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对于从事新产品开发的厂商来说，数字化转型就是嵌入软件的智能新产品。数字产品反过来需要软件和硬件开发团队一起工作——一个混合项目——这最终导致软件开发方法与制造商使用的更传统的控制过程相结合。

其结果是一种新的更敏捷的产品开发控制方法。一些领先的制造商已经采用了敏捷- stage - gate，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技术开发过程，但这通常是为物理科学和发明，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。数字转型还为产品开发人员提供了新的工具——从通过模拟测试，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——这大大加快或增强了新产品的过程。

制造商的新数字世界

数字转型在新产品开发领域带来巨大好处，但也面临重大挑战，尤其是对实体产品制造商而言。对于传统制造商来说，数字转型在很多方面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——它的产品、方法、组织、流程，甚至思维模式——具体来说:

  • 开发带有嵌入式软件的智能产品，这反过来需要一种新的开发方法，不同于制造商依赖了几十年的传统门控过程。
  • 利用基于数字的新工具，洞察用户需求，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高效和有效。
  • 并发展数字技术平台，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。万博狼队水晶宫1数字转型研究所将数字转型定义为:“数字技术与企业的整合，导致企业围绕客户体验、商业价值和不断变化重新定位的重塑。”2解释继续说:“这个定义承认数字转型不仅仅是硬件、软件或数字平台等IT技术的改变。数字化转型深入到业务流程的核心，并将其转化为利用工业时代无法实现的数字化能力。”

智能或数字产品

数字化转型意味着制造商必须发展聪明的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。历史上，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;现在的情况是相反的:软件组件日益成为导致差异化和竞争优势的因素。

目前还不清楚制造商的研发支出中有多少比例用于软件开发(相对于机械、电气和材料工程与设计)。然而，德国2019年的一项调查揭示了一些问题。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:超过50%的产品组成(产品的份额)是硬件，几乎三分之二的制造企业。但进一步的分析表明嵌入式软件现在占28.9%在这些厂家的新产品构成中，平均占相当大的比例。

更敏捷的开发过程

数码新产品的重大影响变得改变制造商开发新产品的方式的需要——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，如经典的阶段门，项目的每个阶段或阶段都被很好地定义和布局，按照顺序从构想到开发，然后到启动-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——从创意产生一直到市场推出和超越——被分解成离散的阶段。通常情况下，从构思到发布有5到6个阶段，每个阶段确定要完成的任务和规定的可交付成果。每个阶段之前的盖茨标志着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固定的。因此，软件世界依赖于一套称为敏捷开发的方法和思维模式。当开发项目同时需要硬件和软件开发时，这两种完全不同的开发方法之间显然存在潜在的冲突。

对于这些组合的软件/硬件开发项目，什么开发过程是正确的?越来越多的制造商已经通过采用借鉴于软件世界的敏捷开发方法的元素铺平了道路。4这些公司将敏捷方法(参见“敏捷基础”)嵌入到他们传统的Stage-Gate或门控系统的各个阶段中，从而创造了一种被丹麦研究人员称为“敏捷-Stage-Gate混合模型”。5这样做的动机是为了加速实体产品的现有Stage-Gate过程。根据在欧盟进行的两项大规模研究，结果是积极的——参见图1:更快的上市，更高的开发生产力和更好的团队士气。6，7

另一个好处是“……软件在实体产品中扮演着越来越重要的角色”。8事实上，最近一项对在Stage-Gate内使用敏捷方法的6家全球公司的研究表明，从乐高到霍尼韦尔，所有6家公司都在很大程度上采用了新模式，以适应软硬件结合的项目。9此外，数字转型研究所指出，“当公司从工业时代过渡到数字时代时，产品开发的运营控制不需要经历巨大的变化。几乎所有工业时代的公司现在都使用跨职能团队开发新产品，并使用Stage-Gate控制流程来管理这些团队。这种通用的方法在数字时代仍在使用，但每个阶段花费的时间可以大大减少。”10

敏捷的基础知识

敏捷的Scrum版本(最流行的)将开发过程分成一系列短的、迭代的、增量的时间盒冲刺，每次活动通常持续两周左右。sprint包括:

  • Sprint计划会议:在每个冲刺阶段的开始，团队会开会讨论在冲刺阶段可以完成的任务，并制定任务计划。
  • 每日站立会议或scrum会议:在冲刺阶段，团队每天早上开会，以确保工作在正确的轨道上进行。
  • 演示:在每个sprint结束时，软件增量或可能发布的新特性会向涉众(包括管理层和客户)演示。
  • 回顾会议:最后，团队开会讨论如何改进他们的工作方式。

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

有没有传统的项目负责人或项目经理在Agile-Scrum。相反，新的角色是:

  • scrum管理者作为团队的仆人-领导者，他确保团队遵循敏捷理论、实践和规则。
  • 产品负责人管理人员，通常是高级营销人员，代表产品的利益相关者，并为团队提供方向(例如，在sprint计划会议上)。
  • 开发团队一个专门的团队，100%的工作在这个项目上，通常是技术人员，并在物理上配置。

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中的模型在前面已经描述过了;12简单地说，制造商通常保持他们的Stage-Gate模型，适当地修改，并在模型的各个阶段嵌入敏捷方法，就像LEGO一样。霍尼韦尔、丹佛斯和利乐就做到了。13其基本原理是敏捷是一种项目管理方法，而Stage-Gate不是。Stage-Gate在本质上更具有战略性，即关于如何完成项目以及需要完成哪些任务，以及是否需要完成这个项目(Go/Kill)。在图2所示的这种新的混合模型中，敏捷项目管理只是在Stage-Gate阶段内替换了旧的项目管理工具，例如甘特图和关键路径计划。因此，敏捷不是Stage-Gate的替代品，而是它的补充。一项大样本研究在实践中证实了这一点:该研究显示，100%使用敏捷的顶级制造商确实在传统流程的各个环节之间使用了冲刺，59%的公司在传统的控制环节中使用了单独的敏捷方法，换句话说，他们采用了一种混合模型。14

在采用和适应这种新模式时，制造商确实对软件敏捷做出了一些改变:15

  • 通常制造商不会像软件开发人员那样在他们的大多数项目中使用敏捷阶段门，但是约20%的项目，通常只适用于更模糊、风险更大、定义更少的项目。
  • 他们应用Agile-Stage-Gate这一过程的所有或大部分阶段从构思到发布——而不仅仅是软件开发或技术阶段——敏捷。
  • 制造商选择更长的冲刺阶段，通常是4-6周或更长的时间，比软件敏捷的1-4周的冲刺阶段要长得多，以便让团队有时间开发和演示一些实际的东西。
  • 他们采用的scrum频率较低——不是每天，而是通常每周2-3次，但仍然有整个团队在场。
  • 项目团队通常不像软件敏捷那样100%专注:给定不可避免的等待时间，100%致力于一个项目的团队是不可行的。尽管如此，这个团队还是将60%到75%的时间集中在一个项目上，而且更专注于制造商的传统项目。考虑到团队的跨职能性质(来自不同的部门或地点)，共同办公——所有人都在一个房间——通常是不可能的。
  • 许多制造商保持项目负责人或项目经理的角色，部分原因是他们的项目往往更复杂，来自更多部门的人(软件敏捷不需要这个项目经理的角色)，也因为这避免了敏捷与传统管理项目的两种不同的团队结构。

随着数字化或智能产品和更敏捷的开发流程的出现，一种新的更敏捷的思维方式应运而生。图3展示了一个示例建议的思维模式，借鉴了敏捷软件的世界，但对制造商进行了适当的修改。16

数字工具加速这一进程

数字转型在NPD中的第二个主要影响是使用数字技术援助和加快发展进程．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，为寻求新衣服参加特殊活动的消费者提供量身定制的新衣服。17此外，客户声音研究也开始采用神经科学的方法，从直接用户交互中获得更深入的见解。使用脑电图、生物传感器和眼动跟踪可以测量注意力、参与、记忆、激活、影响和内隐关联，这比仅仅通过消费者访谈或焦点小组提供更多的见解。例如，一个橙汁生产商通过使用神经传感器，特别是脑电图(一种测量大脑活动的医学技术)，测试哪种产品属性和价格组合能提供最大的消费者价(积极的心理健康)。18

更新的技术使原型开发更容易、更快、更便宜。基于3D打印的快速原型技术是这些新型原型工具的先驱;快速原型不仅可以用于测试产品设计的技术方面，还可以寻求客户的反馈和新产品的验证。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理解。史蒂夫·乔布斯从来不是传统市场研究的支持者，他有句名言:“人们不知道他们想要什么，直到你把它展示给他们。”19快速原型制作使这成为可能。今天，3D打印已经不仅仅是原型;成品现在正在进行3D打印。例如，通用电气先进的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。模拟不仅从技术上测试新产品，还允许客户测试尚未存在的产品。例如，沃尔沃建设公司在制造出可工作的卡车原型之前，会使用实时模拟器(类似于飞行模拟器)来评估新卡车的设计。21截至2019年年中，Alphabets(谷歌)的自动驾驶汽车Waymo已经行驶了100亿英里，全部通过模拟完成。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，远远早于实际项目的开发。VR和AR可以用来模拟用户的环境，这样测试客户就可以尝试产品，不仅仅是在实验室，而是在其预期的环境中。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制成的。23随着潜在用户安装了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，例如在自己家里，也可以测试不同的收件箱完成和颜色。

人工智能也开始被用于预测技术产品测试的结果，从而加快提前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“研发的分步串行过程将改变为超迭代和集成，因此从开发中得到的真实信息将实时地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，为一系列疾病寻找新的候选药物。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，比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，公约启动了由美国国务院支持的区域创新项目AfrIdea。这是为了释放西非企业家、社会活动家和开发者的潜力，找出应对新冠肺炎后挑战的解决方案。通过竞赛、培训、创意马拉松和后续资助，他们试图激活几内亚、马里、塞内加尔和多哥的青年企业家和创新者网络，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的过程。

获得案例研究

为制造商开发数字技术平台

数字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。对于实体产品，平台被定义为“由产品家族中的一组产品共享的设计和组件”。26一个例子是一辆汽车的发动机传动总成，它可以用于许多汽车模型。相反，需要的新平台是技术平台——被定义为主要的软件，例如操作系统、操作环境或数据库，各种较小的应用程序可以在这些软件下运行27-简单地说，是一个运行应用程序、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，以及面向客户的新的信息和销售渠道;一些样本技术平台包括数据库、分析、物联网和AI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一个软件平台(AI、分析和物联网)，用于监控和分析设备性能;在这个平台上，该公司就像利乐公司所做的那样，为它所开发的每一件设备开发特定的应用程序。

这些基于软件的平台用于物理产品的开发也需要一个新的过程，或者至少是几种现有方法的集成。一些领先的公司已经在使用技术平台开发流程基于Stage-Gate，其最终结果是一门新的科学或一种新的技术能力，然后可以用于公司的物理产品开发。例如，3M公司在开发新产品时采用了五阶段的新产品选门工艺，即NPI，再由三阶段的技术开发工艺，即NTI提供原料。30.这种技术开发过程，通常被称为Stage-Gate-TD，已经很好地记录了物理产品环境。31

其中，该技术为基于软件的平台，Stage-Gate-TD修改如下-图4:

  1. 敏捷方法被构建到这个TD过程中，就像之前在敏捷阶段之门的文章中所概述的那样。也就是说，Stage-Gate-TD的各个阶段包括冲刺、迭代、scrum和演示。
  2. 通常，在开发之初，所有的影响——平台的所有潜在应用程序——都是未知的。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许多应用程序从他们的平台上构建出来，甚至也无法想象像短信这样的全新服务。
  3. 第2项的一个含义是，“项目定义”在项目开始时常常是不清楚或不完整的，并且随着潜在应用程序变得更加清晰，在开发过程中或在随后的版本中不断发展。敏捷阶段之门(Agile-Stage-Gate)方法适用于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一个商业案例是困难的，因为不是所有的应用程序，因此许多收入流，在关键的去/杀死决策时是已知的。因此，提出了在极端不确定性条件下进行平台投资决策的新技术，如敏捷投资组合方法。33
  5. 最后，数字平台的新版本和更新一旦开发出来，就需要持续不断地进行改进，并发现新的潜在应用。因此，开发者还需要一个快速通道版本的Stage-Gate- td，就像现在用于物理产品扩展和改进的Stage-Gate XPress——一个两阶段、两门版本，34但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

数字转型为制造业的产品开发人员提供了巨大的机会，不仅使他们的新产品与众不同，而且改善了这些产品的构思、开发和推出的方式。这样做的回报是巨大的，但正确实现这种转变所面临的挑战也是巨大的。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;采用新的数字化方法进行市场研究和产品测试，甚至产品发明;采用系统迭代的方法进行数字平台开发。

关于作者

罗伯特·g·库珀

罗伯特·g·库珀博士是当今商界最具影响力的创新思想领袖之一。他开创了导致许多突破性发现的原始研究，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主题。

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彼得•福斯特

Peter Fürst是五家创新咨询公司的管理合伙人，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。彼得还是福拉尔伯格应用科学大学创新管理专业的讲师。万博狼队水晶宫

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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. 此分析的数据来源:Schmidt, t.s.， Atzbeger, A. Gerling, J. Schrof, S. Weis & Paetzold, J。实体产品敏捷开发: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，德国慕尼黑，2019年，图6.1，第59页。http://www.unibw.de/itpe
  4. 《敏捷-阶段-大门混合:产品开发的下一个阶段》，r。g。研究技术上的管理， 2016年1月，59,1,pp 1-9。另外:库珀，R.G. &萨默，A.F.”敏捷阶段-门:新产品从创意到推出的方法更快，反应更灵敏。”工业营销管理，59, 2016年11月，167-180页。和:库珀，R.G. &萨默，A.F.制造商的敏捷阶段——改变新产品开发的方式。”研究技术上的管理,2018年3 - 4月，61,2,pp 17-26。以上三篇文章均载于:万博手机版max网页版登录http://www.bobcooper.ca/万博手机版max网页版登录articles/agile-stage-gate．
  5. Sommer, A. F, Hedegaard, C.， Dukovska-Popovska, I. & and Steger-Jensen, K.“通过敏捷/Stage-Gate混合方法改进产品开发性能——下一代Stage-Gate过程?”研究技术上的管理， 2015年1- 2月，pp 1-10。
  6. Schmidt, t.s.， Weiss, S， &Paetzold, K。实体产品敏捷开发:动因、潜力与适用性的实证研究。报告，德国联邦武装部队大学，慕尼黑，德国，2017年，图6.1,p 64。www.unibw.de produktentwicklung-en
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  21. “沃尔沃建筑设备公司通过一个实时的人在回路模拟器简化了产品开发。”MathWorks®用户故事,https://www.mathworks.com/company/user_stories/volvo-construction-equipment-streamlines-product-development-with-a-real-time-human-in-the-loop-simulator.html
  22. -埃瑟林顿,D。”目前，Waymo已经模拟驾驶了100亿英里的自动驾驶里程。”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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  32. Cooper & Sommer, 2016 & 2018，参考文献4。
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