱,在低溫時蒸發(fā)吸熱以及高壓下可以提高氣體的凝固點(或液體的沸點)的科學(xué)原理。
技術(shù)與工程(產(chǎn)品)的相互依賴
??某一種技術(shù)會衍生出非常多的產(chǎn)品,如基于X射線能夠穿透對可見光不透明的物質(zhì)這一特性(科學(xué)現(xiàn)象),開發(fā)出了X射線成像技術(shù),在此基礎(chǔ)上又產(chǎn)生了醫(yī)用的X射線機和工業(yè)用的X射線機產(chǎn)品,醫(yī)用的X射線機又分為口腔用的X射線機、乳腺用X射線機等。而工業(yè)用的X射線機可以用于金屬探傷、芯片、壓力容器的探傷等。雖然是不同系列的產(chǎn)品,X射線的波長、功率等均不一樣,產(chǎn)品的尺寸、結(jié)構(gòu)等千差萬別,但所用到的成像原理是相同的。
??工程(產(chǎn)品)開發(fā)中又會用到很多技術(shù),由于當(dāng)前對產(chǎn)品的要求越來越高,復(fù)雜度也越來越高。目前,已經(jīng)很少能看到只是單一應(yīng)用某種技術(shù)或科學(xué)原理的產(chǎn)品了。它往往是多學(xué)科、多技術(shù)的綜合運用。某項單一技術(shù)難以支撐產(chǎn)品的實現(xiàn),哪怕是一個非常簡單的產(chǎn)品,也往往是現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù)的結(jié)晶。我們就不舉像港珠澳大橋、三峽大壩、飛機、坦克、汽車等非常復(fù)雜的工程(產(chǎn)品)的例子了,就以我們常用的看上去非常簡單、也非常廉價的鼠標(biāo)為例,它涉及到了光電技術(shù)、激光技術(shù)、微波技術(shù)、軟件技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、電路控制技術(shù)、注塑技術(shù)、噴涂技術(shù)等方方面面。這些技術(shù)的背后又是非常多的科學(xué)原理。
??服務(wù)(應(yīng)用)、工程(產(chǎn)品)對于技術(shù)的需求往往是拉動式的,即我們要以客戶潛在或明確的需求為抓手,將其轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的技術(shù)需求(CTQ或功能)才能滿足客戶的這些需求,然后再去找哪種技術(shù)可以實現(xiàn)這些功能。當(dāng)然,這些技術(shù)無一例外地需要以科學(xué)原理為基礎(chǔ)。
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工程(產(chǎn)品)與應(yīng)用的相互依賴
??當(dāng)某一工程(產(chǎn)品)開發(fā)成功后,又生衍生出很多的應(yīng)用(服務(wù)),這些應(yīng)用大多直接與用戶交互。例如,計算機這一產(chǎn)品的出現(xiàn),雖然最初應(yīng)用于科學(xué)計算,但后來被拓展出許多應(yīng)用,如文字處理、游戲、音樂、視頻、郵件、實時通信等。但用于收發(fā)郵件的計算機與播放視頻的計算機并沒有本質(zhì)的差別,或者說根本沒有差別。伴隨著飛機的誕生,也誕生了許多航空公司、貨運公司等。
??當(dāng)然,應(yīng)用也離不開多種產(chǎn)品的支持,例如,計算機的音樂應(yīng)用就要借助于計算機、音箱等產(chǎn)品來實現(xiàn)。
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科學(xué)到技術(shù)到工程到應(yīng)用,推動還是拉動?
??從科學(xué)到技術(shù)再到工程和應(yīng)用,有兩種實現(xiàn)的路徑,一種是推動型,另外一種是拉動型的。
??推動型路徑,即發(fā)現(xiàn)了某種科學(xué)原理,或者有了某項核心技術(shù),然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行工程(或產(chǎn)品)開發(fā)。X射線發(fā)現(xiàn)了不久就有大量的人研究如何將它進(jìn)行應(yīng)用,繼而開拓出了非常大的一個領(lǐng)域。汽車的起源于德國工程師發(fā)明的汽車發(fā)動機,并進(jìn)行了改進(jìn)。亨利 福特曾經(jīng)說過“(在汽車出現(xiàn)以前,)去問顧客他們想要什么?他們會說:想要一匹更快的馬。”由于人們無法提出超出自身認(rèn)知之外的需求,所以具有前瞻性和顛覆性的改變非常適合推動型模式。往往一旦成功,將會改變整個行業(yè)的格局,成為(Game Changer,游戲規(guī)則的改變者)。推動模式往往周期比較長,需要克服的困難比較多、較大,失敗的風(fēng)險也很大,不一定在短期內(nèi)獲得回報。兼具高回報和高風(fēng)險的特點。
??拉動式路徑往往應(yīng)用更多,我們要從客戶的需求出發(fā),考慮客戶的具體應(yīng)用場景,然后再看是否有現(xiàn)有產(chǎn)品能夠滿足客戶的需求,如果有就可以直接交付現(xiàn)有產(chǎn)品;如果不能滿足,就要開展工程(或產(chǎn)品)開發(fā),對現(xiàn)有的產(chǎn)品根據(jù)需求做一些調(diào)整,解決一些外圍問題,然后交付給客戶;如果我們通過評估發(fā)現(xiàn)只解決一些外圍問題仍然無法滿足客戶的需求,需要做出大的調(diào)整,就意味著我們需要尋找另外一種技術(shù),就有必要進(jìn)行技術(shù)開發(fā),甚至進(jìn)行預(yù)研。但考慮到技術(shù)開發(fā)的難度較大、周期較長,我們根據(jù)客戶或市場的未來需求以及未來的競爭態(tài)勢做一些預(yù)測,而不是僅僅盯著當(dāng)前的需求,就要對客戶未來的需求儲備一些技術(shù),形成短期、中期、長期、遠(yuǎn)期的技術(shù)梯隊。
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推動式研發(fā)和拉動式研發(fā)的融合
??由于從事科學(xué)、技術(shù)、工程、應(yīng)用工作的主體不同,不同的團隊所擅長的技能是不一樣的,例如一個好的科學(xué)家未必就是一個好的工程師,反之亦然。那么如何發(fā)揮各自的優(yōu)勢呢?我們建議的方式是將二者進(jìn)行整合。
??絕大多數(shù)企業(yè)往往不會從事科學(xué)研究方面的工作,一般是從事的技術(shù)開發(fā)、工程(產(chǎn)品)開發(fā)、應(yīng)用開發(fā)方面的工作。從事技術(shù)開發(fā)的往往是中央研究院或技術(shù)中心,而從事工程(產(chǎn)品)研發(fā)的往往是事業(yè)部的工程師團隊。
??由于工程師所隸屬的事業(yè)部,通常每年都會的財務(wù)等考核指標(biāo),所以節(jié)奏往往較快,而中央研究院所從事的技術(shù)開發(fā)往往周期比較長,往往很難滿足這種快節(jié)奏的需求。
??基于業(yè)務(wù)發(fā)展以及市場不斷提高的需求,例如產(chǎn)品性能的提高、成本的降低、更加嚴(yán)格的環(huán)保要求等,事業(yè)部需要的不僅僅是滿足目前比較急迫需求的技術(shù),還應(yīng)該根據(jù)未來一年、三年、五年、甚至十年以后的產(chǎn)品發(fā)展趨勢進(jìn)行技術(shù)布局,而不是僅僅著眼于當(dāng)前產(chǎn)品中存在的問題。未來的產(chǎn)品布局中必然存在著某些比較困難的問題,它們是目前技術(shù)無法滿足的。事業(yè)部工程團隊要將這些問題羅列出來,咨詢研究院是否有相關(guān)的技術(shù)可以解決或者經(jīng)過一番技術(shù)開發(fā)后有希望解決。
??而中央研究院團隊主要從事比較長期的技術(shù)開發(fā),就要對自己所從事的技術(shù)可能的解決的問題、為產(chǎn)品帶來的好處做一些預(yù)測,如可以使產(chǎn)品具備顯著的降功耗、降噪聲、降成本、提性能、更健康、更環(huán)保等特征或者新的賣點,以提高未來產(chǎn)品的競爭力,以獲得經(jīng)費、人員等方面更強、更多的支持。同時也要預(yù)測,這些新的技術(shù)應(yīng)用到產(chǎn)品中的時候存在哪些風(fēng)險,需要解決哪些外圍問題,這些外圍的問題不解決,產(chǎn)品照樣不可能取得成功。這樣也可以避免后期在產(chǎn)品開發(fā)中盲目樂觀(期望值過高)與實際上無法達(dá)到預(yù)期效果所帶來的落差。
??無論推動的方式還是拉動的方式,都有各自的優(yōu)點和缺點??梢詫⑦@兩種方式進(jìn)行結(jié)合來取長補短,拉通中央研究院比較基礎(chǔ)的技術(shù)開發(fā)和事業(yè)部技術(shù)團隊比較短期的產(chǎn)品開發(fā)。通常有兩種方式來實現(xiàn),一種是比較正式的定期技術(shù)對接交流會議的方式,另外一種是接口人長期的方式。
??定期技術(shù)對接交流會議往往每年一次。在交流會上,由事業(yè)部展望自己未來的發(fā)展產(chǎn)品方向、布局,由此提出對于當(dāng)前或未來技術(shù)的需求,中央研究院則會響應(yīng)事業(yè)部的需求,為運用自己的技術(shù)優(yōu)勢提出解決方案;中央研究院也會提出自身在過去的技術(shù)積累成果以及未來的技術(shù)布局,以及這些技術(shù)可能會為事業(yè)部產(chǎn)品或服務(wù)帶來的競爭優(yōu)勢,為事業(yè)部的產(chǎn)品布局提供更多的啟發(fā)思路,并且獲得事業(yè)部的支持。
??由于交流會一般時間比較短,結(jié)束后如果還有對接的需求,就可以采用另外一種方式,即接口人的方式,一般是在事業(yè)部任職一段時間后,加入到中央研究院技術(shù)型專家或者反過來,總之 ,他同時熟悉事業(yè)部的產(chǎn)品布局、技術(shù)需求和研究院的技術(shù)優(yōu)勢,起到對接的作用。當(dāng)交流會結(jié)束后,事業(yè)部會將技術(shù)需求提交給接口人,而研究院也會將技術(shù)成果向接口人溝通,接口人起到了一個橋梁的作用。
??通過對接,可以使事業(yè)部及時了解研究院的技術(shù)優(yōu)勢,并將其納入到未來的產(chǎn)品規(guī)劃中;而研究院也可以及時了解事業(yè)部的需求,以保持正確的方向,并且獲得事業(yè)部的支持。
??對于更加基礎(chǔ)、更長期的技術(shù)開發(fā),則要單獨規(guī)劃出團隊,并每年從企業(yè)的利潤中劃出一部分來保障基礎(chǔ)研發(fā)的進(jìn)行,甚至可以讓他們在不同的地點做技術(shù)研究,使他們更少地受到業(yè)績等因素的干擾。
科學(xué)、技術(shù)、工程、應(yīng)用都很重要
??由于營業(yè)收入和利潤在事業(yè)部的產(chǎn)品交付給客戶之后實現(xiàn)的,有相當(dāng)多的管理層及投資者會誤認(rèn)為商品的價值是銷售或市場部門實現(xiàn)的,至少貢獻(xiàn)是最大的,所以離最終產(chǎn)品越近就越受到重視。所以應(yīng)用開發(fā)往往比工程開發(fā)更受重視,工程開發(fā)比技術(shù)開發(fā)往往更受重視,這樣就必然會帶來一個問題,絕大多數(shù)人可能會選擇去做更容易變現(xiàn)、管理層更加關(guān)注、較短時間內(nèi)能見到成果的應(yīng)用開發(fā)或工程(產(chǎn)品)開發(fā),而不會去做更長期、但意義更大的技術(shù)開發(fā),去“坐十年冷板凳”。但這樣做的問題就是企業(yè)缺乏長期發(fā)展的驅(qū)動力。做企業(yè)不是一錘子買賣,不但要關(guān)注短期利益,還要關(guān)注長遠(yuǎn)的發(fā)展,要考慮三年、五年、十年之后,靠什么來繼續(xù)保持領(lǐng)先。在企業(yè)中,應(yīng)用、工程、技術(shù)都非常重要,不可偏廢。短期靠應(yīng)用(客戶具體應(yīng)用場景下的小改進(jìn)),中期靠產(chǎn)品(工程),長期靠技術(shù),遠(yuǎn)期靠科學(xué)。企業(yè)對不同類型的項目有一定比例的布局,即不能一窩蜂地搞產(chǎn)品開發(fā)賺快錢,也不能下賭注于某一技術(shù),要做到“生產(chǎn)一代、試制一代、預(yù)研一代、探索一代“。需要用技術(shù)來增強產(chǎn)品的競爭力,用產(chǎn)品產(chǎn)生的收入反哺技術(shù)開發(fā)。過度關(guān)注工程類的項目會導(dǎo)致企業(yè)發(fā)展沒有后勁,而過度關(guān)注技術(shù)開發(fā)就會導(dǎo)致技術(shù)無法獲得持續(xù)的投入而難以為繼??紤]到工程開發(fā)和技術(shù)開發(fā)的工作性質(zhì)的差異,考核方式上也要更加靈活,不宜一刀切。
思考題
??我相信能讀到最后的,有許多是方法論專家或方法論愛好者。在企業(yè)中常用的各種研發(fā)方法論,如DFSS(六西格瑪設(shè)計)、DoE(試驗設(shè)計)、TRIZ(發(fā)明問題解決理論)、CTQ Flowdown(CTQ下展)、CECA(因果鏈分析)、FMEA(潛在失效模式及后果分析)、Value Proposition(價值主張)、NPI(新產(chǎn)品導(dǎo)入)、IPD(集成產(chǎn)品開發(fā))、Stage Gate(門徑管理)、Patent Strategies(專利戰(zhàn)略)、Extenics(可拓學(xué))等,都可以在某些方面給我們提供一定的引導(dǎo),大大地提高研發(fā)的效率和質(zhì)量,遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于苦苦思索后的“靈光一現(xiàn)”。
作者簡介:?
孫永偉博士,正高級工程師,TRIZ大師(五級,全球最高級),注冊六西格瑪設(shè)計(DFSS)黑帶大師,研發(fā)方法理論體系的提出者,北京市科協(xié)產(chǎn)業(yè)特派員,對外經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué)國際商學(xué)院實踐教授,長安汽車大學(xué)全球特聘教授,天津大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師,TRIZ理論的暢銷書《TRIZ打開創(chuàng)新之門的金鑰匙I》和《TRIZ打開創(chuàng)新之門的金鑰匙II》兩本書的作者,目前已經(jīng)獲得授權(quán)的發(fā)明專利30余項。曾任GE(通用電氣)全球研發(fā)中心工程師、GE能源集團黑帶、GE油氣集團項目經(jīng)理、國家能源集團北京低碳清潔能源研究院研發(fā)方法論推進(jìn)負(fù)責(zé)人等職。孫博士曾獲得中國質(zhì)量技術(shù)領(lǐng)域的最高獎全國質(zhì)量技術(shù)獎及北京科協(xié)創(chuàng)新達(dá)人等稱號。經(jīng)他簽發(fā)不同級別研發(fā)方法論認(rèn)證證書的專家達(dá)5000多人,其中多位已經(jīng)成為企業(yè)研發(fā)方法論推進(jìn)負(fù)責(zé)人。20多年來,他一直在企業(yè)和研究機構(gòu)的研發(fā)第一線,具有豐富的企業(yè)內(nèi)部推進(jìn)六西格瑪和TRIZ等先進(jìn)研發(fā)方法論的經(jīng)驗以及運用這些方法論解決實際問題的能力。