2024-08-25|閱讀時間 ‧ 約 11 分鐘

10分鐘認識新產品開發NPI流程


有關新產品開發流程的歷史可以追溯回1950年代左右,與專案管理漸漸發展成為一門獨特學科的時間相近,二戰結束後全球經濟迅速成長,各項知識也蓬勃發展,經過多年持續演進,到後來台灣成為世界專業代工廠,製造出各種電子產品:耳機、筆電、平板、手機、電視…等,終端硬體產品開發流程已經非常成熟與普及,我們常常在系統廠PM職缺上看到的關鍵字NPI(New Product Introduction)就是在說這個,檢視求職者是不是曾經有新產品開發經驗,有對應的知識與技能。

在不同公司內的開發流程可能會用不同的稱呼,有用C-flow的(C0~C6七個階段),有用DV/EV/PV的,最通用的就是EVT/DVT/PVT,做過硬體開發就一定會知道代表什麼意思;雖然使用的流程名稱不同,但他們的概念與精神都很類似,每個階段有每個階段要關注的重點,符合了該階段的通過條件才能進入下一階段。

本文結合我過往的自身經驗來簡單介紹,除了EVT/DVT/PVT,也稍微往前往後加以延伸,讓整個流程可以有完整一點的全貌。


RFQ(Request for Quotation)-有可能是各種做白工

首先是RFQ階段,通常客戶會對多家廠商發出需求:定義基本的產品規格、應用領域、預計上市時間等等,各家廠商就使出渾身解數爭取合作。

這階段PM的工作一般會包含:
生出產品規劃報告:我們可以做到哪些規格(對於規格有決定性的關鍵元件這時候早就選好了,比如要使用的主晶片)、我們比別人優勢在哪、雙方合作模式、預計專案怎麼進行、預估開發里程碑等等;
估算一下大概的研發資源成本:要投入多少人力、要通過哪些認證、需要的樣機數量、要負擔的各項費用等等(最後要報給客戶的專案研發費用(NRE: Non-recurring engineering Expense)可能是老闆喊了算);
以及估算產品本身的成本,也或許需要與業務一起討論報價策略,考量產品定價、我們的利潤、客戶的利潤等等(產品報價到最後也可能是老闆喊了算啦)。

有時候也可能是與特定客戶經歷了一段潛伏期(?),通常我們會說在cooking中,可能是客戶主動找到我們公司,或是我們主動接觸的業務開發,我們端了一些菜給他,彼此眉來眼去了一陣子,然後老闆有一天走進辦公室就說要開案的這種模式。

不論專案是怎麼被帶進來的,確定真的成了要開始做的時候,會進行更加細節的全面規劃,包含定義更完整的規格、專案排程細節、明確每一個任務的負責人,然後召開啟動會議(kickoff meeting)。會議重點是布達所有應該被知道的訊息給所有成員,讓大家都清楚專案的目標與各自要完成的任務,精神象徵上也是讓大家知道我們現在是一個團隊,將要一起合作努力抵達彼岸。


Mockup手工樣機-驗證設計完整度,確認設計方案

真正生產產品的第一個階段,Mockup機在系統廠裡的意義是指手工製造的樣品,以機構件為例,會用3D列印、CNC打樣、手工裁切…等方式製作,想成手工一個一個單件做,成本很高,後面是不可能用這種方式大量製造的。Mockup是依據設計第一次試做產品,各RD(電子/機構/熱傳/光學等研發工程師)會定義好物料清單(BOM: Bill of Materials),接著進行忙碌的備料作業,時間上要盡量快,趕快做出完整的整機讓研發單位進行測試,此階段需求的機台數量不會很多,常常也會利用手上的現成物料,或是用前一代的產品來改造。

Mockup之後產品成本會算得更準,之前可能有較大的模糊空間(可以玩弄一些話術或文字遊戲?),到這階段機台組完了,客戶、老闆也會預期要再提供更細項的成本,此時很多料件都還會變更,就要小心地計算小心地抓餘裕(buffer);要特別注意的還有客指料/客供料,有些物料必須是與客戶指定的廠商合作,價格由我方採購協商,或者有些物料是客戶從設計到供應入料全部掌握,價格是客戶和他的廠商已經決定好,我們沒有插手空間。

不一定每個新產品都會有Mockup階段,取決於整個產品系統的複雜度、對設計的信心掌握度等等。Mockup階段驗證重點在設計完整度,確認產品功能與規格符合設計,真的實現了需求功能,在不同的設計方案(solution)中確認好用哪種進行開模備料以進入下一階段。


EVT(Engineering Verification Test)-開模

第一階段試產(Pilot Run),由RD主導,第一次進入工廠產線組裝,小量製造產品。通常產線都在大陸,近幾年很多回到台灣,以後會在越南、泰國等地;此階段團隊開始密集出差。

EVT要用的物料基本上要是模具製造出來的,通常機構件是要徑(critical path),要開各種各樣數十套模具,複雜大塑膠件從開模到試模完成首批可出貨物料需時八周起跳,試模階段機構工程師(ME: Mechanical Engineer)需要出差到模具廠共同試驗、確認。

所有物料都備齊進到工廠後,會由RD帶領工廠的生產工程師(PE: Production Engineer)與工業工程師(IE: Industrial Engineer,主要任務是計算工時)先試組個兩台golden sample,PE/IE會站在產線生產角度給意見,紀錄所有問題點(buglist),並且產出給產線人員的組裝指導手冊(Work Instruction,就是組裝SOP啦),規劃產線上每個站點做哪些步驟,定義每個步驟怎麼做,到正式上線組裝時RD/PE/IE都會在線上一起進行協助;組裝完後會召開EVT review meeting,檢討buglist並確認每一條的owner與due date,到此在工廠的任務算是暫時完成可以打包行李回台。

回到台灣,機台灑到各研發單位進行下一輪的驗證(EVT test plan)與設計變更(design change),此階段的重點在驗證用模具品製造出來的產品能滿足整機系統需求功能,並透過工廠試組裝與小批量機台測試找出問題以改善設計。RD一邊做實驗改設計也要一邊改BOM備料以趕上下一輪的生產時間,產品成本也會進行新一輪的更新;除了完成EVT test plan,還要把先前檢討出的各項bug導入對策且PE驗收對策有效,才能夠EVT close進入下一階段。


DVT(Design Verification Test)-進行外觀處理,完成可靠度驗證與安規認證

第二階段試產,也是由RD主導,工廠組裝。

模具品將進行外觀處理:如噴砂、拋光、咬花、陽極處理…等,以及後段加工的噴漆、絲印、雷雕…等,要修模改模的部分都要在外觀處理前完成,因為外觀處理做完之後就很難修模,甚至要報廢重開;物料備齊到工廠後同樣是重複上階段的流程,組裝生產->記錄問題->檢討問題->確認owner與due date。

此階段樣機的驗證(DVT test plan)重點在可靠度(Reliability)相關測試:以嚴苛的條件進行測試加速模擬機台隨時間老化後的表現,如Thermal Shock、Temperature/ Humidity Cycling Test、HASS、Burn In…等;與通過安全規範(Safety):對應不同國家取得當地銷售需要的強制認證(Certificate),如FCC(美國)、CE(歐盟)、CCC(中國)…等,機台要準備好送往認證實驗室,有時候取得認證耗時會很長,要早點進行準備。

一樣要滿足DVT close的條件後才能進入下一階段,DVT close後責任就會轉移到工廠端,RD跟PE在這階段可能也更容易有爭執,理解雙方的立場,重點就放在讓產品更好對策更合適來做決策。


PVT(Production Verification Test)-較大數量試產以確保良率

正式量產前哨站,產品品質與成熟度幾乎等於量產品,此階段驗證是透過較大數量的生產來確保達到足夠高的良率,考量先前試產階段可能會因為數量不夠多而忽略了一些問題,基本上焦點在軟體(因為也只可以剩這部分有問題),以及工廠精進生產流程、降低生產工時,也就意味降低生產成本;此時出貨的樣機可能會提供市場前期行銷、展示、公關等用以打造話題,或是出貨至其他客戶指定地點進行銷售訓練、維修訓練等等。

每階段試產的樣機數量除了考量研發驗證需求、客戶需求、工廠需求,也依據產品別而定,EVT階段可能20叫小量,也可能120叫小量,PVT階段可能200就是大量,也可能2000才是。

其實每個試產階段是在重複做類似的事情,但是關注的重點稍微不同,透過一輪一輪的更新與改進確保產品成熟;每階段如果未滿足close條件,就可能繼續EVT2,EVT3, DVT2,PVT2等等。試產一時苦,一直試產一直苦: (。

另外,常常也會有所謂的衍生機種,可能是改外型、加一點新功能、更改某部份的設計…等,視改動的幅度可能需要從DVT或是PVT階段開始再跑一下試產流程。


MP(Mass Production)-喘息

等到產品終於量產上市後,就可以安排假期準備大休息,休息是為了走更長遠的路,為了接更複雜的產品、更刁鑽的客戶、更短的開發週期。

量產後產品會遇到的問題相對少很多,比如為了降低成本導入新替代料、原有舊料已無法取得需替換新料、有新的安規認證需要重新送樣取證…等,再到產品準備停止生產下市時(EOL: End of Life),要與客戶協商好庫存處理、停產時間點、後續的保固維修...等,有些分工比較細的公司會把量產機種集中交由另外的PM負責管理,很大部分任務焦點在管控物料,會比較無聊繁瑣。


在整個產品開發流程中還有許多門門道道、眉眉角角,是非常需要時間累積經驗的工作,知道哪裡有坑不要掉下去、哪裡有潛在風險早點要考慮,過程中有很多樂趣可能也會充滿挫折,自我排解不能或是鑽牛角尖的時候,找人聊聊發洩會好得多,有時候把問題說出口就會發現好像也沒那麼嚴重;祝福大家都能在工作中找到放過自己的方法,人生不是只有工作,工作不是只剩這份喔。

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