設計鏈之創新價值參考模式 - 以液晶電視 (LCD TV) 為例 Innovative Value Reference Model of Design Chain - A case for Liquid Crystal Display Television 羅啟源國立台北科技大學工業工程與管理系教授系主任 cylo@ntut.edu.tw 陳鑑文明基電通股份有限公司研發工程師 kevin.cw.chen@benq.com 摘要 近來液晶電視 LCD TV (Liquid Crystal Display Television) 相當熱門, 覬覦此商機的廠商多不勝數, 尤其是欲分杯羹的電子資訊廠商更是不計其數 近年來 IT 產業缺乏殺手級應用的產品出現, 使得整體成長率有停滯現象, 而 LCD TV 的出現讓 IT 界人士再度感到振奮 從長遠角度來看, 如果擅長講求成本撙節的電子廠商大舉揮軍進入此領域, 展現他們以一抵百的高效率經營模式, 強化設計創新能力, 進入知識經濟差異化行銷時代 然而如何能在開發過程中有效地將資訊整合, 領導創新 上下游間充分合作 縮短開發時程, 則是電子資訊廠商成功之關鍵 本文以電子資訊業液晶電視 (LCD TV) 為例, 進行設計知識資源整合 :(1) 以學術領域之整合成形一個参考模式 ( 互動模式 ), 由五大關鍵技術組成包括知識商務能力 (K ba ) 價值管理技術(V mt ) 設計資源規劃(C bp ) 協同設計方式(C dw ) 產品創新績效(C ip ) (2) 進行設計鏈程序整合其主要內容階段區分為七個階段包括構想階段 (Proposal Phase) 規劃階段(Planning Phase) 設計階段 (R&D Design Phase) 樣品試作階段(R&D Lab Pilot Run Phase, 簡稱 LPR) 工程試作階段 (Engineering Pilot Run Phase, 簡稱 EPR) 試產階段(Production Pilot Run Phase, 簡稱 PPR) 量產階段 (Mass Production Phase, 簡稱 MP) 等 欲投入 LCD TV 業者所有研發 行銷 製造 後勤 (logistic) 管理等資源的配置, 都需要進一步整合, 對於組織功能部門的整合有極大的幫忙與貢獻 關鍵詞 : 液晶電視 (LCD TV) 價值管理技術 参考模式 設計鏈 創新價值 一 緒論 目前臺灣產業之設計和工程變更資訊未整合 未有效管理 上下游體系間協同合作困難, 以致開發時程過長 或是導致產品品質不良等情形 在政府倡導自有品牌 重視研發的今日, 同時國科會基於學術支援產業的使命, 極力推動在新產品開發的過程中, 以知識商務 (K-Business) 創造產品價值, 因此, 設計鏈管理的角色以提升國內產業未來的競爭力越來越是重要了 鑒於, 臺灣電子資訊業要從辦公室自動化設備 (Office of Automation;OA) 市場跨入消費性家電子的市場, 需要的不僅是產能 臺灣電子資訊業者還有更多的體質條件需要調整, 包括必須 更早 投入終端產品的研發, 及客戶經營, 以掌握市場 1
的風向和脈動, 在產業的連動效應下,LCD TV 面板對相關元件的規格需求及技術層次也要不斷的提升 所以整個 LCD TV 產業, 將需要更先期的上下游整備與投入, 融入供應商與顧客的協同設計 此外, 還有電視產品所屬的消費性市場特性, 與 PC 市場不同 ; 以及在不同的海外生產佈局考量等差異, 因此從設計鏈着手進行, 將是邁向高附加價值產品的不二法門 總體來看, 產業要成功地開發新產品, 必須重視市場導向創新方法論 設計技術力的提升 資源整合與協同合作, 以及創新價值評估等項關鍵技術的整合 例如電子資訊業者企圖跨進 TV 市場,LCD TV 業者所有研發 行銷 量產 後勤 (logistic) 管理等資源的配置, 都需要進一步整合 面對未來的 TV 市場, 與全新次世代生產線運轉, 全球的 LCD TV 業者都還沒有真正的成功經驗, 從市場和新產線的角度來看, 幾乎可說是在相同的位置起跑, 在這樣的競局中, 台灣 LCD TV 廠對未來當然有理由可以樂觀, 但樂觀還不足以成局, 因此有必要着手進行在設計鏈管理這塊學術領域, 並聚焦於知識商務能力 價值管理技術 設計資源規劃 協同設計方式 產品創新績效等五項技術領域的著墨, 並探討形成互動模式之間的 know-how, 以及設計鏈與價值鏈整合在一起 反觀之, 三星 (Samsung) LG. Philips LCD 夏普 (Sharp) 等海外業者, 在電視市場早就擁有既有的品牌及通路優勢, 又已在數年前, 就提早開始投入對大尺寸 LCD TV 的顯示技術及產品開發佈局, 若從這個角度來看, 台灣 LCD TV 業者則落後甚多 廠商想在市場起飛前, 卡到最佳的戰略位置, 無論就技術或產銷的佈局, 腳步都需要更快一些, 因此我們組成這樣的整合團隊, 彼此站在專業的學術領域, 透過角色扮演去體驗產品設計程序 組織功能部門以及 know-how 等進行同步整合以建立参考模式, 以利資源整合提升產業競爭力而努力 二 文獻回額 早在 1994 年作者 Munk, Nina 曾經在紐約 Forbes 發表文獻, 指出服裝業者 (Levi) 企望引入設計鏈 (Designs chain) 嘗試在銷售方面增加收益, 這是設計鏈最早出現的語言 相隔幾年,Brown, Susan 學者 (1997) 說明美國佛洲傢俱業者和零售業者亦引用設計鏈這個概念因而增加收益 最具典型的文献出處是 Twigg, David 在生產與作業的國際期刊發表 以設計鏈管理產品發展 一文, 指出供應商和顧客之間交換設計資訊, 並藉以比較公司之間專案管理有關在工程設計關係, 因而有了 設計鏈 這個專門術語 而後各個產業尤其在電子資訊業, 在開發新產品方面相繼引入設計鏈這個觀念, 有關產品設計領域 : 諸如同步工程設計 協同合作設計 縮短設計開發循環 縮短產品上市時間 品質與價值之機能開發手法應用在工程設計階段等之增加收益的目的和手段 在國內的研究方面由於國科會鼓勵專家學者在協同設計方面著墨更多, 無論在設計或工程 產品資料庫管理以及經營模式方面, 如火如茶的推動 惟較少探討設計鏈之間的整合與連結, 尤其標準協定互通語言之知識與介面管理, 有待研究與開發, 進而將研究成果支援產業增強國際競爭力 如圖一 所示 產品協同設計研究領域分佈圖 可以看出新產品發展有待加強研究與開發的各個功能領域所在, 例如 PDM Cummunication Performance 2
6:Business Model 18% 5:Assemble 2% 7:PDM 2% 8:Cummunication 2% 4:Performance 7% 3:Market & Channel 2% 1:Design & Engineering 63% 2:RelationShip 4% 圖一 產品協同設計研究領域分佈圖 三 設計鏈整合程序 1. 新產品設計鏈開發流程 新產品開發過程中必定需要跳完整的流程來規範產品每一開發階段作業內容 依據 職責及文件輸出, 使設計管制作業有所遵行, 並且能確實掌握作業進度, 控制產品開發過程的設計變動因素, 以確保產品品質 其主要設計階段內容階段大致可區分為七個階段 a 構想階段 (Proposal / Idea Phase) b 規劃階段 (Planning Phase) c 設計階段 (R&D Design Phase) d 樣品試作階段 (R&D Lab Pilot Run Phase, 簡稱 LPR) e 工程試作階段 (Engineering Pilot Run Phase, 簡稱 EPR) f 試產階段 (Production Pilot Run Phase, 簡稱 PPR) g 量產階段 (Mass Production Phase, 簡稱 MP) 每一階段結束前通常必須召開設計審核會議, 以檢討該階段之工作是否完成, 原則上於召開該階段設計審核會議前之該階段 Checklist 所列項目必須完成 若有特殊項目, 得以在該階段設計審核會議時, 提出延期之完成日期, 經各認可後, 設計審核會議才得以核准該階段通過進下階段工程 除此之外, 並可以視需要檢討下階段 Checklist 之 Checking 欄, 決定是否需執行, 以為下階段會議之依據 Proposal Phase Planning Phase R&D Design Phase R&D Lab Pilot Run Phase Engineering Production Mass Pilot Run Phase Pilot Run Phase Production 圖二 設計鏈整合程序 (Design chain integrative process) 3
2. 各階段之作業流程 : a 構想階段 (Proposal / Idea Phase): 階段構想階段 (Proposal Phase) PM(Project Management) R&D 目的 1. 確定新產品構想 2. 可行性分析 新產品文件標準規範 1. 產品市場資料收集, 包含市場規模 競爭者分技術及市場趨勢等 2. 提出產品市場需求規格及預計開發之 Schedule Target Cost 3. 必要時 R&D 得提供技術可行性分析 4. 召開設計審查會議 說明 :1. 此階段由 PM 主導, 於訂定規格 /Schedule/Target Cost 時得請 R&D 提供相關資料 2. 若該新產品為不同於現有之產品線, 則 PM 得與 R&D 及開會討論新產品開發之可行性, 並提出 "Product Feasibility Report" 3. 可著手 ID 之規劃 b 規劃階段 : 階段規劃階段 (Planning Phase) PM R&D 目的 1. 專案組織的成立 2. 開發時程的規劃 3. ID 的設計 新產品文件標準規範 1. 選任 Project Leader 並成立 Project Team 2. 完成 ID 設計 3. 規劃 Time Schedule 4. 召開設計審查會議向各單位說明此產品之規格及確定開發 Schedule 說明 : 此階段由 PM 會同相關部門組成 Project Team, 再由 Project Leader 會同規劃 Time Schedule 4
c. 設計階段階段 : 設計階段階段 設計階段 (R&D Design Phase) R&D PM 目的 1. 軟 硬體設計 (Bread Board 或 Simulation) 2. 証實設計之可行性 新產品文件標準規範 1. 電路設計並完成初步電路圖 2. 建立初步材料表, 並準備樣品試作材料 3.PM 提出 Configuration List 4.R&D 提出 Product Engineering Spec 5. Mechanical General Drawing 完成 6. 專利著作權之申請 7. 召開設計審查會議, 決定是否進入下階段開發流程 說明 :1. 此階段由 R&D 根據 MRS(Market Requirement Specification) 以 Bread Board 或 Simulation 開始設計, 提出線路圖 可待 LP1 試作檢討後, 得提出 Product Engineering Spec. 2.R&D 之機構設計亦根據 ID, 開始 General Drawing 之設計 3. 完成設計後, 即召開 Meeting, 檢討設計之可行性 4. 採購根據 "BOM & QVL " 文件預估 Material Cost d. 樣品試做階段 : 階段樣品試做階段 (R&D LPR Phase) R&D 工程部門 / 品保部門 / 物料 /PM 目的開發設計完成 1. 新產品文件標準規範 2. Design Verification 1. 經由 Lab 之試作, 完成產品之設計 2.EMI/Safety Debug 完成及申請 3. 完成零件 Sample Approval, 正式發行線路圖 /BOM 4. 舉辦技術轉移 Seminar, Transfer 至工廠試作生產 5.QA 完成重點式的設計階段 Test 5
說明 :1. 召開設計審查會議前,R&D 需完成所有零件之 Sample 承認並舉辦技術轉移 Seminar 2.R&D 於召開設計審查會議後, 可先行試作 EPR 用之 PCB, 亦可將此 PCB 用於申請 EMI/Safety 之機台 3. 採購需根據 BOM, 再 Check 新產品之 Material Cost 4.BOM 正式發行後之設計變更, 需遵照 " 產品工程變更作業程序 " e. 工程設計階段 : 階段工程設計階段 (EPR Phase) 工程部門 R&D/ 品保部門 / 物料 /PM/IE 目的設計的成熟度及生產流程安排 1. 新產品文件標準規範 2. Design Verification 1. 小批量之試作, 以驗証設計之成熟度及檢討生產流程和作業性問題 2. 籌備 PCB 開模 ; 機構 Tooling 完成並承認 3.Equipment ; 治工具 Review 4.QA 完成詳細之工程設計階段 Test 說明 :1. 此階段由 PE( 工程部門 ) 主導有關生產作業問題並提供 Golden Sample; 而 R&D 則負責有關設計之所有問題, 包括設計變更作業 2.IE 參與提出有關工廠流程問題, 並提出生產作業性問題, 以供 R&D 設計變更之參考 3.PE 和 IE 協助解決生產之 Bug, 而 QA 驗証設計之成熟度, 完成工程設計階段 Test f. 試產階段階段 : 階段試產階段 (PPR Phase) IE/QA R&D/ 品保部門 / 物料 /PM/IE/PE 目的生產流程成熟度, 完成產品設計 1. 新產品文件標準規範 2. Design Verification 1. EMI/Safety 申請合格 2. 各種生產流程 / 作業問題解決 3. Service Manual 完成 4. QA 完成試產階段 Test 6
說明 :1. 此階段由 IE 和 QA 共同主導, 配合所有有關生產作業問題, 由 PE 協助加以解決 2. 有關生產作業之準則由 PE 和 IE 分別訂定之 3.R&D 協助有關設計之問題之解決, 並協助客服部門完成 Service Manual g. 量產階段 : 階段量產階段 (MP Phase) PM PE/QA 目的配合行銷需求, 生產產品 1. 新產品文件標準規範 1. EMI/Safety 申請合格後續作業 2. Product 生產品質之 Audit 3. Product 之生產 / 品質改良 4. 產品 Phase Out 之宣告 說明 :1. 此階段由 PM 主導, 依行銷之訂單需求生產 2.QA 需 Audit 生產之產品品質, 及 Audit 產品是否符合 EMI/Safety 申請之要求 3. 另可推動 Cost Down Plan, 由生產作業, 零件採購及其他設計改良來實行, 依需要組成 Cost Down Team 4. 產品因市場或成本因素而需淘汰時, 由 PM 提出 "Project Termination Report" 並召開 Phase Out 審查會議宣告 四 知識管理與知識商務 二十一世紀最有價值的企業, 是以知識為基礎的企業 組織當中最重要的資產, 已從有形的土地和設備, 轉移到員工的腦力 土地和設備是有限資源, 腦力資源卻是無限的, 有加乘效果的, 可以愈用愈快, 愈用愈多 21 世紀起, 企業的 e 化轉化成從內部做起, 不再像過去幾年只專注於外部的 e 化 ( 電子商務 ), 可能是醒覺到外部的 e 化需要內部 e 化的支持, 否則是做不好的, 服務不好, 反而損失 知識管理是資訊管理的延伸和發展, 資訊管理只是將各種各樣的資訊以一定的方式匯總 組織起來, 方便人們利用電腦進行查詢和檢索, 然而, 如何由資訊産生知識, 即如何利用資料資訊取得知識 再利用知識獲得最大的利潤或效益, 這已經上升到一個新的層次 知識是由資訊而來, 它是通過對資訊的提取 識別 分析和歸納轉換而來的, 故資訊管理是知識管理的基礎, 知識管理則是資訊管理的延申 知識管理是通過一組問答序列, 即解決方案的集合尋找和識別與問題有關的關鍵性資訊, 並將這些資訊進行提取, 形成對某一問題的專門知識, 作爲決策的依據 在資訊社會和知識社會, 資訊 知識和一些專門的技巧是獲取利潤的工具 知識管理是把資訊轉化爲知識, 用知識指導決策付諸行動, 再將該行動轉化爲利潤 企業高級管理人員始終都想解決如何傳遞知識的問題 過去往往聘請一些才思敏捷的人, 讓他們互相傳遞資訊 隨著技術的進步, 知識共用的趨勢愈加強烈, 共用知識的過程已經變得更加易於管理 爲能使企業更好地管理其知識資源, 有些公司已經開發出了相應的産品 -- 知識管理工具, 幫助企 7
業用系統的方法來管理知識和資訊, 滿足企業適應新環境的需求 五 團隊協同參與設計與設計開發資料整合 傳統產業的產品開發流程為序列式在組織結構上分為市場調查 設計 製造 品管 行銷 維修等功能單位, 屬於階段化的設計, 著重功能需求的滿足, 但往往忽略了與下游階段如製程 使用 維修的配合 個功能單位的專業化阻隔了部門間的溝通, 資訊流程由上而下, 設計階段對產品生命週期相關流程的認識不足, 各部門獨立運作, 以各自的專業知識作判斷, 缺乏全盤性的規劃 設計至個階段時, 才進行設計資訊的接收與評估, 若發現產品有問題, 再交回設計部門進行設計變更, 因此下游的修改需求往往造成上游設計大幅變更, 遇到問題時相互推諉責任 而反覆的設計變更造成時程的延誤, 就直接增加了研發的成本了 協同參與設計則採群體合作設計 (Team Design), 結合消費者 設計 製造 品管 維修工程師 企管與衛星廠商等共同組成設計評估小組, 使研發工程師在研發初期對產品生命週期中的所有重要因素, 如品質 成本 生產流程及使用需求等做一完整的規劃, 其主要目的在提高品質 降低成本 縮短研發時程 提高顧客滿意度 協同參與設計主張設計初期變對未來可能遇到的問題就予以加入設計考慮重點, 因此設計出的產品較能符合個階段工程的需要, 減少了後工程設計變更的次數, 可因此縮短研發時程 協同參與設計並非一個單純的科學, 而是一種設計的概念, 包括下列的組成要件 : 在管理階層冠測全面品質管理的概念, 在組織結構上以跨功能單位的同步設計小組分工, 而在設計方法則以顧客導向 事宜生產 穩健化的觀念, 簡化商品化的研發過程 所以協同參與設計應包括下列四各方面 : 系統話語同步化的產品開發程序 最佳化的產品與製程的設計方法 多功能團隊的組織及電腦輔助的同步工程環境 因此綜觀團隊協同參與設計則有以下四個優點 : 能增加品質與成本的考量 能縮短產品開發過程, 以獲取產品競爭優勢 能將大部分的問題在設計階段提前預防 能將解決衝突導引至解決問題 設計開發資料整合之最終目的為公司技術知識管理與資料共享 以產品管理為基礎, 定義新產品開發所產出之產品資料 流程資料與技術資料之管理為目標, 並建構資料共享之環境與協同參與設計機制, 促使企業之設計開發 銷售 製造與服務部門於產品開發活動中, 藉由充分之經驗與知識, 以及有效的資料共享與交談, 達到日後縮短開發時程的效益 資料整合以建構資料共享環境為目標 從新產品開發的點, 期對於資料擷取應用之需求包含整個產品相關資料, 且尤其產生之產品資料將成為企業之產品知識, 由後續製造與維護過程所運用, 所以建構整合性產品資料庫是極為重要的 所以在此歸納出下列幾點做法 : 1 最終目的在於完整第收集 保存 運用整個研發過程中所產生之智慧財產及知識 2 過程中文件資料 研發紀錄 技術引進資料 技術研究報告 個階段之成果報告 論文 專利資料等均為管理範圍 3 資料收集 整理分類及保管 4 資料的管理著重於維護及更新 5 單位依照開發之成果進行成果發表 推廣及應用 8
六 創新價值参考模式 本文以電子資訊業液晶電視 (LCD TV) 為例, 進行知識資源整合思考創新價值参考模式進行設計知識資源整合 :(1) 採學術領域之整合成形一個参考模式 ( 互動模式 ), 由五大關鍵技術組成包括知識商務能力 (Knowledge business competence Kbc) 價值管理技術(Value management techniques Vmt) 設計資源規劃 (Design resource planning Drp) 協同設計方式(Collaboration design approach Cda) 產品創新績效 (Production innovative performance Pip) : 學術領域之整合成形一個参考模式 ( 互動模式 ), 如圖三 (Design Chain Reference Model) 所示包括 : A 知識商務能力(K bc ): 顧客與供應商知識價值鏈 知識產品化 組織學習與顧客關係管理 B 價值管理技術(V mt ): 價值研析 設計技術力 設計特性與工程技術 C 設計資源規劃(Drp): 需求資源 全球化與在地化資源限制 商品知識資源的應用 D 協同設計方式(Cda): 設計資料整合 協同参與 虛擬團隊及溝通方式 E 產品創新績效(Pip): 導入產品資料庫管理 (PDM) 與平衡計分卡 (BSC) 對改變型態 提昇機能與成本, 以及設計技術力探討評價指標 F 資訊技術開發(I td ): 設計支援互動模式有關之數位化資料整合 互動模式介面 標準作業格式 KK K bc Drp Cda Pip V mt I td 圖三 設計鏈之創新價值参考模式 七 結論 綜合上文敘述可以得知, 現代新產品開發流程已經不能依循以往模式, 在設計開發過程中不斷的 Try and error, 在已經步入微利時代的今天, 成本 (Cost) 是企業中所能獲利與否的關鍵, 綜觀一個產品的 Cost 包函了研發過程中開銷 材料費用 製造人工成本及運輸成本等都有賴於本文提出之創新價值参考模式之設計開發流程來加以整合各部門進而降低成本達到獲利目標 本研究僅就企業各部門間知識 技術與資料庫之整合, 如圖四, 在研發各階段透過創新價值参考 9
模式整合程序, 將知識商務能力 價值管理技術 設計資源規劃 協同設計方式 產品創新績效與資訊技術開發的相關資訊充分整合, 提出設計鏈概念模型, 關於未來進一步研究, 則擬依據此模型將電子資訊產業之 LCD TV 產品導入創新價值考模式進行系統設計 最後, 期望本研究對在企業所提供客戶的產品或服務之設計鏈領域上能有所幫助 Proposal Phase Planning Phase R&D Design Phase R&D LPR Phase K K K K EPR Phase PPR Phase MP Phase K K K 圖四 研發階段創新價值考模式整合程序圖 10