摘要：在制造领域，客户需求是企业产品生命周期的源头，是企业产品研发的核心驱动力，并为企业存续提供坚实基础与保障。企业必须及时且精确地掌握客户需求，并确保产品全生命周期紧密围绕客户需求进行研发迭代。
在制造领域，客户需求是企业产品生命周期的源头，是企业产品研发的核心驱动力，并为企业存续提供坚实基础与保障。企业必须及时且精确地掌握客户需求，并确保产品全生命周期紧密围绕客户需求进行研发迭代。
本文作者：绍兴欧力-卧龙振动机械有限公司章鹏杰、张震威。文章为“2024中国制造业产品创新数字化国际峰会论文集”优秀论文获奖文章。
前言
有效且精确的产品需求能够为设计人员提供充足的信息，促使研发、工艺、生产等多环节人员形成统一目标，进而提升产品质量，减少因需求理解偏差所引发的变更，并能及时识别未满足的需求，以便提前进行改进，从而降低生产成本。
产品生命周期管理（PLM）自上世纪90年代起，随着计算机辅助设计（CAD）工具的引入，在国内已有三十年的应用历史。企业通常通过实施产品数据管理（PDM）、项目管理、工艺管理等模块，逐步实现了研发、项目、工艺部门之间的协同工作。然而，对于产品生命周期前端的需求管理，尚未普遍引入信息化平台。在当前市场竞争日益激烈的背景下，对需求的有效管控是确保企业拥有稳定现金流的关键，也是企业从市场活动中获取利润的必要条件。
01
需求信息化管理模式
通过对德国质量保证纲要的深入研究，发现约75%的缺陷源自设计与规划阶段，大约80%的缺陷在最终检查或用户使用阶段才被发现。在航空和汽车工业领域，约70%的产品失败归因于产品质量无法满足用户需求，而超过40%的返工需求是在生产启动后才被发现。在简单的机电产品中，43%的缺陷源于工程设计不足；在更为复杂的机电产品中，设计阶段产生的40%错误源于未满足客户需求。
由此可见，需求作为产品生命周期的源头，对产品的成功与否具有决定性的影响。若产品研发团队未能准确把握客户需求，或在产品生命周期的各个阶段未能及时发现与客户需求不符，将导致产品频繁变更，造成人力和物资资源的浪费，增加项目成本，延长产品上市时间，甚至可能导致产品最终无法满足客户需求，从而遭到客户拒绝，项目以失败告终。
在产品需求管理领域，当前存在两种主要的需求管理模式：
1）ALM需求管理模式
自产品生命周期管理概念引入国内市场以来，国外PLM供应商逐渐借助软件代码管理的机遇，向国内企业推广应用生命周期管理（ALM）的理念。其核心策略在于通过解析需求文档，提取并构建各个章节对应的具体子需求，进而实现对需求及其衍生子需求的追踪与管理，确保研发的产品能够精准满足既定需求，详细内容参见图1。
2）IPD需求管理模式
自华为将集成产品开发（IPD）模式引入并成功应用于PLM平台以来，该模式已成为业界的标杆，众多企业纷纷效仿。其核心理念在于：通过与客户的紧密沟通，对需求进行逐层分解与细化，并将这些需求通过紧急、短期、中期、长期的阶段性划分，实现产品的逐步迭代管理。
上述两种模式各有其侧重点，也有异同点，简要分析如下：
1）ALM需求管理模式的特点
该模式较早被应用于军事国防领域或以市场为导向的产品生产型企业。以军工为例，上级主管部门对产品性能、特性等进行同类型产品的对标分析，并据此确定产品具体需求。输出的产品需求文档明确了各章节对应的需求，并提供具体参数，如产品的电流、电压、外观形状等。下级单位的主要任务是实现这些需求，并据此开展产品开发。通过项目管理模块，项目计划被分解为工作分解结构（WBS），并串联起各个阶段的任务、责任人、工期和交付物。最终，需求与交付物被关联起来，确保需求与实际产品/物料/模型/文档的关联性，实现需求的追溯管理。对于以市场为导向的企业，常见于流程行业，如石化、材料等，其模式要求产品需求不仅满足单一客户的需求，而是要满足所有销售群体的需求，并总结出具有“最大公约数”性质的需求。一旦需求确定，便进行产品研发。若研发成果满足原始需求，则在环境无重大变化的情况下，一般不会轻易调整，也不会进行产品的迭代。例如，92/95/98号汽油，一旦需求确定且产品研发成功，一般不会对该产品进行下一轮迭代。即使进行迭代，也不会是原产品。总体而言，需求管理模式适用于大批量生产或产品价值极高的业务场景，重视需求结果的实现，而非需求产生的过程。
2）IPD需求管理模式的特点
以华为为代表的民营企业的经营核心在于满足其客户的需求。通常，这些需求主要针对产品本身，并且易受市场波动的影响。需求从初步到详细是一个渐进的过程，并且需要多方面的参与。例如，市场营销部门与客户进行互动，了解客户的基本需求。随后，通过与客户的多次沟通和产品经理的深入分析，需求将被细化并形成完整的需求。在此过程中，需要与多个部门进行多次的沟通与协作，以形成最终的需求。总体而言，这种模式更侧重于需求过程管理，对需求分析、评审、分发及实现具有较高的敏感性。并且，只有当过程管控得当时，最终结果才可能正确。一般而言，需求分析被视为企业的核心竞争力，反映了企业内部人员对客户需求逐步细化的能力。需求分析过程是企业解决问题的“方法论”，而最终产品则是“方法论指导下的实际成果”。因此，在某种程度上，“方法论”的重要性甚至超过了“实际成果”。
1.1 市场需求管理
在当前市场环境下，需求的多样性和易变性要求企业必须建立一套规范且完整的市场需求管理流程，以确保能够全面且精确地掌握市场需求，并有效地将其融入产品规划、定义及开发过程中。市场需求管理流程通常包含以下五个阶段：
1）收集阶段
市场需求可能源自多种内部和外部渠道。在此阶段，应采取市场导向和客户驱动的方法，利用市场细分分析框架，制定需求收集计划，并开展主动的收集活动，以生成高价值的客户需求。这有助于确定并生成可能的产品包需求，并为后续的分析、筛选和执行工作奠定基础。本阶段特别强调主动、有目标的收集以及收集渠道的整合。
2）分析阶段
利用$APPEALS、QFD等分析工具，对收集到的需求进行深入分析、解释、排序和细化，确保需求能够被有效分发、执行和验证。本阶段注重规范的需求分析流程、分析工具和方法的应用。
3）分发阶段
此阶段的主要目标是确保需求被恰当地分配至最适宜的组织或子流程，并由相关部门决定是否接纳、拒绝或推迟该需求。本阶段强调分级分层的管理模式和多种分发渠道的跟踪。
4）实现阶段
将客户需求转化为产品，满足既定的客户需求。该阶段与产品开发流程紧密相关，需求在转化为规格、设计及产品的过程中，由产品开发流程控制需求的每次转化。本阶段强调端到端的可追溯性和变更控制。
无论是市场需求还是内部需求（通常包括可制造性、可测试性和可维护性需求等），都可能随时间发生变化。特别是市场需求，由于市场形势变化、新行业标准的出现或客户因素，变化尤为频繁。实际上，几乎所有产品在开发过程中都会遇到需求变化的情况。在极端情况下，频繁的需求变化会导致产品开发进度严重滞后，开发成本大幅上升。
需求变化是不可避免的，关键在于如何对需求变化进行有效管理。缺乏良好的需求管理，企业响应市场变化的速度和效率将显著降低。为了快速响应需求变更，企业需要定期或在紧急情况下召开需求分析会议，以决定是否需要更新产品开发的范围和计划，并在必要时评估影响程度。
5）验证阶段
验证活动贯穿整个需求管理流程，主要通过内部验证和客户确认两种方式实施。本阶段强调在实施前后与客户共享信息，并赋予客户最终评价权。
内部验证是指在将市场需求和内部需求转化为产品包需求、设计需求乃至设计规格的过程中，对每次转化进行验证，以确保需求未被遗漏、误解或曲解。验证活动主要贯穿于集成产品开发流程的各个阶段，产品开发团队负责管理需求转换的映射关系，并在每次转换后的技术评审点召集需求管理与分析专家进行评审，以确保需求被正确理解和实现。
客户确认是指通过与战略客户交流产品概念或进行Beta测试来确认客户的期望和要求。需求确认至关重要，它构成了从客户到客户的闭环管理流程中不可或缺的关键环节。在需求管理流程中定义了两种需求确认活动：早期确认和常规确认。
早期确认是指在正式开发实现阶段前与关键客户交流产品概念，以确认企业提供的产品概念是否准确理解了关键客户的需求，并且产品概念中的实现是否符合关键客户的期望。
常规确认包括Beta测试活动，在测试过程中，产品开发团队需完整记录客户对产品的意见和建议，并在产品正式发布前进行有效的整改和完善。需求的客户确认活动也是一种高质量的主动需求收集活动。
将需求转化为产品设计并最终形成产品后，需要回顾市场需求的落实情况，并在新产品推广和管理过程中发现并总结存在的问题，不断循环提高准确把握客户需求的能力。
02
需求管理实现方式
需求管理涵盖四个核心业务流程，并通过信息技术平台进行控制，实现需求在线提出、功能场景界定、需求评审、开发文档编制以及测试验证等全链条的整理与控制。
2.1 ALM需求管理
以PTC Integrity为例，其核心功能涵盖需求及其子需求的构建、需求追踪、需求分配以及需求实现等方面。
1）需求分解及创建
在用户获取详尽的需求说明书之后，将其导入Integrity系统，该系统将依据文档章节及内容对需求进行创建与细化，具体过程如图3所示。
从左至右依次为：需求说明文档及其章节划分、需求文档核心内容、需求分类、优先级排序、需求唯一标识符、需求文档标识码、需求追踪状态和参照模式。
2）需求重用与共享
在需求创建后，需对需求进行识别，针对不同项目或产品中的共性需求进行提炼，以形成共享需求。对于相似需求，应基于原有需求进行复用，并根据实际情况适当调整，以避免在需求实现过程中产生不必要的重复工作。
3）需求追溯
在用户根据需求制定功能说明书的过程中，Integrity系统能够自动实现上游需求与下游功能之间的关联性建立。一旦上游需求出现变动，功能编制界面将即时反映这些变更，迅速对相应的功能进行调整。
4）需求与部件关联
在技术/功能规格书编制完毕后，即可实现需求与相应部件的关联性映射。在实际应用过程中，用户能够实时地从需求层面审视对应部件，并能够从部件层面追溯至上游需求。若上游需求发生变动，部件页面将提供直观的变更提示，从而便于产品设计人员及时作出相应的调整。
在对Integrity的实际应用效果评估后，可以看到该系统具备以下优势：
（1）通过需求开发，成功建立了需求、功能、测试等关键数据之间的关联性：
①能够有效地获取并整合上游需求信息；
②将上游需求细化，形成设计规格、系统建模、源代码以及测试用例等关键开发组件。
（2）卓越的追溯能力，构建需求跟踪矩阵：
①实现需求、功能点、开发和测试的全过程闭环管理；
②支持自动更新；
③对产品质量进行有效追踪；
④监控开发进度。
2.2 IPD需求管理
在PLM平台上，集成需求管理通常与项目管理模块协同运作，所以会构建独立的需求管理模块。依据第1.1节所述，需求管理的核心在于构建需求的生命周期，并对其相关要素进行明确界定。
1）需求生命周期
支持端到端的市场需求管理流程，涵盖需求的收集创建、分析、评审确认、分发、实现、验证等环节，以实现闭环的需求管理。该流程以业务流程为导向，通过数据流的实施来支撑整个过程。
2）需求建模
需求建模包含了需求对象、需求属性以及需求演变等多个方面的信息。依据前文所述，需求应当被细分为原始需求（Raw Requirements, RR）、初始需求（Initial Requirements, IR）以及系统特性（System Features, SF）三个层次。原始需求（RR）指的是客户提出的原始需求内容，被原封不动地记录下来，目的是为了确保客户声音（Voice of Customer, VoC）的完整性。初始需求（IR）则是企业内部人员对原始需求（RR）进行的转化，进一步明确需求的具体细节，其目的是对原始需求进行深入分析，并据此提出明确的性能指标要求。系统特性（SF）则是产品经理基于初始需求（IR）转化而来的具体实施指标，这些指标包括产品的尺寸（如长、宽、高）、重量、电流、电压等。
3）需求相关属性
企业可根据自身业务模式，定义RR、IR等相关属性，参考图13、图14。
03 结 论
当前，个性化定制生产在众多产业中变得日益普遍，传统的大规模流水线生产模式正逐步向多样化、小批量、定制化生产转型。与此同时，质量观念亦从“符合标准即质量”转变为“客户满意即质量”。在市场竞争日益加剧的背景下，掌握顾客需求、将顾客需求转化为满意的产品，以及提供令顾客满意的服务，已成为企业成功的核心要素。在企业的生产制造流程中，及时识别未满足的客户需求，能够显著降低设计和制造成本，大幅缩短产品开发周期，为企业带来显著的经济效益。因此，对需求进行科学管理的有效性显得至关重要。
无论是采用应用生命周期管理（ALM）还是集成产品开发（IPD）的需求管理方法，都是企业实现有效需求管理的途径。制造业企业应根据自身业务特性，选择适合自己的需求管理模式。总体而言，通过需求过程管理，构建需求全生命周期闭环管理的结构化需求数据库，实现产品技术指标的全过程在线管理，并跟踪需求实现过程。通过与产品研发、技术研究等主要流程的协同，实现需求版本、状态等的管理；并实现需求变更、需求争议、需求分发的管控。能够实现需求驱动与设计实现过程的双向互动，确保设计过程的目标一致性和工作协同性，有效推动产品研发。
来源：小王科技讲堂